二道坎水庫(kù)氣象水文資料整理分析

趙 丹，董麗娜

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

二道坎水庫(kù)位于門(mén)魯河支流泥鰍河中游的嫩江縣霍龍門(mén)鄉(xiāng)境內(nèi)。泥鰍河為嫩江左岸一級(jí)支流門(mén)魯河中游右岸的最大支流，屬山區(qū)性河流，發(fā)源于小興安嶺北段西麓，集水面積為2 577 km2。河流由東北流向西南，進(jìn)入嫩江縣轉(zhuǎn)而向南。流經(jīng)黑河市西部和嫩江縣北部，在嫩江縣座虎灘鄉(xiāng)附近匯入門(mén)魯河，河道全長(zhǎng)137 km，主槽寬在26 m左右，河源高程680 m。

1 氣象資料

二道坎水庫(kù)位于嫩江縣東北部的低山丘陵區(qū)，地處中高緯度，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。冬季受蒙古高壓影響，寒冷而干燥;夏季受東南季風(fēng)控制，溫暖而多雨，春秋季節(jié)交替，天氣變化劇烈。特點(diǎn)是冬長(zhǎng)夏短，低溫冷濕。據(jù)霍龍門(mén)站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降雨量505.8 mm，降水年內(nèi)分配不均勻，6～8月降水量占全年降水量的66.6%，5～9月份降水量占全年降水量的85.9%，最大1 d降水量為101.9 mm。多年平均水面蒸發(fā)量559.4 mm，其中5～6月蒸發(fā)量最大，占全年的32.7%。封凍期一般在每年10月下旬到次年的4月中旬，年平均封凍天數(shù)約為166 d，平均冰厚1.11 m。最大凍土深度2.52 m，無(wú)霜期123 d。據(jù)嫩江縣氣象站資料統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)多年平均氣溫為－0.7℃，極端最高氣溫可達(dá)37.6℃，極端最低氣溫－47.3℃，氣溫日變幅較大。流域內(nèi)春季風(fēng)速最大，盛行風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，多年平均風(fēng)速為3.6 m/s，年最大風(fēng)速可達(dá)26.0 m/s。

2 水文基本資料

2.1 測(cè)站分布及資料系列

泥鰍河下游有霍龍門(mén)水文站，位于泥鰍河下游霍龍門(mén)鄉(xiāng)西北約3.5 km，集水面積2 151 km2，高程系統(tǒng)為大連基面，觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、水溫、冰凌等，具有1958年以來(lái)的水文資料。霍龍門(mén)水文站以上沒(méi)有工業(yè)和灌溉等用水，可以用實(shí)測(cè)年徑流量代替天然年徑流量，不需要進(jìn)行還原計(jì)算。

2.2 洪水和枯水資料評(píng)價(jià)

霍龍門(mén)站無(wú)調(diào)查的歷史洪水資料，從1958年以來(lái)的實(shí)測(cè)洪水系列可以看出，1985年洪水是建站50年以來(lái)的最大洪水，實(shí)測(cè)洪峰流量為1 070 m3/s，其次是1972年洪水，洪峰流量為779 m3/s，大洪水均按水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范要求進(jìn)行實(shí)測(cè)，水文測(cè)驗(yàn)精度較高，資料可靠。霍龍門(mén)水文站上游枯水年有少量的生活用水，可以忽略不計(jì)，不需要進(jìn)行還原計(jì)算。從實(shí)測(cè)資料系列可以看出霍龍門(mén)站2002年、2007年、1974年為特枯水年份，年徑流量分別為1.29億m3、1.19億m3、0.96億m3，分別占該站多年平均徑流量3.30億m3的39.0%、36.1%、29.0%，年徑流量遠(yuǎn)低于多年平均徑流量，屬枯水年或特枯水年。

3 徑流

3.1 徑流成因及時(shí)空分布特征

門(mén)魯河流域的徑流成因主要是降雨和融雪。融雪徑流一般發(fā)生在3月中下旬～5月上旬，占年徑流量的16.2%。降雨徑流主要在5月中旬～10月末，占年徑流量的82.3%，徑流量主要集中在6～9月，占年徑流的65.8%左右。冬季11月至次年的3月上旬為封凍期，徑流主要由地下水補(bǔ)給，占年徑流量的1.5%。霍龍門(mén)站多年平均徑流年內(nèi)各月分配比例見(jiàn)表1。

