金沙江流域降水徑流特性初步分析

2012-11-05 00:43:32宋萌勃李太星陳吉琴

長江工程職業技術學院學報 2012年1期

宋萌勃，李太星，陳吉琴

（長江工程職業技術學院，武漢 430212）

1 金沙江流域概況

金沙江是長江上游干流的一段，起自青海省玉樹巴塘河口，止于四川省宜賓岷江口，流經青海、西藏、四川、云南等4省區，全長約2 290km，約占長江上游干流河長的2／3。從青海省玉樹巴塘河口至云南省麗江納西族自治縣石鼓鎮為上段，長約965km，落差1 720m，平均坡降1.78‰；從石鼓至四川省新市鎮為中段，長約1 220km，平均坡降1.61‰；從新市鎮至宜賓市岷江口為下段，長約106km，平均坡降0.4‰。金沙江流域地理位置介于東經90°～105°，北緯24°～36°之間，北以巴顏喀拉山與黃河上游分界，東以大雪山與大渡河為鄰，南以烏蒙山與珠江接壤，西以寧靜山與瀾滄江分水。流域面積50萬km2，地形極為復雜，眾多高山深谷相間并列，峰谷高差可達1 000～3 000m。因此，流域內氣候不僅時空變化大，而且垂直差異十分顯著。流域大氣環流形勢：冬半年（橫斷山脈區北段為10月至次年5月，其余地區為11月至次年4月）主要受西風帶氣流影響，被青藏高原分成南北兩支的西風急流。其南支經過云貴高原，帶來大陸性的晴朗干燥天氣；流域東北部受昆明靜止鋒和西南氣流影響，陰濕多雨。夏半年（相應為6～9月或5～10月）西風帶北撤，則受海洋性西南季風和東南季風的影響，帶來豐沛的降水，并由流域東南向流域西北逐趨減少。

2 降水特性分析

2.1 降水空間分布

金沙江流域降水量的總體分布是自西北向東南遞增，接近源頭的楚瑪爾河沿多年平均年降水量為239mm，出口處宜賓站多年平均年降水量為1 154.9mm。由于地形、地勢及天氣系統等因素的差別，降水量存在地區差別大、地形影響明顯、年內分配不均等特點。從多年平均降水量等值線圖（圖略）可以看出，在金沙江上中游約有30萬km2的地區，年降水均值小于800mm，其中小于400mm的干旱地區約7萬km2，是長江流域降水量最小的地區。按照降水大小劃分地帶性，金沙江上游地區約7萬km2小于400mm，屬半干旱帶，小部分地區在400～800mm之間，屬半濕潤帶，其余大部分地區在800～1 600mm之間，屬濕潤帶。

干流崗拖、雅礱江甘孜以北地區，地處青藏高原，地勢高，降水少，多年平均年降水量240～550mm，為本流域乃至整個長江流域年降水量最小地區。崗拖以南至奔子欄、雅礱江甘孜以南至洼里區間，多年平均降水量350～750mm。奔子欄、洼里以下地區，降水量出現五個高值區和四個低值區。一個高值區為安寧河德昌以下、雅礱江仁里、大河、躍進以下、金沙江金棉以下至雅礱江口之間的左岸部分地區。第二個高值區為安寧河上游支流昭覺河和比爾河上游，中心在安寧河上游的團結附近。第三個高值區為金沙江雷波、永善以下。第四個高值區為普渡河祿勸以上及其東部附近地區。第五個高值區為以禮河流域。四個低值區分別為：桑園河流域，龍川江的元謀、多克一帶，巧家至東川一帶，五蓮峰附近的昭通、菁口塘一帶。

2.2 降水時間分布

為便于分析，將研究區域劃分為金沙江上游（雅礱江匯口以上）、金沙江下游2個區。

2.2.1 降水年內分布

表1是1964～1990年金沙江分區面雨量平均月雨量分布情況，金沙江上游年降雨量較大，多年平均雨量為976.6mm；金沙江下游年雨量較小，多年平均雨量為940.1mm。從圖1可見，金沙江上、下游二區平均月雨量在全年基本呈正態分布，年降雨主要集中在5～9月，主汛期6、7、8、9四個月降雨量分別占全年的78.2%和70.5%，且月雨量均大于128mm。以7月最大，往前或往后逐月遞減，1月、2月、12月三個月的多年平均月降雨較小，月雨量不到15mm。

表1 1964～1990年金沙江面平均雨量年內各月分配表

圖1 1964～1990年金沙江平均月雨量分布圖

2.2.2 降雨年際變化

2.2.2.1 年降雨量年際變化

圖2是金沙江流域面平均年雨量變化過程圖，27年中，年雨量基本在800～1 100mm之間變化，只有少數年份（如1968年）超出這個范圍，年際變化不大，年降水比較穩定。

