西寧站水文特性分析及建議

岳海文 陳學(xué)專(zhuān)

【摘要】西寧水文站為國(guó)家重要水文站，中央報(bào)汛站，流量測(cè)驗(yàn)精度為一類(lèi)站，泥沙測(cè)驗(yàn)精度為二類(lèi)站。本文著重分析了降水情況、水位資料、流量資料、洪水及泥沙等相關(guān)資料。最后文章根據(jù)西寧站水文特性分析提出了應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究。

【關(guān)鍵詞】西寧水文站 降水情況 水位資料 流量資料 洪水 泥沙

西寧水文站地處青海省西寧市長(zhǎng)江路1號(hào)，建于1951年9月4日，地理位置為東經(jīng)101°47′，北緯36°38′。站房海拔2225米，集水面積9022千米2，至河口距離（入黃河）199.8千米。西寧水文站為國(guó)家重要水文站，中央報(bào)汛站，流量測(cè)驗(yàn)精度為一類(lèi)站，泥沙測(cè)驗(yàn)精度為二類(lèi)站。測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目包括：水位、降水、流量等水文參數(shù)，同時(shí)承擔(dān)朝陽(yáng)渠站的水位、流量測(cè)驗(yàn)及南川河口（二）站的流量、含沙量測(cè)驗(yàn)。

1降水量分析

西寧站多年的平均降水量為355.0毫米。年降水日數(shù)75～124日，一日最大降水量67.5毫米，發(fā)生于1971年7月15日。最大年降水量519.9毫米，發(fā)生于1961年；最小年降水量205.53毫米，發(fā)生于1966年。

從西寧水文站多年平均月降水量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，該站存在年降水量分配不均的現(xiàn)象，其中夏、秋兩個(gè)季節(jié)降水量豐富，占全年降水量的85%以上。

2流量資料分析

2.1流量資料的可靠性、一致性、代表性分析

本站流量測(cè)驗(yàn)、整編均符合《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)及要求，資料具有較高的可靠性。由于受人類(lèi)活動(dòng)的影響，如：水利工程建設(shè)、水土保持工程的實(shí)施、坡改梯工程實(shí)施、集雨利用工程實(shí)施、種植結(jié)構(gòu)的改變等，對(duì)流域的下墊面進(jìn)行了人為的改變，造成流域的陸面蒸發(fā)量發(fā)生變化，產(chǎn)水量相應(yīng)受到影響。這樣用于計(jì)算的天然年徑流量系列一致性也將相應(yīng)受到影響。因此有必要分析降水徑流關(guān)系在上世紀(jì)九十年代以前與九十年代以后的差異性。

2.2徑流年內(nèi)變化

河水補(bǔ)給類(lèi)型是影響徑流年內(nèi)分配的主要影響因素。由于西寧水文站的補(bǔ)給水源主要以雨水為主，因而其徑流量與降水量年內(nèi)分配值基本一致。由于流域內(nèi)降水條件相對(duì)較好，地表水主要由自然降水補(bǔ)給，水資源主要受當(dāng)?shù)刈匀唤邓刂疲业匦螐?fù)雜，地表水年際變化和季節(jié)性變化較大。徑流年內(nèi)分配與降水基本相同，徑流的季節(jié)變化主要取決于降水的季節(jié)變化，以及冰雪融水的補(bǔ)給。冰期徑流主要依靠地下水補(bǔ)給，這段時(shí)期的徑流相對(duì)較穩(wěn)定。上游有朝陽(yáng)電站引水，九十年代末黑泉水庫(kù)建成蓄水，徑流年內(nèi)分配存在一個(gè)滯后性和重新分配的問(wèn)題，將對(duì)本站今后徑流的年內(nèi)分配造成影響。

3洪水

湟水屬山溪性河流，河道比降大，主要由融雪、降水產(chǎn)生洪水。洪水暴漲暴落，起漲特別快，落水過(guò)程稍慢，洪峰歷時(shí)短，洪水漂浮物較多。洪峰過(guò)程與暴雨中心沿上下游的移動(dòng)位置、降雨強(qiáng)度、降雨量的多少有關(guān)。

