青海省察汗烏蘇河流域水文特性分析

溫得平， 溫 川， 袁春艷， 巨蘭香

（1.青海省水文水資源勘測局，青海 西寧 810001；2.青海上捷節能有限公司，青海 西寧 810001）

0 引 言

察汗烏蘇河流域屬霍布遜湖水系，位于青海省都蘭縣境內。流域內的控制站察汗烏蘇水文站于1955年8月設立，1968年基本斷面向下游遷移約1800m至察汗烏蘇大橋處。地理坐標：東經98°07′，北緯36°14′，海拔約3200m，觀測項目有降水、水位、流量、冰清等。

1 氣候特征

察汗烏蘇河流域屬于典型的高原大陸性氣候，其基本特征是干燥少雨，蒸發強烈，日照時間長，太陽輻射強，夏熱冬寒，冷熱變化劇烈，冬春多風。多年平均氣溫－1.9～5.1℃，平均無霜期為120～185天，平均日照數為3110.2h，極端最低氣溫－28.5℃，極端最高氣溫33℃，年平均風速3.5m/s，最大凍土深度250.0cm。

2 流域的水文特征

2.1 資料情況

本次分析流量資料來自察汗烏蘇水文站，降水和蒸發數據來自都蘭氣象站，分析時間確定為1956～2005年。兩站地形、氣候、下墊面條件一致，距離較近，具有很好的相關性。所選數據具有較好的可靠性、代表性、連續性。

2.2 降 水

2.2.1 降水量的年內分配

對流域內都蘭氣象站多年降水資料系列進行分析可知，降水量年內分配很不均勻，表現出雨熱同期。降水量主要集中在5～8月份，占全年總降水量的70.1%，其余各月平均降水量變化幅度小，分布相對均勻。其中1～4月降水總量占全年降水量的14.3%，9～12月降水總量占全年的15.6%，年內降水量最大月份出現在6～7月，最大月降水量占全年的21.7%。都蘭站多年平均年降水量年內分配如表1所列。

表1 都蘭站多年平均年降水量年內分配

2.2.2 降水量的年際變化

（1）年降水量極值比。流域多年平均降水量為187.8mm。年最大降水量337.6mm，出現在2002年，年最小降水量為107.2mm，出現在1968年，最大年降水量與最小年降水量之比3.1，年際變差系數Cv值為0.26，降水量年際變化較大。

（2）降水量變化趨勢分析。采用Kendall秩次檢驗法、Spearman秩次檢驗法、線性趨勢回歸檢驗法，取顯著性水平分別為0.05、0.1，對年降水序列趨勢性進行統計檢驗和分析；采用降水傾向率的方法計算降水變化趨勢的年內分布，統計分析結果如表2所列。

3種趨勢檢驗方法分析表明，都蘭氣象站年降水量增加趨勢明顯。由都蘭站降水傾向率分析表可知，都蘭氣象站降水傾向率達到了12.82mm/10a；從季節上分析，降水的增加主要集中在春季和夏季，秋季增加很少，冬季則呈現出微弱的減少趨勢。

表2 都蘭站降水傾向率分析 mm/10a

2.3 蒸 發

（1）蒸發量的年內分配。蒸發量隨氣溫、日照、風速等氣候影響因素而變化，從蒸發量和降水量柱狀對比圖分析，蒸發量年內變化較大。年內變化為1～7月蒸發量逐漸增大，一般7月份蒸發量最大，8～12月蒸發量逐漸減小，蒸發量最小月一般出現在1月份。連續最大4個月蒸發量集中在5～8月，約占全年的56.6%。由對比圖還可發現，蒸發量和降水量的月變化趨勢一致，即降水量大的月份蒸發量也大。

（2）蒸發量的年際變化。流域內水面蒸發量的年際變化較小，多年平均蒸發量為1294.3mm，由東向西逐漸增加，最大年蒸發量為1599.0mm，最小年蒸發量1028.6mm，年蒸發量極值比為1.55。流域干旱指數為6.9，屬半干旱區。

2.4 徑 流

（1）徑流補給來源。察汗烏蘇河流域的補給主要以降水、地下水和冰雪融水為主，汛期河水以降水、冰雪融水補給，冬季和枯水期主要以地下水補給。因此徑流的年際、年內變化與降水變化基本一致。

（2）徑流量的年內分配。根據表3所列的流域內察汗烏蘇水文站多年平均年徑流量年內分配可知，察汗烏蘇河徑流量年內分配不均勻。豐水期（4～8月）徑流量占全年的66.5%，以冰雪融水及降水補給為主；平水期（3月、9～10月）徑流量占全年的21.2%，枯水期（11月～翌年2月）徑流量相對穩定，4個月來水量僅占全年水量的12.3%；4月為全年最大月徑流量，是最小月徑流量（1月）的6.7倍。

表3 察汗烏蘇水文站多年平均年徑流量時程分配表 104 m3

（3）徑流量的年際變化。察汗烏蘇河流域上下游植被稀少，水分涵養能力差，地表對徑流的調蓄作用小。根據察汗烏蘇站實測徑流量資料統計，流域多年平均徑流量1.588×108億m3，折合成徑流深為35.8mm。最大年徑流量3.923×108m3，最小年徑流量0.4169×108m3，相差9.41倍，CV值為0.48，說明流域徑流量年際變化大，易出現大洪水和嚴重枯水，甚至會發生連續豐水年或枯水年。

