摘要：我国近年来大规模进行水利建设和水土保持工程，导致一些大河流域下垫面自然条件发生显著变化，使暴雨天气下产生的洪水量也随之发生变化。不同程度的水利工程对流域洪水的影响程度也有所不同，对不同程度的洪流影响程度也不同。其中黄河流域一直是我国水利工程所关注的重点，因为黄河流域的部分地区洪涝灾害和水土流失都十分严重，因此在黄河流域的不同区域有着不同程度的水利水保措施，本文将以黄河流域窟野河为例，构建暴雨洪水相关统计模型，探讨研究水利水保措施对流域洪水的影响。
关键词：水利水保措施；洪水；影响；窟野河
引言
通过水利水保措施来降低河流流域的含沙量和降低洪水量峰值的同时也会导致河流流水向地的渗入量提高，这是因为水利水保措施大都会改变河流下垫面，这就导致了实施水利水保措施的地域的地表水资源受到巨大影响。因此对水利水保措施的研究、分析和探讨，有助于防洪减灾，治理水土流失和地表水资源的合理可持续开发利用。 目前，节水措施对径流影响的评价方法有比较分析和模拟分析等。当近邻引导回归模型（最近邻抽样回归模型，NNBR)的运用最为广泛。其结构和构建过程简单，不需要假定研究对象的相依形式和分布形式，这大大减低函数关系带来的不确定性。下面以黄河支流窟野河为例，暴雨洪水特征值为对象，用NNBR模型来研究水利水保措施对流域洪水的影响。
1 水利水保措施对流域洪水的影响研究思路
河流流域洪水量主要由降雨量和河流流域下垫面环境条件一起调控，水利水保措施正是由于改变了河流的下垫面环境条件而影响流域的洪水量。为了更好地提高水利水保措施的实际效用，就需要对河流的洪水量进行检测调研，以此构建完善的水利水保管理体系，在进行水利水保设施的建设，以此更好地防止洪涝灾害对流域地区的危害。在采用水利水保措施的过程中，首要工作是要对洪水的序列进行详细记录，并找出其中的异同点而后进行水利水保 措施的综合排序。其次，由于在不同的环境状况下，水利水保措施运用的程度也有所差异，因而在进行采用之前就需要对暴雨洪水资料以及洪水特征进行资料的查询，找出其中影响流域洪水的关键因素，以此进行针对性的优化解决。然后，对影响河流洪水量的主要原因进行仔细分析，研究，找出暴雨因子序列的变异点，若暴雨因子变异不明显，则说明了水利水保措施是河流洪水量产生变化的原因，即水利水保对流域洪水产生影响，若暴雨因子不明显，则认为水利水保措施不对流域洪水量产生影响；最后构建NNBR模型，在水利水保措施前的洪水序列中找出与最后变异点暴雨洪水的计算值，通过一系列比较，然后分析的抗洪抢险保措施的影响程度。在这个研究思路中，洪水进行序列的变异点和NNBR模型的建立一个尤为重要关键。
2 对窟野河的实例研究
黄河流域的水土流失是我国最为严重的地区，因此黄河流域中的不同阶段都有着大大小小不同程度的水利工程，如：修建水库，种植植被等。窟野河流域的水土流失现象是十分明显的，其主要原因就在于该区域的植被较为稀疏，使得土质呈现疏松状态，在大暴雨的影响下，将会加剧水土流失的程度，现如今，窟野河流域水土流失面积高达 8 245 km2，占总面积的百分之九十五 ，黄河流域的流水中大部分沙泥都来源于此处，这块区域也自然而然成为国家重点治理对象。经过多年的建设，该区域已经建立了许多大小不一的水库，总库容 1. 76×108 m3；使得该区域的环境得到很大的改善。最大1个小时区域降雨（R 1h所示），最大3小时区域降雨（R3H），最大6小时区域降雨（R6H），最大12小时区域降雨（R12h），最大面积降雨：从掩护暴雨洪水特征值的统计信息中提取24小时（R24h），降雨时间；峰，仲洪水体积。
3 洪水序列变异点分析、诊断
