汤旺河流域河川基流量计算分析

2015-03-18杨婧

黑龙江水利科技 2015年6期

关键词：河川基流过程线

杨婧

（伊春水文局嘉荫水文勘测队，黑龙江嘉荫153200）

汤旺河流域河川基流量计算分析

杨婧

（伊春水文局嘉荫水文勘测队，黑龙江嘉荫153200）

河川基流量是指由地下水补给到地表径流中的径流量，是山丘区地下水资源的主要组成部分。山丘区河川基流量因观测条件限制还没有较好的直接计算方法，文章以山丘区流域为例，利用水文分割法中斜割法并结合代表站综合退水曲线，对流域河川基流量进行了分析计算，求出了流域多年平均和不同设计频率的基流量，提出了计算河川基流量的简化方法和使用条件。

河川基流量；水文分割法；基流模数；基径比；代表站

1 流域概况

汤旺河流域位于黑龙江省东北部小兴安岭山地区，地理坐标范围E128°52′～129°50′，N47°26′～48° 43′，流域面积20 557 km2，北部为黑龙江，西、南接壤松嫩平原，东接鹤岗市梧桐河。流域地貌以小兴安岭山地为主，地势东北高西南低，小兴安岭主脉在中部偏北地区。

流域支流众多，总计约600余条，其中集水面积1 000 km2以上的有6条，从上游至下游依次为右岸1级支流友好河、双子河、伊春河、西南岔河，左岸1级支流五道库河、大丰河。

流域位于省内降水高值区，地处亚寒带大陆性季风气候区，春秋两季较短，夏季多雨，冬季寒冷，多年平均气温为1.2℃，日照时数2 280～2 550 h，无霜期100～120 d。

流域多年平均年降水量580 mm，多年平均年径流量48.1亿m3，最大年径流量87.5亿m3，最小年径流量15.6亿m3。

2 流域河川基流量计算分析

2.1 河川基流量概念

河川基流量是山丘区地下水排泄量的一部分，由山丘区基岩裂隙地下水补给，与山丘区坡面地表径流共同构成河川径流［1－2］。由图1可知，河川基流通常由山丘区坡地壤中流和地下径流组成。

图1 一般山丘区河川径流构成示意图

2.2 流域河川基流量分析计算山丘区河流坡度陡，河床切割较深，水文站测得的流量过程即包括地表径流又包括河川基流。因河川基流是由与地表水无水力联系的基岩裂隙水补给的，因此可用分割流量过程线的方法来推求河川基

流量［3－6］。

北方地区河流枯水期径流一般在11月至次年4月，这一时期降雨很小，径流基本都通过地下水补给，因此这一时期河川径流量即可代表基流量。河流年内丰水期基流量需通过切割地表径流过程线的方法得到。

目前常用的有直线平割法和直线斜割法，平割法比较简单，就是取年内若干月份的最小日或月平均流量代替全年日（月）平均基流量，该方法由于没有考虑具体月份降雨丰枯情况，精度较低，较少被采用（见图2）［7－10］。

图2 日平均流量过程线基流分割示意图

直线斜割法是指在流量过程线的退水段分割出地表径流与基流的转折点，相邻转折点之间俩俩相连，连线以下即为基流量（见图3）。

图3 日平均流量过程线基流分割（斜割）示意图

直线斜割法比较详细地划分了地表和地下径流的分割点，其基流计算精度较高，但基流分割点不易确定，目前最常用综合退水曲线法来确定基流分割点［11－14］。

绘制综合退水曲线时选用流域代表站多年（包括丰、平、枯水年份）峰后无雨且较长历时退水绘制流量过程线，将多条曲线修匀后平移重合在一张图上，使各条线底部基本重合，底部的外包线可作为综合退水曲线使用，其与某段实际流量过程的交叉点为基流分割点，一般畅流期有多个基流分割点，经分析后的综合退水曲线即可用于某年份畅流期基流分割。汤旺河流域出口站晨明站位置示意图及综合退水曲线见图4和图5。

图4 汤旺河晨明站位置示意图

图5 汤旺河晨明站综合退水曲线图

流域基流量计算一般包括多年平均基流量、年际最大、最小基流量和基流量频率分布几个方面［15－16］。流域河川基流量由代表站基流模数推求，基流模数指控制断面基流量与控制面积的比值。代表站多年平均基流量计算分两步完成，首先计算出代表年份（包括丰、平、枯水）基流量，计算时各年份1—3月和11—12月取各月平均流量作为每月的基流量，其余月份基流量由综合退水曲线确定；然后利用代表年基流量与相应年份径流量建立相关关系来求出其余年份基流量。

经计算流域代表站历年最大基流量出现在1985年，为36.9亿m3，历年最小基流量出现在2002年，为9.1亿m3，多年平均年基流量为21.5亿m3，年基流模数为11.2万m3／km2，全流域多年平均年基流

量为23.0亿m3，流域不同频率年基流量计算结果见表2。汤旺河晨明站基径关系线见图6。