薩爾布臘阿蘇河徑流分析與計(jì)算淺析

秦 軍

1 概況

薩爾布臘阿蘇河是若羌縣集水面積較大的河流之一，目前尚未開(kāi)發(fā)利用。河口以上是產(chǎn)流區(qū)，是山區(qū)牧業(yè)人畜飲用水的重要水源。薩爾布臘阿蘇河流域地形較復(fù)雜，主要幾條支流常年流水。為了緩解下游若羌縣工業(yè)園區(qū)用水矛盾，若羌縣人民政府決定建設(shè)托格勒薩依引水樞紐，用以增加若羌河灌區(qū)水量。為此，需對(duì)薩爾布臘阿蘇河托格勒薩依引水樞紐處多年平均徑流量進(jìn)行分析計(jì)算。

2 參證站多年平均徑流量計(jì)算

2.1 參評(píng)站選取

薩爾布臘阿蘇河沒(méi)有水文站，屬于徑流資料匱乏區(qū)。因此，將與薩爾布臘阿蘇河發(fā)源于同一山脈的若羌河、車(chē)爾臣河、克里雅河和尼雅河作為參證河。車(chē)爾臣河與薩爾布臘阿蘇河流域面積相差最大，面積比約為1/15，尼雅水文站2000～2016年每年只在4～10月觀測(cè)水文資料，年徑流量統(tǒng)計(jì)不完整。因此，本次水文分析計(jì)算選用擁有長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)徑流資料的克里雅作為三性分析的參證站。選取發(fā)源于昆侖山，集水面積相近、流域產(chǎn)流區(qū)高程接近的克里雅、尼雅河水文站、且末水文站、若羌河作為設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算的參證站。

2.2 徑流樣本插補(bǔ)及多年平均徑流量

2.2.1 尼雅水文站

建于1966年的尼雅水文站，1971～1977年停測(cè)，1978年恢復(fù)觀測(cè)至今。用1978～1994完整資料點(diǎn)繪4～10月徑流量與年徑流量相關(guān)關(guān)系圖，然后將1995～2016年4～10月徑流量帶入相關(guān)關(guān)系式計(jì)算得年徑流量，從而得到尼雅水文站1978～2016年完整徑流，相關(guān)系數(shù)R=0.9996，計(jì)算得尼雅水文站多年平均徑流量為 1.896×108m3。

2.2.2 克里雅水文站

建于1956年的克里雅水文站，1972年12月、1973年1～2月和10～12月、1974年1～4月和12月缺測(cè)，用1957～1971年和1975～2016年完整資料點(diǎn)繪1～11月徑流量與年徑流量相關(guān)關(guān)系圖、3～9月徑流量與年徑流量相關(guān)關(guān)系圖、5～11月徑流量與年徑流量相關(guān)關(guān)系圖，經(jīng)計(jì)算得克里雅水文站多年平均徑流量為 7.678×108m3。

2.2.3 且末水文站

建于1957年的且末站，1957年1～4月、1967年1～3月、1970年10月～1971年3月缺測(cè)，對(duì)缺測(cè)月、年徑流資料進(jìn)行了插補(bǔ)延長(zhǎng)。經(jīng)插補(bǔ)得到且末水文站長(zhǎng)系列的徑流量，計(jì)算得1957～2016年多年平均年徑流量（合成）為5.716×108m3。

3 參證河流徑流沿程變化分析

3.1 尼雅河徑流沿程變化分析

位于尼雅水文站上游34.3 km的出山口處的八一八水文（專(zhuān)用）站，區(qū)間無(wú)水利工程引水，無(wú)農(nóng)田灌溉用水，對(duì)上下游年徑流一致性沒(méi)有影響。選用八一八渠首專(zhuān)用站4～10月、尼雅水文站4～10月相同時(shí)段內(nèi)的徑流量進(jìn)行平均每公里徑流沿程損失率分析。經(jīng)計(jì)算，八一八渠首專(zhuān)用站至尼雅水文站區(qū)間沿程損失率為0.626%。

3.2 車(chē)爾臣河徑流沿程變化分析

由于且末站年、月徑流系列均為出山口以下83 km處的監(jiān)測(cè)資料，利用車(chē)爾臣河徑流量損失率，將上述流量資料還原計(jì)算到出山口位置。巴什克其克斷面至且末水文站河道斷面48 km，其間沒(méi)有其它支流匯入，僅在巴什克其克斷面以下35.5 km處河道左岸有革命大渠將部分水量引入灌區(qū)，且末水文站大渠斷面在河道斷面上游12.5 km處。根據(jù)河道上下游斷面間水量平衡原理，依據(jù)比測(cè)資料，推算出巴什克其克斷面至且末站河道斷面平均每公里損失率（P）為0.63%。同理，推算出自石門(mén)水庫(kù)（出山口）斷面至巴什克其克斷面平均每公里損失率（P）為0.456%。

