流域分析范文

流域分析范文（精选12篇）

流域分析 第1篇

白河在潮白蓟运河流域, 属潮白河水系, 白河是潮白河水系上的一条较大支流, 流域内山高坡陡, 沟壑纵横, 耕地较少, 山地面积较大[1]。最高海拔高度1 529m, 整个地势由西北向东南倾斜下降, 山地、丘陵、盆地交错分布。1956年6月在河北省张家口市赤城县后城乡下堡村设立下堡水文站, 是白河流域控制站, 集水面积4 015km2, 位于东经116°08′、北纬40°41′。白河发源地为河北省沽源县九龙泉, 从独石口北栅口入境, 经过猫峪、云州、后城等7个乡镇, 由后城乡河东出境, 流入下堡水文站控制断面, 再汇入下游12km处的北京市延庆县白河堡水库, 河长129km, 河床平均宽度为31.3m, 深0.91m, 平均比降为10.3‰。

2 气候概况

该流域属东亚大陆季风气候。春季雨雪较少, 易出现风沙天气, 蒸发量大, 经常发生干旱现象。夏季温度回升迅速, 降水量逐渐增多, 易出现大雨、暴雨、冰雹等灾害性天气。冬季受蒙古高压带控制, 盛行西北风, 气候寒冷干燥。多年平均气温7.3~10.3℃, 该流域温差较大, 北部靠近坝头一带地区, 平均海拔高度在1 000m以上, 年平均气温0.8℃, 南部东卯河谷川地区海拔高度仅500m左右, 年平均气温7.5℃, 南北相差6.7℃。

3 河流情况

白河流域内较大支流有红河和汤泉河, 红河发源于龙关镇大龙王堂, 因该流域内有大量铁矿, 河水呈红色而得名, 由西北绕东南流入龙关镇、雕鹗乡、东兴堡乡, 汇入白河, 常年有水;汤泉河发源于镇宁堡乡, 在赤城县城东与白河汇流。

4 水文站网

白河流域内设有下堡水文站, 为白河控制站, 在下堡水文站上游60km处设立云州水库水文站, 云州水库1971年建成, 位于赤城县北部, 是一座二型水库, 集水面积为1 170km2, 位于东经115°46′、北纬41°21′, 总库容1.03亿m3, 多年平均径流量0.63亿m3, 年均输沙量99万m3。另外, 白河流域内设立21处自计雨量站, 这些水文站网基本控制了该流域雨情水情变化过程, 平均站网密度为5.2km2/站。

5 降水量

由于受地形变化和季节气候影响, 该流域内干旱多风, 属东亚大陆季风气候, 造成降水量在年内分布不均, 暴雨笼罩面积小, 强度大, 历时短, 且多集中在汛期, 汛期6~9月降水占年降水量的75%~80%。由此可见, 汛期降水量占年降水量的比重很大。下堡水文站多年平均降水量为511.9mm (资料系列为1956~1993年) , 降水量变异系数CV值为0.23, 实测年最大降水量832.8mm (1959年) , 实测年最小降水量357.3mm (1993年) , 降水量年际变化较大, 实测年最大降水量与最小降水量之比为2.3。

6 蒸发量

目前, E601型蒸发器接近天然水体的蒸发量, 为了取得非冰期折算系数, 流域内下堡和云州水库2处水文站每年5~10月采用E601型蒸发器观测水面蒸发量, 其他时间采用小型20cm口径蒸发皿观测水面蒸发量。由于受气温、水汽压、风速等气象因素影响, 年内蒸发量相差比较大。根据1956~1993年水文实测资料统计, 云州水库水文站多年平均蒸发量为972.6mm, 最大年蒸发量1 111.8mm (1962年) , 最小年蒸发量813.1mm (1985年) , 最大、最小年蒸发量的比值为1.4;下堡水文站多年平均蒸发量为928.8mm, 最大年蒸发量1 070.2mm (1981年) , 最小年蒸发量782.8mm (1979年) , 最大、最小年蒸发量的比值为1.4。

7 径流年际变化

流域内径流主要降水补给后, 一部分下渗, 另一部分蒸发, 还有一部分被植物截流, 剩下部分以径流方式下泄。该流域内由于植被条件较好, 所以地下水较丰富, 造成了流域内主要河沟常年有水[2]。流域内径流受降水、气候和地形等因素影响, 年内分配不均匀, 根据1956~1970年实测水文资料统计, 下堡水文站多年平均流量8.20m3/s, 年径流量2.532亿m3, 年径流深62.7mm, 年径流模数1.59m3/skm2, 实测年最大流量503m3/s (1958年) , 实测年最小流量0.32m3/s (1963年) 。

由于受季节变化影响, 每年从10月下旬或11月由降水转为降雪, 地表冻结, 地面径流终止, 由畅流期转为封冻期, 相应径流量减少, 河川径流主要靠地下水补给。径流量年内分配, 1~2月径流量所占比例最小, 3月有凌汛比例增加, 凌汛过后4~5月又开始下降, 到汛期雨季6~8月又开始增大, 汛期过后9~12月又开始逐月下降, 所以枯季径流占年径流比重不大。径流年内分配不均匀, 6~9月径流占年径流的50%~70%。

8 洪水变化过程

白河流域内多年来没有发生大范围降水, 局部暴雨在

(下转第268页) (上接第261页)

20世纪80年代前时有发生, 因山溪性河流坡度较大, 一般洪水陡涨陡落历时较短, 造成局部小面积洪水灾害。但是, 有时因降雨时间长, 洪水落水也比较缓慢。1958年7月10日流域内普遍降雨, 7月10日18∶46实测流量6.09m3/s;7月11日1∶25实测流量503m3/s;2∶00实测流量500m3/s;4∶10实测流量408m3/s, 8∶00实测流量308m3/s;直到22∶00洪水才落平, 实测流量28m3/s。该次洪水持续时间较长, 实测洪峰流量在308~503m3/s之间, 最高洪水水位15.56m, 最大洪峰流量503m3/s。1939年调查最大洪峰流量为2 240m3/s。

9 泥沙

下堡水文站观测悬移质测验项目, 土壤以棕壤和褐土分布最广, 占土壤总面积的80%以上, 其次为潮土、草甸土和风沙土, 区内林草覆盖率24.3%。流域内森林茂密, 所以植被条件比较好, 汛期发洪水时, 洪水期有大量的田地被冲毁, 洪水中携带大量泥沙, 平枯水时河水澄清, 泥沙为零。根据1956~1970年实测输沙率资料统计, 下堡水文站多年平均输沙率51.5kg/s, 年最大输沙率138.0kg/s (1959年) , 年最小输沙率13.5kg/s (1970年) ;多年平均输沙量163万t, 最大输沙量437万t (1959年) , 最小输沙量58.5万t (1970年) ;多年平均侵蚀模数402t/km2, 最大侵蚀模数1 080t/km2 (1959年) , 最小侵蚀模数145t/km2 (1970年) , 实测最大含沙量为272kg/m3 (1959年) 。

1 0 水质

根据张家口水文水资源勘测局水质科化验地表水水质多年平均结果为:云州水库 (资料系列为1981~1995年) p H值年平均8.0mg/L;矿化度年平均214mg/L;总硬度年平均90.1mg/L;总碱度年平均86.1mg/L。下堡水文站 (资料系列为1988~1996年) p H值年平均7.8mg/L;总硬度年平均138mg/L;总碱度年平均146mg/L。以上化验项目都符合规定的标准, 水型均为重碳酸钙型水, 饮用和灌溉均属好水。

1 1 地下水

白河流域内没有开展地下水动态观测, 地下水除接受大气降水直接下渗补给外, 还有农田灌溉补给, 在降水季节部分地段补给地下水, 在一次洪水过后数小时还有几个基流, 所以该流域地下水比较丰富, 下堡水文站常年有水, 年最小流量为0.32m3/s。

1 2 保护水资源

随着经济社会的快速发展, 水资源供需矛盾不断加剧, 水资源开发利用面临问题:一是水资源管理落后;二是水资源浪费严重;三是水环境污染日趋严重, 造成生态环境逐步恶化[3]。2006年9月至2007年10月北京市延庆县水务局启动了对白河河道及周边地区生态环境综合建设工程, 白河河道两侧种植水生植物形成湿地, 实现了封河育草、恢复湿地、降低生态污染的目的, 提高了河道水质质量, 改善了水源地周边环境。

1 3 结语

白河是潮白河水系的一条较大支流, 是流经下游白河堡水库的一条重要河流, 是密云水库的主要供水水源, 是北京水源保护地。因此, 分析其降水、蒸发、径流、洪水、泥沙、水质、地下水和水环境等方面水文特性, 可为合理开发利用白河水资源、水土保持、环境治理建设等方面提供基本水文依据, 其意义十分重大。

参考文献

[1]谢贺芳, 吴斌, 张晓晖.白河流域水质时程演化特征分析[J].安徽农业科学, 2009, 37 (24) :11672-11674.

[2]潘登云.白河退耕还林成效显著[J].陕西林业, 2009 (4) :47.

渭河流域・10暴雨洪水分析 第2篇

渭河流域・10暴雨洪水分析

9～10月渭河流域中、下游发生持续性降雨过程,致使渭河下游形成了自1981年以来最大的洪水.本文分析了降雨洪水成因、特点和对下游河道的影响,并提出了几点认识和建议.

作 者：庞雷 PANG Lei 作者单位：陕西省水文水资源勘测局,陕西,西安,710068刊 名：水文 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY年，卷(期)：27(2)分类号：P333.2关键词：暴雨 洪水 分析 渭河

流域分析 第3篇

关键词：蒸散；MODIS；黄河流域；趋势分析；土地利用

1.引言

蒸散（Evapotranspiration， ET）包括地表水分蒸发与植物体内水分的蒸腾。它是维持陆面水分平衡的重要组成部分，同时它也是陆面水文过程中极其重要的部分，是水循环和水量平衡研究的核心[1]。由于近年来国家对黄河流域水土保持和水量平衡的研究工作越来越重视，因此众多学者对黄河流域的水量平衡中蒸散过程的研究也越来越多。比如：高歌等利用气象站资料对中国1956-2000潜在蒸散量变化趋势的研究得出蒸散量与日照时数、风速、相对湿度等要素关系密切[2]。曾丽红等对松嫩平原生长季蒸散量时空格局及影响因素分析得出松嫩平原2000-2008年生长季蒸散量的区域平均值呈明显下降趋势[3]。而这些学者的研究仅停留在点上，都是针对站点观测数据来推算潜在蒸散量进而得出结论，没有与真实有效的实测蒸散数据进行对比验证。近年来随着遥感技术的发展，遥感图像被应用到很多研究领域，加之遥感技术具有快速、经济、宏观等特点，尤其是它的可见光、近红外和热红外波段数据可提供大范围的特征参数和热信息，这使蒸散研究从站点走向区域、从定性走向定量半定量成为现实[4-5]。所以就有学者利用遥感信息和地面气象要素的蒸散模型，对区域蒸散的趋势进行分析和研究。目前，MODIS作为新一代资源卫星传感器，其数据和产品已经越来越多地应用于能量平衡的监测过程中。NASA地球观测系统发布了全球MODIS陆地蒸散产品数据（MOD16），该产品不仅提供了蒸散量的特征参数，还具有高时间分辨率以及免费获取等特点，因此利用MOD16产品来反映黄河流域蒸散时空分布及其与土地利用类型、气温的关系具有一定的优势。范建忠等人基于MOD16对陕西省蒸散量时空分布特征分析得出全省年蒸散量在波动中缓慢上升[6]。吴桂平等基于MOD16产品对鄱阳湖流域地表蒸散量时空分布特征进行研究得出MOD16产品的精度能够满足鄱阳湖流域地表蒸散量时空变化分析的要求[7]。张雨航等在对海流兔河流域蒸散量的研究中采用遥感模型结合实测的气象水文资料的方法对该流域蒸散量进行了估算[8]。但他们的研究大多只针对某一流域（地区）进行整体连续时间序列分析，很少考虑到蒸散量与气温连续变化之间的关系，

