嘉陵江上游茨坝水文站水文特性分析

2016-11-29关春晖

甘肃科技 2016年18期

关键词：嘉陵江径流量水文站

关春晖

（陇南水文水资源勘测局茨坝水文站，甘肃两当 742402）

嘉陵江上游茨坝水文站水文特性分析

关春晖

（陇南水文水资源勘测局茨坝水文站，甘肃两当 742402）

对嘉陵江上游流域降水、径流、泥沙等水文特性的变化过程及规律的掌握和分析，为水情预报、防汛减灾、环境保护、工农业生产、水资源开发及利用等提供科学依据。

嘉陵江；茨坝水文站；水文特性

1 流域概况

嘉陵江，长江上游支流，发源于秦岭北麓的陕西省凤县代王山。干流流经陕西省、甘肃省、四川省、重庆市，在重庆市朝天门汇入长江。是长江支流中流域面积最大，长度仅次于汉江，流量仅次于岷江的大河。陕西省略阳县以上河流水系称为嘉陵江上游流域。上游河长205 km，流域面积19206 km2，比降7.01‰，河网密度1.4km/km2。流域呈宽扁状扇形，主要支流基本分布在甘肃省境内，甘肃境内流域面积占上游总面积85%以上。地貌特征东部为西秦岭山区，中部为徽成盆地黄土沟壑区，西部和南部为南秦岭山地，地势东西高，南部地，由西向东南倾斜。

茨坝水文站位于甘肃省两当县西坡镇茨坝村，于1980年1月由东坡水文站（1959年1月设立）迁移至此。地处东经106°25′，北纬33°51′。至河口（长江）距离1014km，集水面积2752km2。是嘉陵江流入甘肃境内的把口水文站，为区域代表站。主要支流有红崖河、两当河、杨店河等。

茨坝水文站洪水主要由上游的暴雨形成，其过程多为在干支流形成的涨落缓慢的矮胖型上附加独立或复式的陡涨陡落尖瘦形洪峰。有其山溪性河流的水流特征，但当断面上游出现历时长、范围广、强度大的暴雨时，会形成干流的特大洪水。如1981年8.18洪水，就是建站以来出现的历时最长、范围最广、强度最大的暴雨形成的一次峰高量大、多峰形的特大洪水的典型过程。此次该站出现4671m3/s的洪峰流量。

2 气象特征

嘉陵江上游流域地处甘肃东南部西秦岭南麓一带，属于亚热带大陆性气候，冬季受来自西北冷空气的影响，夏季受东南季风和来自孟加拉湾的暖温季风影响，气候季节差异大，垂直变化明显。境内山脉纵横交错，高低相差悬殊，来自东南和西南的暖湿气流经过长途跋涉，遇到高山的阻挡，有相当一部分水分要降落在沿途经过的地区，其余继续向西北内陆输送。由于受流域内特殊地形地貌的影响，水汽极容易集结滞留于此，一旦遇到东南风或西北的冷空气，就会形成局部或较大范围内的降雨过程。因此，该地区是甘肃省暴雨发生较多的地区，年平均气温约12℃，年平均降水量630mm左右。

两当县地处大陆腹地，属暖温带大陆性季风性气候，冬季干冷而无严寒，夏季湿热而无酷暑。温差较大，雨热同季，四季分明。据两当县气象站1957～2007年实测资料统计，年平均气温11.6℃，月平均气温在-0.7℃到22.9℃；极端最高气温36.8℃；极端最低气温-15.4℃；多年平均降水量1012mm；多年平均蒸发量1123mm；干旱指数1.68；年平均日照1745h；无霜期183d。

自然灾害有干旱、暴雨、霜冻等，其中以干旱为主。

3 水文特性

3.1 降水

嘉陵江上游流域属北亚热带半湿润区向半湿润、半干旱区过渡带，降水属于主要的水资源，是河川径流补给的主要来源。由于特殊地形地貌的影响，该地区天气差异明显，降水时空分布不均，降水量年际变化较大。

嘉陵江上游流域，由于受西北冷空气的影响，构成冬春少雨的大气环流背景，每年11月至来年3月期间降水较少，仅占年降水量的15%～25%。而4月至10月间，由于东南、西南季风携带的暖湿气流与西北方向的冷空气相遇，成雨机会较多，占全年降水量的75%～85%。并且由于地形变化大，地貌差异明显，极容易形成暴雨中心区，这也是该流域形成降水的主要气流条件。

根据茨坝水文站1959年至2015年56年资料显示，该流域降水量年际变化大，年内分配不均，多年平均降水量为659mm，最大年降水量（1981年）944.3mm，最小年降水量（1969年）199.2mm，年际极值比为4.7。主要降水集中在汛期，最大月降水一般会出现在7～9月，其降水量占全年的15%～20%左右，最小月降水一般会出现在11～1月，其降水量仅占全年总量的不足3%（见表1）。

表1 茨坝水文站多年平均降水量年内分配表

3.2 径流

嘉陵江上游流域，径流主要来源于降水补给，河川基流小，洪水主要由历时大面积暴雨形成，其过程多为在干支流形成的涨落缓慢的矮胖型上附加独立或复式的陡涨陡落尖瘦形洪峰。有其山溪性河流的水流特征。河川径流的变化与降水有明显的依存关系，该流域降水的时空和地域上的分布特性决定了径流在年内和年际及地域上的分布特性。

据茨坝水文站1959年至2015年56年资料分析，多年平均径流量为1.825亿m3,多年最大径流量为14.1亿m3（1981年），多年最小径流量为1.138亿m3（2002年），极值比达到10倍以上。总体上天然来水量为减小趋势，年际之间变幅较大。

由于径流量年内变化主要取决于降水量，因此该流域年内径流量分布极不均匀，河川径流年内分配与降水趋势基本一致，主要集中在汛期，径流量占全年 65%以上，7～10月径流量占全年总量的51%，一般最小径流出现在2月。径流量具体年内分配见见表2。

表2 茨坝水文站多年平均年径流量年内分配表

3.3 泥沙

流域泥沙含量的大小，会具体反应出水土流失的情况，嘉陵江上游流域泥沙主要来源于西部山区及黄土沟壑区，输沙量主要集中于汛期（5～10月）。而非汛期由于流域内植被良好，森林覆盖率较高，所以含沙量几乎为零。据茨坝站1959年至2015年56年资料分析，多年平均含沙量为1.25kg/m3，实测最大含沙量为206kg/m3（2001年8月2日）。多年平均日输沙量为4.683×106kg，最大日平均输沙量为1.400×1010，多年平均侵蚀模数为384t/km2。期间最大输沙过程主要集中在暴雨所形成的洪水过程之中，输沙量年内分配集中程度比降水、径流较为突出。

20世纪80年代，由于植被破坏严重，嘉陵江上游水土流失极为严重。近年来，在“三北防护林”，“天保工程”等一系列保护措施下，植被大量恢复，输沙量也在逐年减小。