3.3 參證站多年平均徑流的推求

由于所選參證站均處于各自河流出山口以下數(shù)十公里處，為使資料系列一致、可靠，需要將各河流水文站徑流資料計(jì)算至出山口處。對(duì)于若羌河短系列資料，須先進(jìn)行出山口徑流計(jì)算，再用克里雅長(zhǎng)系列徑流資料采用長(zhǎng)短系列訂正法將其計(jì)算為長(zhǎng)系列徑流成果。參證站徑流損失率的選用以“就近選擇”為原則，因此，克里雅河選用尼雅河徑流沿程損失率，若羌河選擇車(chē)爾臣河徑流沿程損失率。

3.3.1 尼雅河多年平均徑流的推求。

尼雅河出山口處1978～2016年徑流量計(jì)算：平均每公里徑流沿程損失率為0.626%，水文站到出山口距離為34.3 km。經(jīng)計(jì)算得出山口處1978～2016年各年徑流量。采用算術(shù)平均法計(jì)算得多年平均徑流量為2.414×108m3。

3.3.2 克里雅河多年平均徑流的推求。

克里雅水文站擁有1957～2016年徑流監(jiān)測(cè)資料，水文站多年平均徑流量為7.678×108m3，水文站到出山口距離為40 km，移用尼雅河出山口至水文站的徑流平均每公里沿程損失率0.626%，經(jīng)計(jì)算得克里雅河出山口處多年平均年徑流量為10.243×108m3。

3.3.3 車(chē)爾臣河多年平均徑流的推求。

且末水文站擁有1957～2016年徑流監(jiān)測(cè)資料，水文站多年平均徑流量為5.716×108m3，水文站到巴什克其克距離為48 km，巴什克其克斷面至且末站河道斷面平均每公里損失率（P）為0.63%；出山口到水文站距離為35 km，出山口斷面至巴什克其克斷面平均每公里損失率（P）為0.456%。經(jīng)計(jì)算得車(chē)爾臣河出山口處多年平均年徑流量為10.681×108m3。

3.3.4 若羌河多年平均徑流的推求。

若羌河有4個(gè)時(shí)段共10年徑流資料。其中，第一個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)測(cè)驗(yàn)斷面在出山口下游22.8 km處，第二、第三個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)測(cè)驗(yàn)斷面在出山口下游32.2 km處，第四個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)測(cè)驗(yàn)斷面在出山口處。移用車(chē)爾臣河巴什克其克斷面至且末站河道斷面平均每公里徑流沿程衰減率，可以計(jì)算得若羌河出山口處10年的徑流資料，采用算術(shù)平均法計(jì)算得這10年短系列徑流資料的年平均徑流值0.9784×108m3。根據(jù)克里雅同期年平均徑流量為 9.727×108m3，多年平均徑流量為 10.243×108m3，采用長(zhǎng)短系列訂正法計(jì)算得若羌河出山口處長(zhǎng)系列多年平均徑流量1.030×108m3。

4 托格勒薩依引水樞紐多年平均年徑流量計(jì)算

4.1 徑流深等值線(xiàn)圖量算法

利用新疆水文局1956～2000年多年平均徑流深等值線(xiàn)圖，在1∶25萬(wàn)地形圖上量得托格勒薩依引水樞紐以上集水面積1561 km2，經(jīng)計(jì)算得托格勒薩依引水樞紐以上流域的1956～2000年平均年徑流深為32.8 mm，換算成徑流量為0.5124×108m3。

由于徑流深等值線(xiàn)圖資料系列為1956～2000年，需用參證站克里雅河、車(chē)爾臣河長(zhǎng)系列多年平均徑流量進(jìn)行長(zhǎng)短系列展延訂正。參證站克里雅、且末水文站有1957～2016年完整徑流資料，為使訂正系列資料同步，需將克里雅、且末年徑流資料展延插補(bǔ)到1956年。因此，本次水文分析計(jì)算克里雅、且末1956年徑流量采用各自1957～2016年長(zhǎng)系列多年平均值代替。采用訂正公式計(jì)算?？死镅藕映錾娇?956～2000年多年平均年徑流量為9.413×108m3，1956～2016年多年平均年徑流量為10.24×108m3，經(jīng)計(jì)算得托格勒薩依引水樞紐多年平均徑流量為0.558×108m3。車(chē)爾臣河出山口1956～2000年多年平均年徑流量為9.401×108m3，1956～2016年多年平均年徑流量為10.68×108m3，經(jīng)計(jì)算得托格勒薩依引水樞紐多年平均徑流量為 0.582×108m3，詳見(jiàn)表 1。