基金项目：国家自然科学基金（41401504）和中原经济区空间信息集成项目联合资助

并且也都没有对研究区子流域（区域）进行趋势变化分析。介于此，本文利用2000-2013年MOD16数据在对黄河流域整个流域的年蒸散数据进行长时间序列趋势分析基础上，进一步研究了黄河各子流域的蒸散趋势变化与总趋势变化的关系。并且通过其和土地利用、气温变化的关系进行分析。

2. 研究区与数据的获取和处理

2.1黄河流域概况

黄河，发源于青海巴颜喀拉山北麓，自青藏高原奔流而下，全长5464km，在中国历史上，黄河及沿岸流域给人类文明带来了巨大的影响。流域幅员辽阔、集水面积大，流域面积为7.93×，地理位置95°53'～119°05'E，32°10'～41°50'N，地势自西向东逐级下降。流域气温差异较大，垂直变化明显，多年平均气温介于-3.94～14.6C，由南向北、由东向西气温逐渐降低，且年际变化较大，蒸发能力强。20世纪80年代以来，随着国民经济和社会的迅速发展，黄河水资源供需矛盾加剧，下游断流愈加频繁。为了实现黄河流域水资源的合理配置，必须对黄河流域水资源数量、分布进行准确评价，其中蒸散量的评价和分析是一个重要的方面[9]

图1黄河各子流域

2.2数据来源

本文以2000-2013年MODIS16数据为基础进行一系列的蒸散趋势分析。MODIS16数据下载地址为http：//www.ntsg.umt.edu。根据MOD16产品数据轨道号选择涵盖了黄河流域2000—2013年共14年的数据。MOD16产品包括全球植被覆盖区域的8天、月、年时间尺度的蒸散量（ET）、潜热通量（LE）、潜在蒸散量（PET）、潜在潜热通量（PLE），空间分辨率为1 km。另外还有黄河流域土地利用数据来自地球系统科学共享网2001年至今-全球土地覆被数据集（MODIS LC）；黄河流域及其子流域矢量化数据，通过自己手工矢量化得到。黄河流域气象站点气温数据。

2.3数据处理

原始的MODIS产品是采用分级数据格式（HDF，Hierarchical DataFormat）、正弦曲线投影存储的。所以需要利用NASA提供的MRT软件，将MOD16产品的HDF文件进行批量的投影转换、重采样的操作。并利用矢量化完的黄河流域的边界底图在Arcgis软件中对其进行批量裁剪，从而得到2000-2013年一系列黄河流域月蒸散数据。然后在栅格计算器中利用公式：

Con（‘* >= 0’& ‘* < 63500’，*/10000，NoData）

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其中*为月蒸散数据。对得到的数据进行批量处理，目的是剔除水体区域以及无数据区对蒸散数据趋势分析的影响。运用中值检测方法对14年数据进行极端值的监测和剔除。并利用最大值合成法进行年蒸散数据的批量计算。得到不同时间尺度和空间尺度的蒸散数据。其中中值检测公式为[10]：

x（i）> MED（x）+zMAD（x）

则x（i）被认为是极端值.样本x（i）长度为n，MED（x）和MAD（x）分别是原始序列（i）和序列{I（i）一MED（x）I；i=1，…，It}的中值。平均气温则是通过对各个站点进行IDW插值然后裁剪获取。最后通过和子流域矢量图、土地利用等图像的叠加，利用线性回归分析的方法进行时间序列蒸散趋势分析。从而得出黄河流域及其子流域蒸散量趋势变化、黄河流域蒸散变化（分布）与土地利用、气温变化之间的关系。

3.结果与分析

3.1 整体变化趋势

首先是2000-2013年黄河流域年尺度上的蒸散趋势变化和气温变化的关系：

图2黄河流域蒸散与气温14年变化趋势

图2，根据线性回归系数0.067可知，蒸散量呈现整体缓慢上升趋势。14年间，其中2001-2003年有明显的上升趋势，上升率达20.2%。但2003年到2008年这6年间呈下降趋势，下降率高达25%。而在2008年之后一直呈现稳步上升的趋势。在气温方面，由于流域处于中纬度地带，受大气环流和季风环流影响。因此，流域内不同地区气候的差异显著。而我们通过插值14年的气温值，得出14年间平均气温有缓慢增加的趋势。同时这也证明了吴文玉在对安徽区域日蒸散估算分析一文中的结论[11]--即气温升高，影响植物和地表的蒸腾和蒸发作用，使蒸散量也随之增加。

3.2子流域趋势分析

为了进一步显示黄河流域蒸散变化趋势，图3给出2000-2013年间，各子流域的蒸散变化趋势。可知15个流域的14年变化趋势总体相似。

NAMETRENDLINER?

黄河干流y = 0.0101x + 31.420.0004

大汶河流域y = -0.1527x + 37.130.0375

洛河流域y = -0.3829x + 45.4340.1689

沁河流域y = -0.3468x + 41.1010.1325

汾河流域y = 0.0062x + 33.4850.0516

黑白河流域y = 0.0925x + 49.1910.0135

洮河流域y = 0.2883x + 41.3010.1213

渭河流域y = 0.2596x + 35.4840.1029

祖厉河流域y = 0.4436x + 24.2770.2166

清水河流域y = 0.2235x + 20.9780.0879

窟野河流域y = 0.0989x + 16.9310.0656

无定河流域y = 0.1001x + 18.4830.0477

内流区y = -0.0148x + 15.8140.0015

大黑河流域y = -0.0832x + 23.270.0159

湟水流域y = 0.1822x + 34.8060.0529

图3子流域趋势函数

在划分的15个子流域中，有5个子流域的蒸散系数在14年间呈现减少趋势，与黄河流域整体的蒸散量变化趋势相反（函数一次项系数为负），减少趋势最明显的是洛河和沁河流域（系数为-0.35和-0.38），因为这两个子流域在黄河流域的下游，地处黄土高原，土质疏松，河水对土壤的侵蚀较严重，土壤养分流失，植被的存活率降低，导致蒸散量降低；其余子流域变化趋势与整体变化趋势相同（函数一次项系数为正），其中洮河、渭河、祖厉河、清水河流域增加趋势较为明显，因为这几个子流域离黄河干流较近，且地处黄河“几”字弯的内侧，黄河从上游带来的养分在此处堆积，为植被的成长提供了天然的条件，所以具有较高的蒸散系数。

3.3 月蒸散趋势与不同土地利用类型的蒸散

a 黄河流域月平均蒸散年内变化趋势 b不同植被覆盖类型的年蒸散均值

图4月蒸散趋势与不同植被覆盖蒸散均值

图4-a给出了黄河流域地表蒸散年内变化趋势。蒸散的年内变化呈单峰特征。1-4月蒸散趋势变化不明显，4-8月蒸散急剧升高，8月达到最高（56.72 mm）。然后 7-11 月迅速下降，11-12月缓慢回升，11月份的蒸散量为全年最低（18.06 mm）。黄河流域的地表蒸散主要集中于夏季，6-8月的地表蒸散量占全年总量的39.6%。冬季蒸散最低是因为气温较低和降水少的缘故；春季由于气温回升，加上积雪融水的补给使得地表蒸散显著升高；夏季气温最高，冰雪融水最多，而且流域的降水也主要集中在该季节，因此地表蒸散保持在较高的水平上；秋季气温回落，降水也减少，使得地表蒸散迅速下降。

图4-b显示出不同植被覆盖类型的年蒸散均值，不同土地利用类型平均蒸散量的分布趋势表现出不同的变化特点。本文利用ArcGIS 10.1 的空间统计功能，进行分析之后发现流域内年均蒸散量与土地利用类型密切相关，不同土地覆盖类型的平均蒸散量存在着较大差异，林地的年蒸散均值最高，达到9.87 mm，大大超过了其它土地利用类型的蒸散量，这是因为林地一般分布在比较湿润的地区，土壤水分供应充沛，因此年均蒸散量相对较高；裸地蒸散均值最低，仅为1.69mm。除了水体之外，各种土地覆盖类型的年均蒸散量按照“林地>耕地>草地>聚落>裸地”的顺序递减。

4.结语

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本次研究采用1km空间分辨率的长时间序列MOD16数据和土地利用、气温指数等数据，对黄河流域及其子流域的蒸散趋势变化加以分析。得出：

①对于整个黄河流域来说，在时间尺度上，2000年-2013年14年间年平均蒸散量呈现总体上升趋势，其中2003、2004、2012年的蒸散值均远大于平均蒸散值，其中2012年最为突出。在空间尺度上，黄河流域不同子流域的年平均蒸散量虽各不相同但总体趋势与整个流域的变化趋势一致。 其中洮河流域、渭河流域、祖厉河流域蒸散趋势变化最大，且均成增加趋势，而减少趋势最明显的洛河流域和沁河流域。

②在太阳辐射、气温条件、等因素的影响下，黄河流域年内各月间蒸散量也表现出明显的时空变异的特性，其大致为先增大后减小的单峰分布趋势。蒸散量主要集中在6-8 月份，约占流域总面积9.6%。8月蒸散量最大，达57 mm左右。11月蒸散量最小，仅为18.06 mm左右。

③ 黄河流域不同土地利用类型由于其下垫面物理特性的差异，平均年蒸散量的趋势变化也不尽相同。在年际时间尺度上，林地的蒸散值是最高的达到9.87 mm。耕地、草地次之。而裸地的蒸散值则是最低的。

参考文献：

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[2]高歌，陈德亮，任国玉，陈峪，廖要明.1956～2000年中国潜在蒸散量变化趋势[J].地理研究，2006，25（3）： 378-288

[3]曾丽红，宋开山，张柏，王宗明，杜嘉.2000年至2008年松嫩平原生长季蒸散量时空格局及影响因素分析[J].资源学报，2010，32（12）：306-316

[4] 云浩，李晓兵，史培军.2002.非均匀陆面条件下区域蒸散量计算的遥感模型[J].气象学报，60（4）： 508-512.

[5] 孙志刚，王勤学，欧阳竹，等.2004.MODIS水汽通量估算方法在华北平原农田的适应性验证[J].地理学报， 59（1）：49-55.

[6] 范建忠，李登科，高茂盛.基于MOD16的陕西省蒸散量时空分布特征[J].生态环境学报，2014，23（9）： 36-43

[7] 吴桂平，刘元波，赵晓松，叶春.基于MOD16产品的鄱阳湖流域地表蒸散量时空分布特征[J].地理研究， 2013，32（4）：617-627

[8] 张雨航，王晓林，胡光成.基于 MODIS数据的海流兔河流域蒸散量的计算[J].中国地质大学学报，2012， 37（2）：375-381

[9] 孙睿，刘昌明，李小文.利用累积 NDVI 估算黄河流域年蒸量.自然资源学报，2003，18（2）：155-161.

[10] Zhang R D 2005 Theory and Application of Spatial Variability（Beijing：Science Press）p5（in Chinese）[张仁铎2005空间变异理论及应用（北京：科学出版社）第5页]

[11] 吴文玉，孔芹芹，马晓群，石涛，何彬方，刘惠敏.基于MODIS数据的安徽区域日蒸散量估算与分析. 长江流域资源与环境，2014，23（6）：54-60.

