西南岔河流域枯水径流特征分析

2012-10-24巩轶欧刘慧娟宋运凯

黑龙江水利科技 2012年3期

巩轶欧，刘慧娟，宋运凯

(1. 伊春水文局南岔水文站，黑龙江伊春153100;2. 齐齐哈尔水文局，黑龙江齐齐哈尔161005;3. 伊春水文局，黑龙江伊春153000)

枯水径流一般指无雨或少雨期的河川径流，也称低水;主要由流域降水、地下水和融冰、融雪提供补给。西南岔河流域枯水期流量较小，历时较长，对灌溉、发电、航运、工业和城市供水等都有较大影响。枯水与洪水都是水文学的重要组成部分，同属极值水文学范畴。随着社会经济的快速发展，流域水资源供给也日益紧缺，供需矛盾逐步加剧，枯水研究也越来越受到重视。

1 流域概况介绍

西南岔河发源于黑龙江省伊春市带岭区锅盔山、积雨山、太平岭、小城墙砬子等山东麓的1 149 m高地。流经带岭、南岔两个县级行政区，于南岔区东部汇入汤旺河。流域南与巴兰河接壤，西与呼兰河上游流域毗连，北与伊春河流域搭界。流域面积2 735 km2，属典型山溪性河流。西南岔河河长121 km，总落差410 m。流域呈西南东北走向，地势西高东低，地貌属小兴安岭山地，多丘陵和高山。西南岔河流域共有带岭、南岔2个基本水文站，资料系列都在40 a以上。带岭站为西南岔河上游左岸一级支流永翠河出口控制站，属国家二类精度站，集水面积为677 km2，断面以上河长61 km，至河口的距离为5.7 km。南岔站位于黑龙江省伊春市南岔区，是西南岔河出口控制站，属国家二类精度站，集水面积为2 582 km2，断面以上河长106 km，至河口距离为15 km。

2 流域径流的补给来源和区域分布

西南岔河流域为多雨地区，降水量属全省高值区，多年平均年降水量为614.6 mm，年内降水主要集中在6—9月，占全年降水量74.6%。降水是流域径流的主要补给来源，河流来水量随雨量的变化而变化，流量过程与雨量过程基本相应，主要集中在6 ～9月，流域其余时间径流主要由地下水和春季融冰、融雪径流补给。西南岔河由源头至河口属于山溪性径流区，上游山区为径流形成区，这里地势较高，降水较多，气温低，蒸发弱，积雪期较长，有利于枯季径流形成，流域径流模数较高。流域内植被分布和降水条件差别较小，所以全流域上下游产水量在空间的分布比较均匀，上游段带岭站多年平均径流模数为8.12 ×10－3( m3/s·km2) ，下游南岔站为8.54 ×10－3( m3/s·km2) 。

3 流域枯季径流特征分析

3.1 枯季径流年内变化特征

我省河流一般每年10月—翌年5月进入枯水期。径流的年内分配因受补给条件的影响四季分明，年内变化差异较大，一般规律是: 冬季由于河流封冻，径流靠地下水补给，最小流量均出现在1—3月，这期间属第一阶段枯水期。4月以后气温逐渐升高，流域积雪融化和河网储冰解冻形成春汛，流量相对增大，一般将4—5月划为第二阶段枯水期。夏秋两季(6—9月) 是流域降水较多而且集中的时期，也是河流发生洪水的时期，这期间属河流丰水期。10—12月由于受降水减少和封冻的影响，河流来水量逐渐减少，属第三阶段枯水期，流域径流年内变化及其枯水期分布情况见表1。

表1 流域枯季径流年内变化和各月分配统计表

3.2 枯季径流年际变化特征

3.2.1 枯水期流量频率分析

采用1956—2008年连续实测资料，选取流域代表站南岔站历年枯水期各月平均流量系列进行频率计算。资料系列较长，且包括不同量级枯水，具有较好的代表性。采用P－Ⅲ型理论频率曲线适线，取Cs = 2.5Cv，经适线调整后最终确定统计参数及设计值，结果见表2。

表2 西南岔河流域设计枯水流量成果表

3.2.2 流域枯水期流量年际变化分析

流域代表站( 南岔水文站) 径流最枯季节在每年的2月份，月流量多年同期均值为0.365 m3/s，约占年总量的0.12%。河流在1—3月份有时出现断流现象，断流持续时间约30 d，年内出现断流的概率为20%。每年的4—5月为我省的泡田期也是各行业取用水量的上升期，对流域水资源量的需求相对较大。流域4月和5月历年最小月平均流量分别为7.8 m3/s和8.56 m3/s，历年最大月平均流量分别为39.9 m3/s和87.4 m3/s，多年月平均流量分别为17.3 m3/s和28.4 m3/s。由图1 ～图3 可见，流域不同枯水期流量的年际变化丰枯转换虽比较频繁，但由各过程线的趋势线方程斜率可见，各阶段枯水期流量整体呈略微下降演变趋势。差积曲线能够反映径流的详细丰、枯变化情况，差积曲线的形状不同，反映了径流的变化趋势亦不同。可以根据流域历年各枯水期平均流量数据，利用其多年模比系数差积曲线来分析其演变规律。由图4 可见，流域1—3月平均流量在1964年出现最高点，1987年出现最低点，这期间曲线为整体偏枯走势。1987年至今曲线为整体上升趋势，呈相对多水期走势。流域4—5月平均流量在1961年出现最高点，1994年出现最低点，这期间曲线呈整体偏枯走势，1994年至今曲线整体呈水平变化趋势，属稳定偏枯平水期。流域10—12月平均流量在1980年出现最低点，1956 至1980年曲线整体呈偏枯少水期走势，1980 至1998年曲线整体呈偏丰多水期走势，1998年至今曲线整体呈偏枯少水期走势。

4 结语

西南岔河流域径流年内分配主要集中在6—9月，枯水期径流所占比例较小。流域枯水期径流呈现明显的丰、枯变化特征，而且河流易出现断流现象，上述径流特征对流域水资源统筹规划利用会产生不利影响。近年来流域枯水期径流整体呈现略偏枯趋势，枯水期径流变化周期较短，说明其枯季径流值相对不稳。河流枯水期历时较长，径流占年内分配比例很小，应采取必要的工程调蓄措施来合理调度流域水资源。对河流径流变化规律进行分析，对于区域经济持续协调发展是一项重要的研究工作，因此掌握和了解流域枯季地表径流的变化规律对流域水资源的合理开发利用能起到重要作用。