表1 托格勒薩依引水樞紐多年平均徑流統(tǒng)計(jì)表

4.2 水文比擬法

選用參證站克里雅水文站、尼雅水文站、且末水文站和若羌專(zhuān)用站進(jìn)行多年平均年徑流的計(jì)算，根據(jù)參證站多年平均徑流量和集水面積，以及托格勒薩依引水樞紐以上集水面積F托=1561 km2，代入公式（1）。

式中：W托、W參分別為托格勒薩依引水樞紐、參證站出山口多年平均徑流量；F托、F參分別為托格勒薩依引水樞紐、參證站以上集水面積；k為訂正因子。

克里雅河集水面積7098 km2、多年平均降水234.5 mm，尼雅河多集水面積1610 km2、多年平均降水285.8 mm，車(chē)爾臣河集水面積24692 km2、多年平均降水164.1 mm，若羌河集水面積2783 km2、多年平均降水162 mm，薩爾布臘阿蘇河集水面積1561 km2、多年平均降水168.7 mm，參證河流水文征值及k值取值見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表2。托格勒薩依引水樞紐處的多年平均年徑流量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 托格勒薩依引水樞紐處的多年平均年徑流量計(jì)算表

4.3 實(shí)測(cè)資料長(zhǎng)短系列訂正法

2015年1月～2015年12月，若羌縣水利局在托格勒薩依引水樞紐處觀測(cè)的年徑流為0.830×108m3，該站觀測(cè)斷面位于薩爾布臘阿蘇河出山口處。用參證站且末水文站還原至出山口處的長(zhǎng)系列多年平均徑流量10.68×108m3和2015年的年徑流量15.93×108m3進(jìn)行長(zhǎng)短系列展延訂正，采用訂正公式計(jì)算得托格勒薩依引水樞紐（出山口）處的多年平均徑流量為0.556×108m3。

4.4 多年平均徑流合理性分析

徑流深等值線(xiàn)圖法：由于編制好的多年平均年徑流深等值線(xiàn)圖中徑流資料系列截止到2000年，且托格勒薩依引水樞紐以上集水面積比較小，其集水面積上徑流等值線(xiàn)分布密度較少，故所得結(jié)果僅供參考。

水文比擬法計(jì)算成果：雖然克里雅河、尼雅河、車(chē)爾臣河和薩爾布臘阿蘇河都發(fā)源于同一山脈昆侖山，下墊面條件等相似，但各流域集水面積、山口以上平均高度、平均降水深度及產(chǎn)流能力都與薩爾布臘阿蘇河存在一定的差異，故所得結(jié)果僅供參考。

實(shí)測(cè)資料長(zhǎng)短系列訂正法：通過(guò)2015年1月～2015年12月若羌縣水利局在托格勒薩依引水樞紐處觀測(cè)的徑流為0.830×108m3，經(jīng)參證站且末水文站還原至出山口長(zhǎng)短系列對(duì)比分析計(jì)算，薩爾布臘阿蘇河多年平均徑流量為0.556×108m3，長(zhǎng)短系列訂正法充分利用了薩爾布臘阿蘇河出山口處的實(shí)測(cè)資料，不僅薩爾布臘阿蘇河流域與車(chē)爾臣河流域山口以上平均高度相近，而且兩流域都發(fā)源于阿爾金山，且相鄰，所以本次水文分析計(jì)算最后推薦實(shí)測(cè)資料長(zhǎng)短系列訂正法計(jì)算所得結(jié)果0.556×108m3為托格勒薩依引水樞紐多年平均徑流量（見(jiàn)表3）。

表3 托格勒薩依引水樞紐多年平均年徑流量成果表

5 結(jié)語(yǔ)

薩爾布臘阿蘇河上沒(méi)有觀測(cè)站，其參證站的選取對(duì)托格勒薩依引水樞紐處的徑流影響較大。而參證站由于歷史觀測(cè)原因，監(jiān)測(cè)資料無(wú)法形成連續(xù)系列。通過(guò)插補(bǔ)法完成資料插補(bǔ)，并求得各河出山口徑流。根據(jù)各參證河徑流，通過(guò)3種方法比選，確定托格勒薩依擬建引水樞紐處多年平均年徑流均0.556×108m3，這將為工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。