黃陵縣水文水資源特性分析評價

祁 琦

（陜西省水文水資源勘測中心,陜西 西安 710068）

1 縣域概況

黃陵縣地處黃河中游黃土高原南緣,陜西省中部、延安市西南角,素稱“陜北南大門”。全縣土地面積2292 km2,人口12.7 萬人,年生產總值GDP 達169 億元,煤炭資源豐富,人文旅游資源得天獨厚,耕地多、質地好,利于綜合發展農林牧業,農作物種植種類較多,盛產蘋果。

黃陵承啟黃土高塬和關中盆地,地勢西北高,東南低,略傾斜,屬鄂爾多斯臺地,為黃土高原溝壑區,分西部梁峁、川道河谷、東部塬面三個地貌單元,地表廣泛覆蓋黃土層,平均海拔1200 m,東西高差1022 m,森林植被有天然林、天然草場和人工林,總面積246.8 萬畝。

境內四季分明,冬春干寒少雪,夏秋溫熱多雨。多年平均氣溫10.4℃,年日照時數平均2313 小時,日照充足,無霜期184 天。盛行西風或西北風,平均風速3.3 m/s。

縣境內河流皆屬渭河一級支流北洛河水系,5 條主要河流中北洛河、葫蘆河為過境河流,葫蘆河、沮河、連達溝、慈烏河是北洛河右岸主要的一級支流。沮河自西向東穿越黃陵縣腹地,是黃陵縣政治、經濟、文化中心的聚集帶,全縣80%的國土面積、76%的人口、96%以上的經濟總量和85%的自產水資源分布在沮河流域。

2 降水量

2.1 年降水資源量

將全縣劃分為“沮河雙龍區”“沮河店頭區”“沮河縣城區”“淤泥河區”“葫蘆河區”“慈烏河區”六個水資源綜合利用五級分區分析評價。

選用縣境內9 個、周邊 11 個,共計20 個雨量觀測站1956年～2020年65年系列年月資料,用泰森多邊形法,計算各水資源利用分區及全縣的逐年降水深、降水總量,見表1。

表1 黃陵縣水資源綜合利用分區年降水量成果表（1956年～2020年）

2.2 降水量時空分布特點

（1）降水量的地區分布

從繪制的1956年～2020年黃陵縣多年平均年降水量等值線圖,可以看出：黃陵縣年降水量總的趨勢是南部大于北部,西部大于東北,山丘區大于川道、臺塬區?？h境內有一個降水低值區和一個高值區,低值區分別在沮河上游川道上畛子、兔落尾至倉村、隆坊源區一帶,以隆坊塬區最小,降水量小于550 mm；高值區分布在沮河上游河源區、柳芽川上游、燕尾河上游、建莊川中上游一帶,降水量大于600 mm,以建莊川上游為最大,降水量大于650 mm 以上。沮河中游、葫蘆河、淤泥河上游、慈烏河降水量在550 mm～600 mm 之間。

（2）降水量的年內分配

選取上畛子、隆坊、黃陵三個資料系列長、觀測質量好的區域代表雨量站,進行多年平均年內季節分配分析。

黃陵縣域降水量年內分配極不均勻,降水量一般集中在7 月、8 月、9 月,占年降水量的55%以上；連續最大四個月降水量發生在汛期6 月～9 月,占年降水量的66%以上；最大月降水量發生在7 月,占年降水量的21%左右；最小月降水量發生在12 月,占年降水量的0.6%～0.8%；最大月是最小月的26.0～38.9 倍。

（3）降水量的年際變化

黃陵縣年降水量變差系數Cv的地區差異較小,其變化范圍在0.20～0.26 之間,最大的隆坊站為0.26,最小的上畛子站為0.20。沮河中上游山丘區在0.2～0.23 之間,建莊川上游及沮河下游、在0.24～0.25 之間,淤泥河、葫蘆河區為0.26。

選用雨量站的極值比Km在2.5～4.5 之間,最大的建莊鎮站為4.5,最小的上畛子站為2.5。說明黃陵縣降水量的年際變化較大。

2.3 降水量變化趨勢

（1）分年代降水量變化情況

對黃陵縣選用代表站分年代多年平均降水量進行統計,并與1956年～2020年多年平均降水量對比表明：20 世紀90年代、70年代降水量普遍偏少,以90年代偏少幅度最大；20 世紀50年代、80年代及21 世紀10年代降水量代表站偏大和偏小差異較大, 既有偏大又有偏小, 變化幅度稍大；20 世紀60年代及21 世紀20年代年降水量普遍偏大,以21世紀20年代偏多最大,20 世紀60年代次之。區域間各年代降水量變化幅度相對較小。黃陵縣代表站分年代降水量變化分析見圖1?？傮w來說21 世紀20年代年降水量最豐、20 世紀60年代次之；20 世紀80年代和21 世紀10年代基本處于平水期,20 世紀90年代降水量最枯、20 世紀70年代次之。

