青海省乐都地区水文特性

2012-10-10古嫩凯

中国新技术新产品 2012年18期

古嫩凯

（青海省水文水资源勘测局乐都水文站，青海 810700）

1 流域概况

1.1 自然地理及河流水系

乐都水文站是湟水下游干流控制站，也是国家重要水文站。地处青海省乐都县岗沟镇下教场村，地理位置位于102°25′，北纬36°29′，集水面积 13025km2，距河口 128km，所用基面为冻结基面，干流相关站上游有西宁水文站，下游有民和水文站。测站断面下游主要支流南岸有岗子沟、双塔沟、虎狼沟，北岸有引胜沟、直沟等。

1.2 测验河段

乐都水文站基本测验河段长度100m，河床由沙卵石组成，洪水期有冲淤变化，两岸均有4～5m的防洪堤。主流靠左岸，基本断面以下河段较顺直，水流方向与断面垂直。

洪水主要发生在夏、秋两季，来源由地面径流和暴雨而引起，暴雨、山洪引起水位、流量暴涨暴落，水位～流量关系比较稳定。沙量来源主要是河床冲刷，山洪暴发而引起，沙量较大。

2 资料选用

乐都水文站始建于1988年，前身为大峡水文站，建于1957年，两断面相距约20km。两断面区间入流北岸有水磨沟、迭儿沟和寺沟，南岸有高店沟、马吓拉沟和峰堆沟，本次的特征值分析为了资料的系列长度的考虑，将两断面的资料先合并采用，即从1957～2004年的各项特征值一并作为乐都水文站资料来分析，再分别作为两站进行比较分析。

3 降水量的多年变化

3.1 年降水量的变化趋势

年降水量的变化，表现在本站近年有逐渐偏枯的趋势，进行P-Ⅲ型频率适线优选，计算得出 Cv=0.22，Cs/Cv=2.0。

从实测资料分析可知，20世纪50年代至今（2004年），大致可以归纳以下两点：①年降水量经历了偏丰-偏枯的变化过程，本站50～60年代和90年代的年降水量（分别为339.1mm和336.2mm）与多年平均降水量较接近。②从50年代到80年代，年降水量处于偏丰状态，90年代至今为偏枯。由图2的降水量趋势线，可以看到，总的趋势，降水量是逐年微量递增的，近年没有太大的降水量，也没有太小的降水量。即：自建站以来，除原大峡站断面1966年的年降水量为155.2mm之外，其余年份的年降水量都在200mm到400mm之间变化。趋势图如图1所示。

3.2 年降水量最大值与最小值的统计

多年平均降水量为333.4mm，最大年降水量532.6mm，出现在1961年；最小年降水量155.2mm，出现在1966年；最大日降水量，30.5mm，出现在1994年。

采用长系列降水资料，进行年降水量最大值与最小值的统计，本站降水量年际变化较大，丰、枯悬殊。其最大年降水量比最小年降水量多377.4mm（△），最大年降水量为最小年降水量的3.43倍（Km）；最大年降水量为多年平均降水量的1.6倍（K丰）；最小年降水量为多年平均降水量的0.46倍（K枯）。选用的年降水量最大值、最小值见统计表1。

4 蒸发

水面蒸发是水循环过程中的一个重要环节，是水文学研究中的一个重要课题，因此，对水面蒸发折算系数进行分析计算就显得十分重要。青海省水文水资源勘测局在2004年编写了《青海省水资源评价报告》，本次的分析中参考并采用了其中的年蒸发折算系数0.66。

4.1 历年蒸发量的统计

对本站1957～2004年的蒸发资料折算为E601型蒸发器蒸发量并统计。见表2。发现原大峡站比乐都站年蒸发量要大的多。大峡站的多年平均蒸发量为1239.0mm（1957～1987年），乐都站多年平均蒸发量为887.8mm（1988～2004年）。

4.2 蒸发量的年际变化

将乐都站的蒸发量资料绘出趋势线图如下图2:

由图2不难看出，蒸发量总的趋势是减小的，另外，从原大峡站迁至现乐都站开始（即1988年）起，蒸发量便急剧减少，多年平均蒸发量减少351.2mm，并且，在五、六十年代，尤其是在六十年代，大峡站的蒸发量有大的波动，有连续大幅度上升的变化。由此，将两断面的蒸发量分别进行分析得：大峡站的蒸发量是逐渐减小的，而乐都站的蒸发量却是逐年增加。

4.3 干旱指数

在气候学上一般以各地年蒸发能力（年可能蒸发量）和年降水量之比作为区别各地气候干湿程度的指标，这一比值称之为干旱指数r。相应的，多年平均干旱指数由选用站的E601型多年平均蒸发量除以多年平均降水量而得，当r大于1，说明蒸发能力大于降水量，气候偏于干旱，反之，当r小于1，说明降水量超过蒸发能力，气候偏湿润。由以上所述，得出乐都地区的干旱指数r为3.11，属于半干旱气候。

5 流量

流量是反映水资源和江河、湖库等水体水量变化的基本资料，也是河流最重要的水文特征值。在进行流域水利规划，各种水利工程的设计、施工、管理、运用，防汛抗旱、水质监测及水源保护等方面，都需要流量资料。本次对乐都水文站（含大峡站）的长系列流量特征值进行统计和分析，有利于流量资料系列的合理选用。

5.1 历年最大洪峰流量统计

将乐都站（含大峡站）的历年平均流量、年最大洪峰流量及年径流量等各项流量特征值进行参数确定。水文频率计算中需要的是频率曲线，它服从英国生物统计学家K·皮尔逊研究的P-Ⅲ型分布曲线，其密度函数：

对于1957～2004年同步期变差系数Cv值的分析，同时计算出Cs/Cv。先应用距法估算其值，然后进行P-Ⅲ型频率适线优选，计算得出Cv=0.51，Cs/Cv=2.5。系统分析本站1957～2004年的实测最大洪峰流量，发现最大实测洪峰流量为908m/s2，在本次频率计算中该实测洪峰流量为50年一遇洪水。

本站多年平均径流量13.02亿m3，多年平均流量41.2m3/s，最大年径流量出现在1989年，径流量26.97亿m3。

5.2 年径流量的多年变化趋势

径流的年际变化通常用变差系数Cv值来表示，Cv值越大，其年际变幅越大。河川径流的变化主要取决于年降水量的多年变化，还受到径流的补给类型及流域内地貌、地质等条件的影响。Cv值在地区分布上表现为湿润地区小，干旱地区大。乐都水文站多年平均径流量13.02亿m3，年径流 Cv值0.32，属年径流变化较大地区。

乐都水文站自建站至今，年径流的变化总的趋势是减少的，丰、枯变化比较明显，基本交替出现。在不同的年代，年径流的变化是不同的。在50年代和60年代，年径流的变化波动较大，丰、枯变化随着年份的交替变化很明显；70年代和80年代变化平稳，比较靠近多年平均值，丰、枯变化也平稳过渡。80年代到90年代中期，随着89年大洪水的带动，出现大的波动。从90年代至今又趋于丰、枯平稳变化。