河流水文特征的统计参数及时序变化分析

河川径流的丰枯特征与降水量相对应，但由于下垫面的多样性及复杂性，在变化幅度上较降水更大。河流之间因其地域、河流形状、集水面积的不同，径流的年际和年内变化也各异。

（一）河川径流的年际变化

年径流变差系数Cv和极大值与极小值之比（极值比），是反映河川径流年际变化的两个重要参数。变差系数Cv愈大，说明河川径流年际变化愈大；极值比愈大，说明年径流丰、枯差异愈显著。

1.年径流变差系数Cv的地区分布

全市变差系数Cv值变化范围在0.32～0.78之间，水资源分区中，卫河分区Cv值最大为0.78，泽州分区Cv值最小为0.32；行政分区中，沁水、陵川县Cv值最大为0.62，城区Cv值最小为0.36；从水文测站Cv值的分布情况来看，流域面积相对较大，流域调蓄作用越明显，流域内有较大岩溶泉水补给，则河川径流的年际变化越平缓，Cv值明显偏小，如丹河山路平站、沁河五龙口站，Cv值为0.40和0.54，为全市单站最小值。单站最大的Cv值为0.80，出现在沁水河油房水文站，由于其流域面积小，调蓄能力差，河川径流的年际变化比较剧烈，Cv值明显偏大。从沁河来看，上游润城站Cv值为0.70，而下游有延河泉等较大泉水出露的五龙口站Cv值又减为0.54。

2.年径流的极值和极值比

年径流的极值比即最大、最小年径流量的比值，反映流域年径流的变化幅度。一般情况下，极值比的大小与降雨量的大小、流域面积和地类及流域内集中的泉水出露情况等因素关系密切。流域面积大，流域的径流调节性能越好，极值比就越小；反之，则极值比就较大，如沁河、丹河的极值比在4.5～5.1之间。而小面积河流特别是山溪性河流或季节性河流，流域调蓄能力差，河道常处于干涸状态，年径流直接受降水因素的影响，因此在年际变化上幅度很大，如入汾小河及卫河流域等小流域河流，其极值比则在9.7～15.4之间。

水资源分区中（1956～2000年系列），任庄分区极值比最大为32.0，泽州分区极值比最小为4.2；行政分区中，高平市最大为16.5，城区最小为3.7，全市平均极值比为5.0。

流域下垫面对年径流的影响，反映在极值比上，表现不一。灰岩区年径流极值比最大，如峪河口站1956年和1987年年径流极值比高达23，变质岩山区、黄土丘陵区、砂页岩山区年径流极值比依次减小。如润城站，控制流域内大部分属于砂页岩，年径流极值比为10（1963年和1999年）。

（二）河川径流的年内分配规律

河川径流的年内分配主要取决于补给条件，晋城市河川径流以夏雨型补给为主，径流量的丰枯特征和降水量相对应，径流集中程度取决于雨季持续时间和降水量集中程度，同时受下垫面包括地质、地貌、流域面积、植被等因素再分配的影响，较之降水量的年内分配有所不同，并具有滞后现象。

天然状况下，晋城市多年平均连续最大4个月径流量占年径流量的比例，在60％左右，各代表站典型年月分配见表3-15。由各种典型年径流量的年内分配情况可以看出，丰枯年份径流量集中程度规律不一。丰水年因洪水比例大，所以径流集中程度较高，枯水年则较为平均。如润城站，多年平均连续最大4个月占年径流比例，丰水年78.0％，平水年61.1％，枯水年39.3％；山路平站，丰水年64.4％，平水年39.1％，枯水年为43.2％。

全市各代表站多年平均连续最大4个月径流量均发生在7～10月，不同典型年连续最大4个月径流量就有所不同，丰水年最大4个月径流量均发生在7～10月，平水年、偏枯水年、枯水年有的出现在5～8月、6～9月和8～11月。(www.xing528.com)

由于流域补给条件的差异，反映在径流的年内分配上，又有多年典型的特征，根据晋城市各河流的情况，可大致分为雨水补给型、雨水和泉水混合补给型和碳酸岩类雨水补给型的特点，各特征分述如下：

1.雨水补给型

雨水补给型存在两种情形：①在下垫面比较单一，且无漏水、植被较差的流域，降水与径流的对应关系非常一致，连续最大4个月出现的月份与降水量呈一致或稍滞后，如沁水河油房站，多年平均年径流量连续最大4个月径流量占年径流量比例的73％以上（图3-5）。②对于水文下垫面为碳酸盐岩类，并且没有泉水出露补给的河流，其流域的入渗能力强，甚至河流存在较强渗漏现象，当降水量较小时，流域基本不产流，如丹河的任庄站，全年径流主要集中于7、8两个月，8月最大月径流占年径流量的44.0％。1月、2月基本不产流（图3-6）。

2.雨水和泉水混合补给型

由于常年接受岩溶泉水的补给，径流的年内变化较为平缓，表现出雨水和泉水混合补给特点，如丹河的山路平站，汛前1～5月各月径流量占年径流量的5.5％～6.6％之间；汛后10～12月各月径流量占年径流量的8.3％～6.8％之间；主汛期8月最大月径流占年径流量的16.8％（图3-7）。

（三）多年平均年径流系数的分布规律

根据各水文站及区间1956～2000年流域年平均降水量和径流深，计算各站和区间年径流系数。由分析计算可知，全市多年平均年径流系数等值线在0.05～0.19之间。总的分布趋势是东部、西部是两个径流系数大于0.15的高值区，中部是径流系数小于0.10的低值区。

表3-15　晋城市主要测站典型年天然年径流量月分配表

图3-5　油房站多年平均年径流月分配比例柱状图

图3-6　任庄站多年平均年径流月分配比例柱状图

图3-7　山路平站多年平均年径流月分配比例柱状图

1980～2000年多年平均年径流系数分布规律与45年系列基本一致，高低值中心完全对应，只是在数值上有所减小。