5.1 徑流資料

5.1.1 基本資料的收集

研究區內的河流分別屬于漢江、長湖和漳河三大水系，其中屬于漳河水系的河流主要有茅坪河、漳河、丁家河和錢河；屬于漢江水系的主要有俐河、竹皮河；屬于長湖水系的有新埠河、大陸港和廣坪港等。此次水資源評價對研究區河流的徑流資料進行了搜集，共搜集到漳河、茅坪河、新埠河、竹皮河四條河流的徑流資料。

5.1.2 資料的選用與審查

研究區有徑流資料的水文站包括打鼓臺、蒼坪、口泉、韓家場、皮家集五個站，各站資料長度如下表5-1。

由于口泉站資料系列較短，且打鼓臺和口泉站分別位于漳河的上下游，因此口泉站的資料舍棄不用，僅選用打鼓臺、蒼坪、韓家場、皮家集四個站的徑流資料進行分析。

5.1.3 資料的插補延長

為了滿足本次評價對資料系列的要求，對徑流系列不足46年同步期的站，一律插補延長至46年。本次系列插補延長主要采用方法如下：單站徑流系列，如果中間有缺測年份，可以用控制站流域的面平均年降雨量與年徑流量相關法插補延長。先繪制年降雨量與年徑流量關系圖，以缺測年份的年降雨量插補延長無資料站點的年徑流系列^［6］。

據統計，在選用四個站的徑流資料中，實測164年，插補延長20年，共計184年，實測占89.1%，插補延長占10.9%。各站插補延長情況見表5-2。

5.1.4 徑流資料還原計算

由于受人類活動的影響，如流域內興修各種水利工程及工農業用水、城鎮生活用水等，水文站斷面測到的徑流量不能代表天然徑流量。為了使徑流計算成果能夠基本上反映天然情況，使資料具有一致性，需要對測站以上受開發利用活動影響而增減的水量進行還原計算。徑流還原是一個比較復雜的問題，方法也有多種，根據此次項目實施方案及有關要求，統一采用概念比較清楚、成果比較可靠的分項調查還原法，對選用的4個水文站實測徑流進行還原計算，將實測年徑流系列還原為天然年徑流系列^［7］。

5.1.4.1 還原內容

（1）還原的主要項目：農業灌溉、工業和生活用水的耗損量（含蒸發消耗和入滲損失），跨流域引出、引入水量，水庫蓄水變量等。

（2）還原分析計算要求：凡有觀測資料的，根據觀測資料計算還原水量；沒有觀測資料的，通過典型調查分析進行估算。

5.1.4.2 徑流還原計算方法

徑流還原計算采用分項調查方法還原^［8］。徑流還原計算公式：

式中：W_天然為還原后天然徑流量；W_實測為水文站實測徑流量；W_農灌為農業灌溉耗損量；W_工業為工業用水耗損量；W_生活為城鎮生活用水耗損量；W_跨引為跨流域引水量，引出正、引入負；W_庫蓄為水庫蓄水變量，增加為正、減少為負。

5.1.5 徑流系列的一致性分析

5.1.5.1 分析目的

1980年以來，隨著研究區內工業和農業的快速增長，人類活動對下墊面條件的影響加劇，這給我們提出一個新問題：在人類活動影響逐漸加大的情況下，如果采用較長的年徑流系列，即使將實測系列還原成天然系列，仍難以做到系列具有較好的一致性，且計算成果也不能反映近期下墊面條件下的產流量。因此需對1960—2005年天然年徑流系列進行一致性分析，主要目的是處理下墊面條件變化對徑流的影響和檢查還原計算成果的合理性，通過修正后得到具有一致性且能反映近期下墊面條件的天然年徑流系列。

5.1.5.2 分析資料的選取

為了使分析成果具有一定的代表性，對研究區內的四個站進行一致性分析，四個水文站的控制流域面積2426km²，占整個研究區面積的31.3%。

5.1.5.3 分析方法及內容

1.點繪各站年降雨量與年徑流深相關圖

在單站還原計算的基礎上，點繪打鼓臺、蒼坪、韓家場、皮家集站面平均年降雨量與天然年徑流深的相關圖，如圖5-1～圖5-4所示。

2.繪制各站年降雨量與年徑流深相關曲線

對于打鼓臺站、蒼坪站、韓家場站、皮家集站，參照《全國水資源綜合規劃技術細則》的要求，將整個年系列劃分為1960—1982年和1983—2005年兩個相同時段，以便檢查流域不同時段下墊面的變化對徑流影響的大小。分別通過點群中心繪制其年降水量—年徑流深相關曲線，實線代表1960—1982年的年降水徑流關系，虛線代表1983—2005年的年降水徑流關系，兩根曲線之間的橫坐標距離即為年徑流衰減值。

3.年徑流衰減率

選定一個年降水值，從圖5-1～圖5-4中兩曲線上查出兩個年徑流深值（R₁和R₂），用下列公式計算年徑流衰減率

式中：α為年徑流衰減率；R₁為1960—1982年下墊面條件的徑流深；R₂為1983—2005年下墊面條件的徑流深。

根據年徑流衰減率計算公式分別計算打鼓臺、蒼坪、韓家場、皮家集站年徑流衰減率，經計算得，打鼓臺站為-3.6%，蒼坪站為-4.7%，韓家場站為-0.6%，皮家集站為2.1%。

5.1.5.4 一致性分析

對1960—2005年天然年徑流系列進行一致性分析，主要目的是處理下墊面條件變化對徑流的影響，也可附帶檢查還原計算成果的合理性，通過修正后得到具有一致性且能反映近期下墊面條件的天然年徑流系列。從四個站降雨量與徑流深相關圖上看，打鼓臺、蒼坪站1960—1982年與1983—2005年的年降雨量與年徑流深的相關曲線系統偏離的較為明顯，而韓家場、皮家集站的年降雨量與徑流深沒有較明顯的偏離，因此需對打鼓臺、蒼坪站還原后的天然年徑流作還現修正。

選定一個年降水值，從圖中兩條曲線上可查出兩個年徑流深值（R₁和R₂），用下列公式計算修正系數：

式中：β為年徑流修正系數；R₁為1960—1982年下墊面條件的徑流深；R₂為1983—2005年下墊面條件的徑流深。

經計算得到打鼓臺、蒼坪站的α值和β值，具體見表5-3。

根據查算的不同年降雨量的α值和β值可以繪制P—β關系曲線，作為修正1960—1982年天然年徑流系列的依據。根據需要修正年份的降雨量，從P—β關系曲線上查得修正系數，乘以該年修正前的天然年徑流量，即可求得修正后的天然年徑流量。