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user: 4. 三峡水库运行对长江中下游径流调节分析 4.1. 出库径流量各月分配及其年际变化 2006~2017年三峡水库月出库径流量年内分配统计结果见表1：三峡水库出库径流量主要集中分布在5~10月，占全年的66.6%~77.9%，其中6~9月各月平均径流量占比均大于10%，总径流量占全年的55.7%。最大月(7月)出库径流量占全年的13.6%~25.3%，最小月(2月)仅为2.2%~4.2%，最大月是最小月的3.2~11.5倍。最大月径流量年际间波动较大，最小月较稳定。出库径流量绝对变化幅度ΔR(ΔR = r max − r min ，r max 和r min 分别表示年内月径流量最大值和最小值)的最大值为882 × 10 8 m 3 ，其相对变化幅度C m (C m = r max /r min )为6.9 [ 11 ]，出现在2012年；最小值均出现在2017年，分别为400 × 10 8 m 3 和3.5。水库调节后，出库径流量变化幅度减小，尤其是最近几年来变化更小，由此可见三峡水库年内径流调节的削峰补枯效果显著。从整体来看，三峡水库入库径流量年内分配很不均匀，汛期峰高量大易涝，枯水期径流量偏低易旱；水库削峰补枯调节后年内分配更加均匀，有利于长江中下游水资源的开发利用和管理，促进社会经济的发展。 Table 1 The annual distributed ratio of runoff from the Three Gorges Reservoir (Unit: % 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2006 4.4 4.2 5.8 5.6 9.3 11.7 17.2 8.6 10.9 11.5 6.1 4.7 2007 3.1 2.5 2.9 4.2 5.6 11.6 20.8 15.9 15.7 9.2 5.0 3.4 2008 2.8 2.6 3.5 5.2 6.3 9.2 13.9 17.3 16.1 9.7 9.6 3.7 2009 3.7 3.1 3.2 5.1 8.5 8.9 16.5 21.7 12.7 8.7 4.6 3.5 2010 2.9 2.2 2.8 3.9 6.5 10.9 22.7 15.9 14.6 9.2 4.8 3.7 2011 4.5 3.0 4.4 4.7 6.0 12.1 15.1 15.5 13.0 8.6 8.3 4.7 2012 3.0 2.5 2.9 3.5 7.7 8.9 25.3 13.8 14.9 9.8 4.3 3.5 2013 3.8 2.7 3.6 4.5 7.5 11.1 23.1 14.1 13.1 7.6 4.9 3.9 2014 2.9 2.6 3.3 5.6 5.7 9.3 16.1 16.3 19.1 9.9 5.4 3.9 2015 4.0 3.3 4.3 6.0 6.1 11.3 14.0 13.6 16.0 11.1 5.7 4.5 2016 4.1 3.7 4.7 6.5 8.8 13.1 17.7 12.5 9.3 9.0 6.5 4.1 2017 3.4 3.2 4.3 5.8 7.5 11.2 13.6 12.6 13.9 14.0 6.2 4.3 平均值 3.5 2.9 3.7 5.0 7.1 10.7 18.1 14.9 14.2 9.9 5.9 4.0 表1. 三峡水库出库径流量年内分配(单位：%) 4.2. 出库径流量季节分配的年际特征 三峡水库2006~2008年为汛末蓄水的初期，2009~2017年处于175 m试验性蓄水期。两个蓄水期的可调节库容不同，势必会影响水库径流调节作用的发挥，所以本文将2006~2017年划分为2个时段进行径流量季节分配分析，结果如表2。 由表2可知：各时段季节径流量距平值有正有负，说明季节径流量在不同时段存在相对丰枯变化。其中，春季、夏季、冬季在2006~2008年相对偏枯，在2009~2017年相对偏丰；秋季在两个时段的相对丰枯变化情况与之相反。两个时段内季节平均径流量分配规律一致，均为：夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季。通过对比两个蓄水时段内季节平均径流量在该时段内年均径流量的占比，发现春夏冬三季都增加了，唯独秋季减少。秋季距平值在这两个时段显示的相对丰枯变化情况也恰好与其它三季相反，初步推断是2008年后三峡水库抬升蓄水水位，加大秋季蓄水量所致。三峡水库春冬两季出库径流量的占比在2009~2017年175 m蓄水期明显增大，秋季明显减小，说明水库通过径流调节削减了秋季径流量，增加了春冬两季的径流量。水库增加蓄水量后，对出库径流量季节分配的调控更加明显，调节效果较显著。 