西宁站水文特性分析及建议

岳海文 陈学专

【摘要】西宁水文站为国家重要水文站，中央报汛站，流量测验精度为一类站，泥沙测验精度为二类站。本文着重分析了降水情况、水位资料、流量资料、洪水及泥沙等相关资料。最后文章根据西宁站水文特性分析提出了应加强相关研究。

【关键词】西宁水文站 降水情况 水位资料 流量资料 洪水 泥沙

西宁水文站地处青海省西宁市长江路1号，建于1951年9月4日，地理位置为东经101°47′，北纬36°38′。站房海拔2225米，集水面积9022千米2，至河口距离（入黄河）199.8千米。西宁水文站为国家重要水文站，中央报汛站，流量测验精度为一类站，泥沙测验精度为二类站。测验项目包括：水位、降水、流量等水文参数，同时承担朝阳渠站的水位、流量测验及南川河口（二）站的流量、含沙量测验。

1降水量分析

西宁站多年的平均降水量为355.0毫米。年降水日数75～124日，一日最大降水量67.5毫米，发生于1971年7月15日。最大年降水量519.9毫米，发生于1961年；最小年降水量205.53毫米，发生于1966年。

从西宁水文站多年平均月降水量统计数据来看，该站存在年降水量分配不均的现象，其中夏、秋两个季节降水量丰富，占全年降水量的85%以上。

2流量资料分析

2.1流量资料的可靠性、一致性、代表性分析

本站流量测验、整编均符合《河流流量测验规范》的标准及要求，资料具有较高的可靠性。由于受人类活动的影响，如：水利工程建设、水土保持工程的实施、坡改梯工程实施、集雨利用工程实施、种植结构的改变等，对流域的下垫面进行了人为的改变，造成流域的陆面蒸发量发生变化，产水量相应受到影响。这样用于计算的天然年径流量系列一致性也将相应受到影响。因此有必要分析降水径流关系在上世纪九十年代以前与九十年代以后的差异性。

2.2径流年内变化

河水补给类型是影响径流年内分配的主要影响因素。由于西宁水文站的补给水源主要以雨水为主，因而其径流量与降水量年内分配值基本一致。由于流域内降水条件相对较好，地表水主要由自然降水补给，水资源主要受当地自然降水控制，且地形复杂，地表水年际变化和季节性变化较大。径流年内分配与降水基本相同，径流的季节变化主要取决于降水的季节变化，以及冰雪融水的补给。冰期径流主要依靠地下水补给，这段时期的径流相对较稳定。上游有朝阳电站引水，九十年代末黑泉水库建成蓄水，径流年内分配存在一个滞后性和重新分配的问题，将对本站今后径流的年内分配造成影响。

3洪水

湟水属山溪性河流，河道比降大，主要由融雪、降水产生洪水。洪水暴涨暴落，起涨特别快，落水过程稍慢，洪峰历时短，洪水漂浮物较多。洪峰过程与暴雨中心沿上下游的移动位置、降雨强度、降雨量的多少有关。

3.1影响因素

暴雨是影响洪峰的最为主要的因素，其他包括流域汇流特性及流域大小等因素也对洪峰产生着或大或小的影响。暴雨是导致夏秋大洪水形成的主因，这一时期暴雨的特征是空间分布不均匀，雨区面积小，强度较大。结合西宁水文站进行分析，由于本站大通河上五庄一带、大坂山西端南坡的衙门庄、北川河源头及湟中县的上新庄等地均是上游地区降水量较大的地段。暴雨中心主要是流域西北部的北川河宝库河。西宁站集水面积9022千米2，断面上游河流两侧沟壑发育，支流较多，呈树枝状汇入。由于各支流大多较短，坡陡沟深，高差起伏大，植被较差，造成产流快，汇流迅速，洪水陡涨陡落。如果全流域发生较大的降雨过程，降雨强度大，则各支流洪水汇合一起的可能性较大。从资料分析可以看出，湟水干流的洪峰流量一般沿程增大，每当西宁站发生大洪水时，北川河几乎都有洪水发生。

3.2流量与总量的关系分析

分析本站洪峰流量与相应次洪水总量的关系点可以看出，虽然点据比较散乱，但矮胖峰形的点据和尖瘦峰形的点据分别呈带状，其中矮胖峰形的点据远多于尖瘦峰形的点据。矮胖峰形和尖瘦峰形的洪峰流量与洪水总量以不同系数成正比分布，矮胖峰形的系数比尖瘦峰形的系数大。

4泥沙资料分析

泥沙主要由上游降雨侵蚀坡面、冲刷河床产生，沙量在本站断面分布基本均匀，近右岸处受南川河影响稍偏大。

含沙量和输沙量年际变化：西宁站多年平均含沙量2.85千克/米3，变差系数Cv=0.65，年际变化较大；历年最大含沙量919千克/米3，发生时间1978年7月1日；历年最大含沙量多发生在汛期。历年最小含沙量为0，发生在非汛期。

