大河口水文站實測資料統(tǒng)計計算分析及其特性

王洪升 包慶富

根據(jù)大河口水文站 2006～ 2015 年共 10 年降水，蒸發(fā)，徑流量實測資料分析，得出了吐力根河流域大河口水文站的水文特性及其變化規(guī)律。

1 流域概況

吐力根河是欒河流域的主要一級支流之一，吐力根河流域地貌屬低山丘陵，地勢平緩，東北高西南低，土囊類型為粟鈣土，黑鈣土和草甸土。植物生長量少，有機質(zhì)含量低。發(fā)源于河北省圍場縣北曼甸林場八道溝，河源地理位置為 東經(jīng)117°24'，北緯42°31'，河口位置為東經(jīng)116°37'，北緯42°13'，河長111 km，河流自河源向南流經(jīng)老鴰店，成為內(nèi)蒙古和河北省界河，河西為內(nèi)蒙古，河東為河北省，轉向西南沿省區(qū)界在赤峰市克什克騰旗五間房進入錫林郭勒盟多倫縣，繼續(xù)向西南于內(nèi)蒙古多倫縣大河口鄉(xiāng)大河口村左岸匯入灤河。大河口水文站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)多倫縣大河口鄉(xiāng)黃旗營房村，地理坐標為 東經(jīng)116°42'北緯42°14'集水面積1086km²。大河口水文站測驗河段順直，上游50米有灣道，下游500米有公雞諾灌渠渠首，高水時有回水。兩岸為黏土，河底為砂，砂石組成，沖於變化不大，左岸較陡。水位流量關系為臨時關系曲線。

2 氣象

多倫縣地處中高緯度，屬中溫帶半干旱大陸性氣候，年平均氣溫2.0 °C極端最高氣溫35.4°C，極端最低氣溫-39.8°C，冬季受西伯利亞冷空氣影響，漫長而寒冷，春季氣溫升高，多大風天氣，夏季受東南季風影響，短促而炎熱，降水比較集中。秋季氣溫劇降，霜凍往往早來?？偟奶攸c是氣溫較低，溫差較大，溫度年際、年內(nèi)變化較大。年平均風速4-5m/s，全年大風天數(shù)在（>8級）60-80天之間，3-5月屬興盛風期，約占大風日數(shù)的50%左右。

2.1 降水

多倫縣年降水量受溫帶半干旱大陸性季風氣候影響，冬冷夏熱，冬夏溫差大，春秋兩季多寒潮，晝夜溫差大，受“風大，干旱，寒冷”的氣候影響，年降水量在空間分布上有一定差異。多年平均降水量大致變化在 200～500mm之間，總的趨勢是丘陵山區(qū)大于平原，并且自西北向東南呈遞增的趨勢。根據(jù)多年資料分析，多年平均年內(nèi)降水量變差系數(shù) CV值大致變化在 0.30 ～ 0.75 之間。多倫縣受溫帶半干旱大陸性季風氣候的影響，降水量年際年內(nèi)分配極不均勻，以大河口站為例，每年 夏汛6 ～9 月份集中了全年的大部分降水，降水量占年降水量的 65% ～ 90%，而冬春季僅占 10% ～35% .大河口站多年平均降水量（ 2006 ～ 2015 年資料統(tǒng)計）月分配%比情況見圖 1.

2.2 蒸發(fā)

水面蒸發(fā)觀測是水文要素觀測的組成部分，是探索水體的水面蒸發(fā)及蒸發(fā)能力在不同地區(qū)和時間上的變化規(guī)律。大河口站使用兩種儀器觀測蒸發(fā)，一種是夏季汛期 6 ～ 9 月份使用的 E601 型蒸發(fā)器。一種是全年使用觀測的20 cm口徑蒸發(fā)器。通過對多年觀測資料分析，蒸發(fā)年內(nèi)變化與氣溫的高低變化關系密切，冬季11月到次年3月份氣溫低，蒸發(fā)量較小，占全年蒸發(fā)量的14%，4～10月份隨著氣溫的逐漸升高，蒸發(fā)量明顯增大，占全年蒸發(fā)量的86%。大河口站多年平均蒸發(fā)量（ 2006 ～ 2015 年，資料統(tǒng)計）月分配%比情況見圖 2

3 水文

據(jù)2006 ～2015 年大河口水文站共 10 年流量資料分析，年徑流量年內(nèi)分配極不均勻，具有明顯隨降水變化而變化的特征。逐月平均徑流量的變化對降水的增減與氣溫的高低較敏感，以 4 月、5月和 10 月最為明顯，4 月份隨著氣溫的升高，低丘陵山區(qū)和平原的冰雪開始消融，河道徑流量明顯增大，形成春汛，占年徑流的 16%左右。氣候變化極易引起洪水災害，如溫度突然升高在短時間內(nèi)開始大量融冰融雪，產(chǎn)生大量徑流進入河道形成大洪水，極易對下游地區(qū)造成災害。進入 5 月份由于低山丘陵，平原區(qū)的積雪已完全消融，而比較高的山地區(qū)域能夠造成冰川與積雪消融的水量有限，進入河道的徑流量明顯的減少。10 月份由于氣候變化與降水的作用，形成了河道徑流量的增多。5 ～10月份徑流以降水補給為主，徑流量較大，其占年徑流的62%左右。11月至次年 3 月份，由于氣溫較低， 河流封凍，土壤凍結，地面與河面覆蓋很厚的積雪，降水的主要表現(xiàn)形式為降雪，能夠消融或經(jīng)流域調(diào)蓄到達測驗斷面的降水量有限，對河道徑流量的變化影響很小。冬季徑流量以地下水補給為主，徑流量較小比較穩(wěn)定，占年徑流的 22% 左右。豐、枯水年年徑流量相差不是很大，年徑流量比為4：3，年內(nèi)夏季徑流量隨年內(nèi)降水的大小變化而變化。從徑流年內(nèi)分配的各個月份看，各年際，年內(nèi)徑流量主要集中在 4 -10 月份，見圖 3。

