青海省察汗烏蘇河流域水文特性分析

溫得平， 溫 川， 袁春艷， 巨蘭香

（1.青海省水文水資源勘測(cè)局，青海 西寧 810001；2.青海上捷節(jié)能有限公司，青海 西寧 810001）

0 引 言

察汗烏蘇河流域?qū)倩舨歼d湖水系，位于青海省都蘭縣境內(nèi)。流域內(nèi)的控制站察汗烏蘇水文站于1955年8月設(shè)立，1968年基本斷面向下游遷移約1800m至察汗烏蘇大橋處。地理坐標(biāo)：東經(jīng)98°07′，北緯36°14′，海拔約3200m，觀測(cè)項(xiàng)目有降水、水位、流量、冰清等。

1 氣候特征

察汗烏蘇河流域?qū)儆诘湫偷母咴箨懶詺夂颍浠咎卣魇歉稍锷儆?，蒸發(fā)強(qiáng)烈，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，夏熱冬寒，冷熱變化劇烈，冬春多風(fēng)。多年平均氣溫－1.9～5.1℃，平均無霜期為120～185天，平均日照數(shù)為3110.2h，極端最低氣溫－28.5℃，極端最高氣溫33℃，年平均風(fēng)速3.5m/s，最大凍土深度250.0cm。

2 流域的水文特征

2.1 資料情況

本次分析流量資料來自察汗烏蘇水文站，降水和蒸發(fā)數(shù)據(jù)來自都蘭氣象站，分析時(shí)間確定為1956～2005年。兩站地形、氣候、下墊面條件一致，距離較近，具有很好的相關(guān)性。所選數(shù)據(jù)具有較好的可靠性、代表性、連續(xù)性。

2.2 降 水

2.2.1 降水量的年內(nèi)分配

對(duì)流域內(nèi)都蘭氣象站多年降水資料系列進(jìn)行分析可知，降水量年內(nèi)分配很不均勻，表現(xiàn)出雨熱同期。降水量主要集中在5～8月份，占全年總降水量的70.1%，其余各月平均降水量變化幅度小，分布相對(duì)均勻。其中1～4月降水總量占全年降水量的14.3%，9～12月降水總量占全年的15.6%，年內(nèi)降水量最大月份出現(xiàn)在6～7月，最大月降水量占全年的21.7%。都蘭站多年平均年降水量年內(nèi)分配如表1所列。

表1 都蘭站多年平均年降水量年內(nèi)分配

2.2.2 降水量的年際變化

（1）年降水量極值比。流域多年平均降水量為187.8mm。年最大降水量337.6mm，出現(xiàn)在2002年，年最小降水量為107.2mm，出現(xiàn)在1968年，最大年降水量與最小年降水量之比3.1，年際變差系數(shù)Cv值為0.26，降水量年際變化較大。

（2）降水量變化趨勢(shì)分析。采用Kendall秩次檢驗(yàn)法、Spearman秩次檢驗(yàn)法、線性趨勢(shì)回歸檢驗(yàn)法，取顯著性水平分別為0.05、0.1，對(duì)年降水序列趨勢(shì)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和分析；采用降水傾向率的方法計(jì)算降水變化趨勢(shì)的年內(nèi)分布，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表2所列。

3種趨勢(shì)檢驗(yàn)方法分析表明，都蘭氣象站年降水量增加趨勢(shì)明顯。由都蘭站降水傾向率分析表可知，都蘭氣象站降水傾向率達(dá)到了12.82mm/10a；從季節(jié)上分析，降水的增加主要集中在春季和夏季，秋季增加很少，冬季則呈現(xiàn)出微弱的減少趨勢(shì)。

表2 都蘭站降水傾向率分析 mm/10a

2.3 蒸 發(fā)

（1）蒸發(fā)量的年內(nèi)分配。蒸發(fā)量隨氣溫、日照、風(fēng)速等氣候影響因素而變化，從蒸發(fā)量和降水量柱狀對(duì)比圖分析，蒸發(fā)量年內(nèi)變化較大。年內(nèi)變化為1～7月蒸發(fā)量逐漸增大，一般7月份蒸發(fā)量最大，8～12月蒸發(fā)量逐漸減小，蒸發(fā)量最小月一般出現(xiàn)在1月份。連續(xù)最大4個(gè)月蒸發(fā)量集中在5～8月，約占全年的56.6%。由對(duì)比圖還可發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)量和降水量的月變化趨勢(shì)一致，即降水量大的月份蒸發(fā)量也大。

