藥水河流域徑流特性分析

王玉璋，馬登珠

(青海省水文水資源勘測局，西寧 810001)

1 流域概況

藥水河屬湟水水系，為湟水右岸一級支流，位于青海省東部湟源縣內(nèi)，發(fā)源于湟源縣東南的日月山和南山，流經(jīng)日月鄉(xiāng)、和平鄉(xiāng)，在湟源縣城關(guān)鎮(zhèn)匯入湟水。流域形狀呈扇形，其流域坐標(biāo)為：E101°00′-E102°21′、N36°09′-N36°41′，流域面積639 km2，流域平均寬度12.3 km，河源海拔4 302 m。干流由東南流向西北，其中至哈城轉(zhuǎn)向北偏西，至日月又轉(zhuǎn)向北偏東，于湟源縣城南由南向北注入湟水，屬山溪性河流，常年流水。干流河源至日月名為南響河，日月至河口名為藥水河。河口海拔2 621 m，落差1 681 m。干流河長52.2 km，河道平均比降32‰，河寬10～20 m。哈城以上河段岸坡為牧草覆蓋，河床由砂卵石組成。哈城以下河床多為卵石和石質(zhì)基巖。兩岸緩坡多開墾，陡坡生長牧草，間有灌木叢，階地墾為農(nóng)田，引河水灌溉。主要支流有大石頭河、大茶石浪河、小茶石浪河、高陵河和白水河等。

2 徑流的年內(nèi)分配及年際變化

2.1 徑流年內(nèi)分配

由于流域內(nèi)地形復(fù)雜，各支溝較短且比降大，自然調(diào)蓄能力較差，地表水年內(nèi)變化較大。徑流年內(nèi)分配主要受降水的影響，季節(jié)性變化劇烈；冰期徑流主要依靠地下水補(bǔ)給，這段時(shí)期的徑流相對穩(wěn)定。

藥水河流域多年平均連續(xù)最大4個(gè)月徑流量出現(xiàn)在6-9月份，占多年平均年徑流量的57.8%。最大為8月份，占多年平均徑流量的15.9%，詳見表1及圖1。

表1 藥水河流域徑流年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)表

圖1 藥水河流域徑流年內(nèi)分配圖

2.2 徑流年際變化

2.2.1 年徑流的隨機(jī)特性分析

根據(jù)藥水河流域年徑流量資料計(jì)算年徑流量變差系數(shù)，其Cv值為0.31。最大年徑流量1.81×108m3，發(fā)生在1967年；最小年徑流量0.370 2×108m3，發(fā)生在1991年。歷年年徑流量極值比為4.89，年徑流量的年際變化相對較大，藥水河流域年徑流特征值詳見表2。

表2 藥水河流域年徑流特征值統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 徑流豐枯變化分析

根據(jù)藥水河流域歷年徑流量資料，繪制年徑流模比系數(shù)差積曲線圖，見圖2。由圖2看出，年徑流年際間豐枯變化較明顯，豐枯基本交替出現(xiàn)，呈對稱分布。

按照豐水年的相應(yīng)頻率P<37.5%、枯水年的相應(yīng)頻率P>62.5%的標(biāo)準(zhǔn)，挑選出持續(xù)時(shí)間最長且均值最大的連豐期和持續(xù)時(shí)間最長且均值最小的連枯期，并計(jì)算連豐期和連枯期的平均年徑流量與多年平均徑流量的比值K豐和K枯，見表3。

圖2 藥水河流域年徑流模比系數(shù)差積曲線圖

表3藥水河流域徑流連豐期和連枯期分析表

連豐期連枯期起止年份年數(shù)平均徑流量/108m3K豐起止年份年數(shù)平均徑流量/108m3K枯2009-2014年60.96611.192000-2004年50.58950.72

根據(jù)歷年徑流量資料，對藥水河不同年代徑流量進(jìn)行對比分析，見表4。從表4可以看出，年徑流的多年變化過程存在豐水段和枯水段交替出現(xiàn)現(xiàn)象。1980-1989年與多年平均徑流量相比偏豐， 1990-1999年與多年平均徑流量相比偏枯，2000-2009年與多年平均徑流量相比偏枯，2010-2017年與多年平均徑流量相比偏豐。

表4 藥水河不同年代徑流量變化情況表

其中距平百分比：

豐：△R%>20%

偏豐：10%<△R%≤20%

正常：-10%≤△R%≤10%

偏枯：-20%≤△R%<10%

枯：△R%<-20%

2.2.3 年徑流趨勢分析

年徑流特征值隨著時(shí)間而存在一定規(guī)則的變化稱為趨勢，本次采用滑動(dòng)平均法及Spearman秩序相關(guān)檢驗(yàn)2種方法來分析徑流趨勢。滑動(dòng)平均法是通過選擇合適的滑動(dòng)年限k值，使序列號高頻率震蕩的影響得以弱化，據(jù)此研究序列的趨勢變化規(guī)律。為消除年徑流系列周期性的影響，一般選用與系列周期相近的年數(shù)作為k值。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)研究成果，太陽黑子活動(dòng)與年徑流關(guān)系密切，其變化周期為11年左右，因此為了方便起見，對年徑流量取10年進(jìn)行滑動(dòng)平均。以藥水河流域歷年徑流量系列繪制年徑流量過程線、年徑流10年滑動(dòng)趨勢線、歷年平均徑流量線，見圖3。

由圖3可以看出，1990-2005年徑流量整體呈下降趨勢，2005-2017年徑流量呈增加趨勢。從總的趨勢來看，藥水河流域年徑流量變化趨勢不太明顯。

圖3 藥水河流域年徑流量及10年滑動(dòng)趨勢線圖

利用Spearman秩序相關(guān)檢驗(yàn)，分析序列與時(shí)間t的相關(guān)關(guān)系，以Mi代表年徑流量的秩次，以Ti代表時(shí)間序列的秩次，計(jì)算兩者的相關(guān)關(guān)系。

其中：N為系列長度。

經(jīng)計(jì)算，r=-0.24

3 結(jié) 語

經(jīng)分析，藥水河流域徑流年內(nèi)分配不均勻，連續(xù)最大4個(gè)月徑流量出現(xiàn)在5-9月份，占全年徑流量的66.7%。流域內(nèi)降水條件相對較好，地表水主要由自然降水補(bǔ)給，水資源主要受當(dāng)?shù)刈匀唤邓刂疲趶搅髦饕揽康叵滤a(bǔ)給。最大月徑流量出現(xiàn)在8月份，占全年徑流量的15.9%；最小月徑流量出現(xiàn)在2月份，占全年徑流量的2.3%，歷年年徑流量極值比為4.89。