程鵬蓉

（山西省張峰水庫(kù)建設(shè)管理局，山西　沁水　048215）

1　概況

1.1　流域范圍

沁河發(fā)源于山西省長(zhǎng)治市沁源縣，總流域面積13500km2。張峰水庫(kù)位于沁河上游大約224km的沁河干流，壩址以上河道長(zhǎng)224km，總庫(kù)容3.94億m3。上游流域面積約4990km2，占沁河流域總面積的36.9%。

1.2　地形地貌及植被

張峰水庫(kù)上游流域呈北高南低，流域地形以山區(qū)為主，沁水縣以上區(qū)域干流兩岸山谷較多。

張峰水庫(kù)上游主要的土地利用類(lèi)型是林地，占流域總面積的50%以上；流域耕地、草地合計(jì)占比28%左右；耕地和草地主要沿河網(wǎng)分布。

1.3　研究方法

采用歷史反演法，就是通過(guò)對(duì)比分析流域在不同時(shí)期的土地利用情況下，流域在現(xiàn)時(shí)段的徑流過(guò)程，分析土地利用對(duì)入庫(kù)徑流量的影響。

1.4　目的

采用不同時(shí)期張峰水庫(kù)上游流域土地利用資料，分析在改變土地利用類(lèi)型，其他條件不變時(shí)，水庫(kù)入庫(kù)徑流特征，模擬徑流量，探索土地利用下徑流特征。為水庫(kù)日常供水、防洪抗災(zāi)、流域水土管理提供理論依據(jù)。

2　土地利用變化特征分析

根據(jù)中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的1990年、2000年，比例尺為1∶10萬(wàn)的土地利用數(shù)據(jù)。土地利用類(lèi)型面積的變化，主要表現(xiàn)在土地利用類(lèi)型總量的變化，通過(guò)比較土地利用方式總量的變化結(jié)果，可以得出各種土地利用類(lèi)型在研究時(shí)間段內(nèi)的結(jié)構(gòu)變化及土地利用方式的變化方向。土地利用類(lèi)型面積變化情況詳見(jiàn)表1。

表1　流域兩期土地利用情況

據(jù)表1可知，張峰水庫(kù)上游流域土地利用類(lèi)型變化特征。土地利用類(lèi)型均以林地、耕地、草地為主，水域及居民生活用地較小。流域林地面積增加84.66km2，耕地減少了15.64km2，草地減少了49.19km2。流域內(nèi)水域和農(nóng)村居民建設(shè)用地2000年較1990年均減少，其基數(shù)較小，減小量也少。

3　日均流量對(duì)比

3.1　日均流量比較

逐年最大一天徑流量主要出現(xiàn)在7月份到10月份，枯水年可能出現(xiàn)在其他月份，例如1994年出現(xiàn)在4月22日。土地利用條件下的逐年最大日均流量的變化情況如表2。

由表2可知，2000年土地利用下的最大一天徑流量與1990年相比互有高低，但僅有1993、1996、2005年3年增大，其他年份均減小，因此整體在土地利用發(fā)生變化后，最大一天徑流量呈減小趨勢(shì)。

具體來(lái)看，1990年土地利用下最大日平均流量為117.96m3/s，大于2000年土地利用下的117.55m3/s，但兩者相差不大，變化率僅為0.34%，日流量變化率減少3.36%。

表2　歷年最大一日徑流量變化

3.2　連續(xù)三天最大平均流量比較

土地利用變化后，連續(xù)三天最大平均流量變化情況，如表3所示。

2000年土地利用下的連續(xù)最大三天平均流量大于1990年的有3年，與逐年最大一天徑流量變化一致均為1993、1996、2005年，其余年份均變小。2000年較1990年土地利用下多年平均連續(xù)最大三天平均流量減少了0.84%，土地利用類(lèi)型變化后，使得連續(xù)三天最大平均流量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，與最大一天日徑流的變化趨勢(shì)一致。

綜上可知，張峰水庫(kù)控制的流域范圍內(nèi)，在其他條件不變的情況下，由于土地利用類(lèi)型的變化，在2000年土地利用下的最大一天日均流量和最大三天平均流量都比1990年的小。說(shuō)明增加林地可以有效減少?gòu)搅鳌?/p>

4　月、年均流量對(duì)比

4.1　月均流量變化

土地利用條件下的多年月均流量的變化情況，見(jiàn)表4。

可知，2000年土地利用下的月均流量小于1990年土地利用下的月均流量。月均流量減少0.12m3/s，減少1.59%。7月到10月徑流減少量較其他月份大，最高達(dá)0.32m3/s以上，可見(jiàn)2000年較1990年土地利用下，汛期削峰作用明顯，表明林地增加可有效削減汛期洪峰值。

表3　歷年連續(xù)最大三天平均流量變化

表4　多年月均流量變化

4.2　年均流量變化

不同土地利用變化下，年徑流量逐年變化見(jiàn)表5?？芍?，2000年土地利用下的年均流量小于1990年。多年平均變化率為1.59%，各年年均流量變化率相差不大，最大的為2008年，減少3.17%；最小的為1996年，減小1.05%。

表5　年徑流量變化　單位：m3/s

總之，年均流量的變化率與年均流量大小成反比，枯水年變化率大于豐水年，主要是因?yàn)樵谪S水年汛期，降雨較大，土地利用對(duì)產(chǎn)流作用影響變小。年均流量的減小是由于流域林地面積增加，其他土地利用類(lèi)型減少所致。林地增加使土地涵養(yǎng)水源能力增加。耕地、草地減少，使得耕地、草地產(chǎn)流減少，居民用地、城市農(nóng)村不透水面積減少，因此導(dǎo)致年均流量減少，所以，土地利用與覆被變化后，研究區(qū)總體表現(xiàn)出徑流量減少的趨勢(shì)。林地增加2.84%，多年年均徑流減少1.59%。

5　結(jié)語(yǔ)

土地利用類(lèi)型的變化，影響了張峰水庫(kù)入庫(kù)徑流。林地增加2.84%，最大一日徑流減小0.34%，連續(xù)最大三日徑流量減小0.84%；7月月平均徑流減小0.26m3/s，減小幅度為2.19%；年均徑流量減小1.59%。