西南岔河流域枯水徑流特征分析

鞏軼歐，劉慧娟，宋運凱

(1. 伊春水文局南岔水文站，黑龍江 伊春153100;2. 齊齊哈爾水文局，黑龍江 齊齊哈爾161005;3. 伊春水文局，黑龍江 伊春153000)

枯水徑流一般指無雨或少雨期的河川徑流，也稱低水;主要由流域降水、地下水和融冰、融雪提供補給。西南岔河流域枯水期流量較小，歷時較長，對灌溉、發(fā)電、航運、工業(yè)和城市供水等都有較大影響?？菟c洪水都是水文學的重要組成部分，同屬極值水文學范疇。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，流域水資源供給也日益緊缺，供需矛盾逐步加劇，枯水研究也越來越受到重視。

1 流域概況介紹

西南岔河發(fā)源于黑龍江省伊春市帶嶺區(qū)鍋盔山、積雨山、太平嶺、小城墻砬子等山東麓的1 149 m高地。流經(jīng)帶嶺、南岔兩個縣級行政區(qū)，于南岔區(qū)東部匯入湯旺河。流域南與巴蘭河接壤，西與呼蘭河上游流域毗連，北與伊春河流域搭界。流域面積2 735 km2，屬典型山溪性河流。西南岔河河長121 km，總落差410 m。流域呈西南東北走向，地勢西高東低，地貌屬小興安嶺山地，多丘陵和高山。西南岔河流域共有帶嶺、南岔2個基本水文站，資料系列都在40 a以上。帶嶺站為西南岔河上游左岸一級支流永翠河出口控制站，屬國家二類精度站，集水面積為677 km2，斷面以上河長61 km，至河口的距離為5.7 km。南岔站位于黑龍江省伊春市南岔區(qū)，是西南岔河出口控制站，屬國家二類精度站，集水面積為2 582 km2，斷面以上河長106 km，至河口距離為15 km。

2 流域徑流的補給來源和區(qū)域分布

西南岔河流域為多雨地區(qū)，降水量屬全省高值區(qū)，多年平均年降水量為614.6 mm，年內(nèi)降水主要集中在6—9月，占全年降水量74.6%。降水是流域徑流的主要補給來源，河流來水量隨雨量的變化而變化，流量過程與雨量過程基本相應，主要集中在6 ～9月，流域其余時間徑流主要由地下水和春季融冰、融雪徑流補給。西南岔河由源頭至河口屬于山溪性徑流區(qū)，上游山區(qū)為徑流形成區(qū)，這里地勢較高，降水較多，氣溫低，蒸發(fā)弱，積雪期較長，有利于枯季徑流形成，流域徑流模數(shù)較高。流域內(nèi)植被分布和降水條件差別較小，所以全流域上下游產(chǎn)水量在空間的分布比較均勻，上游段帶嶺站多年平均徑流模數(shù)為8.12 ×10－3( m3/s·km2) ，下游南岔站為8.54 ×10－3( m3/s·km2) 。

3 流域枯季徑流特征分析

3.1 枯季徑流年內(nèi)變化特征

我省河流一般每年10月—翌年5月進入枯水期。徑流的年內(nèi)分配因受補給條件的影響四季分明，年內(nèi)變化差異較大，一般規(guī)律是: 冬季由于河流封凍，徑流靠地下水補給，最小流量均出現(xiàn)在1—3月，這期間屬第一階段枯水期。4月以后氣溫逐漸升高，流域積雪融化和河網(wǎng)儲冰解凍形成春汛，流量相對增大，一般將4—5月劃為第二階段枯水期。夏秋兩季(6—9月) 是流域降水較多而且集中的時期，也是河流發(fā)生洪水的時期，這期間屬河流豐水期。10—12月由于受降水減少和封凍的影響，河流來水量逐漸減少，屬第三階段枯水期，流域徑流年內(nèi)變化及其枯水期分布情況見表1。

