药水河流域径流特性分析

王玉璋，马登珠

(青海省水文水资源勘测局，西宁 810001)

1 流域概况

药水河属湟水水系，为湟水右岸一级支流，位于青海省东部湟源县内，发源于湟源县东南的日月山和南山，流经日月乡、和平乡，在湟源县城关镇汇入湟水。流域形状呈扇形，其流域坐标为：E101°00′-E102°21′、N36°09′-N36°41′，流域面积639 km2，流域平均宽度12.3 km，河源海拔4 302 m。干流由东南流向西北，其中至哈城转向北偏西，至日月又转向北偏东，于湟源县城南由南向北注入湟水，属山溪性河流，常年流水。干流河源至日月名为南响河，日月至河口名为药水河。河口海拔2 621 m，落差1 681 m。干流河长52.2 km，河道平均比降32‰，河宽10～20 m。哈城以上河段岸坡为牧草覆盖，河床由砂卵石组成。哈城以下河床多为卵石和石质基岩。两岸缓坡多开垦，陡坡生长牧草，间有灌木丛，阶地垦为农田，引河水灌溉。主要支流有大石头河、大茶石浪河、小茶石浪河、高陵河和白水河等。

2 径流的年内分配及年际变化

2.1 径流年内分配

由于流域内地形复杂，各支沟较短且比降大，自然调蓄能力较差，地表水年内变化较大。径流年内分配主要受降水的影响，季节性变化剧烈；冰期径流主要依靠地下水补给，这段时期的径流相对稳定。

药水河流域多年平均连续最大4个月径流量出现在6-9月份，占多年平均年径流量的57.8%。最大为8月份，占多年平均径流量的15.9%，详见表1及图1。

表1 药水河流域径流年内分配统计表

图1 药水河流域径流年内分配图

2.2 径流年际变化

2.2.1 年径流的随机特性分析

根据药水河流域年径流量资料计算年径流量变差系数，其Cv值为0.31。最大年径流量1.81×108m3，发生在1967年；最小年径流量0.370 2×108m3，发生在1991年。历年年径流量极值比为4.89，年径流量的年际变化相对较大，药水河流域年径流特征值详见表2。

表2 药水河流域年径流特征值统计表

2.2.2 径流丰枯变化分析

根据药水河流域历年径流量资料，绘制年径流模比系数差积曲线图，见图2。由图2看出，年径流年际间丰枯变化较明显，丰枯基本交替出现，呈对称分布。

按照丰水年的相应频率P<37.5%、枯水年的相应频率P>62.5%的标准，挑选出持续时间最长且均值最大的连丰期和持续时间最长且均值最小的连枯期，并计算连丰期和连枯期的平均年径流量与多年平均径流量的比值K丰和K枯，见表3。

图2 药水河流域年径流模比系数差积曲线图

表3药水河流域径流连丰期和连枯期分析表

连丰期连枯期起止年份年数平均径流量/108m3K丰起止年份年数平均径流量/108m3K枯2009-2014年60.96611.192000-2004年50.58950.72

根据历年径流量资料，对药水河不同年代径流量进行对比分析，见表4。从表4可以看出，年径流的多年变化过程存在丰水段和枯水段交替出现现象。1980-1989年与多年平均径流量相比偏丰， 1990-1999年与多年平均径流量相比偏枯，2000-2009年与多年平均径流量相比偏枯，2010-2017年与多年平均径流量相比偏丰。

表4 药水河不同年代径流量变化情况表

其中距平百分比：

丰：△R%>20%

偏丰：10%<△R%≤20%

正常：-10%≤△R%≤10%

偏枯：-20%≤△R%<10%

枯：△R%<-20%

2.2.3 年径流趋势分析

年径流特征值随着时间而存在一定规则的变化称为趋势，本次采用滑动平均法及Spearman秩序相关检验2种方法来分析径流趋势。滑动平均法是通过选择合适的滑动年限k值，使序列号高频率震荡的影响得以弱化，据此研究序列的趋势变化规律。为消除年径流系列周期性的影响，一般选用与系列周期相近的年数作为k值。根据有关文献研究成果，太阳黑子活动与年径流关系密切，其变化周期为11年左右，因此为了方便起见，对年径流量取10年进行滑动平均。以药水河流域历年径流量系列绘制年径流量过程线、年径流10年滑动趋势线、历年平均径流量线，见图3。

由图3可以看出，1990-2005年径流量整体呈下降趋势，2005-2017年径流量呈增加趋势。从总的趋势来看，药水河流域年径流量变化趋势不太明显。

图3 药水河流域年径流量及10年滑动趋势线图

利用Spearman秩序相关检验，分析序列与时间t的相关关系，以Mi代表年径流量的秩次，以Ti代表时间序列的秩次，计算两者的相关关系。

其中：N为系列长度。

经计算，r=-0.24

3 结 语

经分析，药水河流域径流年内分配不均匀，连续最大4个月径流量出现在5-9月份，占全年径流量的66.7%。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，冰期径流主要依靠地下水补给。最大月径流量出现在8月份，占全年径流量的15.9%；最小月径流量出现在2月份，占全年径流量的2.3%，历年年径流量极值比为4.89。