浑河流域小洪水特性分析 第4篇

1 浑河流域及大伙房水库基本情况

浑河系辽河流域的重要河流, 流域面积11 481 km2。流域多年平均降雨量780 mm, 多年平均径流量25亿m3。大伙房水库修建在浑河中上游, 水库控制面积5 437 km2, 占流域总面积的47%, 总库容22.68亿m3。

2 大伙房水库小洪水区间的确定

本文定义小洪水的区间时, 仅考虑水库防洪和下游防洪, 不考虑初步设计中的不同重现期水文特性相应的标准。将入库洪峰流量300 m3/s的洪水定为入库小洪水。在这一范围内, 本文对19512005年的30次小洪水进行分析。

3 浑河流域小洪水对应的降雨特性

3.1 天气系统特征

对浑河流域有资料记载以来小洪水对应的天气系统分析, 发现形成小洪水的天气系统与形成大洪水的天气系统有非常明显的差异:柴河流域大洪水多为各种不同类型的大型天气系统影响的结果, 而浑河流域85%以上的小洪水由冷暖空气的共同影响形成, 其中北方冷空气和南方暖湿气流、新疆东移冷空气和西南暖湿气流的共同影响占90%以上。

3.2 降雨特征

在浑河流域, 形成小洪水的流域平均降雨总量一般小于100 mm (前期影响雨量小雨70 mm) , 1 h降雨强度小于30 mm, 降雨历时均小于48 h。降雨时间遍布整个汛期, 且没有明显的分布规律。降雨的空间分布一般不均匀, 其中约80%的降雨中心位于水库中下游。

4 浑河流域小洪水产流特性

4.1 发生季节和发生时间

浑河流域的汛期在6月1日至9月20日, 主汛期在7月20日至8月20日。相应于产生小洪水的降雨, 小洪水的发生时间与大、中洪水的发生时间有明显的不同。浑河流域小频率洪水 (大洪水) 98%发生在主汛期, 中等频率洪水80%以上发生在主汛期。但小频率洪水除枯水年多发生在主汛期外, 其他年份在汛期的各个时间都有发生。

4.2 产流分析

4.2.1 流域组成。

浑河流域上游为山岳地带, 山岭海拔高程一般在400~800 m, 中游至抚顺附近地形起伏渐缓, 为丘陵地带, 至沈阳附近流域入辽河平原。全流域山地约占61%, 丘陵仅占2%, 平原地约占37%, 大伙房水库以上流域多为山岳和丘陵组成。平缓地区多为季节性植物 (不含水稻) 覆盖, 大多为非均质土壤及砂壤土质组成。山岳丘陵地带, 植被繁茂, 土壤截留性中等。约有10%的地区沿河、水库、水塘分布, 土壤湿润, 地势平坦, 地下水位高。有10%的地区包气带厚度为0, 即积水的或湿润度高的稻田、水库、塘坝、不透水基岩、道路、屋面等。

4.2.2 产流分析。

根据下垫面特性, 浑河流域产流属于超渗性质。产流下垫面大体分为表层、下层和地下蓄水层3部分。表层土壤中的张力水量与植物截留、填洼储存合称表层蓄水量, 其极值称为表层蓄水容量;下层土壤中的张力蓄水量称为下层蓄水量, 其极值叫做下层蓄水容量[1,2];地下水储水层的蓄水量极值称为地下水库蓄水容量。流域降雨后, 一部分直接产流成为坡面径流 (表层流) , 一部分下渗形成地下径流, 还有一部分被填洼、下渗至地下水库 (抬高地下水位) 和雨间蒸发损失等。流域总径流 (yT) 等于地表径流 (yS) 与地下径流 (yL) 之和, 其中地表径流等于地面壤中流 (yu) 加不透水面积上的径流 (yO) 。即:

4.2.3 总径流量影响因素分析。

结合上述浑河流域小洪水产流类型分析结果, 再对浑河流域实际洪水过程、降雨过程、产汇流过程进行全面分析, 可知流域总径流的影响因素有P、i、Pa、Pa, 下、E, 其中P为流域平均降雨量;i为降雨强度;Pa为初始土壤含水量;Pa, 上为上层初始土壤含水量;Pa, 下为下层初始土壤含水量;E为流域蒸散发量。

4.2.4 产流量的统计分析。

在进行小洪水的统计分析时, 统计了19512005年的30次小洪水的洪水总量。统计结果表明, 皮尔逊-Ⅲ型曲线可较好地拟合实测小洪水点据。其统计参数为:

的离散系数Cv, w比较大, 这表明统计区域内的小洪水的洪量对系列均值的离散程度较大, 且整个系列呈正偏态。

4.3 小洪水的径流系数计算

由于小洪水在汛期的各个时节都有发生, 而浑河流域不同时节的土壤含水量变化幅度很大, 降雨强度、历时、分布等对小洪水的产流形态有较大的影响, 因此对产流量的影响非常明显。径流系数的变化幅度也很大。在统计区间内小洪水径流系数的变化范围为0.070~0.997, 远大于大洪水的径流系数变化范围。在这个变化范围中, 包含了流域最大径流系数和流域最小径流系数。

5 汇流分析

浑河流域的汇流由直接径流、地表径流和地下径流组成。浑河流域面积有11 481 km2, 地形及下垫面组成复杂, 其山坡流域组成几乎包括了各种山坡流域类型, 因此流域各种不同水源的汇流速度和汇流时间的变化比较复杂, 另外由于降雨的年内和年际分配的的不均匀性[3,4], 使得壤中流和地下径流的流速变化更大, 影响因素也更多。特别是流域平均流速, 所受影响因素多, 变化复杂, 计算值很难接近真值。鉴于流域平均流速难以确定, 在研究浑河流域不同水源的流域汇流时间时, 采用流域滞时这一指标。在统计范围内的30次小洪水, 流域滞时在6~18 h, 平均值约为16 h。小洪水的流域滞时比大洪水的流域滞时的影响因素要多, 变化也更复杂。

皮尔逊-Ⅲ型曲线可较好地拟合实测小洪水点据。其统计参数为:

的离散系数Cv, w, Cv, q, 均比较大, 这表明统计区域内的小洪水系列对均值的离散程度较大, 整个系列呈正偏态。

6 结论

由以上的统计分析可知, 浑河流域小洪水径流特性主要在于其影响因素的多变性、不确定性和复杂性, 但它仍然有自己的变化规律。

参考文献

[1]吕国朋, 孙晓芳, 周海霞.半干旱地区设计洪水产流计算方法的研究[J].内蒙古水利, 2003 (1) :108-109.

[2]陈文军, 许华祯.汤河水库小洪水产流预报精度的研究[J].东北水利水电, 2009 (7) :58-60.

[3]李朝坤, 李刚.第二松花江中小洪水糙率分析[J].吉林水利, 2008 (2) :22-23, 29.

浈江流域生态建设水文效应分析 第5篇

浈江流域生态建设水文效应分析

根据小古、长坝站的实测资料,通过分析年面雨量与年输沙量关系的演变过程,反映了浈江流域近半个世纪以来在生态建设方面取得了显著成效.

作 者：丘蔚天 QIU Wei-tian  作者单位：广东省水文局韶关分局,广东,韶关,512026 刊 名：广东水利水电 英文刊名：GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER 年，卷(期)： “”(4) 分类号：P333.4 关键词：浈江流域   生态建设   面雨量   输沙量  

流域分析 第6篇

一、闽江流域农业面源污染治理决策的分析框架

（一）莫尔的经典“三圈”理论。“三圈”理论是由哈佛大学马克·莫尔教授在《创造公共价值：政府战略管理》（1995年）一书中最早提出的。该理论是关于领导者战略管理的一种分析工具，它以“价值”、“能力”和“支持”三个要素及其相互关系为框架，开展对公共政策的制定和执行进行相机分析。主要观点是：政府制定任何公共政策或实施战略计划时，必须坚持价值（V）、能力（C）与支持（S）三个因素相互统一的原则。

不同公共政策的制定和实施，可能包含着价值、能力和支持等“三圈”的不同组合。政策方案或计划项目只能是“愿景”，没有实施能力和公众支持，那只能梦想（梦想区V），有价值又有能力就可成为实现梦想之区（梦想实现区V+C）；缺乏公共价值只是代表少数人的利益，属于别人的梦想（别人的梦想区S），甚至可能给公共利益带来严重损害（噩梦区C+S）；具备价值、能力和支持三个条件，那就可以放心去做（耐克区V+C+S），然而这只是一个理想状态，更多的公共决策是具有公共价值，但目前尚无能力或尚未得相关者支持，这就要求政府官员提升自身的领导力，开展工作创新，“将新的尚不欢迎的现实，呈现给个人、组织或整个社会，让他们认可，并成功地适应新的现实的过程”。[1]

（二）“三圈”理论适用于农业面源污染治理的决策分析。与城市生活垃圾污染、工业点源污染相比，农业面源污染具有“点多、面广、源杂、分散隐蔽、不易监测、难以量化”等特点。欧美发达国家经过上百年的努力，工业点源污染才得到有效控制，目前农业面源污染已成为绝对主要污染物。1990年美国面源污染占污染总量的2/3，其中农业面源污染的贡献率为68%～83%，氮、磷营养元素是农业面源污染主要的污染物质。丹麦270条河流中94%的氮负荷、52%的磷负荷是来自于农业面源污染。[2]发达国家既有较强的政府执行能力，又有广泛的公众支持力度，它们通过采取立法、发展替代技术、实施补贴等政策措施以及生物工程技术手段，建立了相对完善的农业面源污染治理机制，取得明显的治理效果，以美国为例，1990-2006年期间农业面源污染面积就减少了65%。[3]当然，由于受到各国（地区）政治经济体制、经济发展水平、农业产业结构以及自然地理条件等诸多因素的影响，不同流域农业面源污染治理决策面临着不同的价值、能力和支持等三圈的不同组合。近年来我国长江、珠江等大江大河流域以及福建省闽江、九龙江等区域性流域的农业面源污染日益突出，农业面源污染治理虽然具有明显的公共价值，但它明显受制于地方政府有限的资源能力以及粮食安全、农民增收等现阶段更重要的民生需求，农业面源污染治理面临着制度、技术等多个相互矛盾的制约因素。因此，加强农业面源污染防治，既是加快农业发展方式转变的根本要求，又是区域环境管理中需要政府着力破解的重要课题。

二、闽江流域农业面源污染治理决策的“三圈”组合

（一）农业面源污染治理具有明显的公共价值。上世纪90年代以来，福建省农业产业结构逐步由过去“以粮为纲”的单一结构向农林牧副渔并举的多元结构转变，具体表现为种植业比重下降和养殖业比重上升、粮食比重下降和经济作物比重上升。1990年至2010年福建省“肉猪年出栏数”由766.46万头上升到1963.31万头，粮食种植面积由2745.92千公顷下降到1232.30千公顷，经济作物由同期的665.35千公顷上升到1038.59千公顷。[4]同期单位耕地面积化肥、农药和薄膜施用量以及畜禽污染物排放均大幅度增加。闽江上游的三明和南平两地市是福建省现代农业比较发达的地区，规模化、集约化的种植业和养殖业提高了农产品附加值和农民收入水平，同时加剧闽江流域面源污染程度。因此，农业产业结构升级与环境保护之间的矛盾和冲突，突出地表现为流域农业面源污染问题。闽江畜禽养殖污染负荷约占全流域的60%，畜禽养殖废水的COD和氨氮排放量分别约为流域工业废水排放量的5.7倍和7.5倍；闽江下游福州市郊16种蔬菜的硝酸盐含量超标严重，已达到世界卫生组织规定上限的2.76倍。[5]农业面源污染所产生的化肥、农药、重金属残留物等有害物质一旦进入水体，会直接殃及水生生物，某些有毒物质还可能通过食物链的密集作用使处于食物链高位的人或畜中毒。可见农业面源污染不仅会加重流域水体的营养化，加快土壤退化，危及流域生态安全，而且影响着特色优势农产品外贸出口的竞争力，影响着消费市场的食品安全和人民群众的健康福祉。加强农业面源污染综合防治已刻不容缓，既是生态省建设的重要内容，又是加快农业发展方式转变，保护人民群众健康的大事。

