青海省樂(lè)都地區(qū)水文特性

古嫩凱

（青海省水文水資源勘測(cè)局樂(lè)都水文站，青海 810700）

1 流域概況

1.1 自然地理及河流水系

樂(lè)都水文站是湟水下游干流控制站，也是國(guó)家重要水文站。地處青海省樂(lè)都縣崗溝鎮(zhèn)下教場(chǎng)村，地理位置位于102°25′，北緯36°29′，集水面積 13025km2，距河口 128km，所用基面為凍結(jié)基面，干流相關(guān)站上游有西寧水文站，下游有民和水文站。測(cè)站斷面下游主要支流南岸有崗子溝、雙塔溝、虎狼溝，北岸有引勝溝、直溝等。

1.2 測(cè)驗(yàn)河段

樂(lè)都水文站基本測(cè)驗(yàn)河段長(zhǎng)度100m，河床由沙卵石組成，洪水期有沖淤變化，兩岸均有4～5m的防洪堤。主流靠左岸，基本斷面以下河段較順直，水流方向與斷面垂直。

洪水主要發(fā)生在夏、秋兩季，來(lái)源由地面徑流和暴雨而引起，暴雨、山洪引起水位、流量暴漲暴落，水位～流量關(guān)系比較穩(wěn)定。沙量來(lái)源主要是河床沖刷，山洪暴發(fā)而引起，沙量較大。

2 資料選用

樂(lè)都水文站始建于1988年，前身為大峽水文站，建于1957年，兩斷面相距約20km。兩斷面區(qū)間入流北岸有水磨溝、迭兒溝和寺溝，南岸有高店溝、馬嚇拉溝和峰堆溝，本次的特征值分析為了資料的系列長(zhǎng)度的考慮，將兩斷面的資料先合并采用，即從1957～2004年的各項(xiàng)特征值一并作為樂(lè)都水文站資料來(lái)分析，再分別作為兩站進(jìn)行比較分析。

3 降水量的多年變化

3.1 年降水量的變化趨勢(shì)

年降水量的變化，表現(xiàn)在本站近年有逐漸偏枯的趨勢(shì)，進(jìn)行P-Ⅲ型頻率適線優(yōu)選，計(jì)算得出 Cv=0.22，Cs/Cv=2.0。

從實(shí)測(cè)資料分析可知，20世紀(jì)50年代至今（2004年），大致可以歸納以下兩點(diǎn)：①年降水量經(jīng)歷了偏豐-偏枯的變化過(guò)程，本站50～60年代和90年代的年降水量（分別為339.1mm和336.2mm）與多年平均降水量較接近。②從50年代到80年代，年降水量處于偏豐狀態(tài)，90年代至今為偏枯。由圖2的降水量趨勢(shì)線，可以看到，總的趨勢(shì)，降水量是逐年微量遞增的，近年沒(méi)有太大的降水量，也沒(méi)有太小的降水量。即：自建站以來(lái)，除原大峽站斷面1966年的年降水量為155.2mm之外，其余年份的年降水量都在200mm到400mm之間變化。趨勢(shì)圖如圖1所示。

3.2 年降水量最大值與最小值的統(tǒng)計(jì)

多年平均降水量為333.4mm，最大年降水量532.6mm，出現(xiàn)在1961年；最小年降水量155.2mm，出現(xiàn)在1966年；最大日降水量，30.5mm，出現(xiàn)在1994年。

采用長(zhǎng)系列降水資料，進(jìn)行年降水量最大值與最小值的統(tǒng)計(jì)，本站降水量年際變化較大，豐、枯懸殊。其最大年降水量比最小年降水量多377.4mm（△），最大年降水量為最小年降水量的3.43倍（Km）；最大年降水量為多年平均降水量的1.6倍（K豐）；最小年降水量為多年平均降水量的0.46倍（K枯）。選用的年降水量最大值、最小值見(jiàn)統(tǒng)計(jì)表1。

4 蒸發(fā)

水面蒸發(fā)是水循環(huán)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是水文學(xué)研究中的一個(gè)重要課題，因此，對(duì)水面蒸發(fā)折算系數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算就顯得十分重要。青海省水文水資源勘測(cè)局在2004年編寫(xiě)了《青海省水資源評(píng)價(jià)報(bào)告》，本次的分析中參考并采用了其中的年蒸發(fā)折算系數(shù)0.66。

