西漢水鐔家壩水文站水文特性分析

呂亞斌

（甘肅省隴南水文水資源勘測局，甘肅 隴南 742500）

1 基本概況

鐔家壩水文站建于1958年8月，位于甘肅省隴南市成縣鐔河鄉(xiāng)石榴村，屬嘉陵江上游一級支流西漢水的下游控制站，集水面積9538 km2，至河口（嘉陵江）距離53 km。鐔家壩水文站所處區(qū)域?qū)倥瘻貛О霛駶櫄夂?年平均氣溫12.1℃，多年平均降水量658.7 mm，相對濕度75%。鐔家壩水文站主要的水文測驗項目有水位、流量、輸沙率、含沙量、降水量、蒸發(fā)量等。該站下游約30 km進(jìn)入陜西省略陽縣地界。西漢水鐔家壩水文站以上自上而下設(shè)有禮縣水文站、大橋水文站、平洛水文站，禮縣、大橋水文站位于西漢水干流上，平洛水文站位于西漢水一級支流平洛河上。大橋水文站至鐔家壩水文站區(qū)域內(nèi)雨量站點自上游至下游有大橋、平洛、化埡、鐔家壩4站。

2 特性分析

2.1 降水量

區(qū)域內(nèi)大橋、平洛、化埡、鐔家壩雨量站點均具有降水長系列資料，且具有很好的代表性。根據(jù)大橋站1979年～2018年的降水資料統(tǒng)計,多年平均降水量為511.6 mm；根據(jù)平洛站1959年～2018年降水資料統(tǒng)計，多年平均降水量為549.4,；根據(jù)化埡站1979年～2018年降水資料統(tǒng)計,多年平均降水量為674.5 mm。根據(jù)鐔家壩站1979年～2018年降水資料統(tǒng)計，多年平均降水量為658.7 mm。區(qū)域內(nèi)各雨量站降水量年內(nèi)分配見表1。

表1 鐔家壩站及大橋、平洛、化埡雨量站月、年平均降水量對照表 單位：mm

從表1可以看出，降水量主要集中在汛期（5月～10月),非汛期（1月～4月、11月～12月）降水量不多。明顯具有汛期降水量較大且比較集中,非汛期降水量少且不穩(wěn)定，年內(nèi)分配極不均勻的特點。大橋站最大降水量為795.1 mm，最小值為336.1 mm，倍比為2.4；平洛站最大降水量為755.9 mm，最小值為412.6 mm，倍比為1.8；鐔家壩站年降水量最大值是967.2 mm，最小值是440.4 mm，倍比為2.2,化埡站年降水量最大值是最小值的2.3倍。而且通過圖1可知，各站點降水量均呈現(xiàn)逐年減少的趨勢。

2.2 蒸發(fā)量

鐔家壩站蒸發(fā)量采用20 cm口徑蒸發(fā)器觀測,具有1976年～2018年共42年的蒸發(fā)資料。通過計算，鐔家壩站多年平均蒸發(fā)量為1050.0 mm，蒸發(fā)量月最大值出現(xiàn)在6月份,最小值出現(xiàn)在12月份。多年平均蒸發(fā)量年內(nèi)分配見表2。離散系數(shù)CV值為0.12，從數(shù)據(jù)來看，蒸發(fā)量離散度較小，年際變化不大。逐年蒸發(fā)量年際變化情況見圖2，由圖可以看出，蒸發(fā)量明顯出現(xiàn)了逐年增大趨勢，這與人類活動以及全球氣溫上升有關(guān)。

圖1 雨量站點年降水量逐年變化過程圖

圖2 鐔家壩站歷年蒸發(fā)量變化過程線

表2 鐔家壩站蒸發(fā)量年內(nèi)分配對照表

2.3 徑流量

鐔家壩水文站徑流量主要由雨水及地下水補(bǔ)給等方式組成。其中汛期（5月～10月）的降水量是徑流量的主要補(bǔ)給來源。徑流年內(nèi)分配情況見表3。從表3可以看出,5月～10月的徑流量占全年徑流量的76.2%,7月～10月的徑流量占全年徑流量的58.2%,可以看出，徑流量的年內(nèi)分配極不均勻,主要集中在汛期5月～10月。其中，7月～10月份徑流量最為集中,為主汛期。2月份徑流量最小，僅占年徑流量的2.35%，為枯水期。

