青海省察汗乌苏河流域水文特性分析

温得平， 温 川， 袁春艳， 巨兰香

（1.青海省水文水资源勘测局，青海 西宁 810001；2.青海上捷节能有限公司，青海 西宁 810001）

0 引 言

察汗乌苏河流域属霍布逊湖水系，位于青海省都兰县境内。流域内的控制站察汗乌苏水文站于1955年8月设立，1968年基本断面向下游迁移约1800m至察汗乌苏大桥处。地理坐标：东经98°07′，北纬36°14′，海拔约3200m，观测项目有降水、水位、流量、冰清等。

1 气候特征

察汗乌苏河流域属于典型的高原大陆性气候，其基本特征是干燥少雨，蒸发强烈，日照时间长，太阳辐射强，夏热冬寒，冷热变化剧烈，冬春多风。多年平均气温－1.9～5.1℃，平均无霜期为120～185天，平均日照数为3110.2h，极端最低气温－28.5℃，极端最高气温33℃，年平均风速3.5m/s，最大冻土深度250.0cm。

2 流域的水文特征

2.1 资料情况

本次分析流量资料来自察汗乌苏水文站，降水和蒸发数据来自都兰气象站，分析时间确定为1956～2005年。两站地形、气候、下垫面条件一致，距离较近，具有很好的相关性。所选数据具有较好的可靠性、代表性、连续性。

2.2 降 水

2.2.1 降水量的年内分配

对流域内都兰气象站多年降水资料系列进行分析可知，降水量年内分配很不均匀，表现出雨热同期。降水量主要集中在5～8月份，占全年总降水量的70.1%，其余各月平均降水量变化幅度小，分布相对均匀。其中1～4月降水总量占全年降水量的14.3%，9～12月降水总量占全年的15.6%，年内降水量最大月份出现在6～7月，最大月降水量占全年的21.7%。都兰站多年平均年降水量年内分配如表1所列。

表1 都兰站多年平均年降水量年内分配

2.2.2 降水量的年际变化

（1）年降水量极值比。流域多年平均降水量为187.8mm。年最大降水量337.6mm，出现在2002年，年最小降水量为107.2mm，出现在1968年，最大年降水量与最小年降水量之比3.1，年际变差系数Cv值为0.26，降水量年际变化较大。

（2）降水量变化趋势分析。采用Kendall秩次检验法、Spearman秩次检验法、线性趋势回归检验法，取显著性水平分别为0.05、0.1，对年降水序列趋势性进行统计检验和分析；采用降水倾向率的方法计算降水变化趋势的年内分布，统计分析结果如表2所列。

3种趋势检验方法分析表明，都兰气象站年降水量增加趋势明显。由都兰站降水倾向率分析表可知，都兰气象站降水倾向率达到了12.82mm/10a；从季节上分析，降水的增加主要集中在春季和夏季，秋季增加很少，冬季则呈现出微弱的减少趋势。

表2 都兰站降水倾向率分析 mm/10a

2.3 蒸 发

（1）蒸发量的年内分配。蒸发量随气温、日照、风速等气候影响因素而变化，从蒸发量和降水量柱状对比图分析，蒸发量年内变化较大。年内变化为1～7月蒸发量逐渐增大，一般7月份蒸发量最大，8～12月蒸发量逐渐减小，蒸发量最小月一般出现在1月份。连续最大4个月蒸发量集中在5～8月，约占全年的56.6%。由对比图还可发现，蒸发量和降水量的月变化趋势一致，即降水量大的月份蒸发量也大。

（2）蒸发量的年际变化。流域内水面蒸发量的年际变化较小，多年平均蒸发量为1294.3mm，由东向西逐渐增加，最大年蒸发量为1599.0mm，最小年蒸发量1028.6mm，年蒸发量极值比为1.55。流域干旱指数为6.9，属半干旱区。

2.4 径 流

（1）径流补给来源。察汗乌苏河流域的补给主要以降水、地下水和冰雪融水为主，汛期河水以降水、冰雪融水补给，冬季和枯水期主要以地下水补给。因此径流的年际、年内变化与降水变化基本一致。

（2）径流量的年内分配。根据表3所列的流域内察汗乌苏水文站多年平均年径流量年内分配可知，察汗乌苏河径流量年内分配不均匀。丰水期（4～8月）径流量占全年的66.5%，以冰雪融水及降水补给为主；平水期（3月、9～10月）径流量占全年的21.2%，枯水期（11月～翌年2月）径流量相对稳定，4个月来水量仅占全年水量的12.3%；4月为全年最大月径流量，是最小月径流量（1月）的6.7倍。

表3 察汗乌苏水文站多年平均年径流量时程分配表 104 m3

（3）径流量的年际变化。察汗乌苏河流域上下游植被稀少，水分涵养能力差，地表对径流的调蓄作用小。根据察汗乌苏站实测径流量资料统计，流域多年平均径流量1.588×108亿m3，折合成径流深为35.8mm。最大年径流量3.923×108m3，最小年径流量0.4169×108m3，相差9.41倍，CV值为0.48，说明流域径流量年际变化大，易出现大洪水和严重枯水，甚至会发生连续丰水年或枯水年。