圖2 1964～1990年金沙江面平均年雨量變化過程圖

2.2.2.2 月雨量年際變化

圖3 1964～1990年金沙江面雨量11月平均雨量變化過程

對9、10、11月份月平均雨量年際變化分析后發現，9月份雨量在100～180mm之間變化，1970～1980年之間，月雨量震蕩收窄，變化幅度較小；10月雨量在35～120mm之間變化，1968～1978年之間，月雨量震蕩收窄，變化幅度較小；11月雨量在7～52mm之間變化，總體來看月雨量震蕩變化幅度較大（見圖3）。

3 徑流特性分析

3.1 徑流地區組成

3.1.1 徑流地區分布

因金沙江流域廣闊，支流眾多，河川徑流比較豐富且穩定，多年平均年徑流量達1 498億m3（宜賓站）。下段河段兩側山地徑流深為500～900mm，特別是大涼山地區年徑流深達1 200～1 400mm。中上段屬高山峽谷區，降水和徑流垂直分布明顯，兩岸山地年降徑流深為400～700mm，其中大雪山、小相嶺年徑流深為800～1 800mm。而河谷地區年徑流深僅200～400mm，其中白玉至塔城、金江街至龍街段年徑流深最小，僅150～200mm。

3.1.2 徑流地區組成

金沙江流域上段地處青藏高原，降水稀少，單位面積產水量較小。受流域的降水量沿河流走向增大影響，年徑流量從上游至下游增長率大于集水面積的增長率。

金沙江屏山以上年徑流地區組成見表2，金沙江上游年降水量相對較小，年徑流量占屏山站比例小于面積比，但由于地下徑流和高原融雪徑流補給較豐富，年徑流量仍占屏山站的30%左右；石鼓至攀枝花區間集水面積占屏山站的9.8%，徑流量占10.8%，略大于所占面積比；雅礱江流域是多雨區，雖然集水面積只占屏山站的25.8%，但徑流量占屏山站的比例卻達到34.6%；攀枝花、小得石至屏山區間面積占屏山站的17.7%，徑流量占25.7%，大于所占面積比。金沙江干流屏山站以上干流各控制站集水面積的單位面積產水量均小于支流雅礱江小得石站的單位面積產水量。

表2 金沙江屏山站以上年徑流地區組成

3.2 徑流年內和年際變化

3.2.1 徑流年內分配

屏山站以上流域的徑流主要來源于降水，雖然長江河源地區有高山融雪、冰川徑流補給，但其所占比重較小。金沙江流域各地區徑流年內分配規律同降水相似，年內分配不均勻。金沙江干支流主要控制站徑流年內分配情況見表3、表4。從表中可以看出，年內徑流主要集中在汛期內，徑流量最大的三個月小得石、石鼓、攀枝花、屏山站均出現在7～9月，最大三個月徑流量占年徑流量的比例在55%左右；徑流量最大的四個月，均出現在7～10月；徑流量最大的五個月，均出現在6～10月；徑流量最大的六個月，除石鼓站為5～10月外，其余各站均為6～11月，六個月徑流量占年徑流量的比例，各站均在80%以上。

表3 金沙江干流各站徑流年內分配（單位：億m3）

表4 金沙江干流各站徑流年內分配特征統計

3.2.2 徑流年際變化

金沙江徑流量的年際變化不大，其中上段較中下段的變化稍大。上段直門達站最大和最小年徑流量極值比為3.3；中段石鼓站最大年徑流為546億m3（1998年），最小年徑流為294億 m3（1994年），極值比1.9；攀枝花站最大年徑流為764億m3（1998年），最小年徑流為385億 m3（1994年），極值比2.0；下段屏山站最大年徑流2 026億 m3（1998年），最小年徑流1 088億 m3（2006年），極值比1.9。

金沙江干流各站年徑流的Cv值隨集水面積的增大而趨于穩定。上段直門達站的Cv值為0.30，直門達站以下逐漸減小，至中段的石鼓站時，Cv值已減小為0.18，石鼓以下各站Cv值基本穩定在0.18左右。

根據金沙江干支流主要控制站徑流系列，分別統計了20世紀50～90年代和本世紀的平均徑流量（見表5），以多年平均徑流量為比較對象，對各站各年代的年徑流量進行了偏多、偏少的評價。各站各年代的徑流量為偏多、偏少交替變化，總體說來，20世紀50、60年代各站徑流量均偏多，70、80年代徑流量均偏少；90年代攀枝花站徑流偏少，其余各站徑流偏多；2000年以后，各站徑流均偏多。