文峪河流域降水和径流关系初探

方面 的研究 ， 而该流域对于 山西 省水文 和水资源 显著 的调 控 地位很少有人关 注。 由此本 文试 图 以文峪 河流 域较 长时期
水位 、 水温和 泥 沙等 水文 特 征 值 的观 测并具 有 较长 系列 资
料。
１２ 研 究方 法 ．
在收集整理岔 口水 文 站近 ４ ａ降水 和径 流观 测资料 基 ０
文峪河 作为汾河上游重要 的一级支 流 ， 是下游与 汾河交 汇区大 面积农 田灌溉的水源地 ， 主要 由庞泉 沟等 ６大支 流汇 集 而成 ， 汇入流域 出口处 的文峪 河水 库 ， 最后 注 入汾 河。水
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文特征 受大 的气 候影 响 ， 年的 ７ ０月份为 汛期 。流 域形 每 —１
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Ｖｏ ． ４ Ｎｏ １ １２ ．
文 峪 河 流 域 降 水 和 径 流 关 系 初 探
郭汉清 洪坚平 张 勇２
（． １ 山西农业大学 资源与环境学 院 ， 山西 太谷 ０ ０ ０ ；． ３ ８ １２ 山西省水土保持科学研究所 ， 山西 吕梁 ０ ３０ ） ３０ ０ 摘 要 ： 西省 西部 文峪河流域 内现存 省 内面积最大 ， 山 林相 较为整 齐的 天然次生林 ， 因此对于山 西省 西部乃至
地区 ３ —５月为 春季 ，＿８月 为夏季 ，— １ 为秋季 ，２ ６ ９ １月 １ ＿２ 月 为冬 季。统计资 料表 明 ： 、 、 、 四季 降水 量年 内分 春 夏 秋 冬 配 比例依次为 ：４ ２ ，４ １ ，４ ８ ，． ％ 。进 一步 说 明 １．％ ５ ．％ ２ ．％ ６９
４
２ ０
而径 流年内分配不 均匀 系数 Ｇ ＝０ ６ ， 可 以看 出该 流 域 ．５ 也
ｌ ６
图 ２ 降 水 年 内分 配 比 例
一
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６７ ２ ｍ １ ．３ ｍ。增加 幅度 达到海拔每增加 １０ 雨量增￣Ｉ７４ ０ ｍ， １ ．７ ： １ ｍ ｍ。可见在该流域 内 ， 由于高大 山体 的作 用 ， 降水 分布不 均 匀， 降水 量大小相差悬殊 ， 且存在 由东南 向西北递增 的趋势 。
础上， 运用水文统计方 法分析该流域 的降水和径流年 内和年
际变化特征 Ｊ 。
２ 结果与分析
的水文资料为依托 ， 用水 文统 计 等手段 ， 运 初步 揭示该 流 域 的降水分布 、 流特征 以及降水 和径 流之间 的关 系。 径
１ 研 究 区概 况 与 研 究 方 法
１ １ 研 究 区概 况 ．
有所变 化 ， 导致点 一面 雨量转 化 时要么 不满足 计算条件 ， 要 么资料 系列 长短不一。为 了避免这 一矛盾 ， 本文在进行分 析 降水资料时 ， 统一采用算 术平均法进行计算 。 ２１１ 降水 随海拔 的分布 ．． 文 峪河 流域海 拔 高差 变 化 较大 ， 导致 云 团在 运移 过程 中， 由于受到高大 山体 的阻碍 ， 形成 动力抬 升而在 迎风坡 会
一
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３ Ｏ
资料表明 （ ３ ， 图 ） 文峪 河流域 的径流年 内分 配主要集 中
在７ １ — ０月这四个月 份 。这 四个 月份 径 流量 占全年 径流 量
２ ５
的 ６ ．３ ， 明径流 的年 内分 布较 为集 中。与降水 在年 内 ０６％ 说
２ Ｏ
的分配相 比， 降水 集 中在 ７ ＿ ＿ ９这 三 个月 ， 而径流 量在 ｌ Ｏ月
出持续下降的趋势 。
２２ 径流特征分析 ．
和年径流变差 系数 Ｃ ＝ ． ９ ｏ ０ ５ 表征 径流量年际变化 ， 明中西 说
河流域径流量年 际变 化较为强烈 ， 极值 比悬殊 。值得指 出 的 是 ， 降水 量较少 的年份 ， 林 的调 蓄作用使 降雨 转化 为径 在 森 流 的机会更小 ， 即径流系数 较小 ， 川径流量急剧 减少 ， 河 这是