（2）蒸發(fā)量的年際變化。流域內(nèi)水面蒸發(fā)量的年際變化較小，多年平均蒸發(fā)量為1294.3mm，由東向西逐漸增加，最大年蒸發(fā)量為1599.0mm，最小年蒸發(fā)量1028.6mm，年蒸發(fā)量極值比為1.55。流域干旱指數(shù)為6.9，屬半干旱區(qū)。

2.4 徑 流

（1）徑流補(bǔ)給來源。察汗烏蘇河流域的補(bǔ)給主要以降水、地下水和冰雪融水為主，汛期河水以降水、冰雪融水補(bǔ)給，冬季和枯水期主要以地下水補(bǔ)給。因此徑流的年際、年內(nèi)變化與降水變化基本一致。

（2）徑流量的年內(nèi)分配。根據(jù)表3所列的流域內(nèi)察汗烏蘇水文站多年平均年徑流量年內(nèi)分配可知，察汗烏蘇河徑流量年內(nèi)分配不均勻。豐水期（4～8月）徑流量占全年的66.5%，以冰雪融水及降水補(bǔ)給為主；平水期（3月、9～10月）徑流量占全年的21.2%，枯水期（11月～翌年2月）徑流量相對(duì)穩(wěn)定，4個(gè)月來水量?jī)H占全年水量的12.3%；4月為全年最大月徑流量，是最小月徑流量（1月）的6.7倍。

表3 察汗烏蘇水文站多年平均年徑流量時(shí)程分配表 104 m3

（3）徑流量的年際變化。察汗烏蘇河流域上下游植被稀少，水分涵養(yǎng)能力差，地表對(duì)徑流的調(diào)蓄作用小。根據(jù)察汗烏蘇站實(shí)測(cè)徑流量資料統(tǒng)計(jì)，流域多年平均徑流量1.588×108億m3，折合成徑流深為35.8mm。最大年徑流量3.923×108m3，最小年徑流量0.4169×108m3，相差9.41倍，CV值為0.48，說明流域徑流量年際變化大，易出現(xiàn)大洪水和嚴(yán)重枯水，甚至?xí)l(fā)生連續(xù)豐水年或枯水年。

（4）豐、枯水循環(huán)的周期規(guī)律。通過模比差積曲線來反映年際間的豐、枯水變化情況，當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)差積曲線總的趨勢(shì)是下降的，說明此時(shí)段是枯水期；當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)差積曲線總的趨勢(shì)是上升的，說明此時(shí)段是豐水期。據(jù)此，可以較為直觀而準(zhǔn)確的確定徑流量的年際變化趨勢(shì)。計(jì)算式如式（1）、式（2）：

其中，△Ki，Ki為第i年徑流量的模比系數(shù)差值和模比系數(shù)；Ri為第i年的徑流量；R0不多年平均年徑流量；Ht不第t年徑流量模比系數(shù)差積。

察汗烏蘇河1956～2005年序列徑流量模比系數(shù)差積曲線如圖2所示。

由年徑流差積曲線圖可以看出：① 察汗烏蘇河年徑流豐、枯水段交替循環(huán)周期長(zhǎng)、變化的相對(duì)幅度大，年徑流的多年變化趨單一向的穩(wěn)定，曲線為一種單峰式的過程。② 徑流系列有兩個(gè)明顯的豐、枯水循環(huán)周期，第一周期：1956～1966年為枯水期，1967～1993年為豐水期；第二周期：1994～2001年為枯水期，2002～2005年為豐水期。隨著時(shí)間的推移，豐、枯水的循環(huán)周期變短。

2.5 洪 水

察汗烏蘇河流域形成洪水的主要原因是積雪消融以及暴雨。其中，冰雪消融型洪水是該流域春季洪水的主要類型，稱為春汛；而在夏季，流域內(nèi)洪水主要由暴雨形成，暴雨和洪水在時(shí)間上具有很好的相應(yīng)性。

