王學(xué)斌

（昌吉水文勘測局,新疆 昌吉 831100）

1 研究區(qū)域及資料

呼圖壁河是天山北坡中段第二大河流，河道總長度176 km，上游山區(qū)支流呈樹枝狀分布，兩岸有一級支流30 條，其中10 條支流源頭在冰川和永久積雪區(qū)，其余支流皆源于中山、低山區(qū)，靠季節(jié)性積雪消融和夏季降水補(bǔ)給。上游河道坡降較大，石門水文站以上達(dá)23.3‰，自上而下分別建有石門水文站、呼圖壁縣水管站所屬青年渠首及芨芨壩渠分水閘站，其中石門站集水面積為1840 km2，其控制年徑流量占該河全流域年徑流量的93.3%，石門站以下主要為徑流散失區(qū)。本文采用石門水文站1978年～2017年共40 年天然月徑流資料展開分析[1]。

2 徑流年際變化規(guī)律分析

2.1 徑流年際變化趨勢分析

通過對石門站年徑流過程線進(jìn)行曲線擬合建立年徑流量二次回歸方程和5年滑動平均值計算，對年徑流曲線變化趨勢進(jìn)行大致分析。二次回歸方程為：y=-0.2027 x2+811.94 x-812669，二次系數(shù)為負(fù)值表明石門站年徑流量在整個研究年份內(nèi)呈先增長后減小的趨勢，回歸曲線頂點(diǎn)在2002年；5年滑動平均值也呈現(xiàn)年徑流量先是增長趨勢，2002年后呈現(xiàn)下降趨勢，2010年后趨于平緩。

運(yùn)用M-K非參數(shù)趨勢檢驗(yàn)法對石門站年、汛期、非汛期各月徑流量變化趨勢進(jìn)行定量分析，見圖1。由圖1可得出：①年徑流量增長趨勢特別顯著，接近99%置信度，其中非汛期增長趨勢最為顯著，超過99%置信度，汛期增長趨勢也超過95%置信度；②年內(nèi)各月徑流量序列中，僅5月呈現(xiàn)下降趨勢且趨勢不顯著；2月～4月即春季徑流量增長趨勢最為顯著，超過99%置信度；9月～11月即汛期結(jié)束后，徑流量增長趨勢不顯著。

圖1 石門站年徑流量M-K檢驗(yàn)成果

2.2 徑流年際和年代變化特征分析

按年代將石門站天然徑流系列進(jìn)行統(tǒng)計分析，見表1。結(jié)合圖1可得：①年際變化上，研究期內(nèi)1999年徑流量最大為634.1×106m3，1986年徑流量最小為363.0×106m3，極值比為1.75，變差系統(tǒng)為14.90%；②20 世紀(jì)90 年度之前距平值均為負(fù)值，之后均為正值，極值介于1.03～1.52 之間，變差系數(shù)介于2.27%～15.23%之間，說明不同年代間徑流量波動相差不大，2000年～2009年變差系數(shù)最大，說明此年代年際波動幅度最大。

3 徑流年內(nèi)分布規(guī)律分析

3.1 徑流年內(nèi)分布過程分析

繪制石門站各年代及多年平均年內(nèi)分布比例曲線分析石門站天然徑流年內(nèi)分布規(guī)律，見圖2。

由圖2 可得出：徑流在各年代分布規(guī)律的一致性特別強(qiáng)，呈現(xiàn)基本對稱的單峰形態(tài)，且峰值均出現(xiàn)在7 月，徑流集中在6 月～8 月，這三個月的徑流量之和占全年的70%左右。

表1 石門站各年代徑流量統(tǒng)計表

圖2 石門站徑流量年內(nèi)分布過程及分布比例曲線圖

3.2 徑流年內(nèi)分布特征分析

呼圖壁河天然徑流年內(nèi)分布特征[2]可通過計算徑流年內(nèi)分布不均勻系數(shù)Cv、年內(nèi)分布完全調(diào)節(jié)系數(shù)Cr、集中度Cd、集中期D等指標(biāo)從多個角度進(jìn)行定量分析。經(jīng)分析可知，集中度和集中期能夠更客觀展現(xiàn)出呼圖壁河徑流量年內(nèi)分布特征[3]。繪制集中度和集中期指標(biāo)變化過程曲線，見圖3。

圖3 石門站徑流量Cd和D分布特征圖

對石門站年內(nèi)分配指標(biāo)進(jìn)行分析，可得出：①Cv和Cr變化趨勢一致，反映了徑流量年內(nèi)分布的集中情況，且兩個指標(biāo)的值均偏大，表明研究期內(nèi)呼圖壁河的徑流年內(nèi)分布非常集中；②D值的分布范圍是6.9～7.6，平均值是7.2，表明呼圖壁河徑流基本都集中在7月上旬，Cd值的范圍是0.59～0.73，平均值為0.67，表明徑流集中期的徑流量占全年的67%，集中度較高；③D值2005 年前波動幅度較大且無規(guī)律，2005 年之后有逐步前移的趨勢。

4 結(jié)論

本文通過呼圖壁河石門水文站近40 年月徑流數(shù)據(jù)分析了呼圖壁河徑流年際變化規(guī)律和年內(nèi)分配特征[4]，主要有如下結(jié)論：

（1）呼圖壁河年徑流量增長趨勢顯著，接近99%置信度，其中非汛期增長趨勢最為顯著，超過99%置信度，汛期增長趨勢也超過95%置信度；2 月～4 月即春季徑流量增長趨勢顯著，超過99%置信度；9 月～11 月即汛期結(jié)束后，徑流量增長趨勢趨勢不顯著。

（2）呼圖壁河天然徑流年內(nèi)分布過程分析與Cv、Cr、Cd的分析結(jié)果一致，各種分析方法都表明呼圖壁河徑流年內(nèi)分布集中度較高。集中度和集中期的分析最具代表性，能夠定量直觀地給出徑流年內(nèi)分布特征：D值的分布范圍是6.9～7.6，平均值是7.2，表明呼圖壁河徑流基本都集中在7 月上旬，Cd值的范圍是0.59～0.73，平均值為0.67，表明徑流集中期的徑流量占全年的67%，集中度較高；D 值2005 年前波動幅度較大且無規(guī)律，2005年之后有逐步前移的趨勢，結(jié)合呼圖壁河春季徑流量增長趨勢特別顯著的現(xiàn)象，表明呼圖壁河上半年徑流量增加明顯。