天山北坡大南沟河径流特性分析

王 兵，俞 健

(新疆石河子水文勘测局，新疆 石河子 832000)



天山北坡大南沟河径流特性分析

王 兵，俞 健

(新疆石河子水文勘测局，新疆 石河子 832000)

径流分析是大南沟河水库坝址断面水文分析计算的重要组成部分，本文通过采用邻近河流八家户水文站资料对大南沟径流组成及时空分布和三性特性进行了分析，并利用水文上两种方法对年径流量进行计算，为大南沟拟建水库水文分析计算提供了依据。

径流；特性；分析

大南沟河位于天山山脉依连哈比尔尕山北麓，是金沟河的一条支流。大南沟河流域地处新疆维吾尔自治区沙湾县境内准噶尔盆地南缘，东与宁家河流域相邻，西与巴音沟河流域接壤，南以库木克咀姆大坂山脊为界，北至金沟河汇合口。流域地理位置介于东经85°14′～85°29′和北纬43°52′～44°11′之间。大南沟河流域研究区内曾建有地方专用水文站即大南沟渠首站，渠首站以上河长26.4 km，集水面积160 km2。

1 径流分析

径流分析是大南沟河水库坝址断面水文分析计算的重要组成部分，由于大南沟河上未设立国家水文观测站，仅设立了一个大南沟渠首站，且该站河道来水观测年限较短(不足30年)，因此水文分析计算借用邻近流域金沟河河八家户水文站长系列径流观测资料，分析大南沟河的径流特征并参与进行大南沟河年径流量的计算。

2 参证站径流三性分析

2.1 可靠性分析

八家户水文站1983～2015年33年径流观测资料系列，符合《河道流量测验规范》GB50179-93、《水文资料整编规范》SL247-1999的技术标准，经新疆水文水资源局审查验收，已编入国家水文年鉴和水文专用数据库，资料系列是可靠的。

2.2 一致性分析

就径流资料系列而言，影响系列一致性的主要因素来自区间入水、分水、人类活动以及计算断面上下迁移等。八家户水文站测验断面自设站以来水流特性控制良好，径流资料一致性较好，八家户水文站33年径流系列资料具有一致性。

2.3 代表性分析

2.3.1 丰枯变化分析

从八家户站年径流量模比系数差积曲线(图1)可以看出， 1983～2015年包含有三个丰枯期，1983～1994年枯水期，历时12 a，其中包含有一些小的周期；1995～2002年为丰水期，历时8 a；2003～2015年为平水期，历时13 a。由此可见，该系列包括的年径流丰、平、枯水变化过程较完整。

图1 八家户站年径流量模比系数差积曲线图

2.3.2 模比系数累积平均值曲线分析

绘制八家户站年径流量模比系数累积平均值曲线(见图2)，累积曲线随时间的增长，变幅越来越小，年径流系列在20年以上时，模比系数累积曲线稳定趋近于1，可见系列均值有较好的代表性。

图2 八家户站年径流量模比系数累积平均值曲线图

2.3.3 不同长度径流系列统计参数误差分析

对八家户站年径流量系列取不同长度，进行统计参数相对误差分析，结果见表1。当系列长度达25年以上时，系列统计参数已经基本稳定，与长系列比较，均值、Cv值相对误差均小于3%。

综合上述分析，八家户站年径流过程包括了较完整的丰、平、枯水过程，随着系列长度增加，系列统计参数趋于稳定。所以，八家户站33年的径流系列资料有较好的代表性。

3 年径流量计算

大南沟河为有少量水文观测资料河流，根据该河及邻近流域河流资料，现采用径流模数法、径流深等值线图法、面积比拟法两种方法分别推求多年平均年径流量。

表1 八家户站年径流量长短系列统计参数及相对误差表

3.1 径流模数法

根据大南沟水库上、下坝址断面集水面积和八家户水文站1983～2015年33年的径流资料，可推求出水库上、下坝址断面多年平均年径流量，采用公式如下：

W大南沟/F大南沟=W参/F参

式中：W大南沟为大南沟水库坝址处多年平均年径流量(m3)；F大南沟为大南沟水库坝址以上集水面积(km2)；W参为参证水文站多年平均年径流量(m3)；F参为参证水文站测验断面以上集水面积(km2)。

利用面积比法，推求出水库上、下坝址断面多年平均年径流量分别为0.215 4×108m3和0.219 2×108m3。

3.2 径流深等值线图法

径流深等值线图法是对无资料区域小洪沟年径流量均值估算的常用方法。

新疆水文水资源局于2001年在1:25万电子地图上绘制完成了玛纳斯河流域1956～2000年多年平均地表径流深等值线图，依据该等值线图，经周边流域径流深区域平衡计算，可得到流域年径流深等值线图(见图3)。根据图3及水库坝址上、下断面以上流域集水面积，量算得到水库上坝址断面以上流域年径流深为57.2 mm，折算成年径流量为0.055 1×108m3；量算得到水库下坝址断面以上流域年径流深为56.8 mm，折算成年径流量为0.055 7×108m3。计算成果见表2。

表2 水库坝址断面集水面积所产生的径流量计算成果表

因径流深等值线图法使用资料年限截止到2000年，需把水库坝址计算成果订证到2015年，肯斯瓦特站1956-2000年多年平均年径流量为12.20×108m3，将其延长至2015年为12.57×108m3，订正系数为1.030，利用该订正系数订正后，水库上坝址处多年平均年径流量为0.056 8×108m3；水库下坝址处多年平均年径流量为0.057 4×108m3。

图3 大南沟河流域年径流深等值线图

本次水库坝址断面年径流量推求采用了两种方法，即径流模数法、径流深等值线图法。

径流模数法是利用八家户站33年的径流资料，根据八家户水文站和大南沟水库坝址以上集水面积，按面积比的方法，来推求出水库坝址断面年径流量，计算成果精度较可靠。

径流深等值线图法是以周边流域为控制，经径流深区域平衡计算，从而获得大南沟河流域径流深等值线的走向，考虑的因素较多，由于参证站所属流域为大流域，大南沟河流域是小流域，小流域控制站点偏少，致使该区域径流深等值线的走向有其任意性，该法计算成果仅供参考。

表3 两种推求方法计算成果比较

4 结语

通过对水文资料的查阅、收集、整理及数据的处理，通过计算利用参证站的资料推算出拟建大南沟水库上下坝址的年径流量资料，为水库建设提供了水文分析计算的数据支持。对于大南沟河的小流域有其自身独有的特性，加之小流域控制站点偏少，所以通过相邻的参证站也间接的了解大南沟河的河流特性。通过计算分析成果为大南沟的水利设施的投资提供数据参考和理论支持。

[1]刘文光.水文分析与计算[M].河海大学出版社.1997.[2].

[2]杨旭东，常红，郭军伟.水资源合理配置浅析[J].水利科学与经济.2008.(4)：293-294.

[3]高佩玲，雷廷武，邵明安，等.小流域土壤侵蚀与径流过程自动测量系统的实验应用[J].农业工程学报.2005.(10)：164-166.

2017-04-07

王兵(1979 -)，男，新疆石河子人，助理工程师，主要从事水文水资源勘测、地表、地下水资源调查与分析评价工作。

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