伊洛河流域气候与下垫面变化对洪水径流的影响李致家，张萍，李晓，吴勇拓河海大学水文水资源学院，南京（210098）E-mail：adelineqiqi@摘要：为了探讨伊洛河流域气候及下垫面变化对径流的影响，采用Kendall秩相关检验对伊洛河黑石关站以上地区1960—2000年的实测降雨径流资料序列进行趋势检验，并重点对伊洛河段水库群集中的长水-白马寺区间进行了分析，结果表明，该地区的降雨径流都随时间有减小的趋势，而水库调蓄是造成流量变化的主要原因。
关键词：Kendall检验；伊洛河流域；下垫面变化中图分类号：P3331. 引言伊洛河是黄河中游下段最大的支流，发源于陕西省洛南县，发育穿行在熊耳山的南北两麓，自西南向东北方向汇入黄河，干流全长974km,黑石关站为伊洛河最下游控制站，流域面积18563㎞²[1]。
近几十年来，随着气候变化和人类活动的影响，尤其是流域内大小水库的扩建、封山育林、种植结构的改变，河川径流已经发生了一系列深刻的变化[2]，其演变过程受气候、地貌、土壤和植被等自然条件以及人类活动的耦合作用，分析伊洛河的径流特征，认识其演化规律和趋势，对深入了解流域开发对径流产生的影响和流域的水资源合理规划利用有重要意义。
位于东经110°—113.5°、北纬33.5°—35°之间的伊洛河黑石关站以上流域，是本次研究的重点，流域地形及站点分布图如图1所示。
采用卢氏、故县、长水、新安、白马寺、东湾、陆浑、龙门镇、黑石关这九个观测站。
通过对伊洛河黑石关以上流域1960—2000年降雨径流关系的年际变化和汛期变化的分析，并重点对水库群集中的长水-白马寺区间进行了分析，结果表明，该地区的降雨径流都随时间有减小的趋势。
2. 降雨量变化分析2.1 年降雨量变化由于该地区资料情况比较差，个站点，分别是：卢氏、长水、新安、白马寺、龙门镇、东湾、黑石关。
选用1960—2000年的实测降雨资料，按各站点控制流域面积对7个站点的降雨量进行加权平均，得到伊洛河黑石关站以上流域逐年平均降雨量，如图2所示。
由图2可见，黑石关以上流域的年降雨量呈峰谷相间的状态，一般枯值出现的历时为2—4年，趋势线方程为y=—1.6533x+523.14，在这41年中年降雨量减少了近70mm，平均每年减少约1.7mm。
同时，点绘黑石关以上流域五年平均降雨量变化过程，如图3，可以发现，该流域的年降水量基本上以5年为一个周期上下波动，但总体呈减少的趋势。
图2 伊洛河黑石关以上流域年降雨量变化过程Fig. 2 Annual rainfall diversification process of YiLuo River basin upstream HeiShiGuan图3 伊洛河黑石关以上流域五年平均降雨量变化过程Fig. 3 Five years average rainfall changes process of YiLuo River basin upstream HeiShiGuan2.2汛期降雨量变化伊洛河流域多年平均降雨量为600—800mm，降雨量的年际变化较大，年内分配也极不均匀。
暴雨主要发生在7、8月份，降雨量约占年降雨量的38%左右，有些年份亦有9月发生暴雨的记录[3]。
因此，这里将7、8、9三个月作为汛期，分别对黑石关以上流域各站进行降雨径流分析。
考虑到资料的一致性和完整性，选择卢氏、长水、新安、白马寺、龙门镇、东湾、陆浑、黑石关共8个站点，采用1960—2000年的实测降雨资料绘制各站的逐年汛期雨量变化过程线，按各站点控制流域面积对7个站点的降雨量进行加权平均，得到黑石关以上流域的逐年汛期平均降雨量，如图4。
由图可见，伊洛河黑石关以上流域的汛期降雨量随年代变化呈峰谷相间状态，一般枯值出现的历时为1—2年，与流域年雨量的变化情况相同，趋势线方程为y=—0.9569x+340.21。
另外，点绘黑石关以上流域汛期五年平均降雨量变化过程，如图5可以看出流域汛期降水量总体呈减少的趋势。
图4 伊洛河黑石关以上流域逐年汛期降雨量变化过程Fig.4 Rainfall changing process of YiLuo River basin upstream HeiShiGuan in the flood season year by year图5 伊洛河黑石关以上流域汛期五年平均降雨量变化过程Fig. 5 Five years average rainfall changes process of YiLuo River basin upstream HeiShiGuan in the flood season3. 降雨径流趋势分析按照流域产流规律，降雨量与产生的径流量成正比关系，即：R P α=⋅ （1）可得R P PR P Pαα∆⋅∆∆==⋅ （2） 对各站的年及汛期降雨和流量变化幅度进行统计，结果分别见表1、表2，可以发现除黑石关站以外，各站点的降雨变幅相差不大，在1960—2000年的41年内减少了约14%左右（汛期除陆浑站和黑石关站以外，41年内减少了约11%左右）；而实测流量的区间变化则很明显，主要集中在长水-白马寺区间和东湾-龙门镇区间。
这说明除了降雨减少引起的流量减少以外，还有其他因素对流量有影响。