（二）农业面源污染治理的执行能力有限。我国现行环境政策主要是针对工业点源治理而设计的，各级政府主要采用“命令—控制”性的行政手段、排污收费等约束性的经济手段和强制性的法律手段，向企业提出具体的污染物排放控制标准，或者命令其采用以减少污染物排放量为目的的生产技术标准，从而达到直接或间接限制污染物排放，改善流域生态环境的目的。但是，这种“命令一强制”性的环境治理范式，往往针对的是那些具体的、可以用指标量化的环境问题以及点源污染，但对点多面广的农村面源污染治理并不明显。当前地方政府开展农业面源污染治理主要采取物理和生物防治等工程技术手段，相对忽视农民参与式激励性政策体系的构建，尤其是在现行的碎片化行政体制下，地方政府不仅要鼓励农民参与面源污染防治，而且要处理部门间利益矛盾。农业污染防治工作涉及到环保、农业、畜牧、林业、国土、水利等多个部门，各部门职能交叉重叠、存在空白，缺乏统筹协调，难以监管到位；各个部门之间谁也无权命令或指挥、协调别的机构，部门间责任权利边界模糊导致经常出现沟通不畅、协作不力、相互推诿与扯皮的现象。县、乡（镇）、行政村基层环保能力十分薄弱，绝大部分乡（镇）和行政村没有专门的环保机构和队伍，农业污染“无人管、无力管”的现象普遍。

（三）农业面源污染治理中的农户支持度低。从农业微观经营角度看，农户经营行为短期化是导致农业面源污染的直接根源。农民是理性的，“全世界的农民在处理成本、报酬和风险时是进行计算的经济人。在他们小的、个人的、分配资源的领域中，他们是微调企业家，调谐做得如此微妙以致许多专家未能看出他们如何有效率。”[6]农产品市场是一个完全竞争市场，个体农户在农产品销售中难于把握市场价格，只能采取以大量施放化肥农药和增加种植养殖面积及数量为主要手段，以追求产值最大化为直接目标；并在利用公共环境资源创造自身财富的同时，尽量地将生态环境治理成本外部化。随着福建省工业化和城镇化进程的演进，大量的农村青壮年劳动力转移到城市，“386199”部队成为闽江上游南平、三明等地区农业生产经营的主力军。由于大多数农民文化素质和环保意识较低，没有掌握好正确的、环境友好型田间管理技术，在缺乏农业技术辅导的情况下，主要根据往年经验过度施放化肥农药，个体农民大量利用化肥和农药，既可以获得较高的产品和经营收益，又可以从繁重的劳动中解脱出来，减少劳作的艰辛。“高度依赖化肥农药”不仅是农民的理性选择，而且已成为他们的一种生产方式和生活习惯。[7]

三、闽江流域农业面源污染治理决策导向

（一）提升全社会对环境治理的价值认同和支持。早在2000多年前，哲学家亚里士多德就说过：“凡是属于最多数人的公共事物常常是最少受人照顾的事物”。农业面源污染加剧的思想根源是政府和农民的环境观念淡薄，政府部门没有把农村环境保护工作纳入工作重点，存在着“重经济轻环保”、“重城市轻农村”、“先污染后治理”、“放任自然消减”的思想；农民环保意识普遍较差，责任感不强，粗放经营和随意排污等生产生活方式短时期内难以改变。党的十八大报告将生态文明建设放在更加突出的战略位置，强调要“增强生态产品生产能力”，并把生态环境纳入政府基本公共服务范畴。提高政府的执行能力，增加农民自主参与的力度，加强环境保护宣传，提升全社会对环境治理的价值认同和支持。从政府的角度看，需要由经济增长型政府逐步转变为公共服务型政府，由以GDP为中心的政绩观以及官员考核体系转变为注重绿色GDP、公共服务和民生改善的综合指标评价体系，紧紧围绕“建设生态文明”战略目标，充分认识农业面源污染防治在区域节能减排中的重要性和紧迫性，把农业面源污染防治工作提到政府环境治理的重要议事日程。从农民的角度，通过形式多样的宣传教育，提高农民对面源污染危害的认识，引导农户树立现代农业与环境保护协调发展的理念，探索资源节约型和环境友好型农业的发展路子。同时扩大公民对农村环境保护的知情权、参与权和监督权，让大家共同减少污染，关爱家园。

（二）提升政府面源污染防治的能力。

1.加快农业面源污染防治立法。当前我国缺乏从源头控制农业面源污染的限定性生产技术标准，缺少针对农业面源污染综合防治的环境经济政策；原则性规定多，配套性细则规定少，可操作性不强，责任追究机制不完善。以流域为单元进行立法，加强农业面源污染防治是发达国家的普遍经验。基于福建水系的相对独立性，建议制定《福建省流域农业面源污染防治条例》，加快建立健全农业生态环境管理法律法规体系，完善农业环保执法监督监察机制，并尽快制定农业生态环境保护管理办法及防治农业面源污染实施方案。

2.完善农业面源污染防治的组织体系。增加县级环境监察执法人员的编制，确保达到国家规定的要求。在条件允许的乡镇先试点设立环保机构，争取用3年的时间，所有乡镇全部设立环保站，从根本上扭转农村环保“缺胳膊少腿”的状况。在农村“六大员”基础上设立环保员，加强农村环保宣传、环境监督等执行力。

3.设立农业面源污染综合防治示范区。在目前环境治理的组织资源能力有限的条件下，遴选若干个条件较好的区域，设立省、市和县不同层次的农业面源污染综合防治示范区，是一种现实可行的选择。围绕农田化肥农药减施、农村生活垃圾集中处理和规模化养殖污染物资源化利用等领域推广综合防治技术。实行奖励和补助相结合的投入方式，加大“以奖代补”、“以奖促治”政策支持力度， 加强农业面源污染防治。按照“谁投资、谁受益”的原则，运用市场机制，吸引社会资金参与农村环境保护基础设施建设。采取多种方式，发动个体农民、专业合作组织自愿筹资筹劳，参与面源污染防治。探索建立村民环境自治机制，通过村规民约等方式起到相互监督、相互约束的作用。

（三）建立农户参与式治理的激励约束机制。建立利益相关者激励相容机制是流域农业面源污染治理的关键环节。中央政府的规制缺失、地方政府的GDP偏好、个体农户的驱利性和第三部门发育的滞后性，使得流域面源污染成为个体理性选择所造成的“集体行动的困境”。流域面源污染有效治理将取决于能否通过创新性的思维方式加强利益相关者互惠基础上的互动，建立相互间激励相容机制，摆脱集体行动的困境，实现多元主体信任合作机制。这就要求政府不仅仅要采取强制手段，包括严禁销售高毒高残留农药、对被列入“双禁”的“两高”农药全面清出市场，在农业生产上禁止使用等，同时更要建立以经济激励导向的鼓励性政策，引导农户由被动参与转变为主动参与、由政府单边治理向政府企业和农户多元治理主体共同治理转变、由以强制为主的政策导向转变为激励为主政策导向，由以末端治理为主转变为农业生产全过程治理，建立起政府引导、农户自主参与的流域农业面源污染治理机制。政府环境政策的效果和农业面源污染控制目标的顺利实现，取决于农户对农业面源污染治理政策的接受意愿。以无偿技术援助、有机肥价格补贴和尾水标准等三项政策为例，农户对无偿技术援助政策的接受意愿最大，尾水标准政策的接受意愿最低。因此，以提高化肥利用率为特征的无偿技术援助政策，既能从源头减少化肥施用量的政策目标，又能降低农业经营成本，有效地实现了经济效益与环境效益双赢的结局，是未来农业面源污染治理政策设计的首要选择。[8]政府提供无偿技术援助等以激励为导向的政策措施，使得农户在最大化个人利益的驱动下，愿意采取有利于环境政策目标实现的经济行为，最终使农户在达到个人目标的同时也实现了环境政策的目标。

参考文献

[1]曹俊德“三圏”理论的核心思想及决策方法论意义[J].北京：国家行政学院学报2010（1）.

[2] [3]卞辑部.美国如何治理农业面源污染[J]. 北京：北京农业2009（1）：50.

[4] 根据1990-2011年福建省统计年鉴整理所得。

[5] 邱孝煊，黄东风，蔡顺香.福州蔬菜污染及污染源调查和治理研究[J] .福建农业学报2009，15 （1）： 15-21.

[6] W·舒尔茨.穷人经济学[A].王宏昌.诺贝尔经济学奖金获得者讲演集（1959～1981年）[C].北京：中国经济出版社， 1986.

[7] 饶静、纪晓婷.微观视角下我国农业面源污染治理困境分析[M].北京：农业技术经济2011.12.11～16.

[8] 韩洪云、杨增旭.农户农业面源污染治理政策接受意愿的实证分析[J]. 北京：中国农村经济2010.1

（作者单位：福建师范大学经济学院，中共福建省委党校管理学教研部）

洪水河流域水文特性分析 第7篇

关键词：水文特性,分析,洪水河流域

一、流域概况

洪水河发源于祁连山北麓的托来山, 海拔3000m~4500m, 是黑河水系三级支流。新地水文站是洪水河流域唯一的流量控制站, 测验断面位于甘肃省酒泉市肃州区西洞乡新东村 , 东经98°25′、北纬39°34′ , 河长70km, 流域面积1581km2。以降水 及冰川融水补给径流, 多年平均径流量2.319108m3。上游约50km处即进入祁连山腹地, 终年积雪, 无霜期很短。气候干旱少雨, 多风沙, 气温变化大, 夏季有小面积暴雨, 上游12km处洪水坝修建总干渠引水;下游流入酒泉盆地, 与临水河汇合流入讨赖河下游, 最后流入鸳鸯池水库。

二、降水、蒸发

㈠降水 洪水河流域多年平均降水量145.1mm。

1.降水量年内分配。流域内降水量年内分配极不均匀, 降水主要集中在5月~9月, 该时段内降水量占年降水量的78%, 冬春季节降水量较少, 1月~4月和10月~12月降水量仅占年降水量的22%。最大月降水量一般出现在6月~8月, 这3个月降水量之和占年降水量的57%;最小月降水量出现在1月~2月及11月~12月, 这4个月降水量之和只占年降水量的8%。新地站降水量年内分配如图1所示。

2.降水量年际分配。根据流域内实测资料分析, 最大年降水量263.1mm, 最小年降水量67.0mm, 最大值与多年平均值的比值为1.81, 最小值与多年平均值的比值为0.46, 最大值与最小值的比值为3.93, 说明流域降水年际变化较大。

㈡蒸发 洪水河流域多年平均蒸发量 (E-601型蒸发器观测值) 1854.5mm (1975年~2012年) 。蒸发量的年内变化较大, 每年5月~8月的蒸发量约占年蒸发量的58%, 冬季12月至次年的2月为最小, 3个月的蒸发量仅占年量的6%。年最大蒸发量一般出现在6月~8月, 年最小蒸发量一般出现在1月和12月。多年平均蒸发量是多年平均降水量的13.2倍。新地站蒸发量年内分配如图2所示。

