淺析特克斯河平原區(qū)基流分割方法及成果

李歡麗

(新疆伊犁水文勘測(cè)局，新疆 伊寧 835000)

1 概述

特克斯河流域代表站位于昭蘇縣城內(nèi)，屬于平原區(qū)，半干旱半濕潤氣候，平均降雨量為全疆之冠，四季不分明，冬季較長，夏季較短。春秋較濕潤、多霧，夏季降雨量較大，根據(jù)昭蘇縣氣象資料統(tǒng)計(jì)，平均降雨量約為500 mm，降雨量全疆第一。

昭蘇縣地形屬于群山環(huán)抱的高位山間性盆地，主要為南、西、北三面高、東部略低的盆地。該縣水系較為發(fā)達(dá)，地下水資源豐富，除特克斯河橫穿全境，南北坡有24條河流分布。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全疆出境總流量為111 m3/s,全年可利用水資源年徑流量為40.73億 m3。

2 代表站與地下井基本情況

該站屬于特克斯河流域代表站，特克斯河發(fā)源于汗騰格里峰北側(cè)，由西至東流向喀德明山，與鞏乃斯河匯合，在折向西流，與喀什河匯合，最終匯入巴爾喀什湖。代表站位于昭蘇縣以西中心南北位置，距昭蘇縣約30 km，地下井位于該站院內(nèi)，距離河道基本水尺斷面約30 m。地表水水位與地下水水位觀測(cè)均采用同一個(gè)基面，為方便研究特克斯河平原區(qū)河流的基流分割的方法及成果，采用該站近10 a的地表水資料、地下水[1]資料系列進(jìn)行分析。

代表站測(cè)流斷面與基本水尺斷面重合，測(cè)驗(yàn)河段較順直，河床由沙卵石組成，斷面沖淤變化不大，主流較穩(wěn)定。該站常年進(jìn)行水位、流量、地下水[2]的水位埋深等觀測(cè)內(nèi)容，該站設(shè)站時(shí)間較長，水文系列較長，水位具有一定的代表性，水位觀測(cè)采用直立式及矮樁水尺觀測(cè)，每日人工觀測(cè)2次，遙測(cè)水位計(jì)進(jìn)行校測(cè)，水位觀測(cè)[3]時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范。每年在汛前和汛后由測(cè)站人員進(jìn)行水尺零高的校測(cè)[4]、大斷面校測(cè)、BM水準(zhǔn)點(diǎn)的校測(cè)。流量[5]采用EKL纜道進(jìn)行施測(cè)，人工直接觀讀水尺水位，測(cè)深桿記錄水深，流速儀型號(hào)為LS25-1型，采用流速儀0.6一點(diǎn)法測(cè)速。水位、流量經(jīng)整理、校對(duì)、審核、合理性檢查后進(jìn)行水位流量關(guān)系定線[6]，主汛期水位流量關(guān)系均采用一元三點(diǎn)插值法進(jìn)行推流，通過符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離數(shù)值檢驗(yàn)合格后，每年通過專用軟件進(jìn)行定線整編[7]，定線精度等各項(xiàng)指標(biāo)均嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

地下井為人工監(jiān)測(cè)井，地下水水位的觀測(cè)采用每5日進(jìn)行觀測(cè)一次，按照要求采用人工進(jìn)行觀測(cè)地下水埋深，利用觀測(cè)的埋深得到地下水水位，每月進(jìn)行地下水水位、埋深等項(xiàng)目進(jìn)行整理、校對(duì)、審核，經(jīng)審核后的數(shù)據(jù)每年進(jìn)行資料整編，整編后對(duì)每年地下水資料進(jìn)行合理性分析編制整編說明書。

3 基流分割

基流是指河道斷面中能常年存在的那部分徑流，由于非汛期降水補(bǔ)給很少，因此，對(duì)于河流斷面來說，主要是由地下水補(bǔ)給，對(duì)于特克斯河流域平原代表站，其在流域出口斷面形成的流量過程線由不同的水源組成，如何區(qū)分徑流的不同組分及其所占比例，需要對(duì)徑流進(jìn)行河流徑流[8]和基流進(jìn)行分割，因此，以特克斯河流域代表站為例，對(duì)代表站出口斷面進(jìn)行基流分割[9]，以近10 a資料來進(jìn)行分析，利用代表站地表水水位與地下水水位各年同期對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者水位變化的規(guī)律性，根據(jù)其規(guī)律性，分析得出該流域基流分割采用的以水位時(shí)間為節(jié)點(diǎn)的斜線分割。