中图 分 类 号 ：Ｖ ２ Ｔ １１ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ４—６４ （ １ ） １— ０ １— ３ １７ ３ １ ２ １ ０ ０ ０ ０ ０
文峪河流域位 于山西省关帝 山腹 地 ， 其干流 文峪河是 汾
级水文站 ， 可对 岔 口以上尤其是庞泉 沟流域进行 降水 、 径流 、
术
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月份
２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ １ ０ １ ２
１ ． 复 ． 蚕 墨 冒
份 仍保 持了较高水平 ， 这与 该 流域森林 覆 盖率较 高 ， 被 对 植
于流域 内地 下径流和地表径 流的调蓄作 用巨大有密 切关系 。 的径流年 内分配不均匀程度非 常大。
该 区域径流年 际变化 的一 个 显著特 点 。另 一个特 点是 年径 流量随时间 的延长 而减少 ， 虽然 这种减少从 趋势上讲 可能受
流域 内人 口增长 和人 均用水量 、 业用水 量等方面 的增 加所 农
致， 但根据水 量平衡原 理分 析 ， 域输 入水量 即大 气降水 的 流
＝
年代
图 ４ 径 流 量 的 年 际 变 化
２ ２ ２ 径流年 际变化 ．． 受降水 和植被生 长的影 响， 文峪河 流域径流 的年际变化 也较为强烈 （ ４ 。根 据年径 流量 的年 际极值 比 Ｋ＝１ ．５ 图 ） ０ ８
０２ 。由此可见 ， ．４ 文峪 河流 域 年降 水 量极 值 比相差 较 大 ， 与此 同时 ， 降水资 料分 析 表 明 ， 流 域 的 ４ ａ平 均年 降 该 ０
形成地形雨 。通 过岔 口以上流域 内三个雨 量站 （ 口站 、 岔 后
家庄站 和神 尾沟站 ） 观测 资料 （ 水资 料同为 ４ａ 分析 ， 降 ０） 结
果如 图 １ 所示 。
典 型代表性 的石质山地天然次生林 ， 被类 型乔木 主要有油 植 松、 云杉林 、 华北 落 叶松 、 桦树 、 东 栎等 ， 木 主要 有沙棘 、 辽 灌 忍冬 、 荆条等 ， 草本植 物有鹅冠草 、 Fra Baidu bibliotek茅 、 豹子花等 。
而且年 降水量年 际之间变化较大 。 水量达到５ ７ ６ ｍｍ。若 以 ｌ ０ ．８ ０年为 时段进行 划分 ， 以看 出 可 ２ Ｏ世纪 ６ ０年代年 降水 量为５２ ５ ｍ ７ ５ ．３ ｍ，０年代 为５ ６ ０ ｍｍ， ０ ．７ ８ ０年代为４ ７ ４ ｒ ９ ９ ．４ ｍ，０年代 为４ ７ ６ ｍ ａ ７ ． ８ ｍ。 由此可知 ，０世 ２ 纪９ ０年 代 同 ６ Ｏ年 代 的 降 水 量 均 值 相 比， 水 量 减 少 了 降 ７ ．５ ｍ。８ ４８ｒ ａ ０年代 和 ９ Ｏ年代 的降 水 量均 要 小 于 多年 平 均 值 ，Ｏ年代 与平均值 基本 持 平 。相 比之下 ，０世 纪 ６ ７ ２ ０年 代 的降水量是一个 相对 充 沛的 时期 ， ９ 而 Ｏ年代 是少 水期 。在 过 去的 ４ ａ ， ０ 里 虽然 降水量 年 际变 化较 大 ， 总体 仍然 表 现 但
２１年 １ ０１ 月 第２ ４卷第 １ 期
黑龙江 生态 工程 职业 学院学报
Ｊｕ ａ ｏ ｅ ｏｇｉ ｇＶ ｃｔ ｎｌ ｎｔｕｅｏ ｃｌ ｉａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ ｏｒ ｌ ｆ ｉ ｎｊ ｎ ｏａ ｏａ Ｉｓｔｔ ｆ ｏ ｇｃｌ ｎｉ ｅ ｎ ｎ Ｈ ｌ ａ ｉ ｉ Ｅ ｏ ｎ ｉ
２ １ 降水特征分析 ．
在计算流域平均水深时， 通常采用算术平均法、 泰森多 边 形法和等雨深线 图法三种 方式 ， Ｊ在使用这三种方式 由点
雨量向面雨量转化 时 ， 由于应 用条 件有 所差异 ， 计算结 果 在
上会有所不 同。考虑 到文 峪河 流域雨 量站在 观测期 内位 置
文峪河 流域 地理 位置 介 于 东经 １ １ ２ ～１２ ５ ， 纬 １ 。５ １ 。 北