3.1影響因素

暴雨是影響洪峰的最為主要的因素，其他包括流域匯流特性及流域大小等因素也對(duì)洪峰產(chǎn)生著或大或小的影響。暴雨是導(dǎo)致夏秋大洪水形成的主因，這一時(shí)期暴雨的特征是空間分布不均勻，雨區(qū)面積小，強(qiáng)度較大。結(jié)合西寧水文站進(jìn)行分析，由于本站大通河上五莊一帶、大坂山西端南坡的衙門(mén)莊、北川河源頭及湟中縣的上新莊等地均是上游地區(qū)降水量較大的地段。暴雨中心主要是流域西北部的北川河寶庫(kù)河。西寧站集水面積9022千米2，斷面上游河流兩側(cè)溝壑發(fā)育，支流較多，呈樹(shù)枝狀匯入。由于各支流大多較短，坡陡溝深，高差起伏大，植被較差，造成產(chǎn)流快，匯流迅速，洪水陡漲陡落。如果全流域發(fā)生較大的降雨過(guò)程，降雨強(qiáng)度大，則各支流洪水匯合一起的可能性較大。從資料分析可以看出，湟水干流的洪峰流量一般沿程增大，每當(dāng)西寧站發(fā)生大洪水時(shí)，北川河幾乎都有洪水發(fā)生。

3.2流量與總量的關(guān)系分析

分析本站洪峰流量與相應(yīng)次洪水總量的關(guān)系點(diǎn)可以看出，雖然點(diǎn)據(jù)比較散亂，但矮胖峰形的點(diǎn)據(jù)和尖瘦峰形的點(diǎn)據(jù)分別呈帶狀，其中矮胖峰形的點(diǎn)據(jù)遠(yuǎn)多于尖瘦峰形的點(diǎn)據(jù)。矮胖峰形和尖瘦峰形的洪峰流量與洪水總量以不同系數(shù)成正比分布，矮胖峰形的系數(shù)比尖瘦峰形的系數(shù)大。

4泥沙資料分析

泥沙主要由上游降雨侵蝕坡面、沖刷河床產(chǎn)生，沙量在本站斷面分布基本均勻，近右岸處受南川河影響稍偏大。

含沙量和輸沙量年際變化：西寧站多年平均含沙量2.85千克/米3，變差系數(shù)Cv=0.65，年際變化較大；歷年最大含沙量919千克/米3，發(fā)生時(shí)間1978年7月1日；歷年最大含沙量多發(fā)生在汛期。歷年最小含沙量為0，發(fā)生在非汛期。

5水文特性分析

通過(guò)上述分析得出本站各項(xiàng)水文特性分別為：

多年平均降水量355.0毫米，降水量年內(nèi)分配不均，連續(xù)最大4個(gè)月降水出現(xiàn)在6～9月，降水量占全年降水量的70%以上；1～2月、11～12月降水最小，僅占全年降水量的1.5%左右，年內(nèi)降水量最多的月份一般出現(xiàn)在7、8月，月降水量各占全年的43.2%，1月、12月降水量最少僅占全年降水量的0.25%和0.24%。年降水變差系數(shù)Cv值為0.24，年降水量極值比為2.53。

現(xiàn)在斷面的水位級(jí)劃分：Z≥2207.92米為高水期；2207.92米＞Z≥2207.13米為中水期；2207.13米＞Z＞2206.88米為低水期；Z≤2206.88米為枯水期。

徑流具有年內(nèi)分配不均勻的特性，7～10月這個(gè)四個(gè)月是其月徑流量的集中期，占全年徑流量的50%以上，而其中的8月份為年徑流量的高潮期，這個(gè)月的徑流量約占全年徑流量的17%左右，2月份則為年徑流量的低潮期，這個(gè)月的徑流量?jī)H占全年徑流量的3%左右。年徑流量變差系數(shù)Cv=0.42，歷年年徑流量極值比為5.06，豐水模比系數(shù)千豐=2.15、枯水模比系數(shù)千枯=0.42。

洪水主要發(fā)生在春、夏、秋三季，洪水由融雪、降水產(chǎn)生，洪水暴漲暴落，起漲特別快，落水過(guò)程稍慢，洪峰歷時(shí)短。

多年平均含沙量2.85千克/米3，變差系數(shù)Cv=0.65，年際變化較大；多年平均含沙量的年內(nèi)分配7月份所占比例最大，占全年含沙量的28.7%；3、4、5、6、8、9月份占全年含沙量的5.78%～19.2%；1、2、10、11、12月份占全年含沙量的0.46%～1.31%。