诊断出洪水序列变异点才能有效评估水利水保措施对洪水的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆调查1954～2006窟野河洪水序列资料可初步诊断出该流域洪水变异点分别在1979、1998年份，进一步的实地调查确定1979年为洪峰变异点，其原因为水土保持措施对洪水起削减作用，水利水保措施有效的降低洪峰、洪量，实际调查结果与初步诊断相吻合。在1979年之后，该地区开始进行煤炭等资源的开采工程，长期的过度开采，导致该地区环境发生变化，如植被减少，地质发生改变等等，这些环境的改变会改变该地区的降雨量和地表渗水量，使该流域的洪峰在1998年份出现变异点，可以确定，该变异点的出现与煤炭开采活动有着密切的关系。
4 评估水利水保措施对窟野河流域洪水的影响
由研究资料可发现，在141场洪水量在15mm以上的洪流中，水利水保措施前的有71场，水利水保措施后的有70场。根据相关系数、关联系数、和联系数等指标分析，R6h、R3h、R12h和次雨量是影响洪水量和次洪量的主要暴雨因子。经分析主要暴雨因子变异点，发现1956年洪水变异是由于R3h，1963年洪水变异是由于次雨量，R6h、R12h。通过分析水利水保措施前后的对比，发现暴雨因子的变化不大，几乎毫无变化，由此推断水利水保措施是影响该流域洪水量的主要原因。建立流域暴雨洪水统计模型根据水利水保措施前的 71 场洪水系列，由 R3h、R6h、R12h、次雨量构成特征矢量，特征矢量维数 p= 4， 分别建立洪峰和次生洪水的NNBR模型.. 经过分析，最近邻数K=3，通过实测值与计算值在拟合阶段的相关系数r和拟合相对误差来评价预测模型的可靠性..数据结果分析表明，水利水保措施实行后，窟野河流域总洪水量减低百分之五十六，次洪量减低了百分之四十七点六。水利水保措施对小洪流的洪量及洪峰影响较大，对中洪流的洪峰和洪量影响最小，对大洪流的影响适中。
5 结论
以黄河流域窟野河为例，探讨了水利水保措施对洪水的影响，初步结论如下:
（1）不需要假定研究对象的相依形式和概率分布形式的NNBR模型结构相对简单，因而在现代的运用中是具有广泛性的，该模型基于实际的洪峰以及暴雨洪水的关系进行有机统一，使得在运用的过程中更加能够满足工作的需要。
（2）把水利水保措施实施前后的洪峰洪量划分成两个不同的阶段，分别进行研究和对比，能更有力的证明水利水保对洪水的影响是巨大的，通过分析对比能诊断出水利水保措施是在什么方面对流域洪水产生影响的，这对水利水保措施的进行有指导性的意义。
（3） 水利水保措施影响后洪峰总体减少程度为百分之五十三，次洪量总体减少程度为百分之四十七点六 ，在河流的洪峰控制上，采用水利水保措施对洪峰值得影响相对于无干扰的洪峰影响较大，而在后续的不断应用过程中，水利水保措施将持续对流域洪水的数值发挥作用，使得影响程度越加明显。由水利水保的数值变化可以直观地体现水利水保措施对小洪流的影响程度最大，对中洪流的影响程度最小，对大洪流的影响程度适中。
（4）虽然水利水保措施会对该区域的地表水资源产生不良影响，但是水利水保的实施对防洪减灾和减少水土流失是十分有效的，因此，水利水保措施的实施是十分必要的，我们应该继续加大对流域水资源保护措施的投资。
参考文献
[1]周秀平,王文圣,张学成. 水利水保措施对流域洪水的影响[J].四川大学学报(工程科学版),2015,43(06):9-14.
[2]赵东阳. 水利水保措施对渭河流域洪水的影响研究[J].农家参谋,2019(07):231.
[3]范国鹏. 水利水保措施对渭河流域洪水的影响研究[J].山西水利,2018(01):6-7.
[4]巩瑶. 变化环境对流域洪水的影响研究[D].西安理工大学,2019.
论文作者:任改平
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6