松花江干流输沙量变化特征分析.pdf

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1、泥沙研究2011年8月JournalofSedimentResearch第4期松花江干流输沙量变化特征分析王双银，谢萍萍，穆兴民，高鹏’(1．西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌7121002．中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌712100)摘要：采用线性回归分析、游程检验、Kendall秩次相关检验和Spearman秩次相关检验4种趋势分析方法以及有序聚类法和Lee．Highinan法2种跳跃分析方法对松花江干流江桥、哈尔滨和佳木斯站1955—2006年的年输沙量进行了分析。结果表明：三站分别在1992年、1991年和198

2、2年出现变异；江桥站和佳木斯站具有不显著的上升趋势，且是由于变异引起，而哈尔滨站呈现非常显著的下降趋势。经过对年径流量与年输沙量的关系分析，其相关性较强，说明该流域的年输沙量主要受径流量的影响，且有比较一致的变化趋势，但两者的变异点不同步。关键词：松花江干流；趋势检验；跳跃分析；年输沙量中图分类号：TV142文献标识码：A文章编号：0468—155X【2011)04—0067-061流域概况松花江主要发源于大兴安岭伊勒呼里山和长白山的主峰白头山天池，流域面积55．68万km。，上游分为由北向南流的嫩江和由南向北流的第二松花江，两江在三岔河相

3、汇后称松花江¨(图1)。嫩江在嫩江县以上属山区，多原始森林，有沼泽，两岸杂草丛生，河床多为砾石，两岸表土覆盖较厚。嫩江县以下至阿彦浅站为丘陵区，植被多为次生林间有耕地。阿彦浅站以下，植被较差。江桥站控制流域面积16．26万km，位于阿彦浅站下游，是嫩江主要控制断面。江桥站至三岔河之间河床多为砂砾土，右岸岸图1松花江流域示意图坡全为砂砾土，遇到大水容易向江中倒Fig．1SketchofSonghuaRiver塌。三岔河至哈尔滨站区间为平原区，河道坡降较缓，约为0．05％0，滩地比较开阔，有湿地和牛轭湖；哈尔滨站以下为高平原和丘陵山区，河谷狭窄

4、，河道至依兰站段比降约为0．15％。；佳木斯站以下为低平原区，属三江平原一部分。哈尔滨站控收稿日期：2009-09-27基金项目：“973”项目“中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究”(2007CB407203)；西北农林科技大学基本科研业务费专项资金QN2009088作者简介：王双银(1969一)，男，博士研究生，副教授，主要研究方向：水文水资源。E—mail：wshy6986@yahoo．eom．cn通讯作者：穆兴民。E·mail：xmmu@ms．iswe．ac．cn67I制流域面积为38．98万km，佳木斯站控制流域面积为52．83万

5、km。松花江流域洪水灾害频繁。根据100多年的资料分析和统计，松花江流域每2—3年就要发生一次严重的洪涝灾害。洪水主要发生在7—9月，大洪水主要集中7月下旬和8月上旬。由于河槽调蓄作用的影响，洪水传播时间较长，涨落较慢，嫩江一次洪水历时为40—60d，而松花江可达90d。流域各河流的含沙量不大，大部分河流为0．1～0．5kg／m，只有个别河流大于1kg／m。松花江哈尔滨段河道悬移质中值粒径为0．03ram左右，推移质中值粒径为0．2mm左右。松花江(嫩江)干流江桥站、哈尔滨站和佳木斯站1955—2006年的年输沙量和年径流量特征见表1。表1

6、1955—2006年三个测站年输沙量和年径流量基本统计特征Table1Basicstatisticfeaturesofannualsedimentloadandannualrunofatthreehydrologicalstationsfrom1955to20062研究方法暂态成分包括趋势和跳跃两种，趋势是水文序列缓慢渐变的一种形式，跳跃是水文序列急剧变化的一种形式。跳跃或者趋势都是由于人为或者自然原因引起的，而不是由随机抽样波动或者观测资料的误差所致。2．1趋势分析趋势分析主要研究时间序列递增或递减的变化规律。目前常用的趋势分析方法有滑动

7、平均法、二次平滑法、三次样条函数法、线性回归分析法、游程检验、Kendall秩次相关检验法和Spearman秩次相关检验法等I9]。其中，Kendall秩次相关检验法和Spearman秩次相关检验法属于非参数检验方法。尽嘈在水文时间序列中使用非参数检验方法比使用参数检验的方法更为适合，但参数检验方法也具有方便和简洁易懂的优点。因此，本文选用线性回归分析、游程检验、Kendall秩次相关检验和Spearman秩次相关检验四种方法综合诊断年输沙量趋势成分的变化情势。(1)线性回归分析假设水文时间序列中的趋势成分是线性的，用线性回归进行检验。线性

8、模型为X=+叼=+6￡+"17(1)当b>0时，序列呈上升趋势；b<0时，序列呈下降趋势；b=0时，序列无趋势。在原假设b0时，统计量T：b／S服从自由度为(n一2)的t分布。给