湯旺河流域河川基流量計(jì)算分析

楊 婧

（伊春水文局嘉蔭水文勘測(cè)隊(duì)，黑龍江嘉蔭153200）

湯旺河流域河川基流量計(jì)算分析

楊 婧

（伊春水文局嘉蔭水文勘測(cè)隊(duì)，黑龍江嘉蔭153200）

河川基流量是指由地下水補(bǔ)給到地表徑流中的徑流量，是山丘區(qū)地下水資源的主要組成部分。山丘區(qū)河川基流量因觀測(cè)條件限制還沒有較好的直接計(jì)算方法，文章以山丘區(qū)流域?yàn)槔盟姆指罘ㄖ行备罘ú⒔Y(jié)合代表站綜合退水曲線，對(duì)流域河川基流量進(jìn)行了分析計(jì)算，求出了流域多年平均和不同設(shè)計(jì)頻率的基流量，提出了計(jì)算河川基流量的簡(jiǎn)化方法和使用條件。

河川基流量；水文分割法；基流模數(shù)；基徑比；代表站

1 流域概況

湯旺河流域位于黑龍江省東北部小興安嶺山地區(qū)，地理坐標(biāo)范圍E128°52′～129°50′，N47°26′～48° 43′，流域面積20 557 km2，北部為黑龍江，西、南接壤松嫩平原，東接鶴崗市梧桐河。流域地貌以小興安嶺山地為主，地勢(shì)東北高西南低，小興安嶺主脈在中部偏北地區(qū)。

流域支流眾多，總計(jì)約600余條，其中集水面積1 000 km2以上的有6條，從上游至下游依次為右岸1級(jí)支流友好河、雙子河、伊春河、西南岔河，左岸1級(jí)支流五道庫河、大豐河。

流域位于省內(nèi)降水高值區(qū)，地處亞寒帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春秋兩季較短，夏季多雨，冬季寒冷，多年平均氣溫為1.2℃，日照時(shí)數(shù)2 280～2 550 h，無霜期100～120 d。

流域多年平均年降水量580 mm，多年平均年徑流量48.1億m3，最大年徑流量87.5億m3，最小年徑流量15.6億m3。

2 流域河川基流量計(jì)算分析

2.1 河川基流量概念

河川基流量是山丘區(qū)地下水排泄量的一部分，由山丘區(qū)基巖裂隙地下水補(bǔ)給，與山丘區(qū)坡面地表徑流共同構(gòu)成河川徑流［1－2］。由圖1可知，河川基流通常由山丘區(qū)坡地壤中流和地下徑流組成。

圖1 一般山丘區(qū)河川徑流構(gòu)成示意圖

2.2 流域河川基流量分析計(jì)算山丘區(qū)河流坡度陡，河床切割較深，水文站測(cè)得的流量過程即包括地表徑流又包括河川基流。因河川基流是由與地表水無水力聯(lián)系的基巖裂隙水補(bǔ)給的，因此可用分割流量過程線的方法來推求河川基

流量［3－6］。

北方地區(qū)河流枯水期徑流一般在11月至次年4月，這一時(shí)期降雨很小，徑流基本都通過地下水補(bǔ)給，因此這一時(shí)期河川徑流量即可代表基流量。河流年內(nèi)豐水期基流量需通過切割地表徑流過程線的方法得到。

目前常用的有直線平割法和直線斜割法，平割法比較簡(jiǎn)單，就是取年內(nèi)若干月份的最小日或月平均流量代替全年日（月）平均基流量，該方法由于沒有考慮具體月份降雨豐枯情況，精度較低，較少被采用（見圖2）［7－10］。

圖2 日平均流量過程線基流分割示意圖

直線斜割法是指在流量過程線的退水段分割出地表徑流與基流的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，相鄰轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間倆倆相連，連線以下即為基流量（見圖3）。

圖3 日平均流量過程線基流分割（斜割）示意圖

直線斜割法比較詳細(xì)地劃分了地表和地下徑流的分割點(diǎn)，其基流計(jì)算精度較高，但基流分割點(diǎn)不易確定，目前最常用綜合退水曲線法來確定基流分割點(diǎn)［11－14］。

繪制綜合退水曲線時(shí)選用流域代表站多年（包括豐、平、枯水年份）峰后無雨且較長(zhǎng)歷時(shí)退水繪制流量過程線，將多條曲線修勻后平移重合在一張圖上，使各條線底部基本重合，底部的外包線可作為綜合退水曲線使用，其與某段實(shí)際流量過程的交叉點(diǎn)為基流分割點(diǎn)，一般暢流期有多個(gè)基流分割點(diǎn)，經(jīng)分析后的綜合退水曲線即可用于某年份暢流期基流分割。湯旺河流域出口站晨明站位置示意圖及綜合退水曲線見圖4和圖5。

圖4 湯旺河晨明站位置示意圖

圖5 湯旺河晨明站綜合退水曲線圖

流域基流量計(jì)算一般包括多年平均基流量、年際最大、最小基流量和基流量頻率分布幾個(gè)方面［15－16］。流域河川基流量由代表站基流模數(shù)推求，基流模數(shù)指控制斷面基流量與控制面積的比值。代表站多年平均基流量計(jì)算分兩步完成，首先計(jì)算出代表年份（包括豐、平、枯水）基流量，計(jì)算時(shí)各年份1—3月和11—12月取各月平均流量作為每月的基流量，其余月份基流量由綜合退水曲線確定；然后利用代表年基流量與相應(yīng)年份徑流量建立相關(guān)關(guān)系來求出其余年份基流量。

經(jīng)計(jì)算流域代表站歷年最大基流量出現(xiàn)在1985年，為36.9億m3，歷年最小基流量出現(xiàn)在2002年，為9.1億m3，多年平均年基流量為21.5億m3，年基流模數(shù)為11.2萬m3／km2，全流域多年平均年基流

量為23.0億m3，流域不同頻率年基流量計(jì)算結(jié)果見表2。湯旺河晨明站基徑關(guān)系線見圖6。

圖6 湯旺河晨明站基徑關(guān)系線

3 結(jié) 語

流域年基流量與年地表徑流量的比例系數(shù)在0.35～0.60，豐、枯水年基徑比相差較小，在粗略估算河川年基流量時(shí)可根據(jù)地表徑流量按基徑比系數(shù)直接計(jì)算。

流域代表站綜合退水曲線實(shí)際應(yīng)用時(shí)比較麻煩，在計(jì)算精度要求不高時(shí)，建議通過綜合退水曲線分析出高、中、低水年份暢流期基流量下限值，便于直接使用。

流域河川基流量計(jì)算方法比較靈活多樣，不同流域基流分割方法也有差異。本流域因面積較大，嚴(yán)格上來說應(yīng)該選取若干集水面積在5000 km2左右的代表站分別計(jì)算基流模數(shù)，然后進(jìn)行面積加權(quán)平均求出流域平均基流模數(shù)。

由于站點(diǎn)數(shù)量和資料條件的限制，本次計(jì)算僅以流域出口站晨明站為代表來進(jìn)行計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果僅供參考交流。

表1 湯旺河流域徑流年內(nèi)分配表

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2014－10－31

楊婧（1983－），女，黑龍江嘉蔭人，工程師。

1007－7596（2015）06－0021－03