三、径流

洪水河以降水及冰川融水补给径流, 洪峰水量集中, 河流径流的变化与降水存在着明显的对应关系。降水的时空分布决定了径流在年内、年际时段上的分配特征。

㈠径流量的年内变化 洪水河径流量年内分配不均匀, 新地水文站各年代及多年月平均径流量分配曲线如图3所示, 分析认为, 各年代月径流量年内变化曲线均为单峰形, 1月~4月径流量小且变化平缓, 5月份开始迅速增加, 7月~8月份达到最大, 9月份径流量开始减少。20世纪90年代峰值明显偏后, 60年代峰值较多年平均峰值偏小, 2000年以后峰值偏大。总体来看, 各年代5月~9月的汛期径流量占年径流量的比值约为94%。

㈡径流量的年际变化 统计分析新地站1966年~2012年径流量, 得出流域多年平均径流量为2.390亿m3, 最大年径流量为3.843亿m3, 最小年径流量为1.324亿m3, 最大值与多年平均值得比值为1.61, 最小值与多年平均值得比值为0.55, 最大值与最小值的比值为2.90, 说明径流量年际变化较大。新地站径流量的年际变化见图4。1968年、1973年~1976年、1984年~1997年、2003年的年径流量偏枯, 1971年、1972年、1981年、1999年、2010年的年径流量偏丰;洪水河流域径流量总体上呈现上升趋势。

㈢洪水 洪水河流域洪水主要由降水及冰川融水形成, 年最大洪峰流量多出现在汛期的6月~8月份。从新地水文站资料综合分析得出洪水河洪水具有以下特点:一是洪水峰形多为多峰, 涨落快, 历时短, 尤其是出现持续高温或强降雨时, 峰高量大且历时短, 洪峰陡涨陡落;二是中水历时长;三是实测洪枯流量倍比大。

四、泥沙

洪水河上游为祁连山区, 常年积雪, 形成大冰川, 炭山子以上中游地带海拔在3000m左右, 两岸陡峭且有森林覆盖。再下除佛洞庙前有小片营造林外, 两岸只有零星柴草生长, 多为砂石, 植被较差, 遇有大雨, 水土流失严重, 黑云坡以下既属农区, 多种麦、豆类, 并有杨树、榆树、杏树, 数量虽不多, 但相比之下, 植被较中游为好。

㈠输沙量的年内分配 对新地站各年代及多年平均输沙量进行计算分析, 如图4所示。由图4可以看出, 流域内输沙量年内分配极不均匀, 各年代月输沙量年内变化曲线均为单峰形, 1月~5月输沙量小且变化平缓, 6月份开始迅速增加, 7月份达到最大, 9月份输沙量开始减少。6月~9月输沙量占年输沙量的99%, 这期间产沙量最大的时期又集中在暴雨洪水期7月~8月, 2个月输沙量占年输沙量的83%。产沙和输沙在短时期内高度集中是洪水河流域输沙量年内分配的一个重要特征。流域输沙量年内分配集中程度较降水、径流更突出。

㈡输沙量的年际变化 统计分析新地站1966年~2012年输沙量, 得出区域多年平均输沙量为81.0万t, 最大年输沙量为506万t, 最小年输沙量为15.3万t, 最大值与多年平均值的比值为6.25, 最小值与多年平均值的比值为0.19, 最大值与最小值的比值33.1, 说明该流域输沙量年际变化很大。流域主要控制站新地水文站的年际变化见图5。由图5可以看出, 1977年、1981年、1996年、1999年、2008年、2010年、2011年为多沙年;1966年~1970年、1973年~1976年、1982年~1995年及2000年~2009年输沙量偏枯, 且呈上升趋势。总体上呈现上升趋势。

五、结论

石马河流域水文特性分析 第8篇

石马河是东江的一级支流, 发源于深圳宝安大脑壳山, 流经深圳观澜镇、东莞市凤岗、塘厦、樟木头、清溪、谢岗、常平、桥头镇, 至桥头镇桥头新开河口入东江, 河流全长73.5km, 河宽平均80m, 河床平均坡降为0.61‰, 水浅滩多, 流速急湍, 总落差70m, 集雨面积1249km2。流域内建有虾公岩、契爷石水、茅輋水库、勒竹排水库等, 大多数水库是流域内社会经济发展和居民生活用水的主要水资源。

1. 地形地貌

石马河主流源头高山连绵, 高程约300m以上, 多数山岭草木不生, 水土流失较严重。中游为丘陵山区, 两岸山岭高度在150m以下, 一般为40～50m, 岩石风化较深, 厚度5～20m, 一般植被较好, 唯观澜水、清溪水、契爷石水等花岗岩分布地区, 球状风化严重, 山坡上往往有直径0.5～3m大孤石, 在植被不甚好的地带, 常有坍塌, 冲沟等物理地质现象, 是固体流经的主要来源;下游属东江平原区, 其中分布着零星残丘, 多为低洼之农田和湖地, 受东江洪水倒灌威胁甚大, 支流雁田河上游源头山岭低矮破碎, 与沙湾河的分水岭为深圳市的白泥坑, 高程仅为49m, 水土流失也很严重。此外, 沿河两岸有连续不断的一级阶地, 一般高于河水面5～10m, 阶地宽50～150m, 最宽达300m, 在一级阶地与山坡之间多分布有高15～20m的残丘。河床中多有漫滩分布, 其组成物质为砂, 砂石等, 为良好的建材产地。

2. 水系特征

石马河流域内河系发育不匀称, 主要支流都在右岸汇入, 主要支流有雁田水、契爷石水、清溪水、官仓水, 石马河干流在支流雁田水汇入口以上称观澜水。石马河流域水系统计见表1。

3. 气侯

石马河流域属亚热带季风气候区, 夏季长, 日照充足, 雨量充沛, 温差变幅小, 季风明显。根据东莞气象台统计, 多年平均气温23.1℃, 年际波动幅度很小, 仅0.5℃。年内温差较大, 其中1999年温差最大, 达34.7℃;1995年相对较小, 为29.5℃。年均最高气温36.8℃, 其中2004年相对最高, 达38.0℃, 年际最高气温变化仅1.9℃;年均最低气温4.9℃, 其中1999年相对最低, 仅3.1℃, 年际最低气温变化3.6℃。多年平均湿度87.5%。年平均日照时数为1979.1小时, 年际变幅高达45.6%。其中日照时数最多为2003年, 达2268.7h, 最少是1997年, 仅有1558.1h。一年中2～3月份日照最少, 7月份日照最多, 年内日照时数亦分布不均。流域常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。

(二) 水文特性

1. 降水、蒸发

石马河流域地处亚热带, 高温多雨, 具有雨量充沛、湿度大、夏季长、热量丰富的特点。降雨以南北冷暖气团交绥的锋面雨为主, 多发生在4月～6月, 其次是台风雨, 多发生在7月～9月。降水年内分配不均, 冬春干旱, 夏秋洪涝, 4月～9月降水量占全年总降水量80%以上, 降水面上分布一般是西南多, 东北少。以东莞气象站为代表站分析, 流域多年平均降水量1784.0mm, 最大年降水量2681.3mm (2008年) , 最小年降水量972.1mm (1963年) , 24小时最大雨量367.8mm (1981年7月1日) 。流域日照时间长, 蒸发量大, 多年平均蒸发量1602mm。东莞气象站降雨量年内分配见表2。

2. 径流

石马河流域径流主要依靠降雨补给。由于无实测径流资料, 径流分析计算采用《广东省水文图集》查流域多年平均径流深和年径流变差系数, 并考虑东深供水工程改造工程水文分析成果, 石马河流域径流均值采用956mm, 径流变差系数Cv=0.35, 石马河域集雨面积1249km2, 初步计算得设计年径流见表3。

石马河为雨源型河流, 其天然径流量变化与降雨密切相关, 径流年内分配与降雨量年内分配相对应。按p=50%计算多年平均年径流分配。根据广东省水资源规划的成果, 选取P=50%的典型年份为1980年。珠江三角洲的基流一般约占年径流的10%, 将p=50%年径流的10%作为基流平摊至每月, 其余按降雨过程进行分配。石马河流域平水年 (P=50%) 径流年分配成果见表4。

3. 暴雨洪水

石马河流域暴雨成因有锋面、低压槽、低压、低涡、低空急流及热带风暴 (台风) 等, 具有次数多、强度大、持续时间长、笼罩范围大的特点。

每年绝大部分雨量集中在4～10月份, 占全年降雨量的89%, 由于雨量时空分配极不均匀, 易引起洪涝灾害。流域洪水由暴雨形成, 发生季节与暴雨基本一致, 4～6月以锋面雨为主, 形成的洪水峰高量大, 涨水相对较慢;7～10月以台风雨为主, 台风雨形成的洪水峰型尖瘦, 涨落变率大。

(1) 设计暴雨

因石马河流域雨量站实测短历时暴雨量资料短缺, 暴雨参数采用《广东省暴雨参数等值线图》成果。根据石马河各主要支流汇入点, 将石马河分成五段来计算:第一段为观澜水口以上, 即观澜水;第二段为契爷石水汇入口以上;第三段为清溪水汇入口以上;第四段为官仓水汇入口以上;第五段为橡胶坝以上。根据石马河干流各分段所在位置以上流域的中心点, 由《广东省暴雨参数等值线图》, 查得各种历时点暴雨统计参数Ht平均、Cv, 采用Cs=3.5Cv, 推求各种历时不同频率的设计暴雨。

(2) 设计洪水

根据石马河流域各分段特征值及各历时设计暴雨, 采用广东省综合单位线法和推理公式法分别计算的洪峰流量成果。

(三) 结语

由于石马河流域的特殊地理位置和地形地貌, 水文特性分析对于石马河流域非常重要, 直接影响流域内各项工程实施的效果及费用。因此, 文章通过对石马河流域水文特性的分析研究, 给出了东莞地区水文特性研究的一般方法和步骤。

参考文献

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[2]广东省水文局.广东省暴雨参数等值线图[Z].2003.

观山河流域节水潜力分析 第9篇

一、流域概况

观山河属于黑河流域中西部子水系中重要的河流之一, 发源于祁连山脉托莱山南坡的金龙河脑雪山冰川群, 河水的补给来源有泉水、冰川雪山融水和降水, 发源地4 000m以上山区终年积雪, 有冰川分布, 长度超过5km的冰川有5条, 冰川面积2.94km2, 冰储量0.866亿m3以上, 年冰雪融水量0.022亿m3, 占观山河年径流的10.7%以上。其次是泉水补给, 观山河上游南泉群流量达到43.12L/s, 东泉流量150.96L/s, 日均流量达到3 725.57m3/d和13 042.94m3/d, 年总径流量达到612.05万m3。

观山河全长44km, 流域总面积230km3, 该河流上仅有观山河引水渠首一座水工建筑物, 为观山河灌区灌溉引水和观山河自来水厂引水唯一建筑物, 习惯上将观山河引水渠首上下划分为上下游, 上游为径流形成区, 河流在到达出山口处时水量最大, 出山以后, 因渗漏、蒸发损失和人工引用河道水量减少。下游为径流消耗区, 也是观山河流域绿洲区, 灌区土质肥沃, 渠系纵横, 气候适宜耕种, 为全市重要的粮油蔬菜主产区之一。

二、观山河年径流量

观山河灌区引水渠首处实测1974-2015年共计43年的径流资料进行频率分析, 利用P—Ⅲ型曲线适线, 分析得到观山河不同频率条件下年径流量, 分析成果见表1。经分析观山河多年平均年径流量为1 613.06万m3, 多年平均流量0.51m3/s, P=50%条件下年径流量1 600万m3, P=75%条件下年径流量1 410万m3。

观山河灌区地处祁连山前洪积扇上, 地下水埋深200~500m, 地下水埋深较深, 开采难度大, 现状尚未进行全面水文地质勘探等工作, 区域地下水储量、给水度、可利用量均不详, 现状无任何开采机井, 本次分析暂时不考虑这部分水量。经分析, 观山河流域可分配地表水资源量为1 600万m3/a。