5水文特性分析

通过上述分析得出本站各项水文特性分别为：

多年平均降水量355.0毫米，降水量年内分配不均，连续最大4个月降水出现在6～9月，降水量占全年降水量的70%以上；1～2月、11～12月降水最小，仅占全年降水量的1.5%左右，年内降水量最多的月份一般出现在7、8月，月降水量各占全年的43.2%，1月、12月降水量最少仅占全年降水量的0.25%和0.24%。年降水变差系数Cv值为0.24，年降水量极值比为2.53。

现在断面的水位级划分：Z≥2207.92米为高水期；2207.92米＞Z≥2207.13米为中水期；2207.13米＞Z＞2206.88米为低水期；Z≤2206.88米为枯水期。

径流具有年内分配不均匀的特性，7～10月这个四个月是其月径流量的集中期，占全年径流量的50%以上，而其中的8月份为年径流量的高潮期，这个月的径流量约占全年径流量的17%左右，2月份则为年径流量的低潮期，这个月的径流量仅占全年径流量的3%左右。年径流量变差系数Cv=0.42，历年年径流量极值比为5.06，丰水模比系数千丰=2.15、枯水模比系数千枯=0.42。

洪水主要发生在春、夏、秋三季，洪水由融雪、降水产生，洪水暴涨暴落，起涨特别快，落水过程稍慢，洪峰历时短。

多年平均含沙量2.85千克/米3，变差系数Cv=0.65，年际变化较大；多年平均含沙量的年内分配7月份所占比例最大，占全年含沙量的28.7%；3、4、5、6、8、9月份占全年含沙量的5.78%～19.2%；1、2、10、11、12月份占全年含沙量的0.46%～1.31%。

多年平均输沙量280×104吨。变差系数Cv=0.9，年际变化较大；多年平均输沙量年内分配8月份最大，占全年输沙量的33.1%；其次6月、7月份分别占全年输沙量的10.1%、28.4%；4、5、9月份分别占全年输沙量的5.95～9.31%；1、2、3、10、11、12月份分别占全年输沙量的0.13-1.92%。

6建议与措施

在今后针对西宁站水文特性多采取措施的过程中，应该把重点放在水资源、水文、水环境等领域的应用研究上。具体来讲，这些措施和建议涵盖了以下内容：首先是加强对干旱及半干早地区所有的水资源应用的理论研究，构建如何管理水资源的软件系统和硬件建设；强化对水资源的时空分布研究，跟踪污染物的源头、趋向及漂移方向，控制水环境污染，对水源净化的方式、途径以及措施要加以改变，要变换水质演变的予报手段；预测和分析暴雨径流机制以及可能最大暴雨径流和设计洪水的相关途径，预测和分析年径流所造成的地理生态组合以及各自的代表性。

监测水量、水质与地理、气候，生态、地质之间的关系；因土壤侵蚀所造成的产沙、输沙过程以估算、采样及评价手段；对站网进行宏观和微观设计，确定站点的工作时限问题，水文测验的方法和措施以及农业用水情形；在分析和计算水文方面，应该做到从经验型转化为半经验半理论型或者理论型，大幅度提升分析计算水文的质量和水平；应用计算机技术构建水文、水环境和水资源的相关数据库，下大力气普及电脑技术在本行业的应用；加大应用卫星在通讯以及遥感方面的技术和水平，整理和统计水文、水资源以及水环境的相关资料；加强水文技术和水文管理中的统计学和系统工程应用研究。

为了确保西宁地区经济社会的可持续发展，首先要做的就是保持合理地开发利用水资源，注意加强环境保护，不再大规模地破坏植被，防止水土流失。再就是通过非工程措施来强化对水资源的管理和合理运用。不仅要计划用水，节约用水，采矿业还要注意当地的环境保护工作。在大规模恢复植被的同时，要切实做好工程引水和蓄水工程建设，以蓄为主要手段、做好调水和蓄水。要做到专家论证和研究与经济社会发展相适应，为了解决西宁地区在今后经济社会发展中的供需水矛盾，要做好“引大济湟”工程，这就是说要将大通河的水资源引到湟水流域去。

要充分考虑到经济发展的水平以及人口增加等情况，使得水资源可以帮助经济实现可持续发展。在本地区水土流失严重，水资源不足的情况下，要做好开源节流，更要优先节水，从本地区的水资源情况出发，充分以及合理地运用水资源，详细审视节水的措施和手段，进一步提升利用水资源的效率。更要强化对水污染的治理工作，提升生态系统保护的水平。

参考文献：

[1]青海省水资源评价报告[R].青海省水文水资源勘测局，2004.

[2]石岳威.青海省境内湟水流域水文特性分析[J].兰州学刊，2008（7）.

[3]王克祯，赵毅邦.青海省南川河750变电站处设计断面水文分析[J].水资源与水工程学报，2012（04）.