表1 霍龍門(mén)站徑流年內(nèi)分配成果表

從表1可以看出，來(lái)水量主要集中在5～9月，其中以6～8月水量最多，占全年的52.1%，12月～翌年3月水量最少，占全年的0.306%。最枯流量多發(fā)生在1～3月，其中以2月份最小，占全年的0.002%。

本流域徑流地區(qū)分布規(guī)律為上游山區(qū)徑流深較大，隨著流域地勢(shì)逐漸向下游降低，其徑流深也相應(yīng)逐漸減小，變差系數(shù)Cv值變化趨勢(shì)與年徑流深一致，上游大、下游小。

3.2 系列代表性分析

本地區(qū)徑流觀測(cè)從1958年開(kāi)始，徑流主要由降水形成，故可以通過(guò)降水分析其徑流系列的代表性。由于門(mén)魯河流域內(nèi)缺乏長(zhǎng)系列徑流和降水量資料，無(wú)法通過(guò)徑流資料分析年徑流系列的代表性，因此借用鄰近流域黑河站1892～2007年長(zhǎng)系列降水量資料進(jìn)行系列代表性分析。

分析方法是年降水和年徑流的差積曲線(xiàn)對(duì)比法。首先分析霍龍門(mén)站年徑流和黑河站年降水同期短系列差積曲線(xiàn)的一致性，進(jìn)而分析了黑河站短系列年降水對(duì)長(zhǎng)系列年降水的代表性。各站長(zhǎng)短系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)均值、變差系數(shù)Cv比值見(jiàn)表2，差積曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

表2 長(zhǎng)、短系列K值比較表

圖1 長(zhǎng)短系列差積曲線(xiàn)

根據(jù)表2，黑河站年降水1958～2007年的短系列均值比長(zhǎng)系列大0.45%，變差系數(shù)Cv小4.55%，短系列均值和變差系數(shù)Cv比較接近于長(zhǎng)系列。從黑河站年降水長(zhǎng)系列差積曲線(xiàn)來(lái)看，經(jīng)歷了3個(gè)平水期(1893～1917年，1964～1972年以及2000～2007年);4個(gè)枯水期(1918～1927年，1934～1944年、1973～1982年和1985～1989年);4個(gè)豐水期(1928～1933年、1945～1963年、1983～1984年和1990～1999年)。長(zhǎng)系列基本包括了3個(gè)較完整的大周期，故可以作為分析短系列代表性的依據(jù)。

從差積曲線(xiàn)圖可以看出霍龍門(mén)站同期年降水和年徑流差積曲線(xiàn)變化基本相應(yīng)，因此可以通過(guò)年降水來(lái)分析年徑流的系列代表性。從差積曲線(xiàn)的豐、枯交替趨勢(shì)來(lái)看，霍龍門(mén)站與黑河站基本一致。從霍龍門(mén)站年徑流差積曲線(xiàn)上也可以看出，1958年～2007年豐、枯水基本平衡，短系列對(duì)長(zhǎng)系列來(lái)說(shuō)，具有一定的代表性，可以作為代表段進(jìn)行年徑流計(jì)算。

嫩江流域以及門(mén)魯河流域徑流豐枯比較明顯，具有連豐連枯、豐枯年交替出現(xiàn)的特點(diǎn)，通過(guò)霍龍門(mén)站年徑流資料分析，霍龍門(mén)站1958～2007年多年平均值為153.54 mm。1958～1973年前為豐、平水年轉(zhuǎn)為枯水年，平均值為172 mm;1974～1983年為連續(xù)10 a枯水段，平均值為115 mm;1984～1999年為平水期轉(zhuǎn)為豐水期，徑流變化總體上以上升趨勢(shì)為主，連續(xù)16 a平均值為188 mm;1999年以后持續(xù)枯水，8 a平均值為95.4 mm。

［1］黑龍江省水利廳.黑龍江省水文圖集［M］.哈爾濱:黑龍江省水利廳，1996.

［2］黑龍江省水文總站.黑龍江省歷史大洪水調(diào)查資料［M］.哈爾濱:黑龍江省水文總站，1980.

［3］哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑河市政府.黑河市多寶山礦業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城區(qū)總體規(guī)劃［R］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑河:黑河市政府，2006.