安康市境內主要支流控制站降雨徑流關系分析

◎葛芬莉

1 區域概況

安康市位于陜西省南部的秦嶺、巴山之間，東經 108°01'～110°12'，北緯31°33'～33°49'，處于鄂、渝、川、陜四省市相連位置。南北長約240km，東西寬約200km，總面積 23391km2。

區域北有秦嶺橫亙，南有巴山倚屏，南北高山夾峙，漢江由西向東橫貫，河谷盆地居中，形成“兩山夾一川”的地勢輪廓。石泉、漢陰至安康之間又有鳳凰山山脈從中隆起，構成了“三山夾兩川”的局部地形特征。

區域氣候溫和，雨量充沛，四季分明，無霜期長。年平均氣溫在6.0℃～15℃之間，年平均降雨量910mm，7月～9月降雨量約占全年降雨量的50%以上。

漢江是區域河流水系的網絡骨干，由西向東橫貫其中。此外，還有無數條毛溪小溝，構成千溝萬壑，分布在漢江南北兩岸的秦巴山地和川道丘陵地帶，組成了全市象植物“葉脈”一樣的河流水系網。集水面積在1000km2以上的漢江支流有子午河、池河、月河、旬河、任河、嵐河、黃洋河、壩河、南江河等。

境內漢江干流建有石泉、安康、白河國家基本水文站及石泉、安康兩座大型水庫。支流水利工程主要有：付家河八一水庫，月河觀音河水庫，嵐河嵐河口電站，壩河桂花壩水電站，恒河恒惠渠引水工程等。

2 區域地表水資源特征

2.1 地表水資源量豐富，但地區分布不均

安康市地表水資源量豐富。多年平均地表水資源量104.89億m3，降水量的近50%轉化為地表水資源量，全市人均占有量3420m3/人，畝均占有量2270m3/畝。

受降雨影響，徑流深地區分布與降雨量地區分布總體一致，由于自然地理條件的差異，徑流深地區分布更趨不均，區域差異性更大。徑流深地區分布總的規律是漢江以南大于漢江以北，漢江以南由西南向東北遞減，漢江以北由西北向東南遞減。大巴山區最高,多年平均徑流深在600mm～1200mm之間，最高為渚河、任河與四川省交界處，多年平均徑流深在1200mm以上。

2.2 地表水資源年內分配不均，年際變化顯著

降雨量年內分配不均，受降水影響，徑流年內分配更趨不均，多年平均徑流量的75.9%～82.7%集中于汛期的5月～10月，多年平均連續最大四個月徑流量多出現在7月～10月，最大月徑流相當最小月徑流的8.8～15.3倍。汛期降水多集中于幾場大暴雨，大部分徑流量亦為暴雨所形成，造成局地的雨澇和洪災。

降雨量年際變化較大，徑流多年變化除受降水的影響外，還同時受下墊面因素的影響，因此，徑流的年際變化比降水量更為劇烈。年徑流變差系數Cv在0.30～0.56之間，極值比Km在4.2～10.5之間,年際間的變率在0.57～2.34之間。徑流最豐年多發生在1964年、1983年，最枯年多發生在1997年、1999年。豐水段多發生在1981年～1990年，枯水段多發生在1991年～2000年。

3 降雨徑流關系分析思路

3.1 分析要求

降雨徑流關系分析是水資源調查評價工作中一項很重要的基礎性工作,有月、年、汛期及非汛期降等不同時段的降雨徑流相關關系,本文分析的降雨徑流關系指的是年降雨徑流關系。

降雨徑流關系分析對資料系列的要求較高，一般須具備12年以上的同步期降雨徑流資料。由于影響降雨徑流相關程度的因素很多，也很復雜，有降雨量等氣象因素、流域地形地貌等下墊面條件，還有雨量站代表性等，因而建立科學的降雨徑流相關關系難度較大。根據《水資源評價導則》相關圖的建立和規定：所建立的相關線正負15%的外包線以內的點據數占總點據數的75%為合格的相關關系。

3.2 分析方法

首先根據年面降雨量計算方法，計算水文控制站斷面以上流域的年面降雨量；其次計算水文控制站天然年徑流量；最后根據水文控制站斷面以上流域的年面降雨量與其天然年徑流量，繪制年降雨徑流相關關系曲線，建立年降雨徑流相關關系式。

