人类活动对南盘江上段径流变化的影响

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简介： 通过对南盘江上段流域降雨、径流的地区分布、年内分配、年际变化及近年来的变化趋势进行分析，得出影响本流域径流变化的主要因素是降雨的分布及变化，人类活动对径流量的影响甚微，对水质及环境的破坏则很明显。
关键字：径流变化 影响因素

南盘江上段是珠江的源头，从发源地到陆良西桥水文站，控制径流面积3253平方公里，河长162.4公里。径流区内有松林、沾益、曲靖、陆良坝子是曲靖市经济较为发达的腹心地带，也是云南省商品粮、生猪、蚕桑养殖基地。该区域不但经济发达，而且水利化程度也很高，在云南省来说，是人类活动对流域的自然形态影响较大的区域。通过对该流域年径流变化的分析，探索影响径流变化的主要因素。

　　1、基本概况

　　1.1自然地理

　　流域位于曲靖市中部。山势以平缓的中山、低山为主，顶部保存有较好的高原面；河谷以开阔的坝区为主，被第四系松散沉积物厚厚覆盖，最厚达568米，有利于农业开垦种植；土壤以红壤为主，大量分布于山区、坝区；山区植被覆盖率高达50%以上，坝区则被大量开垦成农田，且大部分以水稻种植为主。

　　流域处于东经103°33′--104°09′北纬25°01′--25°56′之间，属亚热带季风气候区，兼有高原气候特征，冬暖夏凉，干湿季节分明的特点。流域多年平均降水量921.1mm,而5—10月的汛期降水量达798.2mm，占全年降水的86.7%。流域多年平均径流深338.2mm,年径流系数为0.37。

　　1.2 水利工程概况

　　为了开发利用南盘江流域上段松、沾、曲、陆坝子的水土资源，保护两岸人民的生命财产，从五十年代开始，在南盘江上段蓄水、引水和堤防工程。经过近五十年的努力，流域内建成中型水库9件，蓄水总量26772万立方米；小（一）型水库28件，蓄水总量7360万立方米；小（二）型水库122件，蓄水总量2791万立方米。各类蓄水工程蓄水总量38224万立方米，控制径流面积2070平方公里，占到流域面积的63.6%。除了各类蓄水工程外，在南盘江干流上修建大型水闸9座和众多的灌溉渠道，为南盘江大型灌区的建成打下很好的基础。

　　1.3 测站概况

　　在南盘江干流先后设立过5个水文站，其中3个是临时的，两个为基本站。三个临时站枪子山有6年的观测资料，潦浒石有13年的观测资料，响水坝有9年的观测资料；两个基本站沾益站建于1942年，西桥站建于1951年。在流域内现在还设有19个雨量站，其中有12站的观测年限有30年以上。本次分析将以西桥站径流资料系列为主。站网分布及流域水系图如上图所示。

　　附图1 南盘江上段水系图

　　2、流域降雨分析

　　在南盘江上段流域，降雨是径流的唯一补给源，降雨的分布、降雨的变化直接影响径流的分布及变化。为了保证资料系列的长度和足够站点，选取流域内12个雨量站点进行分析，资料系列从1960~~2000年，对个别站作适当插补。

　　2.1 流域年降雨分布

　　流域自上而下分布着松林、沾曲、陆良坝子，用松林、沾益、西桥三站作代表，点绘三站年降雨对照图，如附图2所示，降雨对照关系非常好。从图中可以看出，松林站降雨量最大，沾益次之，西桥最小，可见，年降雨量上游大于下游。分别对沾益站以上流域和西桥站以上流域计算流域平均降雨量，沾益以上流域多年平均降雨量997.1mm, 西桥以上流域多年平均降雨量921.1mm,说明降雨自上游向下游减小。

　　2.2 降雨年内及年际变化

　　年内降雨集中，年际变化大是本流域的降雨特点。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，可见年际间降雨量的差别很大。

　　2.3 降雨近年变化形式

　　以5年为时段，逆时序统计年降雨和月降雨量。年降雨量没有表现出明显变化趋势，仍然在多年平均值附近摆动。在年内分配方面，汛期降雨所占比重再逐渐减小（如下表所示）。

　　附表1 流域降雨量分时段统计表

时段 (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

　　从表中可看出，61年到80年期间，各时段平均年降雨量较多年大，20年平均达935.7mm，比81年到2000年的906.1mm仅大29.6mm。而汛期降雨所占比重前20年为89.0%，比后20年的84.4%高出4.6个百分点。平均年降雨量在96~2000年已超过多年平均，但汛期所占比重仍低于多年平均。

　　3、年径流系列分析

　　3.1 径流量的区间组成

　　在上游的沾益站，控制径流面积552Km2,占西桥站的17.0%；多年平均径流量2.2亿立方米，占西桥站的20.3%。上游产流量大于下游，径流深从上游向下游递减，与降雨的分布情况吻合。