（1）冰雪消融型洪水。冰雪消融型洪水［7］指的是季節(jié)性積雪由于氣溫持續(xù)快速回升而在大范圍內(nèi)出現(xiàn)了消融現(xiàn)象，導(dǎo)致洪水的產(chǎn)生，該種洪水的大小，取決于流域內(nèi)去東今春中山帶的積雪及氣溫的回升速度。主要特征為洪水歷時(shí)較長(zhǎng)，漲洪較平緩，峰型多為復(fù)式，日變化較為明顯。從察汗烏蘇水文站流量過程線上看，冰雪消融型洪水多發(fā)生于3～5月，水量約占年徑流量的39.9%［1］，起漲時(shí)間為晚上23時(shí)左右，峰值多在午夜0～3時(shí)前后出現(xiàn)，而谷底則出現(xiàn)在次日14時(shí)左右。

（2）暴雨型洪水。一般在上游短時(shí)間內(nèi)由強(qiáng)降雨形成，匯流時(shí)間短，突發(fā)性強(qiáng)，雨停峰現(xiàn)，陡漲陡落，洪水歷時(shí)短，流速大，河床沖淤變化大，易形成山體滑坡和泥石流。暴雨型洪水主要發(fā)生6～9月，水量約占年徑流量的36.18%。

3 結(jié) 論

通過以上對(duì)察汗烏蘇河流域內(nèi)控制站1956～2005年50年的實(shí)測(cè)資料分析，得出如下結(jié)論：

（1）降水量年內(nèi)分配不均，年際變化較大。這給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不利的影響，也是旱澇災(zāi)害的主要原因。連續(xù)最大四個(gè)月的降水量集中在5～8月，占全年總降水量的70.1%，形成干濕季分明的特點(diǎn)；流域內(nèi)降水量有顯著增加的趨勢(shì)，從季節(jié)上看，降水的增加主要集中在春季和夏季。

（2）流域多年平均蒸發(fā)量1294.3mm，屬半干旱地區(qū)。蒸發(fā)量年內(nèi)分配不均，年際變化較小。

（3）徑流年內(nèi)分配不均。徑流年際變化較大，易出現(xiàn)大洪水和嚴(yán)重枯水，發(fā)生連續(xù)豐水年和枯水年。流域內(nèi)洪水以冰雪消融和暴雨型為主。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)流域內(nèi)降水、蒸發(fā)、徑流、洪水等各水文要素在年內(nèi)和年際間的變化規(guī)律，提出建議如下：

（1）編制流域防洪規(guī)劃。在察汗烏蘇河干支流沿岸的重要城鎮(zhèn)河段修建防洪工程，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

（2）修建水利設(shè)施。如攔蓄工程，調(diào)節(jié)水量，確?？菟诤拥老掠紊鷳B(tài)需水量。

（3）加強(qiáng)流域內(nèi)的洪災(zāi)監(jiān)測(cè)，建設(shè)預(yù)警系統(tǒng)。利用好青海省中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和海西州防汛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為防汛減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

（4）實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，全面提升綜合管理能力。工程措施與非工程措施相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］朱 霞.察汗烏蘇河水體中鉛本底偏高探討［J］.青海環(huán)境，2011，（3）：116－119.

［2］黃振平，陳元芳.水文統(tǒng)計(jì)學(xué)［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2011.

［3］李 燕，金永明，孫永壽.柴達(dá)木盆地近55a降水量變化趨勢(shì)的時(shí)空特征［J］.人民黃河，2013，（9）：48－50.

［4］尹祥輝，楊麗娜，王 鑫.大凌河流域水文特性分析［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2007，（6）：168－171.

［5］文小平.湞江流域徑流變化分析［J］.廣東水利水電，2010，（7）：47－50.

［6］郭純一，李成林，趙鳳偉.柴河水庫(kù)入庫(kù)徑流變化特征分析［J］.東北水利水電，2009，（5）：30－32.

［7］谷 鑫，金 兵.烏魯木齊河水文特性分析［J］.黑龍江水利科技，2012，（11）：17－18.

［8］張艷玲.陜西省渭河流域水文特性分析［J］.西北水資源與水工程，2002，（2）：62－64.