4 基流分割內(nèi)容

以特克斯河平原區(qū)代表站的水文實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，每年對(duì)該站地表水及地下水各類實(shí)測(cè)資料分別進(jìn)行整編，采用整編成果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，逐年繪制地表水與地下水水位綜合過程線圖同期進(jìn)行比較，分析出每年地表水水位起漲點(diǎn)和終止點(diǎn)的時(shí)間以及地下水水位起漲點(diǎn)和終止點(diǎn)的時(shí)間。通過近10 a資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，河道地表水水位與地下水水位變化過程[10]一致，如圖1所示，河道地表水水位過程線圖中起漲點(diǎn)a點(diǎn)的時(shí)間與地下水水位過程線圖中起漲點(diǎn)a’點(diǎn)的時(shí)間相近，河道地表水水位過程線圖中終止點(diǎn)c點(diǎn)的時(shí)間與地下水水位過程線圖中的終止點(diǎn)c’的時(shí)間相近。綜合考慮到地表水水位與地下水水位觀測(cè)還受其他因素影響，因此，綜合分析統(tǒng)計(jì)得出，河道地表水水位起漲點(diǎn)即斜線分割起點(diǎn)a點(diǎn)的時(shí)間大致在5月下旬至6月上旬，河道地表水水位終止點(diǎn)即斜線分割終點(diǎn)c點(diǎn)的時(shí)間大致在10月下旬至11月中旬。

圖1 地表水與地下水逐時(shí)水位過程線示意圖

根據(jù)河道地表水水位與地下水水位變化時(shí)間上的一致性，分別統(tǒng)計(jì)出各年汛期期間斜線分割起漲點(diǎn)a點(diǎn)與斜線分割終止點(diǎn)c點(diǎn)，連一斜線ac,即分割線ac線，大致分割出ac線以下為基流，ac線以上為地表徑流，如圖2所示。

圖2 斜線分割示意圖

5 基流分割的分析計(jì)算

根據(jù)代表站每年河道地表水水位與地下水水位變化過程，該站在非汛期期間地下水補(bǔ)給河道較少，汛期用水量需求較大，地下水補(bǔ)給河道較多，地表水水位具有代表性。利用各年的切割線a點(diǎn)和c的水位，根據(jù)各年的水位流量關(guān)系，查出所對(duì)應(yīng)的流量，利用流量推算出日徑流量，進(jìn)而求得汛期月徑流總量。同理，利用各年切割線a、c點(diǎn)的水位，查出所對(duì)應(yīng)的流量，利用流量推算出日徑流量，采用面積包圍的計(jì)算方法求得基流的徑流量。通過上述方法，計(jì)算出每年在汛期期間基流徑流量與河流徑流量，點(diǎn)繪汛期期間基流與河流徑流量點(diǎn)據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)分析，如圖3所示，可得出，代表站基流徑流量與河道徑流量相關(guān)性較好，基流的徑流量在汛期是比較穩(wěn)定的，統(tǒng)計(jì)得出汛期期間基流與河流徑流量的比值為0.42。

圖3 汛期基流與徑流相關(guān)關(guān)系圖

6 結(jié)語

由于伊犁地區(qū)地下水研究較少，收集資料情況較差，本次僅收集到特克斯河平原區(qū)一個(gè)站的資料，但本次分析資料均為水文實(shí)測(cè)資料，資料具有可靠性。通過近10 a水文資料相關(guān)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，利用地表水和地下水水位過程線起漲點(diǎn)與終止點(diǎn)規(guī)律性，確定采用以時(shí)間的規(guī)律性進(jìn)行分割，統(tǒng)計(jì)得出汛期期間基流與河流徑流量的比值為0.42。因此，本次分析成果供廣大水文人共同研究探討，使之能更好的為伊犁地區(qū)水資源評(píng)價(jià)提供服務(wù)。