　　3.2 年径流系列的年际变化

　　根据西桥站（控制径流面积3253Km2）1953~~2001年径流资料统计，流域多年平均径流量为10.8亿立方米，最大年径流量23.2亿立方米，最小年径流量3.7亿立方米，最大年是最小年的6.3倍，可见年径流的年际变化很大。椐K=Ri年/R多年-1计算年径流距平变化值，点绘历年过程线，如附图2所示，年径流的年际变化也是很大的。用数理统计矩法计算年径流系列的Cv=0.40，符合南方湿润地区的Cv值变化规律。

　　从年径流的年际变化图上可以看出，年径流丰枯变化频繁，丰枯交替出现，多以2~~3年为一个变化周期，最长的枯水年组1980~~1984年，5年的年平均流量在21.8~~29.8m³/s之间，小于多年平均流量34.1m³/s。在每一个变化周期内，丰枯值相差较大，一般丰值是枯值的2~~4倍，最大达到4.6倍。

　　3.3 径流的年内分配

　　和降雨的年内分配一样，径流量在年内也是集中汛期。从月径流柱状图可看出，7、8两月的流量最大，汛期占全年径流量的84.4%。径流在年内的分配极不平衡，且与农业用水向悖，4~~5月是农业用水的高峰期，径流则是最小。

　　3.4 年径流系数及变化规律

　　径流系数K=R/P(式中R为径流深，P为降雨量)是反映降雨转化为径流的比例系数。它所显示的意义是整个下垫面对降雨产流过程的影响程度。流域多年平均径流系数0.37，最大0.53，最小0.15。径流系数与降雨表现出很好的关系，相关系数高达0.71，特别是降雨量大的年份，径流系数都较大；在连续干旱年份，径流系数逐渐变小；而在丰水年组出现的枯水年，径流系数则没有明显变小。这一方面反映出降雨在向径流的转化过程中，降雨必须首先满足地下水的补给，在连续干旱年份，土壤缺水量大，降雨的产流量少，径流系数就变小。另一方面也反映出蓄水工程对径流的调节作用，蓄丰补枯，使得在丰水年组出现枯水年时，径流系数没有明显变小。

　　3.5 年径流近年的变化趋势

　　以5年为时段，逆时序统计年径流量和月径流量。见下表：

附表2 年径流统计表

单位：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月年平均时段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，对53~~57年作一个单独时段统计。从表中可看出，年径流没有明显的变大变小，仍在围绕均值变动；径流年内分配才显示出，11月份的径流有减小趋势。从53~~57年的统计看，年径流量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年年径流分别为35.8 m³/s.月、33.8 m³/s.月、30.1 m³/s.月，11月份平均流量分别为18.8 m³/s、16.4 m³/s、18.7 m³/s，都比53~~57年的大；而11月平均流量与53~~57年相差不大的91~~95、96~~2000年，年径流分别为40.1 m³/s、39.4 m³/s比53~~57年大23.4%、21.2%。这主要是流域内的水库都为年调节水库，对年径流造不成影响；而用水最大的是农业灌溉，退水仍回归本流域，所以年径流没有大的变化。水库蓄水主要是汛末的10月才开始，主汛期水库以防洪为主。

　　4、水环境及水质变化

　　南盘江上段流域近20年来水环境急剧恶化，水中动物的品质下降，南盘江的鱼近年就有一股柴油味。水质恶化是水环境恶化的直接原因，近20年的观测表明，水质污染加剧，工业废水、生活污水的排放激增是水环境恶化的主要原因。据80年水资源评价表明，南盘江上段水质受到轻度污染，该段工业废水年排放量为0.22亿立方米，城镇生活污水0.014亿立方米；到2001年，南盘江上段水质达到I~~II类水的河段仅有8公里，占全河长的4.9，其余河段水质均为V类和劣V类水，该河段年废水排放量为1.31亿立方米，为80年的5.7倍，其中工业废水1.00亿立方米，增长了4.5倍，城镇生活污水0.31亿立方米，增长了22.1倍。可见城市化发展的加快，也带来了污水排放的激增。人类活动对径流量的影响较小，但对水质、水环境的影响却是很明显的。

　　5、结语

　　（1）、降雨是影响本流域径流变化的主要原因，径流的分布和变化起决于降雨的分布和变化。径流年内集中，年际变化大。

　　（2）、降雨量不但影响径流量，还对径流系数有很大影响，降雨量大的年份径流系数也大。

　　（3）、人类活动对径流量没有造成明显影响，但对环境和水质都较大的破坏。

　　（4）、降雨和径流都没有表现出明显的变大或变小趋势，仍在多年平均值上下变动。

　　参考文献

　　[1] 朱晓原、张学成著《黄河水资源变化研究》，黄河水利出版社

　　[2] 伍立群著《南盘江上段洪水灾害研究》，曲靖地区水电局

　　[3]《云南省地表水资源水质调查评价成果》，云南省水利水电厅

　　[4]《曲靖市水资源公报2001》，曲靖市水务局

　　[5] 资料来源于水文年鉴