大河口水文站實測資料統計計算分析及其特性

王洪升 包慶富

根據大河口水文站 2006～ 2015 年共 10 年降水，蒸發，徑流量實測資料分析，得出了吐力根河流域大河口水文站的水文特性及其變化規律。

1 流域概況

吐力根河是欒河流域的主要一級支流之一，吐力根河流域地貌屬低山丘陵，地勢平緩，東北高西南低，土囊類型為粟鈣土，黑鈣土和草甸土。植物生長量少，有機質含量低。發源于河北省圍場縣北曼甸林場八道溝，河源地理位置為 東經117°24'，北緯42°31'，河口位置為東經116°37'，北緯42°13'，河長111 km，河流自河源向南流經老鴰店，成為內蒙古和河北省界河，河西為內蒙古，河東為河北省，轉向西南沿省區界在赤峰市克什克騰旗五間房進入錫林郭勒盟多倫縣，繼續向西南于內蒙古多倫縣大河口鄉大河口村左岸匯入灤河。大河口水文站位于內蒙古自治區多倫縣大河口鄉黃旗營房村，地理坐標為 東經116°42'北緯42°14'集水面積1086km²。大河口水文站測驗河段順直，上游50米有灣道，下游500米有公雞諾灌渠渠首，高水時有回水。兩岸為黏土，河底為砂，砂石組成，沖於變化不大，左岸較陡。水位流量關系為臨時關系曲線。

2 氣象

多倫縣地處中高緯度，屬中溫帶半干旱大陸性氣候，年平均氣溫2.0 °C極端最高氣溫35.4°C，極端最低氣溫-39.8°C，冬季受西伯利亞冷空氣影響，漫長而寒冷，春季氣溫升高，多大風天氣，夏季受東南季風影響，短促而炎熱，降水比較集中。秋季氣溫劇降，霜凍往往早來。總的特點是氣溫較低，溫差較大，溫度年際、年內變化較大。年平均風速4-5m/s，全年大風天數在（>8級）60-80天之間，3-5月屬興盛風期，約占大風日數的50%左右。

2.1 降水

多倫縣年降水量受溫帶半干旱大陸性季風氣候影響，冬冷夏熱，冬夏溫差大，春秋兩季多寒潮，晝夜溫差大，受“風大，干旱，寒冷”的氣候影響，年降水量在空間分布上有一定差異。多年平均降水量大致變化在 200～500mm之間，總的趨勢是丘陵山區大于平原，并且自西北向東南呈遞增的趨勢。根據多年資料分析，多年平均年內降水量變差系數 CV值大致變化在 0.30 ～ 0.75 之間。多倫縣受溫帶半干旱大陸性季風氣候的影響，降水量年際年內分配極不均勻，以大河口站為例，每年 夏汛6 ～9 月份集中了全年的大部分降水，降水量占年降水量的 65% ～ 90%，而冬春季僅占 10% ～35% .大河口站多年平均降水量（ 2006 ～ 2015 年資料統計）月分配%比情況見圖 1.

2.2 蒸發

水面蒸發觀測是水文要素觀測的組成部分，是探索水體的水面蒸發及蒸發能力在不同地區和時間上的變化規律。大河口站使用兩種儀器觀測蒸發，一種是夏季汛期 6 ～ 9 月份使用的 E601 型蒸發器。一種是全年使用觀測的20 cm口徑蒸發器。通過對多年觀測資料分析，蒸發年內變化與氣溫的高低變化關系密切，冬季11月到次年3月份氣溫低，蒸發量較小，占全年蒸發量的14%，4～10月份隨著氣溫的逐漸升高，蒸發量明顯增大，占全年蒸發量的86%。大河口站多年平均蒸發量（ 2006 ～ 2015 年，資料統計）月分配%比情況見圖 2

3 水文

據2006 ～2015 年大河口水文站共 10 年流量資料分析，年徑流量年內分配極不均勻，具有明顯隨降水變化而變化的特征。逐月平均徑流量的變化對降水的增減與氣溫的高低較敏感，以 4 月、5月和 10 月最為明顯，4 月份隨著氣溫的升高，低丘陵山區和平原的冰雪開始消融，河道徑流量明顯增大，形成春汛，占年徑流的 16%左右。氣候變化極易引起洪水災害，如溫度突然升高在短時間內開始大量融冰融雪，產生大量徑流進入河道形成大洪水，極易對下游地區造成災害。進入 5 月份由于低山丘陵，平原區的積雪已完全消融，而比較高的山地區域能夠造成冰川與積雪消融的水量有限，進入河道的徑流量明顯的減少。10 月份由于氣候變化與降水的作用，形成了河道徑流量的增多。5 ～10月份徑流以降水補給為主，徑流量較大，其占年徑流的62%左右。11月至次年 3 月份，由于氣溫較低， 河流封凍，土壤凍結，地面與河面覆蓋很厚的積雪，降水的主要表現形式為降雪，能夠消融或經流域調蓄到達測驗斷面的降水量有限，對河道徑流量的變化影響很小。冬季徑流量以地下水補給為主，徑流量較小比較穩定，占年徑流的 22% 左右。豐、枯水年年徑流量相差不是很大，年徑流量比為4：3，年內夏季徑流量隨年內降水的大小變化而變化。從徑流年內分配的各個月份看，各年際，年內徑流量主要集中在 4 -10 月份，見圖 3。

