大河口水文站实测资料统计计算分析及其特性

王洪升 包庆富

根据大河口水文站 2006～ 2015 年共 10 年降水，蒸发，径流量实测资料分析，得出了吐力根河流域大河口水文站的水文特性及其变化规律。

1 流域概况

吐力根河是栾河流域的主要一级支流之一，吐力根河流域地貌属低山丘陵，地势平缓，东北高西南低，土囊类型为粟钙土，黑钙土和草甸土。植物生长量少，有机质含量低。发源于河北省围场县北曼甸林场八道沟，河源地理位置为 东经117°24'，北纬42°31'，河口位置为东经116°37'，北纬42°13'，河长111 km，河流自河源向南流经老鸹店，成为内蒙古和河北省界河，河西为内蒙古，河东为河北省，转向西南沿省区界在赤峰市克什克腾旗五间房进入锡林郭勒盟多伦县，继续向西南于内蒙古多伦县大河口乡大河口村左岸汇入滦河。大河口水文站位于内蒙古自治区多伦县大河口乡黄旗营房村，地理坐标为 东经116°42'北纬42°14'集水面积1086km²。大河口水文站测验河段顺直，上游50米有湾道，下游500米有公鸡诺灌渠渠首，高水时有回水。两岸为黏土，河底为砂，砂石组成，冲於变化不大，左岸较陡。水位流量关系为临时关系曲线。

2 气象

多伦县地处中高纬度，属中温带半干旱大陆性气候，年平均气温2.0 °C极端最高气温35.4°C，极端最低气温-39.8°C，冬季受西伯利亚冷空气影响，漫长而寒冷，春季气温升高，多大风天气，夏季受东南季风影响，短促而炎热，降水比较集中。秋季气温剧降，霜冻往往早来。总的特点是气温较低，温差较大，温度年际、年内变化较大。年平均风速4-5m/s，全年大风天数在（>8级）60-80天之间，3-5月属兴盛风期，约占大风日数的50%左右。

2.1 降水

多伦县年降水量受温带半干旱大陆性季风气候影响，冬冷夏热，冬夏温差大，春秋两季多寒潮，昼夜温差大，受“风大，干旱，寒冷”的气候影响，年降水量在空间分布上有一定差异。多年平均降水量大致变化在 200～500mm之间，总的趋势是丘陵山区大于平原，并且自西北向东南呈递增的趋势。根据多年资料分析，多年平均年内降水量变差系数 CV值大致变化在 0.30 ～ 0.75 之间。多伦县受温带半干旱大陆性季风气候的影响，降水量年际年内分配极不均匀，以大河口站为例，每年 夏汛6 ～9 月份集中了全年的大部分降水，降水量占年降水量的 65% ～ 90%，而冬春季仅占 10% ～35% .大河口站多年平均降水量（ 2006 ～ 2015 年资料统计）月分配%比情况见图 1.

2.2 蒸发

水面蒸发观测是水文要素观测的组成部分，是探索水体的水面蒸发及蒸发能力在不同地区和时间上的变化规律。大河口站使用两种仪器观测蒸发，一种是夏季汛期 6 ～ 9 月份使用的 E601 型蒸发器。一种是全年使用观测的20 cm口径蒸发器。通过对多年观测资料分析，蒸发年内变化与气温的高低变化关系密切，冬季11月到次年3月份气温低，蒸发量较小，占全年蒸发量的14%，4～10月份随着气温的逐渐升高，蒸发量明显增大，占全年蒸发量的86%。大河口站多年平均蒸发量（ 2006 ～ 2015 年，资料统计）月分配%比情况见图 2

3 水文

据2006 ～2015 年大河口水文站共 10 年流量资料分析，年径流量年内分配极不均匀，具有明显随降水变化而变化的特征。逐月平均径流量的变化对降水的增减与气温的高低较敏感，以 4 月、5月和 10 月最为明显，4 月份随着气温的升高，低丘陵山区和平原的冰雪开始消融，河道径流量明显增大，形成春汛，占年径流的 16%左右。气候变化极易引起洪水灾害，如温度突然升高在短时间内开始大量融冰融雪，产生大量径流进入河道形成大洪水，极易对下游地区造成灾害。进入 5 月份由于低山丘陵，平原区的积雪已完全消融，而比较高的山地区域能够造成冰川与积雪消融的水量有限，进入河道的径流量明显的减少。10 月份由于气候变化与降水的作用，形成了河道径流量的增多。5 ～10月份径流以降水补给为主，径流量较大，其占年径流的62%左右。11月至次年 3 月份，由于气温较低， 河流封冻，土壤冻结，地面与河面覆盖很厚的积雪，降水的主要表现形式为降雪，能够消融或经流域调蓄到达测验断面的降水量有限，对河道径流量的变化影响很小。冬季径流量以地下水补给为主，径流量较小比较稳定，占年径流的 22% 左右。丰、枯水年年径流量相差不是很大，年径流量比为4：3，年内夏季径流量随年内降水的大小变化而变化。从径流年内分配的各个月份看，各年际，年内径流量主要集中在 4 -10 月份，见图 3。