4.1 歷年蒸發(fā)量的統(tǒng)計(jì)

對(duì)本站1957～2004年的蒸發(fā)資料折算為E601型蒸發(fā)器蒸發(fā)量并統(tǒng)計(jì)。見(jiàn)表2。發(fā)現(xiàn)原大峽站比樂(lè)都站年蒸發(fā)量要大的多。大峽站的多年平均蒸發(fā)量為1239.0mm（1957～1987年），樂(lè)都站多年平均蒸發(fā)量為887.8mm（1988～2004年）。

4.2 蒸發(fā)量的年際變化

將樂(lè)都站的蒸發(fā)量資料繪出趨勢(shì)線圖如下圖2:

由圖2不難看出，蒸發(fā)量總的趨勢(shì)是減小的，另外，從原大峽站遷至現(xiàn)樂(lè)都站開(kāi)始（即1988年）起，蒸發(fā)量便急劇減少，多年平均蒸發(fā)量減少351.2mm，并且，在五、六十年代，尤其是在六十年代，大峽站的蒸發(fā)量有大的波動(dòng)，有連續(xù)大幅度上升的變化。由此，將兩斷面的蒸發(fā)量分別進(jìn)行分析得：大峽站的蒸發(fā)量是逐漸減小的，而樂(lè)都站的蒸發(fā)量卻是逐年增加。

4.3 干旱指數(shù)

在氣候?qū)W上一般以各地年蒸發(fā)能力（年可能蒸發(fā)量）和年降水量之比作為區(qū)別各地氣候干濕程度的指標(biāo)，這一比值稱(chēng)之為干旱指數(shù)r。相應(yīng)的，多年平均干旱指數(shù)由選用站的E601型多年平均蒸發(fā)量除以多年平均降水量而得，當(dāng)r大于1，說(shuō)明蒸發(fā)能力大于降水量，氣候偏于干旱，反之，當(dāng)r小于1，說(shuō)明降水量超過(guò)蒸發(fā)能力，氣候偏濕潤(rùn)。由以上所述，得出樂(lè)都地區(qū)的干旱指數(shù)r為3.11，屬于半干旱氣候。

5 流量

流量是反映水資源和江河、湖庫(kù)等水體水量變化的基本資料，也是河流最重要的水文特征值。在進(jìn)行流域水利規(guī)劃，各種水利工程的設(shè)計(jì)、施工、管理、運(yùn)用，防汛抗旱、水質(zhì)監(jiān)測(cè)及水源保護(hù)等方面，都需要流量資料。本次對(duì)樂(lè)都水文站（含大峽站）的長(zhǎng)系列流量特征值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，有利于流量資料系列的合理選用。

5.1 歷年最大洪峰流量統(tǒng)計(jì)

將樂(lè)都站（含大峽站）的歷年平均流量、年最大洪峰流量及年徑流量等各項(xiàng)流量特征值進(jìn)行參數(shù)確定。水文頻率計(jì)算中需要的是頻率曲線，它服從英國(guó)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)家K·皮爾遜研究的P-Ⅲ型分布曲線，其密度函數(shù)：

對(duì)于1957～2004年同步期變差系數(shù)Cv值的分析，同時(shí)計(jì)算出Cs/Cv。先應(yīng)用距法估算其值，然后進(jìn)行P-Ⅲ型頻率適線優(yōu)選，計(jì)算得出Cv=0.51，Cs/Cv=2.5。系統(tǒng)分析本站1957～2004年的實(shí)測(cè)最大洪峰流量，發(fā)現(xiàn)最大實(shí)測(cè)洪峰流量為908m/s2，在本次頻率計(jì)算中該實(shí)測(cè)洪峰流量為50年一遇洪水。

本站多年平均徑流量13.02億m3，多年平均流量41.2m3/s，最大年徑流量出現(xiàn)在1989年，徑流量26.97億m3。

5.2 年徑流量的多年變化趨勢(shì)

