嘉陵江上游茨壩水文站水文特性分析

關春暉

（隴南水文水資源勘測局茨壩水文站，甘肅 兩當 742402）

嘉陵江上游茨壩水文站水文特性分析

關春暉

（隴南水文水資源勘測局茨壩水文站，甘肅 兩當 742402）

對嘉陵江上游流域降水、徑流、泥沙等水文特性的變化過程及規律的掌握和分析，為水情預報、防汛減災、環境保護、工農業生產、水資源開發及利用等提供科學依據。

嘉陵江；茨壩水文站；水文特性

1 流域概況

嘉陵江，長江上游支流，發源于秦嶺北麓的陜西省鳳縣代王山。干流流經陜西省、甘肅省、四川省、重慶市，在重慶市朝天門匯入長江。是長江支流中流域面積最大，長度僅次于漢江，流量僅次于岷江的大河。陜西省略陽縣以上河流水系稱為嘉陵江上游流域。上游河長205 km，流域面積19206 km2，比降7.01‰，河網密度1.4km/km2。流域呈寬扁狀扇形，主要支流基本分布在甘肅省境內，甘肅境內流域面積占上游總面積85%以上。地貌特征東部為西秦嶺山區，中部為徽成盆地黃土溝壑區，西部和南部為南秦嶺山地，地勢東西高，南部地，由西向東南傾斜。

茨壩水文站位于甘肅省兩當縣西坡鎮茨壩村，于1980年1月由東坡水文站（1959年1月設立）遷移至此。地處東經106°25′，北緯33°51′。至河口（長江）距離1014km，集水面積2752km2。是嘉陵江流入甘肅境內的把口水文站，為區域代表站。主要支流有紅崖河、兩當河、楊店河等。

茨壩水文站洪水主要由上游的暴雨形成，其過程多為在干支流形成的漲落緩慢的矮胖型上附加獨立或復式的陡漲陡落尖瘦形洪峰。有其山溪性河流的水流特征，但當斷面上游出現歷時長、范圍廣、強度大的暴雨時，會形成干流的特大洪水。如1981年8.18洪水，就是建站以來出現的歷時最長、范圍最廣、強度最大的暴雨形成的一次峰高量大、多峰形的特大洪水的典型過程。此次該站出現4671m3/s的洪峰流量。

2 氣象特征

嘉陵江上游流域地處甘肅東南部西秦嶺南麓一帶，屬于亞熱帶大陸性氣候，冬季受來自西北冷空氣的影響，夏季受東南季風和來自孟加拉灣的暖溫季風影響，氣候季節差異大，垂直變化明顯。境內山脈縱橫交錯，高低相差懸殊，來自東南和西南的暖濕氣流經過長途跋涉，遇到高山的阻擋，有相當一部分水分要降落在沿途經過的地區，其余繼續向西北內陸輸送。由于受流域內特殊地形地貌的影響，水汽極容易集結滯留于此，一旦遇到東南風或西北的冷空氣，就會形成局部或較大范圍內的降雨過程。因此，該地區是甘肅省暴雨發生較多的地區，年平均氣溫約12℃，年平均降水量630mm左右。

兩當縣地處大陸腹地，屬暖溫帶大陸性季風性氣候，冬季干冷而無嚴寒，夏季濕熱而無酷暑。溫差較大，雨熱同季，四季分明。據兩當縣氣象站1957～2007年實測資料統計，年平均氣溫11.6℃，月平均氣溫在-0.7℃到22.9℃；極端最高氣溫36.8℃；極端最低氣溫-15.4℃；多年平均降水量1012mm；多年平均蒸發量1123mm；干旱指數1.68；年平均日照1745h；無霜期183d。

自然災害有干旱、暴雨、霜凍等，其中以干旱為主。

3 水文特性

3.1 降水

嘉陵江上游流域屬北亞熱帶半濕潤區向半濕潤、半干旱區過渡帶，降水屬于主要的水資源，是河川徑流補給的主要來源。由于特殊地形地貌的影響，該地區天氣差異明顯，降水時空分布不均，降水量年際變化較大。

嘉陵江上游流域，由于受西北冷空氣的影響，構成冬春少雨的大氣環流背景，每年11月至來年3月期間降水較少，僅占年降水量的15%～25%。而4月至10月間，由于東南、西南季風攜帶的暖濕氣流與西北方向的冷空氣相遇，成雨機會較多，占全年降水量的75%～85%。并且由于地形變化大，地貌差異明顯，極容易形成暴雨中心區，這也是該流域形成降水的主要氣流條件。

根據茨壩水文站1959年至2015年56年資料顯示，該流域降水量年際變化大，年內分配不均，多年平均降水量為659mm，最大年降水量 （1981年）944.3mm，最小年降水量（1969年）199.2mm，年際極值比為4.7。主要降水集中在汛期，最大月降水一般會出現在7～9月，其降水量占全年的15%～20%左右，最小月降水一般會出現在11～1月，其降水量僅占全年總量的不足3%（見表1）。

表1 茨壩水文站多年平均降水量年內分配表

3.2 徑流

嘉陵江上游流域，徑流主要來源于降水補給，河川基流小，洪水主要由歷時大面積暴雨形成，其過程多為在干支流形成的漲落緩慢的矮胖型上附加獨立或復式的陡漲陡落尖瘦形洪峰。有其山溪性河流的水流特征。河川徑流的變化與降水有明顯的依存關系，該流域降水的時空和地域上的分布特性決定了徑流在年內和年際及地域上的分布特性。

據茨壩水文站1959年至2015年56年資料分析，多年平均徑流量為1.825億m3,多年最大徑流量為14.1億m3（1981年），多年最小徑流量為1.138億m3（2002年），極值比達到10倍以上。總體上天然來水量為減小趨勢，年際之間變幅較大。

由于徑流量年內變化主要取決于降水量，因此該流域年內徑流量分布極不均勻，河川徑流年內分配與降水趨勢基本一致，主要集中在汛期，徑流量占全年 65%以上，7～10月徑流量占全年總量的51%，一般最小徑流出現在2月。徑流量具體年內分配見見表2。

表2 茨壩水文站多年平均年徑流量年內分配表

3.3 泥沙

流域泥沙含量的大小，會具體反應出水土流失的情況，嘉陵江上游流域泥沙主要來源于西部山區及黃土溝壑區，輸沙量主要集中于汛期（5～10月）。而非汛期由于流域內植被良好，森林覆蓋率較高，所以含沙量幾乎為零。據茨壩站1959年至2015年56年資料分析，多年平均含沙量為1.25kg/m3，實測最大含沙量為206kg/m3（2001年8月2日）。多年平均日輸沙量為4.683×106kg，最大日平均輸沙量為1.400×1010，多年平均侵蝕模數為384t/km2。期間最大輸沙過程主要集中在暴雨所形成的洪水過程之中，輸沙量年內分配集中程度比降水、徑流較為突出。

20世紀80年代，由于植被破壞嚴重，嘉陵江上游水土流失極為嚴重。近年來，在“三北防護林”，“天保工程”等一系列保護措施下，植被大量恢復，輸沙量也在逐年減小。

4 結束語

近年來，嘉陵江上游流域隨著全球溫室效應的嚴重、地下水位的遞減、人類活動對下墊面的影響，其降水、徑流、輸沙等特征有逐年減小的趨勢。根據茨壩水文站多年的水文資料對該流域水文特性的分析，會對流域內防汛抗旱、水資源開發、水土保持等方面有著十分重要意義和科學依據，以便于更好地開發和保護。

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