3.1 洪水

平、枯水年，春季急骤融冰化雪产生的径流较多，依其远近先后汇集于河道的出口断面处，河水流量逐渐增加，水位开始上涨，产生年内比较高或最高水位和流量。主汛期无大的暴雨降水，降水形成的径流量也不是很大，没有大的洪水产生。丰水年，大洪水多发生在7 ～8 月份的主汛期，以大暴雨强降水产生洪水为主，有的年份洪水也出现在春汛。洪水峰型一般为单峰或连续多峰型。2006年至2015年10 年间， 具有代表性的2006年、2011年发生较大洪水。2006 年的洪水是降雨形成的，年内最大流量出现在夏季主汛期（ 2006. 7） ，2011年全年最高水位和最大流量出现在春季融冰化雪期，融冰融雪使水位升高和流量增大，最大流量发生在（2011.4）。

3.1.1 春汛

春汛一般产生在每年的 4 月份，由于天气气温的升高，融冰化雪加之降雨形成明显的春汛，春汛来水量比较集中，短时间内形成的径流量很大，年内接近或高于夏汛最高洪峰流量，造成的危害性较大。如2011年吐力根河流域大河口水文站，4月份产生了全年最大洪峰流量。见图4

3.1.2 夏汛

夏汛进入主汛期后，短历时大强度的局部降雨或是连续大范围降雨都会产生地面径流，断面水位上涨流量增大，产生夏汛洪水。大河口水文站洪水是以暴雨降水产生洪水为主，暴雨出现的时间与洪水出现的时间先后相呼应，洪水来源主要以流域内降水产生地面径流来水为主，洪水过程大多为单式洪峰和连续多峰型，2006年大河口最大洪水发生在7月中旬至8月下旬， 7 月 17 日至 8 月 24 日吐力根河流域发生 3 次较为明显大的降雨过程。由于降水强度大历时长，使流域内土壤含水量达到饱和的时间短，产生地面径流快，在大河口水文站测验断面河道内，短时间水量迅速增加水位迅猛上涨，产生年内最大洪峰流量，由于长时间连续的降雨，使产生的洪峰还没有完全消退，又再次涨起。在此期间产生了大小连续三次洪峰，为连续多峰型。而2011年7月23日至8月11日洪水，流域内出现了大范围大强度降雨，地面产生径流先后汇集于河道使大河口水位迅速上涨，流量迅速增大，洪水形成后，后期无大的降雨，形成单一洪峰。见图 4 大河口站2006年和2011年洪水过程线对比图。

根据吐力根河流域大河口站 近10 年资料分析，年内最大流量出現在夏季的次数为6次， 春季为 4次，洪峰流量大于10m³/s～ 11m³/s发生过3次，洪峰流量在6m³/s～ 10m³/s之间的发生过6次，洪峰流量在4m³/s ～ 5m³/s发生过1次，形成洪水的主要过程与原因是：受气候因素的影响，降雨量集中，降雨强度大，降雨历时长并且过程连续，是造成发生洪水的主要原因。

3.2 冰情

大河口水文站每年一般于 10 月末至 11 月初进入稳定封冻期，4 月初，中旬开河，进入畅流期，封冻天数一般在 150 ～160 天左右。从 2006 ～ 2015 年资料来看，冰厚从开始的几厘米逐渐增加到1月底达到最大厚度值在 0.80～ 1. 50 m之间。

4 结束语

根据大河口水文站近十年降水，蒸发，流量资料进行分析，年最大洪峰流量主要集中出现在夏季主汛期和春季的春汛期。降水、蒸发、径流量都具有明显的季节性变化。3 月末至 4 月初，气温升高冰雪开始融化，水位开始上涨，流量明显增大，4 月中、下旬先后开河。6 ～9月份主汛期随着气温的升高，天气的剧烈变化，降雨增多，蒸发量加大，河道断面流量也随着增大，这段时间内最容易产生大洪水。大面积集中连续降雨是形成洪水的主要原因，如无大的持续性降雨，一般不会形成较大的流量。12 月份至次年 3 月份，冬季气温较低，不会形成大的融雪，融冰。冬季降水量的大小不会影响同期径流量的变化。这是由于冬季降雪不能即时融化补给径流，径流量变化比较稳定，冬季径流量占年径流量比例很小。通过对大河口水文站多年实测资料的分析，有助于了解吐力根河大河口段的水文特征，更好地开展水文测验、整编和预报工作。为合理开发利用吐力根河水资源以及搞好吐力根河流域水土保持环境治理建设等方面提供了基本水文依据。

（作者单位：内蒙古自治区锡盟水文勘测局）