河川年径流的一致性修正
天然年径流一致性修正的最终目的是要消除由于流域水文下垫面变化对产流的影响。
由于社会经济的高速发展，人类活动对下垫面的影响不断加剧，山西省大部分地区地表水资源量呈减少趋势，即在同量级降水情况下，20世纪八九十年代的产流量明显小于五六十年代产流量。也就是说在人类活动影响逐渐加大的情况下，流域的产汇流机制发生了变化，应用数理统计法分析计算较长系列的地表水资源量，难以符合系列的一致性要求，同时计算成果也不能反映近期下垫面条件下的产流量。
基于以上情况，需对还原后的1956～2000年天然年径流系列进行一致性分析，若发现在同量级降水条件下，近期天然年径流量比五六十年代明显减少，则表明系列一致性不好，需在分析原因的基础上，对前期天然年径流系列进行修正，使得计算成果系列的一致性得到改善，而且能反映近期下垫面条件下的地表水资源量。
（一）一致性修正的方法
在单站还原计算的基础上，点绘水文站面平均雨量与天然径流相关图，如果20世纪八九十年代的点据明显偏离五六十年代点据，则表明下垫面条件变化对径流影响较大，需要对年径流系列进行修正。现以沁河飞岭站降水—径流相关图为例（见图3-5），为了改善降水径流关系，消除前期降水对降水径流关系产生的影响，图3-5的降水量坐标值，通过回归试算法，考虑了上年降水的影响因素，即：纵坐标P=Pi+αPi-1，其中Pi为当年雨量，Pi-1为上年雨量，α为反映上年雨量所占比例的系数，横坐标R为径流深。从图3-5中可以看出，在同量级降水条件下，五六十年代大多数点据位于右边，八九十年代大多数点据位于左边，表明20世纪80年代以来，该流域产流条件发生了较大变化。
图3-5 飞岭站降水—径流关系图
将45年系列划分为人类活动影响前后两段，分别通过点群中心绘制其降水—径流相关图，左边一线为20世纪八九十年代的降水径流关系，右边一条线代表50～70年代的降水—径流关系，两线之间横坐标距离即为由于受人类活动影响使年径流减小的幅度。
选定一个年降水值，从图3-5中两条曲线上可查出（或直接用两个降雨径流关系求得）两个年径流深值R1和R2，年径流衰减率α和修正系数β分别为：
式中：R1代表20世纪50～70年代下垫面条件下的产流深；R2代表80～90年代下垫面条件下的产流深。
根据需要修正年份的降水量，由两条关系线可计算得修正系数β，乘以该年修正前天然年径流量，即可求得修正后的天然年径流量。
修正后的天然年径流量与1980～2000年还原计算成果共同组成具有一致性较好的45年天然年径流量系列。
（二）修正年份的确定(https://www.daowen.com)
人类活动对流域下垫面的影响，是一个极其复杂且渐变的过程，依据其形式不同、影响程度不同，降水径流关系发生明显变化的年份也不同，因此在修正前，首先点绘各水文站1956～2000年面平均降水量与天然年径流量双累积曲线，以其曲线转折点作为该站下垫面发生变化的起始年份，分别建立前后期两系列降水径流关系。这样划分的结果，一方面符合实际情况，另一方面可提高模型精度。从各修正站点情况来看，降水径流关系发生变化的时间，较早的从1972年开始，多数从1974年、1975年开始，少数从1980年开始。
例如，岢岚站不同修正年份的降水—径流关系图（见图3-6），可以清楚地反映出用实际影响年份建立关系（1972年）比统一以1980年为前后期划分影响年份相关程度有很大改善。
图3-6 岢岚站降水—径流关系图
表3-11列出了几个典型站不同修正年份的效果对比。
对于20世纪五六十年代天然径流的修正幅度，依赖于前后两段降水径流关系的线型及离合程度。在确定降水径流关系线时，既要考虑线型与点据的配合程度，又要考虑修正前后两条线上下离合程度的一般规律，即在小水年时，人类活动对径流的影响相对较大，修正幅度也较大，到大水或中水年时，人类活动对径流的影响相对减小，两条线逐渐靠近，甚至趋于一致；同时还要上下游协调分析，流域综合平衡。
表3-11 典型站选择不同修正年份时年降水—径流相关分析结果比较表
注 Pi-1为上年雨量，Pi为当年雨量。
本次评价包括作为参证站的外省站点在内，共对70个水文站进行了降水径流关系一致性分析，认定其中57个站的45年系列中降水径流关系发生了较为明显的变化，并对其进行了一致性修正。其余13个站人类活动对径流的影响不明显，基本为单一降水径流关系线，认定不需修正，详见表3-12。
从各流域把口水文站1956～2000年修正前后均值对比情况来看，修正幅度大多在10%左右，说明尽管局部地区受人类活动影响程度有所不同，但流域的平均情况基本一致。
从表3-12可以看出，未作修正的站点基本都位于各流域上游的山区地带，水资源开发利用程度相对较低，人类活动影响较小，45年中流域下垫面条件基本上没有改变，产汇流条件与第一次评价情况基本一致，反映在降水—径流关系上，1956～2000年所有点据基本上成一条带状分布，说明1956～2000年年径流系列具有较好的一致性，不需要作一致性修正。
未作修正的站点占总分析站点的19%，占全省面积的14%。