三、现状用水量

(一) 人饮用水

观山自来水厂2015年实际供水总量27.20万m3, 占到设计年供水量的49.68%。

(二) 农业用水及其效率

据统计, 观山河灌区2015年灌溉用水量1 246.08万m3, 实际灌溉亩均毛灌水量843.08m3/亩。净灌溉定额亩均432.58万m3, 渠系水利用率仅0.736, 渠系水利用效率较低。另外向红山河灌区高沟村供水20万m3和二坝一号水库供水15万m3。

(三) 河道泄水量

据统计, 2015年观山河河道来水总量1537.54万m3, 接近50%保证率来水量, 灌溉人饮总用水量1308.28万m3, 河道内下泄水量229.26万m3。依据观山河流域50%保证率下河道来水量1600万m3配置, 河道内实际下泄水量应为291.72万m3。

对多年实测流量资料分析, 观山河渠首以下河道内实际下泄水量平均320.60万m3, 年最大弃水量837万m3, 年最小弃水量10.08万m3。

四、用水效率及节水潜力分析

(一) 人饮供水效率及节水潜力

2009年建成的观山河自来水厂引水、供水管线采用全封闭的UPVC管材, 实现了输水保证率95%以上的目标, 现状运行良好, 故管网节水达到节水目标。

观山河水厂供水不仅保障乡村群众人饮用水, 而且保障金佛寺镇区机关事业单位和公共设施用水, 金佛寺镇是肃州区沿山乡镇中较大的乡镇之一, 辖12个行政村83个村民小组, 全镇总人口1.68万人, 镇政府所辖各公共机构、中小学、医院等用水保障需求较高, 随着人民生活水平提高, 生活用水定额逐步增长, 对生活供水需求增长, 近年来, 随着工业强市战略的实施, 金佛寺镇工业经济发展较快, 流动人口数量增加, 按照水厂原设计的供水定额1 500m3/d供水充分考虑了近期经济社会发展这一需求, 近期供水能力和供水量仅能满足现状人饮需求, 从经济社会长期发展和镇区人口增长等多方面考虑, 不再考虑人饮水量中节水潜力。

(二) 农业灌溉效率和节水潜力

观山河灌区现状 (2015年) 灌溉面积1.478万亩, 其中耕地面积1.15万亩, 果园等面积0.08万亩, 林草面积0.248万亩。据统计, 现状灌区综合净定额470.44m3/亩, 灌溉水利用系数0.558, 综合毛定额843.08m3/亩。渠系水利用效率较低, 亩均灌溉定额偏大。依据《节水灌溉工程设计规范》 (GB/T50363—2006) , 小型灌区渠系水利用系数不应低于0.75, 田间水利用系数不应低于0.90, 灌溉水利用效率系数不应低于0.70, 观山河灌区实际渠系水利用效率0.62, 灌溉水利用效率0.558, 用水效率低, 节水潜力较大。

依据省水利厅1978-1995年在肃州区果园乡所做的春小麦灌溉试验, 春小麦年灌溉需水量385.51m3/亩时亩产量达500kg最高, 省水利厅讨管区1977-1983年期间在肃州区西峰乡所做的灌溉实验, 亩灌溉定额324.96m3/亩时亩产达到473.4kg最大值, 两试验值与甘肃省行业用水定额中河西片自流灌区春小麦灌溉定额水量380m3/亩相近, 观山河灌区实际灌溉定额570m3/亩, 亩灌溉水量较试验值大184.49m3, 较定额值大190m3, 分别高出47.85%和50%。未达到节水灌溉目标, 考虑到观山河灌区土壤层厚度、保墒效果、灌溉均匀度等条件影响, 按照试验值385.51m3/亩灌溉定额灌水是可行的和合理的。据其他科研单位、院所对酒泉市区玉米、花卉、瓜菜等试验研究成果, 玉米产量最高指标时灌溉定额480m3/亩, 蔬菜灌溉定额530m3/亩, 林草等灌溉定额采用用水定额中值, 由此确定的综合净定额426.31m3/亩, 灌区渠系输水效率低, 经渠系节水改造后达到0.70, 综合毛定额609.01m3/亩, 灌溉年需水量900.12万m3。按照达到高效节水灌溉目标条件下的用水定额和灌溉制度, 灌溉总需水量由现状1 246.08万m3降低至900.12万m3/a, 灌溉实现节水量345.96万m3。节水量占到现状灌溉总用水量的27.76%, 节水潜力是巨大的。

(三) 河道内生态基流

河道内生态环境需水量主要是保持河道不断流或者河道内生物的正常生长用水, 枯水季节按平均流量的20%, 丰水季节按平均流量的10%计算, 枯水期生态基流不小于0.059m3/s, 丰水期不小于0.066m3/s, 年总量不小于200万m3, 故河道内生态用水量必须保证不小于200万m3/a。

五、可开发利用水资源量

在观山河50%频率来水量条件下来水量1 600万m3, 河道内生态环境需水量200万m3, 人饮需水量54.75万m3, 灌区灌溉用水量900.12万m3, 尚余445.13万m3水量可用。

六、结论

通过分析得到结论为:

观山河流域现状用水效率较低, 经节水改造可节余水量345.96万m3, 河道现有余水99.17万m3, 总可用水量将达到445.13万m3。

观山河灌区综合灌水定额426.31m3/亩, 灌溉毛定额609.01m3/亩, 灌溉水利用系数达到0.70, 渠系水利用效率达到0.75, 达到节水灌溉较高水平。

摘要：观山河是黑河流域中西部子水系中一条独立的河流, 因水质清澈, 富含钾、镁、锶、锌、硒、锂等多种有益微量元素而成为天然矿泉中的精品。现状该流域仅人饮用水和灌溉用水, 水量富余, 多弃水, 水资源开发潜力较大。通过对观山河流域来水、现状用水, 分析节水潜力, 为水资源的合理高效利用提供科学依据。

流域分析 第10篇

现在流行的生态补偿机制确实是这样做的。无论政府主导还是市场主导, 无论是给予政策支持还是资金、技术、实物补偿都是这样的理念[4]。为什么我们还在不断完善“理想中”、诉求“更易操作”的、期待“双赢”的生态补偿机制?这需要我们认真检验生态补偿项目、工程、计划的实施效果如何[5]。依据需求产生供给, 理想的机制需要完善, 实施需要更易操作, 参与者需要改善生计。诚然, 现有的生态补偿机制已取得了很好的效果, 但不可否认的是一些生态补偿项目、工程、计划仍存在一些问题, 特别是对生态环境脆弱、经济基础薄弱、生计策略单一、生计风险大的地区, 生态补偿的实施对农户现有的生活水平与生计状况有着或多或少的影响。农户为了维持生活与生计, 不得不放弃最初保护家园、保护生态的初衷, 复耕、偷牧、毁林草造田, 导致生态补偿项目实施效果较差。

本文以石羊河流域为例, 利用意愿调查法 (CVM) 调查与揭示流域农户真实的受偿意愿与影响受偿意愿的因素, 以期促进参与流域生态补偿项目的农户实现“个体”环境效益与经济收益双赢。

1 CVM问卷设计

意愿调查法 (CVM) 能同时用于自然资源使用价值和非使用价值的评估。它将生态补偿利益相关方的收入、直接成本和预期收入等因素整合为简单的意愿, 避免了大量基础数据的调查, 而且根据意愿调查获得的数据, 能得出生态系统服务提供者自主提供优质生态系统服务的成本[6,7]。利用意愿调查法调查农户的参与意愿, 有利于充分表达农牧民的真实意愿。同时, 意愿调查法能评估不能直接进入市场交易的环境物品和服务价值, 确保生态补偿的完整性。

1.1 CVM问卷设计与抽样调查

问卷设计必须经过仔细反复的推敲才可能完成。被调查者是问卷调查的核心, 因此问卷设计要从被调查者角度出发, 减少回答问卷的难度, 了解不同层次和不同价值观人群对调查内容的反应, 然后及时进行修改和补充[8]。抽样调查是从研究对象的总体中随机抽取一部分个体作为样本进行调查, 并据此对全部调查研究对象做出估计和推断的一种调查方法。抽样调查方式有多种, 可分为报刊式问卷、邮寄式问卷、访问式问卷、电话式问卷等。根据问卷效果和回收率, 本调查采用面对面访问式调查。调查员按抽样方案的要求和事先设计好的问卷, 随机选取辖区内全体流域居民作为被调查对象进行面对面的直接访问。面对面访谈式调查的优点是受过专业培训的调查者直接与被访者接触, 可观察被调查者回答问题的态度、语言、表情等外在特征, 掌握被调查者对非市场生态环境价值的态度与偏好。只要抽样样本满足该方法的容量要求, 且样本具有代表性, 就能得到较高有效的回答率[9]。对不符合要求的答案, 可由调查人员当时予以纠正;对一些拒绝回答者, 调查人员给予不断解释, 让回答者明白该问卷涉及问题的重要性。

1.2 调查数据分析方法

事实上, 条件价值法就是为了获得某商品效用的愿意支付费用或希望得到多少费用能放弃该效用, 这就是最高支付意愿 (WTP) 与最低受偿意愿 (WTA) 。其表达式为:WTP=F (P, Q1, U0) -F (P, Q0, U0) 。式中, P表示价格向量, Q1、Q0分别表示环境改变前后的品质, U0表示环境改变前后的效用水平, F () 函数表示个人支出函数。WTP即为Hicks的补偿变量 (Compensation Variation, CV) 。在其他商品价格不变时, 消费者为了维持原有的效用水平U0不发生变化;在环境发生变化后, 消费者所愿意支付的金额即为补偿量。WTA为Hicks的均等变量 (Equivalent Variation, EV) 。它是在价格改变后, 在原价格下为了维持价格改变后的效用, 避免环境恶化所增加或减少的数额。Hanemann认为, 对支付卡式的WTP和WTA计算, 可使用平均值或中位数进行数据加总, 个体WTP和WTA可转化为群体的总价值[10]。

2 石羊河流域生态补偿受偿意愿问卷设计

2.1 调查问卷主要内容

揭示流域居民的受偿意愿是本次调查的目的与核心问题之一。在充分了解研究区实际情况与生态补偿项目实施情况之后, 确定调查问卷的主要内容与调查方式。调查问卷最终包括五部分内容: (1) 问卷调查说明。主要是说明问卷调查的原因、目的和意义, 在简要介绍研究工作的同时, 引导被调查者关注相关研究问题, 消除他们对问卷调查的顾虑。 (2) 受访者的基本信息。主要了解被调查者本人与家庭的基本情况, 包括个体特征、家庭成员构成等。 (3) 生计状况调查。主要了解受访者家庭生产、生活状况信息, 包括土地经营、经济收入主要构成、消费支出等。 (4) 生态补偿情况调查。主要了解流域居民的生态环境意识, 对生态补偿项目认知和参与情况, 调查生态补偿的受偿意愿、有效补偿方式选择、补偿金支付方式与次数选择、生态补偿金替代使用方式选择等。 (5) 生态工人调查。调查流域居民对生态工人的生态补偿创新机制与方法的认同情况, 参与或成为生态工人的意愿, 以及生态工人工资补偿等情况。

2.2 调查问卷的核心问题

问卷设计与调查的重点集中在 (4) 、 (5) 两个部分。为了避免产生调查偏差, 本文采用投标卡与开放式问题相结合的方式引导被调查者, 问卷设计的核心问题见表1。