3.1 洪水

平、枯水年，春季急驟融冰化雪產生的徑流較多，依其遠近先后匯集于河道的出口斷面處，河水流量逐漸增加，水位開始上漲，產生年內比較高或最高水位和流量。主汛期無大的暴雨降水，降水形成的徑流量也不是很大，沒有大的洪水產生。豐水年，大洪水多發生在7 ～8 月份的主汛期，以大暴雨強降水產生洪水為主，有的年份洪水也出現在春汛。洪水峰型一般為單峰或連續多峰型。2006年至2015年10 年間， 具有代表性的2006年、2011年發生較大洪水。2006 年的洪水是降雨形成的，年內最大流量出現在夏季主汛期（ 2006. 7） ，2011年全年最高水位和最大流量出現在春季融冰化雪期，融冰融雪使水位升高和流量增大，最大流量發生在（2011.4）。

3.1.1 春汛

春汛一般產生在每年的 4 月份，由于天氣氣溫的升高，融冰化雪加之降雨形成明顯的春汛，春汛來水量比較集中，短時間內形成的徑流量很大，年內接近或高于夏汛最高洪峰流量，造成的危害性較大。如2011年吐力根河流域大河口水文站，4月份產生了全年最大洪峰流量。見圖4

3.1.2 夏汛

夏汛進入主汛期后，短歷時大強度的局部降雨或是連續大范圍降雨都會產生地面徑流，斷面水位上漲流量增大，產生夏汛洪水。大河口水文站洪水是以暴雨降水產生洪水為主，暴雨出現的時間與洪水出現的時間先后相呼應，洪水來源主要以流域內降水產生地面徑流來水為主，洪水過程大多為單式洪峰和連續多峰型，2006年大河口最大洪水發生在7月中旬至8月下旬， 7 月 17 日至 8 月 24 日吐力根河流域發生 3 次較為明顯大的降雨過程。由于降水強度大歷時長，使流域內土壤含水量達到飽和的時間短，產生地面徑流快，在大河口水文站測驗斷面河道內，短時間水量迅速增加水位迅猛上漲，產生年內最大洪峰流量，由于長時間連續的降雨，使產生的洪峰還沒有完全消退，又再次漲起。在此期間產生了大小連續三次洪峰，為連續多峰型。而2011年7月23日至8月11日洪水，流域內出現了大范圍大強度降雨，地面產生徑流先后匯集于河道使大河口水位迅速上漲，流量迅速增大，洪水形成后，后期無大的降雨，形成單一洪峰。見圖 4 大河口站2006年和2011年洪水過程線對比圖。

根據吐力根河流域大河口站 近10 年資料分析，年內最大流量出現在夏季的次數為6次， 春季為 4次，洪峰流量大于10m³/s～ 11m³/s發生過3次，洪峰流量在6m³/s～ 10m³/s之間的發生過6次，洪峰流量在4m³/s ～ 5m³/s發生過1次，形成洪水的主要過程與原因是：受氣候因素的影響，降雨量集中，降雨強度大，降雨歷時長并且過程連續，是造成發生洪水的主要原因。

3.2 冰情

大河口水文站每年一般于 10 月末至 11 月初進入穩定封凍期，4 月初，中旬開河，進入暢流期，封凍天數一般在 150 ～160 天左右。從 2006 ～ 2015 年資料來看，冰厚從開始的幾厘米逐漸增加到1月底達到最大厚度值在 0.80～ 1. 50 m之間。

4 結束語

根據大河口水文站近十年降水，蒸發，流量資料進行分析，年最大洪峰流量主要集中出現在夏季主汛期和春季的春汛期。降水、蒸發、徑流量都具有明顯的季節性變化。3 月末至 4 月初，氣溫升高冰雪開始融化，水位開始上漲，流量明顯增大，4 月中、下旬先后開河。6 ～9月份主汛期隨著氣溫的升高，天氣的劇烈變化，降雨增多，蒸發量加大，河道斷面流量也隨著增大，這段時間內最容易產生大洪水。大面積集中連續降雨是形成洪水的主要原因，如無大的持續性降雨，一般不會形成較大的流量。12 月份至次年 3 月份，冬季氣溫較低，不會形成大的融雪，融冰。冬季降水量的大小不會影響同期徑流量的變化。這是由于冬季降雪不能即時融化補給徑流，徑流量變化比較穩定，冬季徑流量占年徑流量比例很小。通過對大河口水文站多年實測資料的分析，有助于了解吐力根河大河口段的水文特征，更好地開展水文測驗、整編和預報工作。為合理開發利用吐力根河水資源以及搞好吐力根河流域水土保持環境治理建設等方面提供了基本水文依據。

（作者單位：內蒙古自治區錫盟水文勘測局）