Table 2 The characteristic value of runoff from Three Gorges Reservoir in four season 时段 春季 夏季 秋季 冬季 百分比/% 距平值/10 8 m 3 百分比/% 距平值/10 8 m 3 百分比/% 距平值/10 8 m 3 百分比/% 距平值/10 8 m 3 2006~2008 17.3 −91.4 42.8 −96.8 28.9 56.6 11.1 −67.0 2009~2017 18.8 30.4 43.6 30.2 25.2 −18.8 12.4 22.3 多年平均 18.3 0 43.5 0 26.3 0 11.9 0 表2. 三峡水库出库季节径流量特征值 4.3. 汛期与非汛期出库径流量的变化 三峡水库出库径流量汛期与非汛期分配情况如表3：2006~2017年汛期(6~9月)平均径流量是2176 × 10 8 m 3 ，年均占比为55.7%；非汛期(11月~翌年5月)为1712 × 10 8 m 3 ，占44.3%。丰水年汛期径流量全年占比高于2006~2017年的汛期均值，非汛期低于均值；枯水年反之。2015~2017年径流量相对较大，但汛枯期年内占比情况却与上述相反。这种异常的年内汛枯期分配变化情况恰好与历年各月、季节的分配变化分析结果大致相同。从图2中可以看出，汛期径流量的波动性较大，且与年变化基本一致；非汛期径流量较稳定，呈增加趋势且越来越显著，尤其是2017年已明显大于汛期。从表3和图2可以看出，2015~2017年三峡水库汛期出库径流量的年内占比相对下降，非汛期相对上升，波动幅度也相对减小，表明2015年后三峡水库的径流调节效果更加明显。 Table 3 Runoff distribution change of Three Gorges Reservoir in flood and non-flood season 年份 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 汛期 径流量/10 8 m 3 1401 2583 2392 2261 2495 1761 2683 2127 2495 1897 2033 1986 比例/% 48.7 64.0 57.5 58.6 62.6 52.2 60.0 58.4 57.3 51.2 50.2 47.9 非汛期 径流量/10 8 m 3 1474 1454 1764 1596 1491 1613 1791 1516 1859 1805 2016 2164 比例/% 51.3 36.0 42.5 41.1 37.4 47.8 40.0 41.6 42.7 48.8 49.8 52.1 表3. 三峡水库汛期与非汛期出库径流量分配变化 图2. 三峡水库汛期与非汛期出库径流变化过程 4.4. 出库径流量年际趋势性 4.4.1. 月径流量趋势分析 为定量分析三峡水库历年各月出库径流量的变化趋势，本文运用M-K法对2006~2017年出库径流量进行统计分析(表4)。表4显示：三峡水库除了7~10月，其余各月出库径流量均为增加趋势，其中3、4、5、6四个月增加趋势显著，12月、1月、2月增加趋势非常显著，11月份增加趋势不显著。虽然8~10月份呈减少趋势，但并不显著。 Table 4 The results of monthly runoff trend test of Three Gorges Reservoi 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 Z值 2.81 2.88 2.54 2.13 1.99 1.99 0 −1.17 −0.48 0.48 0.89 2.67 趋势 + ** + ** + * +* +* +* - - - + +** 表4. 三峡水库各月出库径流量趋势性检验结果 注：“+”表示原序列有增加趋势，“-”表示原序列有减少趋势；“*”表示趋势性显著；“**”表示趋势性非常显著。 4.4.2. 季节径流量趋势 为了更加准确地分析三峡水库出库季节径流量的变化趋势，本文对2006~2017年宜昌站和三峡水库出库年径流量进行了M-K法趋势性检验，Z值分别为1.44、0.89，均呈不显著性增加趋势，与图3的线性趋势一致。从图4来看，水库四季出库径流量与年径流量的趋势性一致，都有增加趋势，其中春季增加速率最快，冬季次之，秋季较低，夏季最低。由长江径流量季节分配规律可知，对年径流量增加贡献最大的季节应该是夏季，因为夏季径流量的年内占比最大，但增加速率结果显示：春季的贡献最大，夏季的贡献最小。由此可知，三峡水库运行后削峰补枯作用对季节径流量分配的影响显著。 图3. 宜昌站(a)和三峡水库出库(b)年径流量变化过程 图4. 三峡水库四季出库径流量变化过程