（4）豐、枯水循環的周期規律。通過模比差積曲線來反映年際間的豐、枯水變化情況，當一段時間內差積曲線總的趨勢是下降的，說明此時段是枯水期；當一段時間內差積曲線總的趨勢是上升的，說明此時段是豐水期。據此，可以較為直觀而準確的確定徑流量的年際變化趨勢。計算式如式（1）、式（2）：

其中，△Ki，Ki為第i年徑流量的模比系數差值和模比系數；Ri為第i年的徑流量；R0不多年平均年徑流量；Ht不第t年徑流量模比系數差積。

察汗烏蘇河1956～2005年序列徑流量模比系數差積曲線如圖2所示。

由年徑流差積曲線圖可以看出：① 察汗烏蘇河年徑流豐、枯水段交替循環周期長、變化的相對幅度大，年徑流的多年變化趨單一向的穩定，曲線為一種單峰式的過程。② 徑流系列有兩個明顯的豐、枯水循環周期，第一周期：1956～1966年為枯水期，1967～1993年為豐水期；第二周期：1994～2001年為枯水期，2002～2005年為豐水期。隨著時間的推移，豐、枯水的循環周期變短。

2.5 洪 水

察汗烏蘇河流域形成洪水的主要原因是積雪消融以及暴雨。其中，冰雪消融型洪水是該流域春季洪水的主要類型，稱為春汛；而在夏季，流域內洪水主要由暴雨形成，暴雨和洪水在時間上具有很好的相應性。

（1）冰雪消融型洪水。冰雪消融型洪水［7］指的是季節性積雪由于氣溫持續快速回升而在大范圍內出現了消融現象，導致洪水的產生，該種洪水的大小，取決于流域內去東今春中山帶的積雪及氣溫的回升速度。主要特征為洪水歷時較長，漲洪較平緩，峰型多為復式，日變化較為明顯。從察汗烏蘇水文站流量過程線上看，冰雪消融型洪水多發生于3～5月，水量約占年徑流量的39.9%［1］，起漲時間為晚上23時左右，峰值多在午夜0～3時前后出現，而谷底則出現在次日14時左右。

（2）暴雨型洪水。一般在上游短時間內由強降雨形成，匯流時間短，突發性強，雨停峰現，陡漲陡落，洪水歷時短，流速大，河床沖淤變化大，易形成山體滑坡和泥石流。暴雨型洪水主要發生6～9月，水量約占年徑流量的36.18%。

3 結 論

通過以上對察汗烏蘇河流域內控制站1956～2005年50年的實測資料分析，得出如下結論：

（1）降水量年內分配不均，年際變化較大。這給農業生產帶來不利的影響，也是旱澇災害的主要原因。連續最大四個月的降水量集中在5～8月，占全年總降水量的70.1%，形成干濕季分明的特點；流域內降水量有顯著增加的趨勢，從季節上看，降水的增加主要集中在春季和夏季。

（2）流域多年平均蒸發量1294.3mm，屬半干旱地區。蒸發量年內分配不均，年際變化較小。

（3）徑流年內分配不均。徑流年際變化較大，易出現大洪水和嚴重枯水，發生連續豐水年和枯水年。流域內洪水以冰雪消融和暴雨型為主。

4 結束語

針對流域內降水、蒸發、徑流、洪水等各水文要素在年內和年際間的變化規律，提出建議如下：

（1）編制流域防洪規劃。在察汗烏蘇河干支流沿岸的重要城鎮河段修建防洪工程，保障人民生命財產安全。

（2）修建水利設施。如攔蓄工程，調節水量，確保枯水期河道下游生態需水量。

（3）加強流域內的洪災監測，建設預警系統。利用好青海省中小河流水文監測系統和海西州防汛監測系統，為防汛減災提供科學依據。

（4）實行最嚴格的水資源管理制度，全面提升綜合管理能力。工程措施與非工程措施相結合，實現水資源的優化配置。

［參 考 文 獻］

［1］朱 霞.察汗烏蘇河水體中鉛本底偏高探討［J］.青海環境，2011，（3）：116－119.

［2］黃振平，陳元芳.水文統計學［M］.北京：中國水利水電出版社，2011.

［3］李 燕，金永明，孫永壽.柴達木盆地近55a降水量變化趨勢的時空特征［J］.人民黃河，2013，（9）：48－50.

［4］尹祥輝，楊麗娜，王 鑫.大凌河流域水文特性分析［J］.農業與技術，2007，（6）：168－171.

［5］文小平.湞江流域徑流變化分析［J］.廣東水利水電，2010，（7）：47－50.

［6］郭純一，李成林，趙鳳偉.柴河水庫入庫徑流變化特征分析［J］.東北水利水電，2009，（5）：30－32.

［7］谷 鑫，金 兵.烏魯木齊河水文特性分析［J］.黑龍江水利科技，2012，（11）：17－18.

［8］張艷玲.陜西省渭河流域水文特性分析［J］.西北水資源與水工程，2002，（2）：62－64.