3.1 洪水

平、枯水年，春季急驟融冰化雪產(chǎn)生的徑流較多，依其遠近先后匯集于河道的出口斷面處，河水流量逐漸增加，水位開始上漲，產(chǎn)生年內(nèi)比較高或最高水位和流量。主汛期無大的暴雨降水，降水形成的徑流量也不是很大，沒有大的洪水產(chǎn)生。豐水年，大洪水多發(fā)生在7 ～8 月份的主汛期，以大暴雨強降水產(chǎn)生洪水為主，有的年份洪水也出現(xiàn)在春汛。洪水峰型一般為單峰或連續(xù)多峰型。2006年至2015年10 年間， 具有代表性的2006年、2011年發(fā)生較大洪水。2006 年的洪水是降雨形成的，年內(nèi)最大流量出現(xiàn)在夏季主汛期（ 2006. 7） ，2011年全年最高水位和最大流量出現(xiàn)在春季融冰化雪期，融冰融雪使水位升高和流量增大，最大流量發(fā)生在（2011.4）。

3.1.1 春汛

春汛一般產(chǎn)生在每年的 4 月份，由于天氣氣溫的升高，融冰化雪加之降雨形成明顯的春汛，春汛來水量比較集中，短時間內(nèi)形成的徑流量很大，年內(nèi)接近或高于夏汛最高洪峰流量，造成的危害性較大。如2011年吐力根河流域大河口水文站，4月份產(chǎn)生了全年最大洪峰流量。見圖4

3.1.2 夏汛

夏汛進入主汛期后，短歷時大強度的局部降雨或是連續(xù)大范圍降雨都會產(chǎn)生地面徑流，斷面水位上漲流量增大，產(chǎn)生夏汛洪水。大河口水文站洪水是以暴雨降水產(chǎn)生洪水為主，暴雨出現(xiàn)的時間與洪水出現(xiàn)的時間先后相呼應，洪水來源主要以流域內(nèi)降水產(chǎn)生地面徑流來水為主，洪水過程大多為單式洪峰和連續(xù)多峰型，2006年大河口最大洪水發(fā)生在7月中旬至8月下旬， 7 月 17 日至 8 月 24 日吐力根河流域發(fā)生 3 次較為明顯大的降雨過程。由于降水強度大歷時長，使流域內(nèi)土壤含水量達到飽和的時間短，產(chǎn)生地面徑流快，在大河口水文站測驗斷面河道內(nèi)，短時間水量迅速增加水位迅猛上漲，產(chǎn)生年內(nèi)最大洪峰流量，由于長時間連續(xù)的降雨，使產(chǎn)生的洪峰還沒有完全消退，又再次漲起。在此期間產(chǎn)生了大小連續(xù)三次洪峰，為連續(xù)多峰型。而2011年7月23日至8月11日洪水，流域內(nèi)出現(xiàn)了大范圍大強度降雨，地面產(chǎn)生徑流先后匯集于河道使大河口水位迅速上漲，流量迅速增大，洪水形成后，后期無大的降雨，形成單一洪峰。見圖 4 大河口站2006年和2011年洪水過程線對比圖。

根據(jù)吐力根河流域大河口站 近10 年資料分析，年內(nèi)最大流量出現(xiàn)在夏季的次數(shù)為6次， 春季為 4次，洪峰流量大于10m³/s～ 11m³/s發(fā)生過3次，洪峰流量在6m³/s～ 10m³/s之間的發(fā)生過6次，洪峰流量在4m³/s ～ 5m³/s發(fā)生過1次，形成洪水的主要過程與原因是：受氣候因素的影響，降雨量集中，降雨強度大，降雨歷時長并且過程連續(xù)，是造成發(fā)生洪水的主要原因。

3.2 冰情

大河口水文站每年一般于 10 月末至 11 月初進入穩(wěn)定封凍期，4 月初，中旬開河，進入暢流期，封凍天數(shù)一般在 150 ～160 天左右。從 2006 ～ 2015 年資料來看，冰厚從開始的幾厘米逐漸增加到1月底達到最大厚度值在 0.80～ 1. 50 m之間。

4 結束語

根據(jù)大河口水文站近十年降水，蒸發(fā)，流量資料進行分析，年最大洪峰流量主要集中出現(xiàn)在夏季主汛期和春季的春汛期。降水、蒸發(fā)、徑流量都具有明顯的季節(jié)性變化。3 月末至 4 月初，氣溫升高冰雪開始融化，水位開始上漲，流量明顯增大，4 月中、下旬先后開河。6 ～9月份主汛期隨著氣溫的升高，天氣的劇烈變化，降雨增多，蒸發(fā)量加大，河道斷面流量也隨著增大，這段時間內(nèi)最容易產(chǎn)生大洪水。大面積集中連續(xù)降雨是形成洪水的主要原因，如無大的持續(xù)性降雨，一般不會形成較大的流量。12 月份至次年 3 月份，冬季氣溫較低，不會形成大的融雪，融冰。冬季降水量的大小不會影響同期徑流量的變化。這是由于冬季降雪不能即時融化補給徑流，徑流量變化比較穩(wěn)定，冬季徑流量占年徑流量比例很小。通過對大河口水文站多年實測資料的分析，有助于了解吐力根河大河口段的水文特征，更好地開展水文測驗、整編和預報工作。為合理開發(fā)利用吐力根河水資源以及搞好吐力根河流域水土保持環(huán)境治理建設等方面提供了基本水文依據(jù)。

（作者單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)錫盟水文勘測局）