利用Mann-Kendall非参数秩次检验法分析了紫荆关流域历年最大洪峰流量、次洪总量和洪水过程线的变化趋势,洪峰和洪量有显著下降趋势,洪水过程线有从尖瘦型向平坦型变化的趋势.探讨了影响洪水过程变化的降雨因素和下垫面因素.降雨量和降雨强度的变化趋势不明显,而下垫面变化明显,由土地利用变化引起的土壤蓄水容量增加、流域平均下渗率增大,故下垫面变化是导致洪水过程线洪峰、洪量和形状变化的主要原因.
### 紫荆关流域洪水径流过程变化及影响因素分析
#### 一、研究背景与意义
随着社会经济的快速发展以及人口数量的不断增加，人类活动对自然环境的影响日益加深，尤其是在水资源丰富的地区，这种影响更为显著。海河流域作为中国北方重要的水系之一，其下垫面条件的变化对整个流域的水文条件产生了显著影响。这些变化主要体现在地下水超采、地表径流的过度开发利用、地貌条件的变化以及城市化进程等方面。
#### 二、研究方法与数据来源
本研究采用Mann-Kendall非参数秩次检验法来分析紫荆关流域历年最大洪峰流量、次洪总量和洪水过程线的变化趋势。这种方法适用于检测时间序列数据中的趋势变化，并且不受数据分布的影响，因此被广泛应用于水文学领域。
#### 三、研究结果与分析
1. **洪水径流过程的变化趋势**：
- 洪峰流量和洪量均呈现出明显的下降趋势。
- 洪水过程线从尖瘦型向平坦型转变的趋势较为明显。
2. **影响洪水过程的因素分析**：
- **降雨因素**：降雨量和降雨强度的变化趋势并不明显，这意味着降雨本身并不是导致洪水过程变化的主要原因。
- **下垫面因素**：下垫面的变化非常显著，特别是由土地利用变化引起的土壤蓄水容量增加以及流域平均下渗率的增大，这些变化导致洪水过程中洪峰、洪量和形状的改变。
3. **具体分析**：
- 土壤蓄水容量的增加减少了地表径流，使得更多的水分能够通过土壤渗透到地下，从而减少了洪水的峰值。
- 流域平均下渗率的增大同样有助于减少地表径流，进而降低了洪水的洪量。
- 这些变化共同作用于洪水过程，使其变得更加平坦，即洪水持续时间更长，峰值更低。
#### 四、讨论
- **地下水超采的影响**：由于地下水的大量开采，包气带变厚，这增加了地下储水的空间，减少了相同降雨条件下地表径流的形成，从而对洪水产汇流条件带来显著影响。
- **山区地表径流的过度开发**：山区地表径流的过度开发利用使得下游地区的径流量减少，这对整个流域的洪水管理提出了新的挑战。
- **地貌条件的变化**：平原区的地形平整和灌溉耕地的发展增加了土壤的蓄水能力，同时山区植被覆盖率的提高也增加了水分的蒸发量，这两者共同作用，进一步影响了洪水的产生和发展。
#### 五、结论
紫荆关流域的洪水径流过程经历了显著的变化，这些变化主要是由下垫面条件的变化所驱动的。尽管降雨因素也在一定程度上影响着洪水的过程，但相比之下，下垫面的变化更加显著，是导致洪水过程线形状和强度变化的主要原因。为了更好地应对气候变化和人类活动对水文循环的影响，未来的研究需要更多关注下垫面因素的变化及其对洪水径流过程的具体影响机制。
