人類(lèi)活動(dòng)對(duì)南盤(pán)江上段徑流變化的影響

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簡(jiǎn)介： 通過(guò)對(duì)南盤(pán)江上段流域降雨、徑流的地區(qū)分布、年內(nèi)分配、年際變化及近年來(lái)的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，得出影響本流域徑流變化的主要因素是降雨的分布及變化，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流量的影響甚微，對(duì)水質(zhì)及環(huán)境的破壞則很明顯。
關(guān)鍵字：徑流變化 影響因素

南盤(pán)江上段是珠江的源頭，從發(fā)源地到陸良西橋水文站，控制徑流面積3253平方公里，河長(zhǎng)162.4公里。徑流區(qū)內(nèi)有松林、沾益、曲靖、陸良?jí)巫邮乔甘薪?jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的腹心地帶，也是云南省商品糧、生豬、蠶桑養(yǎng)殖基地。該區(qū)域不但經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，而且水利化程度也很高，在云南省來(lái)說(shuō)，是人類(lèi)活動(dòng)對(duì)流域的自然形態(tài)影響較大的區(qū)域。通過(guò)對(duì)該流域年徑流變化的分析，探索影響徑流變化的主要因素。

　　1、基本概況

　　1.1自然地理

　　流域位于曲靖市中部。山勢(shì)以平緩的中山、低山為主，頂部保存有較好的高原面；河谷以開(kāi)闊的壩區(qū)為主，被第四系松散沉積物厚厚覆蓋，最厚達(dá)568米，有利于農(nóng)業(yè)開(kāi)墾種植；土壤以紅壤為主，大量分布于山區(qū)、壩區(qū)；山區(qū)植被覆蓋率高達(dá)50%以上，壩區(qū)則被大量開(kāi)墾成農(nóng)田，且大部分以水稻種植為主。

　　流域處于東經(jīng)103°33′--104°09′北緯25°01′--25°56′之間，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，兼有高原氣候特征，冬暖夏涼，干濕季節(jié)分明的特點(diǎn)。流域多年平均降水量921.1mm,而5—10月的汛期降水量達(dá)798.2mm，占全年降水的86.7%。流域多年平均徑流深338.2mm,年徑流系數(shù)為0.37。

　　1.2 水利工程概況

　　為了開(kāi)發(fā)利用南盤(pán)江流域上段松、沾、曲、陸壩子的水土資源，保護(hù)兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)，從五十年代開(kāi)始，在南盤(pán)江上段蓄水、引水和堤防工程。經(jīng)過(guò)近五十年的努力，流域內(nèi)建成中型水庫(kù)9件，蓄水總量26772萬(wàn)立方米；?。ㄒ唬┬退畮?kù)28件，蓄水總量7360萬(wàn)立方米；?。ǘ┬退畮?kù)122件，蓄水總量2791萬(wàn)立方米。各類(lèi)蓄水工程蓄水總量38224萬(wàn)立方米，控制徑流面積2070平方公里，占到流域面積的63.6%。除了各類(lèi)蓄水工程外，在南盤(pán)江干流上修建大型水閘9座和眾多的灌溉渠道，為南盤(pán)江大型灌區(qū)的建成打下很好的基礎(chǔ)。

　　1.3 測(cè)站概況

　　在南盤(pán)江干流先后設(shè)立過(guò)5個(gè)水文站，其中3個(gè)是臨時(shí)的，兩個(gè)為基本站。三個(gè)臨時(shí)站槍子山有6年的觀測(cè)資料，潦滸石有13年的觀測(cè)資料，響水壩有9年的觀測(cè)資料；兩個(gè)基本站沾益站建于1942年，西橋站建于1951年。在流域內(nèi)現(xiàn)在還設(shè)有19個(gè)雨量站，其中有12站的觀測(cè)年限有30年以上。本次分析將以西橋站徑流資料系列為主。站網(wǎng)分布及流域水系圖如上圖所示。

　　附圖1 南盤(pán)江上段水系圖

　　2、流域降雨分析

　　在南盤(pán)江上段流域，降雨是徑流的唯一補(bǔ)給源，降雨的分布、降雨的變化直接影響徑流的分布及變化。為了保證資料系列的長(zhǎng)度和足夠站點(diǎn)，選取流域內(nèi)12個(gè)雨量站點(diǎn)進(jìn)行分析，資料系列從1960~~2000年，對(duì)個(gè)別站作適當(dāng)插補(bǔ)。

　　2.1 流域年降雨分布

　　流域自上而下分布著松林、沾曲、陸良?jí)巫?，用松林、沾益、西橋三站作代表，點(diǎn)繪三站年降雨對(duì)照?qǐng)D，如附圖2所示，降雨對(duì)照關(guān)系非常好。從圖中可以看出，松林站降雨量最大，沾益次之，西橋最小，可見(jiàn)，年降雨量上游大于下游。分別對(duì)沾益站以上流域和西橋站以上流域計(jì)算流域平均降雨量，沾益以上流域多年平均降雨量997.1mm, 西橋以上流域多年平均降雨量921.1mm,說(shuō)明降雨自上游向下游減小。

