1952－2014年饒河流域水沙變化特征及影響因素

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:摘要：利用饒河流域１９５２－２０１４年３個水文站的實測流量、輸沙量資料，分析了饒河流域年徑流量、年輸沙量的變化特征。結(jié)果表明：（１）饒河流域從徑流和輸沙地區(qū)組成來看，昌江、樂安河、信江東大河占比在２０％～３５％之間，輸沙量和徑流量成正比；（２）饒河流域徑流量年際變化較大，２０世紀９０年代水量異常偏多（＋ ２０％），徑流、輸沙序列存在２０年的周期，但未來徑流量表現(xiàn)為明顯的隨機性；（３）輸沙量在１９９８年后顯著減少，導(dǎo)致水沙雙累積曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，未來輸沙量可能繼續(xù)減少；（４）２０００年后徑流量偏少（－１０％）是輸沙量減小的原因之一，１９９８－２００７年間建成的大中型水利工程攔截泥沙，是饒河２０００年后輸沙量異常偏少的另一個主要因素。由于流域水土流失治理、水利工程建設(shè)等，預(yù)計今后饒河干支流輸沙量仍將進一步減少。研究結(jié)果可為饒河流域水資源綜合利用開發(fā)和水生態(tài)保護提供參考。

關(guān)鍵詞

饒河流域；水沙特征；突變分析；趨勢分析

Characteristics and influence factors of runoff and sediment changes in Raohe River basin from 1952 to 2014

based on the daily measured disge and sediment data of three stations in Raohe River basin from 1952 to 2014, we studied the variation acteristics of the annual runoff and sediment transport. The results showed that:( 1) In terms of the regional composition of runoff and sediment transport in the Raohe River basin, the Changjiang River, Le’an River, and Dongdahe River took up 20%-35%, and the sediment transport and the runoff were directly proportional to each other. (2) The runoff in the Raohe River basin showed prominent interannual variations. The flow in the 1990s was greater than the normal level (by 20%). The main period of the runoff and sediment transport series was 20 years, but the future runoff showed prominent randomness.(3) The sediment load declined significantly after 1998, causing a turning point on the double accumulative curve of runoff and sediment. The future sediment load might keep declining. (4)One of the reasons for the reduction of sediment load in Raohe River basin was the reduction of runoff after 2000 (by 10%). Another main factor was the interception of sediment by large and medium water conservancy projects built between 1998 and 2007. Owing to the control of soil erosion and construction of water conservancy projects, the sediment in Raohe River basin is expected to decline further in the future. The results can provide a reference for the comprehensive utilization and development of water resources and the water ecological protection in Raohe River Basin.

Key words

Raohe River basin; runoff and sediment acteristics; mutation analysis; tendency analysis

徑流量是描述河流特征最重要和常用的指標，徑流量大小取決于氣象條件、流域特征，并受人類活動影響。輸沙量則是河流重要水文特征之一，反映流域土壤侵蝕強度、水土 流 失 等 情 況［１－３］。為 生 產(chǎn)、生活的需要，近２０年我國許多河流新建起了不少水利樞紐、發(fā)展了不少灌區(qū)，這對河流泥沙沖淤變化造成了較大影響。因此分析河流水沙變化是辨識人類活動對自然環(huán)境干擾的重要途徑之一。

鄱陽湖流域懸移質(zhì)輸沙量的跳躍特征與流域內(nèi)水庫建設(shè)、森林植被的變化密切相關(guān)［４］。近幾 十 年來，鄱陽湖流域水沙均發(fā)生了不同程度的變化，水庫等水利工程與水土保持工程對其有著深刻的影響，環(huán)境變化下鄱陽湖流域水沙變化規(guī)律也成為當前研究的熱點。對于鄱陽湖流域水沙變化，我國學(xué)者已開展過不少研究。如，早期的郭鵬、陳曉玲等［５］基于鄱陽湖流域３個水文站１９５５－２００１年的水沙數(shù)據(jù)，采用滑動平 均 法、Ｓｐｅａｒｍａｎ秩 次 相 關(guān) 檢 驗、線 性 回歸檢驗等方法，對鄱陽湖出湖輸沙量，贛江、信江水沙總體變化趨勢進行了分析。而后齊述華、熊夢雅等［６］利用鄱陽湖流域水文控制站１９５０－２０１０年 水文資料，系統(tǒng) 全 面 的 分 析 了 鄱 陽 湖 出、入 湖 泥 沙 特征，對鄱陽湖泥沙收支平衡進行了分析，并揭示了長江與鄱陽湖之間的水動力關(guān)系。還有研究者總結(jié)了鄱陽湖湖區(qū)、贛江、信江等流域的水沙變化規(guī)律，同時分析了其變化原因［７－２２］。鄱陽湖流域上述研究大多是針對鄱陽湖湖區(qū)或贛江、信江，現(xiàn)有研究基本未將饒河流域作為重點研究。

