西汉水镡家坝水文站水文特性分析

2020-08-17吕亚斌

陕西水利 2020年5期

吕亚斌

（甘肃省陇南水文水资源勘测局，甘肃陇南 742500）

1 基本概况

镡家坝水文站建于1958年8月，位于甘肃省陇南市成县镡河乡石榴村，属嘉陵江上游一级支流西汉水的下游控制站，集水面积9538 km2，至河口（嘉陵江）距离53 km。镡家坝水文站所处区域属暖温带半湿润气候,年平均气温12.1℃，多年平均降水量658.7 mm，相对湿度75%。镡家坝水文站主要的水文测验项目有水位、流量、输沙率、含沙量、降水量、蒸发量等。该站下游约30 km进入陕西省略阳县地界。西汉水镡家坝水文站以上自上而下设有礼县水文站、大桥水文站、平洛水文站，礼县、大桥水文站位于西汉水干流上，平洛水文站位于西汉水一级支流平洛河上。大桥水文站至镡家坝水文站区域内雨量站点自上游至下游有大桥、平洛、化垭、镡家坝4站。

2 特性分析

2.1 降水量

区域内大桥、平洛、化垭、镡家坝雨量站点均具有降水长系列资料，且具有很好的代表性。根据大桥站1979年～2018年的降水资料统计,多年平均降水量为511.6 mm；根据平洛站1959年～2018年降水资料统计，多年平均降水量为549.4,；根据化垭站1979年～2018年降水资料统计,多年平均降水量为674.5 mm。根据镡家坝站1979年～2018年降水资料统计，多年平均降水量为658.7 mm。区域内各雨量站降水量年内分配见表1。

表1 镡家坝站及大桥、平洛、化垭雨量站月、年平均降水量对照表单位：mm

从表1可以看出，降水量主要集中在汛期（5月～10月),非汛期（1月～4月、11月～12月）降水量不多。明显具有汛期降水量较大且比较集中,非汛期降水量少且不稳定，年内分配极不均匀的特点。大桥站最大降水量为795.1 mm，最小值为336.1 mm，倍比为2.4；平洛站最大降水量为755.9 mm，最小值为412.6 mm，倍比为1.8；镡家坝站年降水量最大值是967.2 mm，最小值是440.4 mm，倍比为2.2,化垭站年降水量最大值是最小值的2.3倍。而且通过图1可知，各站点降水量均呈现逐年减少的趋势。

2.2 蒸发量

镡家坝站蒸发量采用20 cm口径蒸发器观测,具有1976年～2018年共42年的蒸发资料。通过计算，镡家坝站多年平均蒸发量为1050.0 mm，蒸发量月最大值出现在6月份,最小值出现在12月份。多年平均蒸发量年内分配见表2。离散系数CV值为0.12，从数据来看，蒸发量离散度较小，年际变化不大。逐年蒸发量年际变化情况见图2，由图可以看出，蒸发量明显出现了逐年增大趋势，这与人类活动以及全球气温上升有关。

图1 雨量站点年降水量逐年变化过程图

图2 镡家坝站历年蒸发量变化过程线

表2 镡家坝站蒸发量年内分配对照表

2.3 径流量

镡家坝水文站径流量主要由雨水及地下水补给等方式组成。其中汛期（5月～10月）的降水量是径流量的主要补给来源。径流年内分配情况见表3。从表3可以看出,5月～10月的径流量占全年径流量的76.2%,7月～10月的径流量占全年径流量的58.2%,可以看出，径流量的年内分配极不均匀,主要集中在汛期5月～10月。其中，7月～10月份径流量最为集中,为主汛期。2月份径流量最小，仅占年径流量的2.35%，为枯水期。

表3 镡家坝站径流量年内分配表

根据镡家坝站历年径流资料绘制年径流量变化过程线见图3。由图3看出，最大年径流量出现在1984年，为31.5亿m3，最小年径流量出现在1997年，为2.943亿m3，倍比为10.7，由此可见径流量年际变化较大。另外径流量呈现逐年减小的趋势。

图3 镡家坝站历年径流量变化过程线图

表4 西汉水镡家坝水文站径流量丰枯情况统计表

从表 4看出，1960年～1964年、1965年～1969年、1980年～1984年这三个时期为丰水期；1970年～1974年、1995年～2018年这两个时期为枯水期；1975年～1979年、1985年～1989年、1990年～1994年这三个时期为平水期。

2.4 含沙量

西汉水流域镡家坝水文站以上区域属黄土高原与秦岭接壤地带，地质构造复杂，地表主要由沙石土组成。受下垫面条件及人类活动等因素的影响，镡家坝水文站悬移质含沙量较大。由于汛期降水量大且集中，断面最大含沙量一般出现在5月～10月。根据镡家坝站1965年～2018年53年实测含沙量资料进行统计,多年平均含沙量为10.832 kg/m3,含沙量年内分配情况见图4，含沙量逐年变化过程见图5。

图4 镡家坝站含沙量年内分配图

图5 镡家坝站多年平均含沙量变化过程线

从图中可以看出含沙量年内分配极不均匀，7月份含沙量最大，8月份次之，1月、2月、3月、11月、12月份含沙量很小，接近于0。并且通过图5可以看出，含沙量年际变化很大。最大年平均含沙量出现1984年，为38 kg/m3，最小年平均含沙量出现在2015年，为0.979 kg/m3。多年平均含沙量为10.83 kg/m3。年平均含沙量呈现逐年减小的趋势，而且趋势非常明显。经分析，减小的主要原因是区域内耕地面积减少，退耕还林还草以及河道综合治理已见成效。

2.5 输沙率

根据镡家坝水文站1960年～2018年实测输沙率资料统计，多年平均输沙率为572 kg/s，多年平均输沙量为1414万t，输沙率年内分配极不均匀（见图6），主要集中在5月～10月。与含沙量年内分配相应，7月份输沙率最大,8月份次之。1月、2月、3月、11月、12月份输沙率很小，几近于0。

经统计发现，1965年～1974年平均输沙量为2105万t，属多沙期；1975年～1984年平均输沙量为2847万t，属多沙期；1985年～1994年平均输沙量为1504万t，属平沙期；1995年～2004年平均输沙量为646万t，属于少沙期；2005年～2014年平均输沙量为475万t，属少沙期。2015年～2018年平均输沙量为515万t，属于少沙期。