3 石羊河流域问卷调查与数据分析

3.1 问卷调查样本特征分析

2014年8月, 我们在石羊河流域居民集中分布的4个区县42个乡镇开展社会调查, 共计发放问卷560份, 回收问卷553份。其中, 无效问卷3份、有效问卷550份, 问卷调查有效率为98%。从调查样本来看 (表2) , 男性为64.05%, 女性为35.95%;被调查者中大专生及以上人数占10.8%, 受高等教育的人数比例较低, 主要是以高中以下为主占89.2%, 初中以上为66.2%。从年龄分布情况来看, 被调查者主要分布在40—50岁之间, 占样本人数的82.1%。对比受教育的分布情况来看, 被调查的农村地区情况与基本情况一致, 多数农户家庭中的主要劳动力在初高中毕业之后即开始务农, 家庭年总收入集中分布在1.5—4.5万元之间。

被调查者对石羊河流域的认知程度直接影响到调查结果与数据分析。从调查样本的乡镇分布情况来看, 42个乡镇主要分布在石羊河流域人口相对集中的古浪县、凉州区、民勤县和永昌县, 调查样本数平均为13份/乡。从调查情况来看, 武威市内县区的各乡镇问卷调查情况较好, 古浪县与永昌县的较差, 主要原因是被调查户对石羊河流域的认知情况较差, 部分被调查者对所住地是否为石羊河流域知之甚少, 对相关问题淡漠。为了减少无效样本, 提高调查效率, 更多的调查工作集中在石羊河流域的武威市。

3.2 影响受偿意愿因素分析

从研究区问卷调查来看, 大多数农户愿意支持石羊河流域生态保护与恢复, 愿意参与生态补偿项目, 但仍有部分因素影响着农户参与流域生态保护工程的积极性。如流域居民对生态保护项目的认知, 对流域生态补偿相关项目的内容了解程度, 对参与生态补偿项目的期望是否可实现等。他们担心参加流域生态保护与恢复项目后, 由于退耕/禁牧的收入下降, 补偿金不能弥补其收益, 以及生态补偿政策不稳定、无法提供稳定的就业机会等, 使部分流域居民对参与生态补偿持观望态度, 参与的积极性下降或消极, 势必影响流域生态保护与恢复的实施效果。因此, 有必要深入了解影响流域居民参与生态补偿的原因, 这既有助于调动流域居民参与的积极性, 确保生态补偿项目的顺利推进, 又可对相关政策的制定提供启示。

影响流域居民做出是否参与生态补偿的行为决策主要包括心理因素和社会因素两个方面, 即农户的个体特征、农户生产资料的占有情况、农户的经营方式与收入状况、农户对周围生态环境的认识、农户对参与生态补偿项目的认知与预期。一般来讲, 农户的个体特征主要包括性别、年龄、受教育程度。作为家庭主要劳动力受教育水平的高低, 直接影响其理解能力、接受新事物和新知识的能力, 以及家庭生产和生活的决策;而作为生产资料的占有 (如耕地) 、经营方式与收入, 影响他们对新生计方式的适应性和对决策的调整。环境意识与对生态补偿项目的了解, 是农户做出决策判断的意识基础;对参与生态补偿项目的预期, 是农户积极参与相关生态保护工程与计划的动因。因此, 确定以年龄、性别、受教育程度、对环境的认识、耕地占有量与农业收入、生态补偿期望等作为影响被调查者受偿的主要影响因素。

本文考察的是流域居民对受偿意愿的支持与否。由于传统回归模型的因变量的取值范围在正无穷大与负无穷大之间, 在此不适用。本文采用二项Logistic回归模型分析, 将因变量的取值限定在 (0, 1) 范围内, 并通过采用最大似然估计法对其回归参数进行估计。在设计模型时, 我们将流域居民是否愿意支持生态补偿项目设为因变量Y, 即0—1型因变量;将“支持”定义为1, “不支持”定义为0;运用SPSS13.0统计分析软件对550个样本进行二项Logistic回归处理。由于自变量所取的单位不同, 非标准化的Logistic回归系数不能用于比较各自变量的相对作用, 所以本文将非标准化的回归系数转化为标准化的Logistic回归系数。SPSS标准化Logistic回归系数的计算公式为:。式中, β为第i个自变量的标准化回归系数;bi为非标准化回归系数;Si为第i个自变量的标准差;1.8138为标准logistic分布的标准差。结果见表4。

从影响因素分析结果来看, 对环境认识、农业收入、补偿期望的显著性较好, 而农户的个体特征、耕地占有量在5%水平上均不显著。从标准化后的回归系数来看, 农业收入最高, 补偿期望与环境认识分居其后, 表明影响流域居民做出是否参与生态补偿项目的主要影响因素是农业收入, 这对经济发展相对落后的石羊河流域来说是符合实际的。从前文的样本情况分析可见, 流域居民年收入主要分布在1.5—4.5万元之间, 而农业收入平均为21342元, 约占总收入的1/2, 因此农业收入减少是流域农户做出是否参与生态补偿项目的主要因素。

从模型分析结果来看, 环境认识、生态补偿的显著性水平高于农业收入的显著水平, 且标准化后的回归系数与农业收入回归系数接近, 表明流域居民对石羊河流域脆弱的生态环境认识具有普遍性, 而对通过生态保护与恢复工程改善所居住的生态环境, 积极参与生态补偿的期望很高。在适度补偿农业收入损失的条件下, 流域居民对通过生态补偿保护与恢复流域生态环境表现出很高的积极性。

4 流域居民受偿意愿分析

4.1 受偿意愿估算

调查问卷平均受偿意愿可通过离散变量的数学期望公式计算:。式中, E (WTA) 表示每公顷耕地每年最小平均受偿意愿值;Pi表示被调查者频数;bi表示受偿额。表5列出了被调查者主要的受偿额分别为7500元/hm2/a、9000元/hm2/a、15000元/hm2/a、30000元/hm2/a, 所占份额分别为8.09%、9.44%、18.88%、11.01%, 占总样本数的47.42%。由受偿期望可计算得到石羊河流域农户单位面积最小平均受偿额为7591.05元hm2/a。

4.2 影响受偿意愿的主要因素分析

流域居民通过放弃一定的生产活动, 为保护流域生态环境、恢复流域生态系统服务而获得生态补偿。从理论上讲, 流域居民的受偿意愿应受其提供的生态系统服务数量或品质、收入情况、补偿期望、补偿满意度以及其他社会经济特征的影响, 计算公式可以表示为:WTA=f (Q, In, T, S) +ei。式中, Q为资源的数量或品质;ln为收入;T偏好;S为个体特征;ei随机误差。同样, 对受偿意愿来讲, 影响农户受偿意愿的个体特征主要包括性别、年龄、受教育程度, 而资源的数量或品质 (如耕地或耕地利用方式) 、收入状况、对补偿的期望等仍是影响农户受偿意愿的主要因素。此外, 还应关注农户对生态补偿的满意度。我们采用农户生计变化作为衡量指标, 即受偿前后农户的生计是否得到提高, 直接体现了农户对受偿额是否满意。因此, 确定以年龄、性别、受教育程度、耕地占有量、农业收入、生态补偿期望和生计变化等作为影响被调查者受偿意愿的主要影响因素。为了消除耕地量与农业收入的共线性, 对农业收入取对数, 建立回归模型代入SPSS软件进行回归分析, 结果见表6。

从分析结果来看, 农业收入、补偿期望、生计变化三项在5%水平上通过检验, 显著性从高到低分别为:补偿期望、农业收入与生计变化。从未标准化的回归系来看, 农业收入项的系数最大, 表明接受补偿对农业收入的影响最为明显, 农户参与生态补偿最关心的问题正是收入减少, 放弃现在的生产方式是否会影响农业收入是阻碍农户参与生态补偿的最重要因素, 而收入减少又将造成对农户生计的影响。有关农户生计的研究结果也表明, 收入是影响生计的最重要因素。比较标准化后的回归系数, 其补偿期望最高, 在一定程度上体现了农户对生态补偿本身及生态补偿造成的直接或间接影响的担心, 如收入下降、生计无着落、补偿额过低、补偿机制不完善、补偿政策不稳定等因素。

从以上分析来看, 影响农户参与生态补偿受偿愿意的主要因素是农业收入。农户特别是身处生态脆弱地区石羊河流域的居民[11], 对流域生态保护与恢复有着较好的认知, 对实施生态补偿也有很好的期望, 关键是在生态补偿项目实施过程中如何确定适宜的补偿额, 平衡农户因参加生态补偿项目的收入损失, 维持或提高农户当前的生计水平。过低的生态补偿标准 (以最小平均受偿额估算作为参考) , 将无法激励农户参与生态补偿项目的积极性, 或降低生态补偿项目的实施效果。

5 结论

生态补偿是一种将生态系统服务的非市场的、外部的价值转化为激励人们提供生态系统服务经济机制。流域生态补偿机制是生态补偿的主要部分和重要领域。从当前流域生态补偿机制研究的整体发展来看, 补偿主客体界定与补偿原则不一致、补偿机制短效性、缺少系统理论分析框架等一般性问题仍然困扰着学者们的理论探讨与流域生态补偿的具体实践。分析其中的主要原因:一是补偿标准过低, “激励”效果不显著;二是生态补偿的“参与”意识不强。对生态补偿标准过低, 无法抵消农户因参与生态补偿的效益损失。为了维持当前的生活水平与生计状况、过上“好日子”, 他们只有通过对已退耕/还草的土地进行复耕或偷牧才能获取收益。农户虽然对保护家园生态环境有热情, 但更多的人认为保护生态环境是政府的责任, 事不关己或“搭便车”的想法根深蒂固[12]。如何在生态补机制设计中提高生态补偿参与者的参与意识与减少收益损失, 提高生态补偿项目、工程、计划的效果, 已经成为当前生态补机制的完善与设计中需要重点考虑的问

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槟榔寨水库流域降水量时空分布分析 第11篇

【关键词】槟榔寨水库；降水量；分布规律

0.引言

槟榔寨水库位于河口县槟榔寨村上水头社的红河流域支流槟榔河上游地段的河口烈士陵园附近，枢纽区位于县城北边，距县城公路里程约7Km，其地理置为东经103o55'30"-103o57'10"，北纬22o33'10"-22o33'55"，属于中山地貌，总体地势西北高东南低。

槟榔寨水库工程是以县城供水为主兼顾城市防洪的小（一）型水利工程。水库总库容为248万立方米，年调节可为县城提供优质可靠水量306万立方米，设计最大日供水量8400立方米/天，正常蓄水位为180.7米，设计洪水位182.5米，校核洪水位为183.3米，大坝设计洪水标准为50年一遇、P=2%，校核洪水标准为1000年一遇P=0.1%，水库主要建筑物有大坝、溢洪道、输水随洞、排洪沟、东引水渠道、西引水渠道、供水管道工程及水库水源引水工程等。坝型采用粘土心墙风化料坝，坝高48米，坝顶长196米，坝顶高程为184.60米。水库坝址以上面积31平方千米（含曼路河取水坝以上流域面积8平方千米），流域内植被覆盖率达50%左右，属热带季风雨林湿热性气候候区。

1.降水量的年际变化及年内分布规律

1.1降水的年际变化规律

因河口县气象局距槟榔寨水库7公里，故采用河口气象局气象要素特征表，分析槟榔河流域降水量分布规律。

根据河口气象局1956年—2006年共50年年降水资料，可看出槟榔河流域降水呈丰枯交替变换现象。从50年年降水资料看出，有25年年降水量超过多年年平均降水量（1772.8毫米），最多年（1971年）降雨量2643毫米，最少年（1974年）降雨量1322.5毫米。雨季（5—10月）降雨量占全年总雨量81%，最多的8月平均雨量达330.2毫米。年最大日降雨量249.8毫米，发生在1995年8月16日，是云南省最大日降雨量，也是全省暴雨强度最大的地区之一。