饒河是鄱陽湖流域五河水系之一，饒河水沙 變化特征對入湖水 沙 通 量 起 著 重 要 作 用。自 建 國 以來，隨著饒河流域 及 下 游 湖 區(qū) 經(jīng) 濟 社 會 快 速 發(fā) 展、人口增長 和 城 市 化 水 平 的 提 高，經(jīng) 濟 社 會 對 水 資源綜合利 用 與 水 生 態(tài) 環(huán) 境 保 護 的 要 求 越 來 越 高。因此，對饒 河 流 域 水 沙 變 化 特 征 進 行 研 究 很 有 意義。本文利用饒河 流 域 干 支 流 控 制 站 水 沙 觀 測 資料，采用傳 統(tǒng) 統(tǒng) 計 方 法，分 析 流 域 水 沙 趨 勢 性、跳躍性、周期 性 特 征，以 期 掌 握 在 水土保持工程和水利工程影響下流域徑流泥沙的演變規(guī)律，旨在為流域水資源綜合開發(fā)利用和水生態(tài)環(huán)境保護提供一定的科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

饒河為鄱陽湖水系五大河流之一，位于江西省東北部，位于東經(jīng)１１６°３０′－１１８°１３′，北緯２８°３４′－３０°０２′之 間，流 域 面 積２１２７２ｋｍ2。流 域 西 鄰 鄱 陽湖，北倚五龍山脈和白際山脈與安徽省青弋江毗鄰，南靠懷玉山脈與信江相鄰，東毗浙江省錢塘江。饒河由信江東大 河、樂 安 河、昌 江 來 水 匯 合 而 成（圖１）。饒河主流樂安河發(fā)源于戇、皖邊界的五龍山脈，自東北向西南流，流經(jīng)婺源、樂平、萬年等市區(qū)（縣），至蔡家灣于左岸樂安村有信江東大河注入，過樂安村向西北流，至姚公渡與昌江會合后稱饒河。二江會合后，繞鄱陽縣城注入鄱陽湖。樂安河流域面積８５４６ｋｍ2，主流全長２７９ｋｍ；昌江流域面積６７５４ｋｍ2，主流全長２５４ｋｍ；匯合口以下流域面積３７９ｋｍ2。

饒河流域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，春夏秋冬四季分明，氣候濕潤，雨量豐沛。流域內(nèi)多年平均降雨量為１７６８．５ｍｍ，降水量地區(qū)分布基本趨勢是樂安河略高于昌江，上游又稍大于下游。流域多年平均氣溫１７．５ ℃，多年平均蒸發(fā)量１４２６．１ｍｍ。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

饒河（以鄱陽鎮(zhèn)段為控制斷面）來水由信江東大河、樂安河、昌江、區(qū)間來水組成。由虎山、渡峰坑站按面積比擬可得到樂安河、昌江兩個流域徑流量、懸移質(zhì)輸沙量；區(qū)間流量及輸沙量可查水文等值線圖得到；信江于八字嘴處分為東、西大河，將梅港站徑流按面積比移至八字嘴，并以東、西大河專用水文站實測分流比成果分配流量，由此可得到信江東大河徑流量，而東大河懸移質(zhì)輸沙量可按其徑流量占比分配得到。本文選取信江東大河站、昌江的渡峰坑站、樂安河的虎山站為代表站，對１９５２－２０１４年共計６３年的逐日平均流量、逐日平均輸沙率數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，以此分析饒河流域水文時間序列變化的趨勢與規(guī)律。本次分析所用水文數(shù)據(jù)來源于江西省水文局，個別 缺 測 泥 沙 年 份 數(shù) 據(jù)（缺 測 率 約４．８％）可由鄰近年份的流量－含沙量關(guān)系插補。

本文采用水文統(tǒng)計法［２３］分析饒河干支流天然徑流、輸沙量序列的年內(nèi)、年際變化特征與年際演變周期，并分析徑流量與輸沙量之間的關(guān)系及影響因素。