徑流的年際變化通常用變差系數(shù)Cv值來(lái)表示，Cv值越大，其年際變幅越大。河川徑流的變化主要取決于年降水量的多年變化，還受到徑流的補(bǔ)給類(lèi)型及流域內(nèi)地貌、地質(zhì)等條件的影響。Cv值在地區(qū)分布上表現(xiàn)為濕潤(rùn)地區(qū)小，干旱地區(qū)大。樂(lè)都水文站多年平均徑流量13.02億m3，年徑流 Cv值0.32，屬年徑流變化較大地區(qū)。

樂(lè)都水文站自建站至今，年徑流的變化總的趨勢(shì)是減少的，豐、枯變化比較明顯，基本交替出現(xiàn)。在不同的年代，年徑流的變化是不同的。在50年代和60年代，年徑流的變化波動(dòng)較大，豐、枯變化隨著年份的交替變化很明顯；70年代和80年代變化平穩(wěn)，比較靠近多年平均值，豐、枯變化也平穩(wěn)過(guò)渡。80年代到90年代中期，隨著89年大洪水的帶動(dòng)，出現(xiàn)大的波動(dòng)。從90年代至今又趨于豐、枯平穩(wěn)變化。

表1 樂(lè)都站年降水量最大值與最小值的統(tǒng)計(jì)

表2 樂(lè)都站年蒸發(fā)統(tǒng)計(jì)表 單位：mm

表4 不同年代輸沙量對(duì)比分析表 單位：萬(wàn)噸

6 泥沙

河流泥沙不僅反映河流水土流失的狀況，還是河川徑流質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，影響著水資源的開(kāi)發(fā)和利用。一般，泥沙的大小與降水、徑流成正比，流域下墊面對(duì)泥沙的影響較為復(fù)雜，流域下墊面中，地形、地貌、土壤、植被、地質(zhì)均影響著泥沙的大小。

樂(lè)都水文站的沙量來(lái)源主要是河床沖刷，山洪暴發(fā)而引起，沙量較大。這次采用了1989～2004年的泥沙資料，提出懸移質(zhì)特征值，對(duì)輸沙量、年含沙量進(jìn)行頻率曲線演算。從50年代到90年代，輸沙量如表3所示：

將含沙量和輸沙量進(jìn)行各年段統(tǒng)計(jì)并對(duì)比分析，如表3。由表中發(fā)現(xiàn)，從50年代至90年代，輸沙量逐漸呈減小的趨勢(shì)，變化幅度也較大。

對(duì)本站年輸沙量進(jìn)行頻率計(jì)算得：Cv值0.55，多年平均輸沙量551萬(wàn)噸，最大年輸沙量1150萬(wàn)噸，出現(xiàn)在1994年；最大含沙量893kg/m3，出現(xiàn)在1966年；最大日平均輸沙率23900kg/s·m3，出現(xiàn)在1989年7月21日；多年平均含沙量5.16kg/m3。

7 結(jié)語(yǔ)

7.1 樂(lè)都地區(qū)年降水量表現(xiàn)出近年有偏枯趨勢(shì)，而從總的趨勢(shì)來(lái)看，降水量逐年微增，大多數(shù)年份的年降水量在200mm到400mm間變化。

7.2 樂(lè)都地區(qū)的年蒸發(fā)量總的趨勢(shì)是減少的。將樂(lè)都站和原大峽站分別來(lái)看，大峽站的年蒸發(fā)量有下降的趨勢(shì)，而樂(lè)都站的年蒸發(fā)量卻有上升趨勢(shì)。

7.3 由干旱指數(shù)的定義，樂(lè)都地區(qū)的干旱指數(shù)為3.11，屬半干旱氣候。

7.4 樂(lè)都地區(qū)多年平均徑流量13.02億m3，年徑流Cv值0.32，且年徑流有逐漸變枯的趨勢(shì)，變化波動(dòng)較大，豐枯變化也較明顯，屬年徑流變化較大地區(qū)。

7.5 樂(lè)都地區(qū)沙量主要來(lái)源是河床沖刷、山洪暴發(fā)引起，沙量較大。年輸沙量Cv值0.55，多年平均輸沙量551萬(wàn)噸。

[1]《青海省水資源評(píng)價(jià)報(bào)告》[R].青海省水文水資源勘測(cè)局，2004.

[2]《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》[J].中國(guó)水利水電出版社，1994.