安康市境內(nèi)主要支流控制站降雨徑流關(guān)系分析

◎葛芬莉

1 區(qū)域概況

安康市位于陜西省南部的秦嶺、巴山之間，東經(jīng) 108°01'～110°12'，北緯31°33'～33°49'，處于鄂、渝、川、陜四省市相連位置。南北長(zhǎng)約240km，東西寬約200km，總面積 23391km2。

區(qū)域北有秦嶺橫亙，南有巴山倚屏，南北高山夾峙，漢江由西向東橫貫，河谷盆地居中，形成“兩山夾一川”的地勢(shì)輪廓。石泉、漢陰至安康之間又有鳳凰山山脈從中隆起，構(gòu)成了“三山夾兩川”的局部地形特征。

區(qū)域氣候溫和，雨量充沛，四季分明，無霜期長(zhǎng)。年平均氣溫在6.0℃～15℃之間，年平均降雨量910mm，7月～9月降雨量約占全年降雨量的50%以上。

漢江是區(qū)域河流水系的網(wǎng)絡(luò)骨干，由西向東橫貫其中。此外，還有無數(shù)條毛溪小溝，構(gòu)成千溝萬壑，分布在漢江南北兩岸的秦巴山地和川道丘陵地帶，組成了全市象植物“葉脈”一樣的河流水系網(wǎng)。集水面積在1000km2以上的漢江支流有子午河、池河、月河、旬河、任河、嵐河、黃洋河、壩河、南江河等。

境內(nèi)漢江干流建有石泉、安康、白河國(guó)家基本水文站及石泉、安康兩座大型水庫。支流水利工程主要有：付家河八一水庫，月河觀音河水庫，嵐河嵐河口電站，壩河桂花壩水電站，恒河恒惠渠引水工程等。

2 區(qū)域地表水資源特征

2.1 地表水資源量豐富，但地區(qū)分布不均

安康市地表水資源量豐富。多年平均地表水資源量104.89億m3，降水量的近50%轉(zhuǎn)化為地表水資源量，全市人均占有量3420m3/人，畝均占有量2270m3/畝。

受降雨影響，徑流深地區(qū)分布與降雨量地區(qū)分布總體一致，由于自然地理?xiàng)l件的差異，徑流深地區(qū)分布更趨不均，區(qū)域差異性更大。徑流深地區(qū)分布總的規(guī)律是漢江以南大于漢江以北，漢江以南由西南向東北遞減，漢江以北由西北向東南遞減。大巴山區(qū)最高,多年平均徑流深在600mm～1200mm之間，最高為渚河、任河與四川省交界處，多年平均徑流深在1200mm以上。

2.2 地表水資源年內(nèi)分配不均，年際變化顯著

降雨量年內(nèi)分配不均，受降水影響，徑流年內(nèi)分配更趨不均，多年平均徑流量的75.9%～82.7%集中于汛期的5月～10月，多年平均連續(xù)最大四個(gè)月徑流量多出現(xiàn)在7月～10月，最大月徑流相當(dāng)最小月徑流的8.8～15.3倍。汛期降水多集中于幾場(chǎng)大暴雨，大部分徑流量亦為暴雨所形成，造成局地的雨澇和洪災(zāi)。

降雨量年際變化較大，徑流多年變化除受降水的影響外，還同時(shí)受下墊面因素的影響，因此，徑流的年際變化比降水量更為劇烈。年徑流變差系數(shù)Cv在0.30～0.56之間，極值比Km在4.2～10.5之間,年際間的變率在0.57～2.34之間。徑流最豐年多發(fā)生在1964年、1983年，最枯年多發(fā)生在1997年、1999年。豐水段多發(fā)生在1981年～1990年，枯水段多發(fā)生在1991年～2000年。

3 降雨徑流關(guān)系分析思路

3.1 分析要求

降雨徑流關(guān)系分析是水資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作中一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)性工作,有月、年、汛期及非汛期降等不同時(shí)段的降雨徑流相關(guān)關(guān)系,本文分析的降雨徑流關(guān)系指的是年降雨徑流關(guān)系。

降雨徑流關(guān)系分析對(duì)資料系列的要求較高，一般須具備12年以上的同步期降雨徑流資料。由于影響降雨徑流相關(guān)程度的因素很多，也很復(fù)雜，有降雨量等氣象因素、流域地形地貌等下墊面條件，還有雨量站代表性等，因而建立科學(xué)的降雨徑流相關(guān)關(guān)系難度較大。根據(jù)《水資源評(píng)價(jià)導(dǎo)則》相關(guān)圖的建立和規(guī)定：所建立的相關(guān)線正負(fù)15%的外包線以內(nèi)的點(diǎn)據(jù)數(shù)占總點(diǎn)據(jù)數(shù)的75%為合格的相關(guān)關(guān)系。

3.2 分析方法

首先根據(jù)年面降雨量計(jì)算方法，計(jì)算水文控制站斷面以上流域的年面降雨量；其次計(jì)算水文控制站天然年徑流量；最后根據(jù)水文控制站斷面以上流域的年面降雨量與其天然年徑流量，繪制年降雨徑流相關(guān)關(guān)系曲線，建立年降雨徑流相關(guān)關(guān)系式。

表1 各控制站選用雨量站及面雨量計(jì)算方法

3.3 成果應(yīng)用

根據(jù)已知的水文控制站某一年份斷面以上的流域面平均降雨量，應(yīng)用年降雨徑流關(guān)系，推求出該控制站某一年份的天然年徑流量，用于徑流資料的審查、插補(bǔ)延長(zhǎng)；應(yīng)用年降雨徑流關(guān)系推求的水文控制站某一年份的天然徑流量與相應(yīng)同一年份的實(shí)測(cè)徑流量的差值，即為水文控制站某一年份還原量，作為分項(xiàng)調(diào)查法進(jìn)行徑流還原計(jì)算的旁征依據(jù)。

