石马河流域水文特性分析

2011-10-18秦礼晶

大众科技 2011年5期

关键词：马河观澜东莞

秦礼晶

（广东省水文局东莞水文测报中心，广东东莞 523000）

石马河流域水文特性分析

秦礼晶

（广东省水文局东莞水文测报中心，广东东莞 523000）

文章根据多年观测资料，对石马河流域降水、蒸发、径流、暴雨洪水等重要项目的水文特性进行了分析，并以石马河流域为例，给出了东莞地区水文特性研究的一般方法和步骤。

石马河；水文特性；降水；径流；洪水

（一）自然概况

石马河是东江的一级支流，发源于深圳宝安大脑壳山，流经深圳观澜镇、东莞市凤岗、塘厦、樟木头、清溪、谢岗、常平、桥头镇，至桥头镇桥头新开河口入东江，河流全长73.5km，河宽平均80m，河床平均坡降为0.61‰，水浅滩多，流速急湍，总落差70m，集雨面积1249km2。流域内建有虾公岩、契爷石水、茅輋水库、勒竹排水库等，大多数水库是流域内社会经济发展和居民生活用水的主要水资源。

1.地形地貌

石马河主流源头高山连绵，高程约300m以上，多数山岭草木不生，水土流失较严重。中游为丘陵山区，两岸山岭高度在150m以下，一般为40～50m，岩石风化较深，厚度5～20m，一般植被较好，唯观澜水、清溪水、契爷石水等花岗岩分布地区，球状风化严重，山坡上往往有直径 0.5～3m大孤石，在植被不甚好的地带，常有坍塌，冲沟等物理地质现象，是固体流经的主要来源；下游属东江平原区，其中分布着零星残丘，多为低洼之农田和湖地，受东江洪水倒灌威胁甚大，支流雁田河上游源头山岭低矮破碎，与沙湾河的分水岭为深圳市的白泥坑，高程仅为49m，水土流失也很严重。此外，沿河两岸有连续不断的一级阶地，一般高于河水面5～10m，阶地宽50～150m，最宽达300m，在一级阶地与山坡之间多分布有高 15～20m的残丘。河床中多有漫滩分布，其组成物质为砂，砂石等，为良好的建材产地。

2.水系特征

石马河流域内河系发育不匀称，主要支流都在右岸汇入，主要支流有雁田水、契爷石水、清溪水、官仓水，石马河干流在支流雁田水汇入口以上称观澜水。石马河流域水系统计见表1。

表1 石马河流域主要水系统计表

3.气侯

石马河流域属亚热带季风气候区，夏季长，日照充足，雨量充沛，温差变幅小，季风明显。根据东莞气象台统计，多年平均气温23.1℃，年际波动幅度很小，仅0.5℃。年内温差较大，其中1999年温差最大，达34.7℃；1995年相对较小，为29.5℃。年均最高气温36.8℃，其中2004年相对最高，达38.0℃，年际最高气温变化仅1.9℃；年均最低气温4.9℃，其中1999年相对最低，仅3.1℃，年际最低气温变化3.6℃。多年平均湿度87.5%。年平均日照时数为1979.1小时，年际变幅高达45.6%。其中日照时数最多为2003年，达2268.7h，最少是1997年，仅有1558.1h。一年中2～3月份日照最少，7月份日照最多，年内日照时数亦分布不均。流域常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。

（二）水文特性

1.降水、蒸发

（总第141期） DA ZHONG KE JI (Cumulatively No.141)

石马河流域地处亚热带，高温多雨，具有雨量充沛、湿度大、夏季长、热量丰富的特点。降雨以南北冷暖气团交绥的锋面雨为主，多发生在4月～6月，其次是台风雨，多发生在7月～9月。降水年内分配不均，冬春干旱，夏秋洪涝，4月～9月降水量占全年总降水量80%以上，降水面上分布一般是西南多，东北少。以东莞气象站为代表站分析，流域多年平均降水量1784.0mm，最大年降水量2681.3mm（2008年），最小年降水量972.1mm（1963年），24小时最大雨量367.8mm（1981年7月1日）。流域日照时间长，蒸发量大，多年平均蒸发量1602mm。东莞气象站降雨量年内分配见表2。

表2 东莞气象站多年平均降雨量年内分配表

2.径流

石马河流域径流主要依靠降雨补给。由于无实测径流资料，径流分析计算采用《广东省水文图集》查流域多年平均径流深和年径流变差系数，并考虑东深供水工程改造工程水文分析成果，石马河流域径流均值采用956mm，径流变差系数Cv=0.35，石马河域集雨面积1249km2，初步计算得设计年径流见表3。

表3 石马河流域设计年径流（单位：万m3）

石马河为雨源型河流，其天然径流量变化与降雨密切相关，径流年内分配与降雨量年内分配相对应。按p=50%计算多年平均年径流分配。根据广东省水资源规划的成果，选取P=50%的典型年份为 1980年。珠江三角洲的基流一般约占年径流的10%，将p=50%年径流的10%作为基流平摊至每月，其余按降雨过程进行分配。石马河流域平水年（P=50%）径流年分配成果见表4。

表4 石马河流域平水年（P=50%）径流年分配

3.暴雨洪水

石马河流域暴雨成因有锋面、低压槽、低压、低涡、低空急流及热带风暴（台风）等，具有次数多、强度大、持续时间长、笼罩范围大的特点。

每年绝大部分雨量集中在 4～10月份，占全年降雨量的89%，由于雨量时空分配极不均匀，易引起洪涝灾害。流域洪水由暴雨形成，发生季节与暴雨基本一致，4～6月以锋面雨为主，形成的洪水峰高量大，涨水相对较慢；7～10月以台风雨为主，台风雨形成的洪水峰型尖瘦，涨落变率大。

（1）设计暴雨

因石马河流域雨量站实测短历时暴雨量资料短缺，暴雨参数采用《广东省暴雨参数等值线图》成果。根据石马河各主要支流汇入点，将石马河分成五段来计算：第一段为观澜水口以上，即观澜水；第二段为契爷石水汇入口以上；第三段为清溪水汇入口以上；第四段为官仓水汇入口以上；第五段为橡胶坝以上。根据石马河干流各分段所在位置以上流域的中心点，由《广东省暴雨参数等值线图》，查得各种历时点暴雨统计参数Ht平均、Cv，采用Cs=3.5Cv，推求各种历时不同频率的设计暴雨。

（2）设计洪水

根据石马河流域各分段特征值及各历时设计暴雨，采用广东省综合单位线法和推理公式法分别计算的洪峰流量成果。