表1 流域枯季徑流年內(nèi)變化和各月分配統(tǒng)計表

3.2 枯季徑流年際變化特征

3.2.1 枯水期流量頻率分析

采用1956—2008年連續(xù)實測資料，選取流域代表站南岔站歷年枯水期各月平均流量系列進行頻率計算。資料系列較長，且包括不同量級枯水，具有較好的代表性。采用P－Ⅲ型理論頻率曲線適線，取Cs = 2.5Cv，經(jīng)適線調(diào)整后最終確定統(tǒng)計參數(shù)及設計值，結果見表2。

表2 西南岔河流域設計枯水流量成果表

3.2.2 流域枯水期流量年際變化分析

流域代表站( 南岔水文站) 徑流最枯季節(jié)在每年的2月份，月流量多年同期均值為0.365 m3/s，約占年總量的0.12%。河流在1—3月份有時出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，斷流持續(xù)時間約30 d，年內(nèi)出現(xiàn)斷流的概率為20%。每年的4—5月為我省的泡田期也是各行業(yè)取用水量的上升期，對流域水資源量的需求相對較大。流域4月和5月歷年最小月平均流量分別為7.8 m3/s和8.56 m3/s，歷年最大月平均流量分別為39.9 m3/s和87.4 m3/s，多年月平均流量分別為17.3 m3/s和28.4 m3/s。由圖1 ～圖3 可見，流域不同枯水期流量的年際變化豐枯轉換雖比較頻繁，但由各過程線的趨勢線方程斜率可見，各階段枯水期流量整體呈略微下降演變趨勢。差積曲線能夠反映徑流的詳細豐、枯變化情況，差積曲線的形狀不同，反映了徑流的變化趨勢亦不同。可以根據(jù)流域歷年各枯水期平均流量數(shù)據(jù)，利用其多年模比系數(shù)差積曲線來分析其演變規(guī)律。由圖4 可見，流域1—3月平均流量在1964年出現(xiàn)最高點，1987年出現(xiàn)最低點，這期間曲線為整體偏枯走勢。1987年至今曲線為整體上升趨勢，呈相對多水期走勢。流域4—5月平均流量在1961年出現(xiàn)最高點，1994年出現(xiàn)最低點，這期間曲線呈整體偏枯走勢，1994年至今曲線整體呈水平變化趨勢，屬穩(wěn)定偏枯平水期。流域10—12月平均流量在1980年出現(xiàn)最低點，1956 至1980年曲線整體呈偏枯少水期走勢，1980 至1998年曲線整體呈偏豐多水期走勢，1998年至今曲線整體呈偏枯少水期走勢。

4 結 語

西南岔河流域徑流年內(nèi)分配主要集中在6—9月，枯水期徑流所占比例較小。流域枯水期徑流呈現(xiàn)明顯的豐、枯變化特征，而且河流易出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，上述徑流特征對流域水資源統(tǒng)籌規(guī)劃利用會產(chǎn)生不利影響。近年來流域枯水期徑流整體呈現(xiàn)略偏枯趨勢，枯水期徑流變化周期較短，說明其枯季徑流值相對不穩(wěn)。河流枯水期歷時較長，徑流占年內(nèi)分配比例很小，應采取必要的工程調(diào)蓄措施來合理調(diào)度流域水資源。對河流徑流變化規(guī)律進行分析，對于區(qū)域經(jīng)濟持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展是一項重要的研究工作，因此掌握和了解流域枯季地表徑流的變化規(guī)律對流域水資源的合理開發(fā)利用能起到重要作用。

圖1 西南岔河流域歷年1—3月平均流量過程線圖

圖2 西南岔河流域歷年4—5月平均流量過程線圖

圖3 西南岔河流域歷年10—12月平均流量過程線圖

圖4 流域歷年不同枯水期平均流量差積曲線圖

［1］羅鳳蓮. 黑龍江流域水文概論［M］. 北京:學苑出版社，1996.

［2］黑龍江省水文總站. 區(qū)域水資源分析計算方法［M］. 北京: 水利電力出版社，1987.