极端降雨事件对南方红壤区径流和输沙的影响——基于赣江支流濂江上游流域的长序列分析(1984-2020年)

摘要

为探究极端降雨对南方红壤区流域水沙的影响,本文基于江西省鄱阳湖水系赣江上游濂江流域1984—2020年逐日降雨量、径流量和输沙量数据,使用95百分位法计算极端降雨,并采用最小事件间隔时间法分割降雨事件,综合应用Pettitt检验和线性回归方法对水沙突变、影响因子进行定量分析。结果表明:(1)发生极端降雨事件的时期是流域泥沙输出的关键时期,极端降雨对输沙量的贡献率达85.58%~87.79%,而对径流量的贡献为38.33%~43.42%。(2)在极端降雨情景下,年径流量从1984—1995年的209.21×10^(6)m^(3)下降到1996—2020年的165.23×10^(6)m^(3),而年输沙量从1984—1995年的3.65×10^(4)t增加到1996—2020年的12.8×10^(4)t,相比于1984—1995年,1996—2020年的极端降雨所产生的径流量和输沙量占比有缩小趋势,分别表现为从43.42%到38.33%和从87.79%到85.58%。(3)极端降雨情景下影响流域水沙变化的主要因子是降雨量,其标准化回归系数为0.39~0.57,而普通降雨情景下水沙变化主要受前期降雨量的影响,其标准化回归系数为0.10~0.29。(4)仅对极端降雨而言,相比于1984—1995年,1996—2020年前期降雨量对径流量和输沙量的标准化回归系数均有所上升,分别从0.33提高到0.36、从0.12提高到0.17,即前期降雨量的作用在“径流减少,输沙增多”时期对水沙变化的影响更明显。因此,在制定流域管理策略时应重视极端降雨对水沙变化的影响,以确保措施切实可行。