３ 。８ ７ ２ 一３ 。 ４ ， 面 积 １８２ ３ｋ 。 海 拔 在 ７ ０ ５ — ７ ５ 总 ４ ． ｍ２ ８．
２８ ８７ ３ ．ｍ之间 ， 均坡 度 １． 。 平 ７ ８ 。该 流域 属 暖温 带 大陆 性 山
地气候 ， 由于 地形复 杂 ， 各处气 温 、 降水 差异 较大 ， 区年 均 全
汾河 中下游地 区的水文变化 、 水资 源利 用及 生态安 全均具有极为 重要 的意义。通过 收集整理 文峪河流域 内控 制性 水文站近 ４ ａ的降水和径流观 测资料 ， ０ 运用水文统计方法分析 了流域 内降水 随海拔 分布的关 系， 降水和径 流在 年 内
和年 际之 间的变化 ， 并对 降水和径流二 者之 间的关 系进行 了初 步探 讨。 关键词 ： 文峪河 ； 降水 ； 流 ； 径 流域
河 的一级支流 。关帝 山流域现存 山西 省面 积最大 、 林相较 为 整齐 的天然次生林 ， 山西省西 部乃至 汾河 中下游地 区的水 对 文变化 、 水资 源利 用及 生态安全起 到十 分重要 的作用 。该 区 域作为 山西农业大学 的实习基地 ， 长期 以来 主要 开展森林 景 观 、 Ｊ华北落 叶松土 壤种 子 库 和落 叶 松 细根 生物 量 等
Ｏ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ ｌ ｏ １ ２
月份
图 ３ 径 流 年 内分 配 比 例
随着东南季 风 的到来 ， 流域 内在 ４月 份开 始出现 降水 ， 并逐 渐增 加 ， ７ ８月份达到高 峰 ， 到 、 ９月下旬开始逐渐 减弱。降水 在 年内分配不均匀 ， 主要集 中在夏半年 。 ２ １３ 降水年际变化 ．． 降水 的年 际变化特征 ， 往往 通 过降 水平 均变 率 （ ＝最 Ｋ１
心 处设 有岔 口水文站 ， 控制 流域面 积为 ４ ２ ｍ 该站是 一省 ９ｋ ， 收稿 日期 ：０ １一 １—１ ２１ Ｏ ４
基 金项 目： 西 省 科 技 厅 软 科 学 项 目（ ０９４０４— 山 ２００１４
０ ） 山西农 业大学科技 创新基金 （０ ６ １ ） ２； ２ ０ ０ ５
气 温 ３～ ℃ ， ７ 多年 平 均降 水量 约 ５ ０ ０ ｍｍ。多年 平均 蒸 发量 １ ０ｍ ０ ｍ。文峪河流域 的基 岩基 本 为变质 岩 ， ７ 这种 岩层 分化 及 裂隙发育很浅 ， 透水 性很小 ； 区土壤 随海 拔 呈地带 性分 该 布， 由高到低分布着亚 高山草甸土 、 山地 草原草 甸土 、 山地棕 色森林 土 、 褐土及黄绵 土等。该流域 内分布 着华北地 区具有
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２ １２ 降水年 内分配 ．． 根据降水量资料 分析 可 以看 出（ ２ ， 流域年 内降水 图 ）该 主要集 中在 ７ ８９这三个月 ， 东南 暖湿气 流和高 大山体 的 、、 受 影 响 ，＿９月 份多年平 均降水 量 占到全年 的５ ． ％ ； 以 ７ ７ ８６ 尤 、 ８两个月最多 ， 多年平均 比例 高达４ ． ％。根据气候情 况 ， ７５ 该
（ 拔／ 海 ｍ）
图 １ 不 同海拔 降水量分布
作者简介 ： 郭汉清 （９２一） 男 ， １７ ， 山西保德 人 ， 士研 究 博
生 。研 究 方 向 ： 林 水 文 。 森
从 图 １中可 以看 出 ， 随着海拔 高度由１１０ 岔 口站 ） ２ ｍ（ 增 加到 １８０ 神 尾 沟 站 ） 年 降 水 量 由 ４３ １ ｍ 增 加 到 ３ ｍ（ ， ９ ．９ｍ
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大年值／ 年平均值 ） 和降 水 变率 （ ＝最大 年 值／ 小年 值 ） 最 和 降水离差 系数 （ ＝标准差／ 平均值 ） 表示。这 ３个 指标 来 均可反 映降水量 年际 变化 的程 度 ， 相对 变率 越 大 ， 降水则 越
不稳定 。通过 以往 ４ ａ ０ 的降水 资料分析 ， 出文峪 河流域 降 得 水量年 际变化 的 ３个指 标值 分别 为 ： １ ．５ ＝ ． ３ Ｃ Ｋ ＝１５ ， ２８ ，ｏ