（4）丰、枯水循环的周期规律。通过模比差积曲线来反映年际间的丰、枯水变化情况，当一段时间内差积曲线总的趋势是下降的，说明此时段是枯水期；当一段时间内差积曲线总的趋势是上升的，说明此时段是丰水期。据此，可以较为直观而准确的确定径流量的年际变化趋势。计算式如式（1）、式（2）：

其中，△Ki，Ki为第i年径流量的模比系数差值和模比系数；Ri为第i年的径流量；R0不多年平均年径流量；Ht不第t年径流量模比系数差积。

察汗乌苏河1956～2005年序列径流量模比系数差积曲线如图2所示。

由年径流差积曲线图可以看出：① 察汗乌苏河年径流丰、枯水段交替循环周期长、变化的相对幅度大，年径流的多年变化趋单一向的稳定，曲线为一种单峰式的过程。② 径流系列有两个明显的丰、枯水循环周期，第一周期：1956～1966年为枯水期，1967～1993年为丰水期；第二周期：1994～2001年为枯水期，2002～2005年为丰水期。随着时间的推移，丰、枯水的循环周期变短。

2.5 洪 水

察汗乌苏河流域形成洪水的主要原因是积雪消融以及暴雨。其中，冰雪消融型洪水是该流域春季洪水的主要类型，称为春汛；而在夏季，流域内洪水主要由暴雨形成，暴雨和洪水在时间上具有很好的相应性。

（1）冰雪消融型洪水。冰雪消融型洪水［7］指的是季节性积雪由于气温持续快速回升而在大范围内出现了消融现象，导致洪水的产生，该种洪水的大小，取决于流域内去东今春中山带的积雪及气温的回升速度。主要特征为洪水历时较长，涨洪较平缓，峰型多为复式，日变化较为明显。从察汗乌苏水文站流量过程线上看，冰雪消融型洪水多发生于3～5月，水量约占年径流量的39.9%［1］，起涨时间为晚上23时左右，峰值多在午夜0～3时前后出现，而谷底则出现在次日14时左右。

（2）暴雨型洪水。一般在上游短时间内由强降雨形成，汇流时间短，突发性强，雨停峰现，陡涨陡落，洪水历时短，流速大，河床冲淤变化大，易形成山体滑坡和泥石流。暴雨型洪水主要发生6～9月，水量约占年径流量的36.18%。

3 结 论

通过以上对察汗乌苏河流域内控制站1956～2005年50年的实测资料分析，得出如下结论：

（1）降水量年内分配不均，年际变化较大。这给农业生产带来不利的影响，也是旱涝灾害的主要原因。连续最大四个月的降水量集中在5～8月，占全年总降水量的70.1%，形成干湿季分明的特点；流域内降水量有显著增加的趋势，从季节上看，降水的增加主要集中在春季和夏季。

（2）流域多年平均蒸发量1294.3mm，属半干旱地区。蒸发量年内分配不均，年际变化较小。

（3）径流年内分配不均。径流年际变化较大，易出现大洪水和严重枯水，发生连续丰水年和枯水年。流域内洪水以冰雪消融和暴雨型为主。

4 结束语

针对流域内降水、蒸发、径流、洪水等各水文要素在年内和年际间的变化规律，提出建议如下：

（1）编制流域防洪规划。在察汗乌苏河干支流沿岸的重要城镇河段修建防洪工程，保障人民生命财产安全。

（2）修建水利设施。如拦蓄工程，调节水量，确保枯水期河道下游生态需水量。

（3）加强流域内的洪灾监测，建设预警系统。利用好青海省中小河流水文监测系统和海西州防汛监测系统，为防汛减灾提供科学依据。

（4）实行最严格的水资源管理制度，全面提升综合管理能力。工程措施与非工程措施相结合，实现水资源的优化配置。

［参 考 文 献］

［1］朱 霞.察汗乌苏河水体中铅本底偏高探讨［J］.青海环境，2011，（3）：116－119.

［2］黄振平，陈元芳.水文统计学［M］.北京：中国水利水电出版社，2011.

［3］李 燕，金永明，孙永寿.柴达木盆地近55a降水量变化趋势的时空特征［J］.人民黄河，2013，（9）：48－50.

［4］尹祥辉，杨丽娜，王 鑫.大凌河流域水文特性分析［J］.农业与技术，2007，（6）：168－171.

［5］文小平.浈江流域径流变化分析［J］.广东水利水电，2010，（7）：47－50.

［6］郭纯一，李成林，赵凤伟.柴河水库入库径流变化特征分析［J］.东北水利水电，2009，（5）：30－32.

［7］谷 鑫，金 兵.乌鲁木齐河水文特性分析［J］.黑龙江水利科技，2012，（11）：17－18.

［8］张艳玲.陕西省渭河流域水文特性分析［J］.西北水资源与水工程，2002，（2）：62－64.