运用距平分析法，将各年降水量与多年均值进行比较，可以直观地反映数值的变化趋势及变化程度。分析得出，槟榔寨水库流域降水在多年均值处交替变换，周期约为2年，且2009年-2012年连续4年干旱资料看出年降水量都比均值小200毫米左右。

表1 河口县气象局1956年至2006年年降水量频率计算成果

由于河口气象局资料系列长，基本能反映该流域的丰平枯状况。故以50年降水资料为例，对年降水量进行频率计算，分析结果得出表1。根据表1和1997年-2006年10年的降水资料得出：2000年至2005年为丰水年，1998年、1999年、2006年为偏枯年， 1997年是平水年。

1.2降水的年内变化规律

降水资料采用数理统计方法分析，槟榔寨水库以上流域多年平均降水量1772.8毫米。夏秋季由于东南暖湿气流影响，受黄连山和大围山地形剧烈抬升作用，在冷峰、低槽、切变等天气系统综合作用下，形成雨季，冬春季轻旱，历年平均气温23.0℃，长夏无冬，春、秋两季相连。夏天长达7个月，春、秋两季只有5个月，降雨在年内分配不均。

从河口气象局降水量分布情况看，汛期（5月-10月）降水量集中，占全年降水量的81%，枯季（11月-次年4月）少雨，仅占全年降水量的15%。最高值一般出现在7、8月，以8月居多平均雨量达330.2毫米。最低值一般出现在12月-次年3月，以2月居多。

根据河口气象局实测资料统计（见表2）可看出，多年平均最大24h降水量主要集中于6h内（约占72%），而6h暴雨又多集中1h内（约占57%），1h雨量占24h雨量的比重约占47%，表明区域暴雨具有集中程度高、强度大、历时短的特点。

表2 槟榔寨水库流域暴雨特征量对照表

2.降水量的空间分布变化规律

槟榔寨水库流域地处红河流域下段，槟榔河支流上段，属中山地貌，总体地势东南低、西北高。水库流域距河口气象站7千米，河口城区雨量站地处河口县槟榔社区的小山坡上，东经103°57'，北纬22°30'，高程137.8米。坝洒雨量站地处槟榔寨水库14千米处，东经103°50'，北纬22°30'，高程114米。槟榔寨雨量站地处槟榔寨水库坝上，东经103°55'，北纬22°33'，高程185米。

由于槟榔寨雨量站、坝洒雨量站从2011年才开始有资料，因此用河口城区雨量站1980年-2010年降水资料序列。将选出的同期雨量采用算术平均法计算流域站点多年平均降雨量。槟榔寨水库多年平均降水量为1772.8毫米。

由分析结果知，该流域降水量自东南向西北呈递减趋势。坝洒站降水量为三站最大值，是槟榔寨水库主要引水水源地，取水坝距河口城区直线距离13.8公里的曼路河上，取水口以上流域面积达8平方千米。槟榔寨雨量站为最小值，即西引水渠道降水量最小。东引水渠道年降水量大于西引水渠道年降水量。可见槟榔寨水库流域降水量空间分布有其明显的区域特征。

就其原因，主要是坝洒雨量站地处东南暖湿气流的迎风坡，受大围山地形剧烈抬升作用，空气中所含有的水汽便很容易凝结而形成云和降水，因此处于迎风坡的坝洒站降水量最为丰富。

3.结语

影响降水量及其时空分布的因素主要有地理位置、地形、森林、季风等。由以上分析得出，槟榔寨水库流域降水量时空分布有如下特点：

（1）槟榔寨水库流域降水量自东南向西北呈递减趋势。主要原因是坝洒站地处东南暖湿气流的迎风坡上，受黄连山和大围山地形剧烈抬升作用，因而降水量也较多。

（2）槟榔寨水库以上流域多年平均降水量小于河口城区雨量站多年平均降水量1772.8毫米。降水量年内分配不均，具有夏、秋季各个月数值较大，冬、春季各个月数值较小的特点，年内最高值一般出现在7月、8月，最小值出现在2月、12月。

（3）年降水量呈丰枯交替变换现象。

（4）通过对槟榔寨水库流域降水量的时空分布的分析，有利于掌握该流域降水特性，判断降水资料的合理性和可靠性；有利于槟榔寨水库长期蓄水和引水。

【参考文献】

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[2]王宇.云南山地气候[M].昆明：云南科技出版社，2006.

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辽河流域径流序列特性分析 第12篇

受地理位置、气候条件及地形地貌等因素影响,我国的径流在时空分布上极不均匀。受季风气候的影响,降水主要集中在夏季,大部分地区每年汛期连续4个月的降水量占全年降水量的60%~80%。年径流量中连续4个最大月所占的比例占全年径流量的60%~90%。河川径流的年内分布不均匀性不仅影响人类社会系统的安全,改变水资源的供需关系,影响水资源的开发利用,同时也影响自然生态系统的健康,给水资源管理、农业以及水生生态系统带来一系列影响[1]。

辽河是辽宁的母亲河,辽宁的社会经济稳定发展离不开辽河流域水资源的开发利用。辽河流域内有3个子流域,即辽河干流、浑河、太子河。由于自然因素和人类活动的影响,辽河流域水资源年内分配不均匀,加之辽河流域水资源短缺、水污染严重等一系列问题,使辽河流域内的社会经济发展和各部门用水受到很大影响。因此,为合理充分利用辽河流域水资源,为辽河流域水资源的承载力分析及水资源优化配置提供科学依据,探讨流域内径流的年内、年际分配规律是十分必要的。

1 研究资料

本文以辽河干流、浑河、太子河3个子流域为研究区域,依据地域代表性选取辽河干流石佛寺水文站、浑河沈阳水文站、太子河辽阳水文站为分析测站。以各测站1956-2000年还原的月径流量序列为依据,分析径流年内、年际分布及变化规律。

2 径流年内分配特性分析

2.1 不均匀性

采用径流年内分配不均匀系数Cv和径流年内分配完全调节系数Cr衡量径流年内分配的不均匀性[2]。

径流年内分配不均匀系数Cv的计算公式如下:

式中:Ri为各月径流量;R为月平均径流量。Cv值越大,表明年内各月径流量相差越悬殊,径流年内分配越不均匀。

径流年内分配完全调节系数Cr计算公式如下:

年内分配完全调节系数Cr越大表示年内分配越集中。

辽河流域径流年内分配不均匀性计算结果如表1所示。

从表1可以看出:不同计算时段下,辽河干流、浑河、太子河流域径流年内分配均较不均匀,其中辽河干流流域径流年内分配不均匀性最高。3个子流域内,20世纪90年代径流年内分配不均匀性均比70、80年代进一步增强。

2.2 集中程度

采用集中度Cd和集中期D表示径流量的年内分配集中程度[3,4]。集中度和集中期的计算是将一年内各月的径流量作为向量看待,月径流量的大小为向量的长度,所处的月份为向量的方向。从1月到12月每月的方位角θi分别为0°、30°、60°、、330°,并把每个月的径流量分解为x和y两个方向上的分量,则x和t方向上的向量合成分别为:

径流的合成为:则集中度Cd和集中期D的计算公式如下:

集中度Cd可进一步简化为[5]:

集中期D可简化为[5]:

集中期D表示一年中最大月径流量出现的月份;集中度则反映了集中期径流值占年总径流的比例。

辽河流域径流年内分配集中度和集中期计算结果如表2所示。

从表2计算结果可以看出:辽河干流、浑河、太子河流域径流主要集中在7月中下旬,石佛寺最大月径流占年总径流的60%以上,浑河、太子河流域最大月径流占年总径流的55%以上。

2.3 变化幅度

径流变化幅度的大小对于水利调节和水生生物的生长殖都有重要的影响。可采用相对变化幅度来表示径流变化的幅度,即最大月平均径流量Rmax、最小月平均径流量Rmin与年平均径流量之比。计算公式为[5]:

辽河流域径流年内变化幅度计算结果如表3所示。

从表3计算结果可以看出:辽河流域径流变化幅度比较大,多年平均径流量中,辽河干流最大月平均径流量约是最小月平均径流量的60倍;浑河流域最大月平均径流量约是最小月平均径流量的30倍;太子河流域最大月平均径流量约是最小月平均径流量的倍

3 径流年际分配特性分析

为充分利用年内不同时期径流量,确定不同时期水资源开发利用的策略及管理措施,本文将天然径流资料分成三类系列,即年径流系列、汛期径流系列(6-9月)、非汛期径流序列(10月至次年5月)。分别对各系列径流进行年际特性分析。

3.1 趋势性

本文采用坎德尔(kendall)秩次相关检验法和滑动平均检验法分析辽河流域各分析测站径流序列趋势性。坎德尔(kendall)秩次相关检验法检验的统计量为:

趋势检验分别采用显著水平α=0.1、0.05、0.01。在正态分布表中查出临界值U0.05、U0.025、U0.005,当|U|

从表4可以看出,石佛寺站年径流序列、汛期径流序列、非汛期径流序列整体下降趋势不明显;沈阳站年径流序列、汛期径流序列下降趋势不明显,非汛期径流序列下降趋势相对较显著;辽阳站年径流序列、非汛期径流序列上升趋势不明显,汛期径流序列下降趋势不显著。

滑动平均检验法采用5年滑动平均,各分析测站不同径流序列趋势分析结果如图1-3所示。

从图1-3可以看出,1982年以前各站汛期径流量及年径流量均有明显的下降趋势,而受1985、1986年及1995、1996年等丰水年组的影响,1982年以后各站年径流量、汛期径流量略呈增加趋势。各站年径流序列、汛期径流序列及非汛期径流序列整体趋势变化不显著。

3.2 周期性

流域的年际径流时序性变化是其年际径流情势的主要水文特征,分析流域径流的周期性变化,对于水利规划、水库的调蓄效益设计及对已建水库的调蓄运转等都是十分必要的[9]。本文仍以辽河流域石佛寺水文站、浑河流域沈阳水文站及太子河流域辽阳水文站为例,分析流域径流的周期性。

周期分析的方法很多,如谱分析、谐波分析、方差分析等,其中方差分析应用较多[10]。本文采用方差分析法分析流域径流的周期性。通过不同周期下组间方差与组内方差比值的计算,确定径流存在的周期。

流域内各测站不同周期下计算的方差比如表5所示,绘制各测站不同周期下方差比如图4所示。

当选定信度水平α=0.05时,根据不同周期所对应的自由度,查F值分布表,得Fα值,见表5所示。通过各测站不同周期下方差比与Fα比较可以看出:辽阳站年径流的周期是21 a,而沈阳站和石佛寺站年径流的周期性不显著。但是,从图4各测站不同周期下计算的方差比值大小可以分析出辽河流域年径流约存在10 a、12 a、19 a、21 a的周期性。

4 结语

通过以上分析计算,可以得出以下结果。

(1)辽河流域径流年内分配极不均匀,月径流变化幅度比较大。辽河流域径流主要集中在7月中下旬,其中辽河干流最大月径流可占年总径流的60%以上,浑河、太子河流域最大月径流也占年总径流的55%以上。

(2)辽河流域径流年际变化趋势不显著。1982年以前径流整体呈下降趋势,1982年以后受丰水年组的影响,径流年际变化较大。从1956-2000年,非汛期径流年际变化幅度较小,趋于平稳,而汛期径流及年径流年际变化幅度较大。年径流的大小主要取决于汛期径流的大小。辽河流域年径流周期性变化不显著,从各流域测站不同周期下方差比大小可以看出,辽河流域约存在10 a、12 a、19 a、21 a的周期。

(3)本文通过分析辽河流域径流的年内、年际变化规律,揭示了辽河流域水资源的特点。为合理开发利用辽河流域水资源,制定辽河流域水资源可承载的社会经济发展模式提供了依据。

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