　　2.2 降雨年內(nèi)及年際變化

　　年內(nèi)降雨集中，年際變化大是本流域的降雨特點(diǎn)。流域多年平均降雨量921.1mm,5~~10月汛期降雨量798.2mm，占全年降雨的86.7%，降雨主要集中在汛期。流域最大年降雨量1310.0mm，最小年587.2mm,相差722.8mm，可見(jiàn)年際間降雨量的差別很大。

　　2.3 降雨近年變化形式

　　以5年為時(shí)段，逆時(shí)序統(tǒng)計(jì)年降雨和月降雨量。年降雨量沒(méi)有表現(xiàn)出明顯變化趨勢(shì)，仍然在多年平均值附近擺動(dòng)。在年內(nèi)分配方面，汛期降雨所占比重再逐漸減小（如下表所示）。

　　附表1 流域降雨量分時(shí)段統(tǒng)計(jì)表

時(shí)段 (年)61~6566~7071~7576~8081~8586~9091~9596~00年降雨量(mm)936.6922.0993.3890.7911.9875.5899.6937.5汛期所占比重(%)91.289.686.089.183.086.483.884.4

　　從表中可看出，61年到80年期間，各時(shí)段平均年降雨量較多年大，20年平均達(dá)935.7mm，比81年到2000年的906.1mm僅大29.6mm。而汛期降雨所占比重前20年為89.0%，比后20年的84.4%高出4.6個(gè)百分點(diǎn)。平均年降雨量在96~2000年已超過(guò)多年平均，但汛期所占比重仍低于多年平均。

　　3、年徑流系列分析

　　3.1 徑流量的區(qū)間組成

　　在上游的沾益站，控制徑流面積552Km2,占西橋站的17.0%；多年平均徑流量2.2億立方米，占西橋站的20.3%。上游產(chǎn)流量大于下游，徑流深從上游向下游遞減，與降雨的分布情況吻合。

　　3.2 年徑流系列的年際變化

　　根據(jù)西橋站（控制徑流面積3253Km2）1953~~2001年徑流資料統(tǒng)計(jì)，流域多年平均徑流量為10.8億立方米，最大年徑流量23.2億立方米，最小年徑流量3.7億立方米，最大年是最小年的6.3倍，可見(jiàn)年徑流的年際變化很大。椐K=Ri年/R多年-1計(jì)算年徑流距平變化值，點(diǎn)繪歷年過(guò)程線，如附圖2所示，年徑流的年際變化也是很大的。用數(shù)理統(tǒng)計(jì)矩法計(jì)算年徑流系列的Cv=0.40，符合南方濕潤(rùn)地區(qū)的Cv值變化規(guī)律。

　　從年徑流的年際變化圖上可以看出，年徑流豐枯變化頻繁，豐枯交替出現(xiàn)，多以2~~3年為一個(gè)變化周期，最長(zhǎng)的枯水年組1980~~1984年，5年的年平均流量在21.8~~29.8m³/s之間，小于多年平均流量34.1m³/s。在每一個(gè)變化周期內(nèi)，豐枯值相差較大，一般豐值是枯值的2~~4倍，最大達(dá)到4.6倍。

　　3.3 徑流的年內(nèi)分配

　　和降雨的年內(nèi)分配一樣，徑流量在年內(nèi)也是集中汛期。從月徑流柱狀圖可看出，7、8兩月的流量最大，汛期占全年徑流量的84.4%。徑流在年內(nèi)的分配極不平衡，且與農(nóng)業(yè)用水向悖，4~~5月是農(nóng)業(yè)用水的高峰期，徑流則是最小。

　　3.4 年徑流系數(shù)及變化規(guī)律

　　徑流系數(shù)K=R/P(式中R為徑流深，P為降雨量)是反映降雨轉(zhuǎn)化為徑流的比例系數(shù)。它所顯示的意義是整個(gè)下墊面對(duì)降雨產(chǎn)流過(guò)程的影響程度。流域多年平均徑流系數(shù)0.37，最大0.53，最小0.15。徑流系數(shù)與降雨表現(xiàn)出很好的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.71，特別是降雨量大的年份，徑流系數(shù)都較大；在連續(xù)干旱年份，徑流系數(shù)逐漸變??；而在豐水年組出現(xiàn)的枯水年，徑流系數(shù)則沒(méi)有明顯變小。這一方面反映出降雨在向徑流的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，降雨必須首先滿(mǎn)足地下水的補(bǔ)給，在連續(xù)干旱年份，土壤缺水量大，降雨的產(chǎn)流量少，徑流系數(shù)就變小。另一方面也反映出蓄水工程對(duì)徑流的調(diào)節(jié)作用，蓄豐補(bǔ)枯，使得在豐水年組出現(xiàn)枯水年時(shí)，徑流系數(shù)沒(méi)有明顯變小。