表1 1960—2000年各站点降雨流量变化幅度统计表Table 1 Statistics of each station rainfall and flow changes range between 1960&20001960-2000年变化的百分比站名降雨（%）流量（%）东湾-12.4 -28.9龙门镇-12.9 -64.4卢氏-9.5 -50.2 *长水-14.7 -77.8白马寺-15.0 -50.9新安-14.8 -71.8黑石关 5.2 -58.2 黑石关（面）-12.6 -58.2*注：卢氏站1962—1970年流量资料缺失。
表2 1960—2000年各站点汛期降雨流量变化幅度统计Table 2 Statistics of each station rainfall and flow changing range between 1960&2000 in the flood season1960-2000年汛期变化的百分比站名降雨（%）流量（%）东湾-13.1 -23.3陆浑 2.5 -55.1 *龙门镇-10.7 -63.3* 卢氏-7.4 -22.7长水-11.8 -69.0白马寺-15.1 -46.9新安-12.5 -65.6黑石关12.0 -55.3 黑石关（面）-11.3 -55.3 *注：陆浑站1989—2000年流量资料缺失，卢氏站1962—1970年流量资料缺失。
3.1 Kendall秩相关检验Kendall秩相关检验是判断时间序列趋势性的方法[4]。
采用Kendall秩相关检验对伊洛河黑石关站以上地区1960—2000年的年与汛期实测降雨径流资料序列进行趋势检验。
结果如图6、7、8和9所示。
3.2长水-白马寺区间根据资料，伊洛河现有陆浑和故县两座大型水库，分别在1965、1992年竣工，承担着图8 1960—2000年汛期降雨变化幅度分布示意图 Fig.8 Distribution of rainfall change range between1960 and 2000 in the flood season 图9 1960—2000年汛期流量变化幅度分布示意图 Fig.9 Distribution of flow change range between 1960and 2000 in the flood season图6 1960—2000年降雨变化幅度分布示意图 Fig.6 Distribution of rainfall change range between1960 and 2000 图7 1960—2000年流量变化幅度分布示意图 Fig.7 Distribution of flow change range between 1960and 2000调节上游来水和防洪的任务，近百座中小水库，总库容26.5亿m3,控制面积9798km3，占伊洛河流域面积的52%[5]。
对比流量变化趋势线，应该说大水库的调洪和中小水库的拦蓄是导致流域径流减小的主要原因之一。
下面重点对降雨径流变化较大的长水-白马寺区间进行分析。
长水-白马寺区间是中小型水库分布较为集中的地区之一，共有中型水库2座，小Ⅰ型水库45座，小Ⅱ型水库92座，控制面积占区间面积的25.7%。
70年代以前是小水库建设的高峰期，占总数的95.8%[6]。
在长水-白马寺区间上游有故县水库，开工兴建于1958年，1992年基本建成，其间经历了“四下三上”的漫长过程。
按照各时期水利工程的建设情况，将区间内各站1960—2000年实测降雨和流量资料分为1960—1970年、1970—1992年、1992—2000年三个阶段，分别采用最小二乘法计算趋势线，得到各个阶段的降雨和流量变化情况，并计算累积变化量，年资料分析如表3所示，汛期资料分析如表4所示。
表3 长水-白马寺区间降雨流量变化趋势（累积）Table 3 Trend of rainfall and flow between ChangShui and BaiMaSi（accumulated）长水新安白马寺年代降雨（%）流量（%）降雨（%）流量（%）降雨（%）流量（%）-16.2 -19.8 -8.5 -36.0 1.5 -23.8 1960-1970-21.2 -44.0 -3.8 -31.1 -17.4 -12.5 1970-1992-31.9 -50.5 -11.3 -27.8 -14.5 -18.6 1992-2000表4 长水-白马寺区间汛期降雨径流变化趋势（累积）Table 4 Trend of rainfall and flow between ChangShui and BaiMaSi in the flood season长水新安白马寺年代降雨（%）流量（%）降雨（%）流量（%）降雨（%）流量（%）1960-1970 -1.5 -27.0 10.8 -39.5 43.3 -29.1 1970-1992 -4.9 -33.4 19.0 -33.1 15.7 -12.7 1992-2000 -8.8 -40.9 14.1 -14.1 13.3 -15.3由表3可见，在1960—1970年间，长水站的流量减少基本与降雨减少保持一致，区间流量减少主要集中在新安站所在的涧河流域，由于中小水库拦蓄造成。