圖1 選用站各年代降水量變化過程圖

（2）降水量變化趨勢

點繪黃陵、上畛子、隆坊三個雨量代表站1956年～2020年65年降水量過程線可以看出：在分析的65年系列中三處雨量站年降水量大多數年各站豐枯基本對應；處于快速的豐平枯交替變化狀態均較快,連豐、連枯水年一般以2年出現最多,3年次之,基本無連續4年以上的豐水、平水和枯水期,表明區域年降水量的連豐、連枯期出現周期較短,豐枯在地域上表現基本一致。見圖2,分析各站年降水量過程變化趨勢線可見,三站基本處于豐、平、枯交替波動出現的狀態,無明顯增大或減少的變化趨勢。

圖2 代表站降水量過程及變化趨勢線圖

3 地表水資源

3.1 年地表水資源量

選取縣域內及鄰近區域黃陵、張村驛、交口河3 處國家基本站水文站作為黃陵縣境內地表水資源量及地表水時空分布特征的分析基礎依據。在收集各站基本情況和歷年月年徑流資料、水庫及灌區資料、工農業用水等資料基礎上,對相關站年年徑流量進行了插補延長,并逐站逐年還原和進行系列一致性檢查。

利用1956年～2020年黃陵站長系列徑流資料,并結合區域降水特征和自然地理條件,分析計算黃陵縣多年平均年天然地表水資源量1.1 億m3,折合徑流深49.5 mm。其主要產水量為沮河雙龍區,占黃陵縣多年平均自產年天然地表水資源量的46.1%,見表2。

表2 黃陵縣水資源分區不同頻率年天然徑流量表(1956年～2020年)

3.2 地表徑流時空分布特點

（1）年徑流量的地區分布

受降水、地形、下墊面等因素的影響,黃陵縣年徑區分布不均,南北差異較大。繪制1956年～2020年多年平均徑流深等值線圖表明：境內年徑流深呈現由西南向東北、山區向平原逐漸遞減的趨勢。最低區為隆坊、倉村塬區至上畛子河川地帶,徑流深約40 mm～45 mm；最高區在建莊川上游山區,徑流深在75 mm 以上；沮河上游山區、建莊川中游、沮河下游縣城以南部分地區徑流深在50 mm 以上。

（2）年徑流量的年內分配

徑流的年內分配主要受降水年內分配的影響。黃陵縣年徑流量年內分配的總體特點是：年內分配不均,年徑流量的55.6%集中在連續最大四個月7 月～10 月,最大月徑流量出現在9 月份,占年徑流量16.1%；最小出現在2 月份,占年徑流量3.9%,最大月是最小月的4.1 倍；汛期6 月～9 月徑流量占年徑流量的47.8%,春夏秋冬徑流量分別占全年徑流量的18.1%、31.7%、30.0%、12.8%,見圖3。

圖3 黃陵站多年平均徑流量年內分配柱狀圖

（3）徑流的年際變化

地表徑流的年際變化主要受降水的影響,與降水年際變化較相似,但同時還受下墊面等因素的影響,徑流年際變化一般比降水量更為劇烈,地區間差異也更大,見表3。

表3 黃陵水文站徑流量年際變化統計表 單位：萬m3

3.3 地表徑流變化趨勢

統計沮河黃陵水文站1956年2020年各年代均值及距平值,見表4。在黃陵站65年系列中,20 世紀50年末、70年代、90年代年徑流量比多年均值偏少,20 世紀90年代偏少最大,比多年均值偏枯25.4%,依次為70年代、上世紀50年末；本世紀10年代基本與多年均值持平,20 世紀60年代、80年代、21 世紀20年代比多年均值偏多,80年代偏多最大,比多年均值偏豐17.8%。

表4 沮河黃陵水文站1956年～2020年各年代均值及距平統計表

從變化的時段看,20 世紀80年代以前的35年,處于枯、豐、枯、豐交替狀態,從90年代開始的后30年,呈現處枯、平、豐狀態。

4 地下水及水資源總量

4.1 地下水資源量

黃陵縣屬陜北黃土高塬半干旱水文地質區,地下水多為松散巖類孔隙地下水和基巖（碎屑巖類）孔隙裂隙地下水。區內塬面比較平坦,溝谷切割較弱,由于塬面集水面積大,儲水條件相對較好,地下潛水位埋深一般在45 m～80 m,水位埋深較深的大于百米,一般含水層厚30 m～75 m,單井涌水量可達0.01 m3/s～0.1 m3/s,局部可達0.1 m3/s～0.5 m3/s。

境內沮河川道河谷稍富淤積層潛水和基巖承壓水。基巖承壓水以白堊系志丹群第二階段,侏羅系延安組第一階段最優。井深20 m～100 m,單井涌水量380 m3/d～600 m3/d。