　　3.5 年徑流近年的變化趨勢(shì)

　　以5年為時(shí)段，逆時(shí)序統(tǒng)計(jì)年徑流量和月徑流量。見(jiàn)下表：

附表2 年徑流統(tǒng)計(jì)表

單位：m³/s.月

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年平均時(shí)段8.705.956.714.3616.537.713110253.353.037.813.239.496--0012.86.089.813.629.6750.565.169.993.498.832.427.240.191--953.112.490.810.7112.543.547.843.067.166.115.210.026.186--907.375.204.582.0814.470.572.454.666.035.218.79.1730.181--854.714.761.591.449.1651.499.995.572.436.316.49.1933.876--808.595.171.521.8623.591.972.388.375.827.618.811.935.771--759.364.331.941.723.8464.198.981.977.853.018.812.235.866--709.826.792.592.167.9965.081.1106.70.878.941.118.441.061--657.464.853.611.2223.166.480.785.242.839.812.710.126.756--607.894.032.370.9912.934.977.9112.63.642.534.515.232.553--57

　　由于流域的蓄水工程大多在58年建成，對(duì)53~~57年作一個(gè)單獨(dú)時(shí)段統(tǒng)計(jì)。從表中可看出，年徑流沒(méi)有明顯的變大變小，仍在圍繞均值變動(dòng)；徑流年內(nèi)分配才顯示出，11月份的徑流有減小趨勢(shì)。從53~~57年的統(tǒng)計(jì)看，年徑流量32.5m³/s.月，11月平均流量34.5m³/s，而58年以后，66~~70年、76~~70年、81~~85年年徑流分別為35.8 m³/s.月、33.8 m³/s.月、30.1 m³/s.月，11月份平均流量分別為18.8 m³/s、16.4 m³/s、18.7 m³/s，都比53~~57年的大；而11月平均流量與53~~57年相差不大的91~~95、96~~2000年，年徑流分別為40.1 m³/s、39.4 m³/s比53~~57年大23.4%、21.2%。這主要是流域內(nèi)的水庫(kù)都為年調(diào)節(jié)水庫(kù)，對(duì)年徑流造不成影響；而用水最大的是農(nóng)業(yè)灌溉，退水仍回歸本流域，所以年徑流沒(méi)有大的變化。水庫(kù)蓄水主要是汛末的10月才開(kāi)始，主汛期水庫(kù)以防洪為主。

　　4、水環(huán)境及水質(zhì)變化

　　南盤(pán)江上段流域近20年來(lái)水環(huán)境急劇惡化，水中動(dòng)物的品質(zhì)下降，南盤(pán)江的魚(yú)近年就有一股柴油味。水質(zhì)惡化是水環(huán)境惡化的直接原因，近20年的觀測(cè)表明，水質(zhì)污染加劇，工業(yè)廢水、生活污水的排放激增是水環(huán)境惡化的主要原因。據(jù)80年水資源評(píng)價(jià)表明，南盤(pán)江上段水質(zhì)受到輕度污染，該段工業(yè)廢水年排放量為0.22億立方米，城鎮(zhèn)生活污水0.014億立方米；到2001年，南盤(pán)江上段水質(zhì)達(dá)到I~~II類(lèi)水的河段僅有8公里，占全河長(zhǎng)的4.9，其余河段水質(zhì)均為V類(lèi)和劣V類(lèi)水，該河段年廢水排放量為1.31億立方米，為80年的5.7倍，其中工業(yè)廢水1.00億立方米，增長(zhǎng)了4.5倍，城鎮(zhèn)生活污水0.31億立方米，增長(zhǎng)了22.1倍?？梢?jiàn)城市化發(fā)展的加快，也帶來(lái)了污水排放的激增。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流量的影響較小，但對(duì)水質(zhì)、水環(huán)境的影響卻是很明顯的。

　　5、結(jié)語(yǔ)

　　（1）、降雨是影響本流域徑流變化的主要原因，徑流的分布和變化起決于降雨的分布和變化。徑流年內(nèi)集中，年際變化大。

　　（2）、降雨量不但影響徑流量，還對(duì)徑流系數(shù)有很大影響，降雨量大的年份徑流系數(shù)也大。

　?。?）、人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流量沒(méi)有造成明顯影響，但對(duì)環(huán)境和水質(zhì)都較大的破壞。

　?。?）、降雨和徑流都沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的變大或變小趨勢(shì)，仍在多年平均值上下變動(dòng)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 朱曉原、張學(xué)成著《黃河水資源變化研究》，黃河水利出版社

　　[2] 伍立群著《南盤(pán)江上段洪水災(zāi)害研究》，曲靖地區(qū)水電局

　　[3]《云南省地表水資源水質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)成果》，云南省水利水電廳

　　[4]《曲靖市水資源公報(bào)2001》，曲靖市水務(wù)局

　　[5] 資料來(lái)源于水文年鑒