黑河流域高崖站水文特性研究

摘 要：通過對黑河中游高崖水文站歷年的水文資料進行數理統計研究。分析了該站降水、蒸發、徑流、泥沙等水文要素變化規律，為黑河中游水資源合理開發利用，祁連山生態環境保護和協調發展提供依據。

關鍵詞：降水；蒸發；徑流；泥沙；水文特性；高崖水文站

中圖分類號：P344 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0134-01

1 流域概況

黑河流域是我國西北地區典型的內陸河流域，其發源于青藏高原北部祁連山北麓，流域經青海、甘肅和內蒙（自治區）三省，養育了流域內14.3萬km2的兩岸各族人民。高崖水文站建設在黑河干流中游，是研究黑河中游地區水文特性的代表站，位于東經101°24′，北緯39°08′。該站始建于1976年，開展的主要觀測項目有水位、流量、泥沙、降水、蒸發及氣象輔助項目、顆粒、水污染、土壤墑情等。近年來祁連山生態破壞問題頻發，研究黑河中游水文特性可以為黑河中游水資源合理開發利用、祁連山生態環境保護提供基礎依據。

2 測驗河段及測驗斷面

測驗河道河床由礫石細沙組成，系流沙河床沖於變化比較大，測驗斷面右岸是砌石護岸，左岸邊是農田，岸邊上生長蘆葦，在低水時對流速沒有影響，當水位高于1427.00（假定基面）時有一部分水進入蘆葦，形成漫灘，為了提高流量測驗精度，在實際測驗中高水時右岸邊系數采用0.76，左岸邊系數采用0.65[1]。通過對高崖水文站歷年年洪水前后大斷面圖進行分析得知，在起點距15～35m處，河床沖於變化在2m左右，對實測流量結果影響尤為突出。

3 氣候環境分析

由于地處歐亞大陸腹地的平原地區，遠離海洋，該站夏天降雨少，水汽缺乏，空氣干燥，近些年來受大環境影響全球溫度在不斷變暖，尤其是祁連山區和肅南山區氣溫上升高于平原地區氣溫上升[2]。高崖水文站冬季在西伯利亞高壓控制之下，顯得格外寒冷和干燥。該站從有完整的連續資料開始，多年平均氣溫為9.5℃，歷年年平均氣溫為2013年的10.7℃，年平均最低氣溫為1984年的8.2℃，歷年最高瞬時氣溫為2001年的7月14日的40℃，最低氣溫為2008年1月31日的-27.6℃。氣溫較差67.6℃。根據成自勇等專家完成的《黑河流域中游地區水文過程研究及野外試驗檢測》顯示，在對該站1977～2016年的平均氣溫資料通過坎德爾秩次相關法趨勢檢驗后得知，高崖站年平均氣溫在長期變化總體上呈緩慢上升趨勢，年平均氣溫以每3年0.1℃的速度上升。

4 降水、蒸發分析

（1）受季風氣候影響，該站降水量年內分配極不均勻，其特點是汛期降水量大而集中，春季雨水少且不穩，冬季雨雪稀少。多年年降水量125.0mm，最大降水量200.7mm（1979年），最小降水量60.3（1985年）年際極值比3.33。年內分配不均，主要集中在6～9月，占全年降水的72%左右。

由可知年降水過程降水量呈減小趨勢。隨著全國溫度升高幅度由南向北遞增，西北地區溫度上升明顯，而降水量的較少會導致黑河中游地區干旱區的范圍的擴大，荒漠化程度有可能增加。

（2）該站的蒸發量使用E601型蒸發器及20cm口徑蒸發皿同步觀測，冬季E601型結冰時采用20cm蒸發皿觀測，整編時對E601結冰前后分別采用蒸發系數推算其蒸發量。因此分析資料采用20cm蒸發皿觀測值。通過點繪歷年蒸發量過程線可知，蒸發量呈現顯著減小趨勢。氣溫升高，蒸發量反而減小，這說明中游的生態環境得到改善，濕地和植被對區域氣候起到一定的調節作用，由原來的干燥天氣侯變的相對濕潤。這與近年來黑河調水工作開始后，黑河中游甘州，臨澤，高臺等借助區域優勢，在大力發展旅游業的同時，加強對濕地的開發與治理，開展植樹造林是分不開的，蒸發量的減少就是實證。

5 徑流變化、泥沙變化規律分析

高崖站上游44km處有草灘樁水利樞紐工程，因此該站的來水過程已不是天然的來水過程，其徑流水量經水庫調節、中游地區降水形成的地表水、地下回歸水量、以及上游匯入的山丹河，洪水河段匯入的水量，因此徑流年內分布極不均勻，通過對山丹河和歷年洪水調查的結果顯示，其水量不足高崖站徑流量的0.01%。因此高崖站徑流的主要水量依然是是上游黑河山區降水形成的地表徑流以及祁連山高海拔區冰川融雪、融冰組成。高崖水文站歷年來水量徑流最大為1989年的18.52億m3，歷年最小為2001年的6.551億m3，多年平均為10.54億m3，年極值比為2.83。

高崖站年徑流量變化相對穩定，主要原因黑河山區冰川融冰、融雪補給給年徑流量的調節作用和祁連山水源涵養林的涵養水分補充，降水多，徑流量也多；降水少如果氣溫也高，融雪融冰也增多，使徑流的年際變化減小。

高崖水文站斷面的年徑流量呈鋸齒狀高頻震蕩，且總體呈上升趨勢，即來水量呈豐枯交替上升趨勢，這是因為近年來祁連山區持續的高溫，冰川融水量增大對黑河水量產生顯著的影響，來水量中融雪融冰水量較之前占了很大的比重。

1976～2015年連續的資料記載以來，高崖多年平均輸沙量135萬t，歷年對大輸沙量470萬t（1996年），最小19.5萬t（2004年）。歷年輸沙量變化過程呈逐年減小趨勢，這與中上游梯級電站開發，流域綜合治理，上游植被恢復有密切關系，歷年輸沙量變化趨勢和年徑流量變化趨勢相似。自2014年以來，當地政府大力主導開發荒漠旅游，在該站上游北部山區種植荒漠日光溫室，新修建攔河水壩，使山洪匯入黑河的水量減少，對黑河輸沙量減小也有一定影響。

6 結 語

（1）黑河中游地區年平均氣溫在長期變化總體上呈緩慢上升趨勢。

（2）降水量呈逐年減小趨勢，年際變化比較大，蒸發量亦呈逐年減小趨勢，中游地區生態環境得到改善呈現出季節性變化規律。

（3）持續的高溫對徑流量產生顯著影響，來水量中融雪融冰水量較之前占了黑大的比重，徑流量在枯豐交替過程中呈增加趨勢。

（4）祁連山環境綜合治理，濕地保護和荒漠地帶開發利用對黑河中游生態環境影響意義深遠。

參考文獻

[1]朱中華，王雄師.討賴河流域氣溫，降水變化的周期性分析.甘肅省水利水電設計院，2014，09：127.

[2]劉紅國.疏勒河流域水文氣象要素趨勢分析.甘肅水利，2016，11.

收稿日期：2018-5-12