表1 各控制站選用雨量站及面雨量計算方法

3.3 成果應用

根據已知的水文控制站某一年份斷面以上的流域面平均降雨量，應用年降雨徑流關系，推求出該控制站某一年份的天然年徑流量，用于徑流資料的審查、插補延長；應用年降雨徑流關系推求的水文控制站某一年份的天然徑流量與相應同一年份的實測徑流量的差值，即為水文控制站某一年份還原量，作為分項調查法進行徑流還原計算的旁征依據。

4 資料來源

水文部門所有支流控制站經過資料整編后的水文資料，如：降雨量、實測徑流量等；水利部門刊印的水利統計資料，如：水利工程及灌區基本情況、供用水量等；統計部門刊印的社會經濟指標資料。

5 降雨徑流關系分析

5.1 面降雨量分析

收集境內所有支流水文控制站觀測質量較好、資料系列較長的所有雨量站點，在進行資料審查、插補延長及資料代表性分析基礎上，選用47個雨量觀測站點，其資料為近50年系列月年資料。

流域面雨量計算方法有算數平均法、泰森多邊形法及降雨量等值線法。根據流域地形、地貌及下墊面條件選用不同的方法計算流域面雨量。本文主要采用算數平均法、泰森多邊形法這兩種方法計算流域近50年系列面雨量。

5.2 天然徑流量分析

根據收集到的境內主要支流控制站斷面實測系列徑流資料，首先對系列徑流資料進行審查，重點審查資料的可靠性，對有遷移變動或撤銷的站點予以改正。根據收集到的社會經濟用水、人口、工業產值及灌溉面積等指標，分析估算各部門各行業用水定額，采用分項調查法，計算各控制站斷面以上社會經濟各部門各行業用水消耗量，各部門各行業用水消耗量之和即為總的還原水量，以各控制站實年測徑流量與年還原水量之和得各控制站天然年徑流量，通過繪制控站天然年徑流量累積曲線，分析徑流一致性。通過進一步繪制控站天然年徑流量差積曲線，分析徑流代表性，通過對徑流資料進行可靠性、代表性及一致性分析后，得到近50年天然年徑流量系列。

5.3 降雨徑流關系分析

選用境內主要支流控制站及所屬流域雨量站近50年降雨徑流系列資料，作為境內降雨徑流關系分析的資料依據。

根據各控制站近50年同步期年面降雨量、天然年徑流量系列資料，繪制降雨徑流相關曲線，由于降雨量、徑流量資料收集后，首先都進行了資料的嚴格審查，并對徑流資料進行了三性分析，故繪制曲線時所有點據全部考慮，不舍棄，得到各控制站相關曲線圖、相關曲線方程式及其相關系數。

各控制站相關曲線分析表明，安康市境內主要支流選用站降雨徑流點據密集，呈帶狀分布，相關曲線線型均為單一的線性關系，相關系數均達到0.90以上，最大達0.98，符合水資源評價導則關于采用年降雨徑流關系法推算年徑流量的誤差要求，說明安康市境內主要支流控制站年降雨徑流關系良好。控制站年降雨徑流分析結果見圖1、表2。

5.4 成果適用性

安康市境內主要支流控制站年降雨徑流關系分析成果，適用于徑流資料審查、插補延長及還原量計算等。

圖1 控制站年降雨徑流相關曲線

表2 控制站降雨徑流關系分析結果

應用年降雨徑流關系推求天然年徑流量，其物理機制清楚，但因降雨時空分布的不均勻性及下墊面條件的不一致性，在選取降雨資料時，難以確定其代表性，這就要求分析不同區域下墊面條件及產匯流特征，協調面雨量的統計時段或計算方法，盡可能得到切實可行的降雨徑流關系分析成果。

降雨站點代表性不好或下墊面條件與產匯流關系復雜的區域，年降雨徑流關系點據散亂，關系較差，誤差較大，不適合應用。

6 結論

安康市所有支流控制站年降雨徑流關系點據密集，呈帶狀分布，相關曲線線型均為單一的線性關系，相關系數均達到0.90以上，最大達0.98，符合水資源評價導則關于采用年降雨徑流關系法推算年徑流量的誤差要求，年降雨徑流關系良好。

安康市境內所有支流控制站年降雨徑流關系分析成果，可應用于對年徑流資料審查、插補延長及還原量計算，為區域水資源調查分析評價提供基礎性技術支撐。陜西水利