多年平均輸沙量280×104噸。變差系數(shù)Cv=0.9，年際變化較大；多年平均輸沙量年內(nèi)分配8月份最大，占全年輸沙量的33.1%；其次6月、7月份分別占全年輸沙量的10.1%、28.4%；4、5、9月份分別占全年輸沙量的5.95～9.31%；1、2、3、10、11、12月份分別占全年輸沙量的0.13-1.92%。

6建議與措施

在今后針對(duì)西寧站水文特性多采取措施的過(guò)程中，應(yīng)該把重點(diǎn)放在水資源、水文、水環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用研究上。具體來(lái)講，這些措施和建議涵蓋了以下內(nèi)容：首先是加強(qiáng)對(duì)干旱及半干早地區(qū)所有的水資源應(yīng)用的理論研究，構(gòu)建如何管理水資源的軟件系統(tǒng)和硬件建設(shè)；強(qiáng)化對(duì)水資源的時(shí)空分布研究，跟蹤污染物的源頭、趨向及漂移方向，控制水環(huán)境污染，對(duì)水源凈化的方式、途徑以及措施要加以改變，要變換水質(zhì)演變的予報(bào)手段；預(yù)測(cè)和分析暴雨徑流機(jī)制以及可能最大暴雨徑流和設(shè)計(jì)洪水的相關(guān)途徑，預(yù)測(cè)和分析年徑流所造成的地理生態(tài)組合以及各自的代表性。

監(jiān)測(cè)水量、水質(zhì)與地理、氣候，生態(tài)、地質(zhì)之間的關(guān)系；因土壤侵蝕所造成的產(chǎn)沙、輸沙過(guò)程以估算、采樣及評(píng)價(jià)手段；對(duì)站網(wǎng)進(jìn)行宏觀和微觀設(shè)計(jì)，確定站點(diǎn)的工作時(shí)限問(wèn)題，水文測(cè)驗(yàn)的方法和措施以及農(nóng)業(yè)用水情形；在分析和計(jì)算水文方面，應(yīng)該做到從經(jīng)驗(yàn)型轉(zhuǎn)化為半經(jīng)驗(yàn)半理論型或者理論型，大幅度提升分析計(jì)算水文的質(zhì)量和水平；應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建水文、水環(huán)境和水資源的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，下大力氣普及電腦技術(shù)在本行業(yè)的應(yīng)用；加大應(yīng)用衛(wèi)星在通訊以及遙感方面的技術(shù)和水平，整理和統(tǒng)計(jì)水文、水資源以及水環(huán)境的相關(guān)資料；加強(qiáng)水文技術(shù)和水文管理中的統(tǒng)計(jì)學(xué)和系統(tǒng)工程應(yīng)用研究。

為了確保西寧地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，首先要做的就是保持合理地開(kāi)發(fā)利用水資源，注意加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，不再大規(guī)模地破壞植被，防止水土流失。再就是通過(guò)非工程措施來(lái)強(qiáng)化對(duì)水資源的管理和合理運(yùn)用。不僅要計(jì)劃用水，節(jié)約用水，采礦業(yè)還要注意當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)工作。在大規(guī)?；謴?fù)植被的同時(shí)，要切實(shí)做好工程引水和蓄水工程建設(shè)，以蓄為主要手段、做好調(diào)水和蓄水。要做到專(zhuān)家論證和研究與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)，為了解決西寧地區(qū)在今后經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的供需水矛盾，要做好“引大濟(jì)湟”工程，這就是說(shuō)要將大通河的水資源引到湟水流域去。

要充分考慮到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平以及人口增加等情況，使得水資源可以幫助經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在本地區(qū)水土流失嚴(yán)重，水資源不足的情況下，要做好開(kāi)源節(jié)流，更要優(yōu)先節(jié)水，從本地區(qū)的水資源情況出發(fā)，充分以及合理地運(yùn)用水資源，詳細(xì)審視節(jié)水的措施和手段，進(jìn)一步提升利用水資源的效率。更要強(qiáng)化對(duì)水污染的治理工作，提升生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的水平。

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