4 資料來源

水文部門所有支流控制站經(jīng)過資料整編后的水文資料，如：降雨量、實(shí)測(cè)徑流量等；水利部門刊印的水利統(tǒng)計(jì)資料，如：水利工程及灌區(qū)基本情況、供用水量等；統(tǒng)計(jì)部門刊印的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)資料。

5 降雨徑流關(guān)系分析

5.1 面降雨量分析

收集境內(nèi)所有支流水文控制站觀測(cè)質(zhì)量較好、資料系列較長(zhǎng)的所有雨量站點(diǎn)，在進(jìn)行資料審查、插補(bǔ)延長(zhǎng)及資料代表性分析基礎(chǔ)上，選用47個(gè)雨量觀測(cè)站點(diǎn)，其資料為近50年系列月年資料。

流域面雨量計(jì)算方法有算數(shù)平均法、泰森多邊形法及降雨量等值線法。根據(jù)流域地形、地貌及下墊面條件選用不同的方法計(jì)算流域面雨量。本文主要采用算數(shù)平均法、泰森多邊形法這兩種方法計(jì)算流域近50年系列面雨量。

5.2 天然徑流量分析

根據(jù)收集到的境內(nèi)主要支流控制站斷面實(shí)測(cè)系列徑流資料，首先對(duì)系列徑流資料進(jìn)行審查，重點(diǎn)審查資料的可靠性，對(duì)有遷移變動(dòng)或撤銷的站點(diǎn)予以改正。根據(jù)收集到的社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水、人口、工業(yè)產(chǎn)值及灌溉面積等指標(biāo)，分析估算各部門各行業(yè)用水定額，采用分項(xiàng)調(diào)查法，計(jì)算各控制站斷面以上社會(huì)經(jīng)濟(jì)各部門各行業(yè)用水消耗量，各部門各行業(yè)用水消耗量之和即為總的還原水量，以各控制站實(shí)年測(cè)徑流量與年還原水量之和得各控制站天然年徑流量，通過繪制控站天然年徑流量累積曲線，分析徑流一致性。通過進(jìn)一步繪制控站天然年徑流量差積曲線，分析徑流代表性，通過對(duì)徑流資料進(jìn)行可靠性、代表性及一致性分析后，得到近50年天然年徑流量系列。

5.3 降雨徑流關(guān)系分析

選用境內(nèi)主要支流控制站及所屬流域雨量站近50年降雨徑流系列資料，作為境內(nèi)降雨徑流關(guān)系分析的資料依據(jù)。

根據(jù)各控制站近50年同步期年面降雨量、天然年徑流量系列資料，繪制降雨徑流相關(guān)曲線，由于降雨量、徑流量資料收集后，首先都進(jìn)行了資料的嚴(yán)格審查，并對(duì)徑流資料進(jìn)行了三性分析，故繪制曲線時(shí)所有點(diǎn)據(jù)全部考慮，不舍棄，得到各控制站相關(guān)曲線圖、相關(guān)曲線方程式及其相關(guān)系數(shù)。

各控制站相關(guān)曲線分析表明，安康市境內(nèi)主要支流選用站降雨徑流點(diǎn)據(jù)密集，呈帶狀分布，相關(guān)曲線線型均為單一的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.90以上，最大達(dá)0.98，符合水資源評(píng)價(jià)導(dǎo)則關(guān)于采用年降雨徑流關(guān)系法推算年徑流量的誤差要求，說明安康市境內(nèi)主要支流控制站年降雨徑流關(guān)系良好?？刂普灸杲涤陱搅鞣治鼋Y(jié)果見圖1、表2。

5.4 成果適用性

安康市境內(nèi)主要支流控制站年降雨徑流關(guān)系分析成果，適用于徑流資料審查、插補(bǔ)延長(zhǎng)及還原量計(jì)算等。

圖1 控制站年降雨徑流相關(guān)曲線

表2 控制站降雨徑流關(guān)系分析結(jié)果

應(yīng)用年降雨徑流關(guān)系推求天然年徑流量，其物理機(jī)制清楚，但因降雨時(shí)空分布的不均勻性及下墊面條件的不一致性，在選取降雨資料時(shí)，難以確定其代表性，這就要求分析不同區(qū)域下墊面條件及產(chǎn)匯流特征，協(xié)調(diào)面雨量的統(tǒng)計(jì)時(shí)段或計(jì)算方法，盡可能得到切實(shí)可行的降雨徑流關(guān)系分析成果。

降雨站點(diǎn)代表性不好或下墊面條件與產(chǎn)匯流關(guān)系復(fù)雜的區(qū)域，年降雨徑流關(guān)系點(diǎn)據(jù)散亂，關(guān)系較差，誤差較大，不適合應(yīng)用。

6 結(jié)論

安康市所有支流控制站年降雨徑流關(guān)系點(diǎn)據(jù)密集，呈帶狀分布，相關(guān)曲線線型均為單一的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.90以上，最大達(dá)0.98，符合水資源評(píng)價(jià)導(dǎo)則關(guān)于采用年降雨徑流關(guān)系法推算年徑流量的誤差要求，年降雨徑流關(guān)系良好。

安康市境內(nèi)所有支流控制站年降雨徑流關(guān)系分析成果，可應(yīng)用于對(duì)年徑流資料審查、插補(bǔ)延長(zhǎng)及還原量計(jì)算，為區(qū)域水資源調(diào)查分析評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)性技術(shù)支撐。陜西水利