表3 鐔家壩站徑流量年內(nèi)分配表

根據(jù)鐔家壩站歷年徑流資料繪制年徑流量變化過程線見圖3。由圖3看出，最大年徑流量出現(xiàn)在1984年，為31.5億m3，最小年徑流量出現(xiàn)在1997年，為2.943億m3，倍比為10.7，由此可見徑流量年際變化較大。另外徑流量呈現(xiàn)逐年減小的趨勢。

圖3 鐔家壩站歷年徑流量變化過程線圖

表4 西漢水鐔家壩水文站徑流量豐枯情況統(tǒng)計表

從表 4看出，1960年 ～1964年、1965年 ～1969年、1980年～1984年這三個時期為豐水期；1970年 ～1974年、1995年～2018年這兩個時期為枯水期；1975年 ～1979年、1985年～1989年、1990年～1994年這三個時期為平水期。

2.4 含沙量

西漢水流域鐔家壩水文站以上區(qū)域?qū)冱S土高原與秦嶺接壤地帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地表主要由沙石土組成。受下墊面條件及人類活動等因素的影響，鐔家壩水文站懸移質(zhì)含沙量較大。由于汛期降水量大且集中，斷面最大含沙量一般出現(xiàn)在5月～10月。根據(jù)鐔家壩站1965年～2018年53年實測含沙量資料進(jìn)行統(tǒng)計,多年平均含沙量為10.832 kg/m3,含沙量年內(nèi)分配情況見圖4，含沙量逐年變化過程見圖5。

圖4 鐔家壩站含沙量年內(nèi)分配圖

圖5 鐔家壩站多年平均含沙量變化過程線

從圖中可以看出含沙量年內(nèi)分配極不均勻，7月份含沙量最大，8月份次之，1月、2月、3月、11月、12月份含沙量很小，接近于0。并且通過圖5可以看出，含沙量年際變化很大。最大年平均含沙量出現(xiàn)1984年，為38 kg/m3，最小年平均含沙量出現(xiàn)在2015年，為0.979 kg/m3。多年平均含沙量為10.83 kg/m3。年平均含沙量呈現(xiàn)逐年減小的趨勢，而且趨勢非常明顯。經(jīng)分析，減小的主要原因是區(qū)域內(nèi)耕地面積減少，退耕還林還草以及河道綜合治理已見成效。

2.5 輸沙率

根據(jù)鐔家壩水文站1960年～2018年實測輸沙率資料統(tǒng)計，多年平均輸沙率為572 kg/s，多年平均輸沙量為1414萬t，輸沙率年內(nèi)分配極不均勻（見圖6），主要集中在5月～10月。與含沙量年內(nèi)分配相應(yīng)，7月份輸沙率最大,8月份次之。1月、2月、3月、11月、12月份輸沙率很小，幾近于0。

經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，1965年～1974年平均輸沙量為2105萬t，屬多沙期；1975年～1984年平均輸沙量為2847萬t，屬多沙期；1985年～1994年平均輸沙量為1504萬t，屬平沙期；1995年～2004年平均輸沙量為646萬t，屬于少沙期；2005年～2014年平均輸沙量為475萬t，屬少沙期。2015年～2018年平均輸沙量為515萬t，屬于少沙期。

表5 鐔家壩站輸沙量年內(nèi)分配表（106t)

圖6 鐔家壩站多年月平均輸沙量年內(nèi)分布圖

3 結(jié)論

1）西漢水鐔家壩站斷面以上流域降水量年內(nèi)分配極不均勻,降水量主要集中在汛期。汛期（5月～10月）降水量占全年降水量的83.0%～87.4%，降水量整體有減少的趨勢，且從上游大橋站、平洛站向下游的化埡站和鐔家壩站遞增。

2）蒸發(fā)量年內(nèi)分配極不均勻,主要集中在3月～10月,占全年蒸發(fā)量的82.9%,各年間蒸發(fā)量變化不大。蒸發(fā)量逐年增大的趨勢比較明顯。

3）徑流量年內(nèi)分配也極不均勻,主要集中在5月～10月,占全年的76.1%。徑流年際間的變化較大,由于降水量逐年減少，而蒸發(fā)量逐年增加，加上下墊面條件的不斷改變以及人類活動的影響，鐔家壩站徑流量呈現(xiàn)減少的趨勢。

4）鐔家壩站輸沙率的年內(nèi)分配很不均勻,年際變化大。由于上游退耕還林還草植被保護(hù)的力度加大以及河道治理及時有效，輸沙率近年來有減小的趨勢。