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台勒外丘克河流域水文径流特征分析

2020-08-25艾合塔木沙力

山西水利 2020年3期
关键词:蒸发量水文站特征分析

艾合塔木·沙力

(阿克苏水文勘测局,新疆 阿克苏 843000)

1 流域概况

拜城县隶属于新疆阿克苏地区,位于新疆维吾尔自治区西南部,天山山脉中段南麓,却勒塔格山北缘的山间盆地上,四周群山环抱,平均海拔1 200 m,东西长197.5 km,南北宽116 km,总面积约19 100 km2。

台勒外丘克河自北向南流经拜城县东部,集水面积小,春季时常断流。但河流上游处于地形开阔地带,河源季节性洪沟发育,典型的洪水类型为夏季暴雨型洪水。流域四周群山环抱,南部为天山山脉,北部坐落于勒塔格山盆地上,平均海拔1 200 m,东西长197.5 km,南北宽116 km,总面积约19 100 km2。台勒维丘克河发源于天山山脉,主要水源为天山山脉中段的冰川群,其属于渭干河上的一条小支流。台勒维丘克河源头位于高原之上,平均海拔在2 310 m 以上,河段总长为95 km,其中国家级水文站拜城站位于该河流下游,控制集水面积大约为1 639 km2,拜城水文站断面以下河道长度为3.5 km。该河流平均纵坡为24‰,在天山山口以内的河段纵向坡比为28.2‰,天山山口以外的纵向坡比为11.3‰。

1986 年,新疆维吾尔自治区水利厅于台勒外丘克河拜城县城东大桥处建拜城水文站,位于原特尔维其克站下游17 km 处,属国家基本水文站。该站测站高程1 220 m(黄海基面),测站以上集水面积1 639 km2,水文站以上河长91.5 km。观测项目有水位、流量、水温、水质,有完整的 24 年(1987—2010 年)径流、洪水等资料。

2 水文径流特征分析

流域水文特征,是指某一流域内气温、降水量、蒸发量、径流量等要素的多年观测数据的平均值及其变化特征[1]。流域水文特征对农业可持续发展、维持生态系统稳定、防洪抗涝应急预案的编制等工作具有重要的指导意义[2-3]。下文根据拜城水文站23 年统计资料和分析成果,研究台勒外丘克河流域的气候、蒸发、降水、径流、水质等水文特征。

2.1 气候特征分析

台勒外丘克河流域,多年平均气温7.5 ℃,极端最高气温38.3 ℃,极端最低气温-32.0℃,历年最热月(7 月)平均气温 23.7℃,最冷月(1 月)平均气温-14.5 ℃,最大冻土深度82 cm。多年平均风速1.9 m/s,汛期为6~8 月,最大风速13 m/s,主要风向为北风和西南风。拜城县气温山区低于平原,北部低于南部;多年平均气温1 月份最低,7 月份最高;气温的较差和日较差平原很大,山区较小,各地气温差异很大,具有明显的垂直地带性规律[5],山区尤为突出。拜城站点多年平均气温统计见表1。由实测资料分析,海拔高程每上升100 m,气温下降0.6~0.7℃,流域平均气温(T)和海拔高程(H)的关系近似为:T=-0.006 8H+17.482。

2.2 蒸发特征分析

台勒维丘克河流域距离海洋较远,群山环绕,地处内陆深处,所在地理位置为中纬度,四季分明,冬季较为寒冷,且冬季持续时间较长,而夏季则较为凉爽,夏季持续时间较短,降雨量也较少,而蒸发较为强烈,空气湿度不高,空气较为干燥,昼夜间温差较大,春季盛行西北风,属于典型的大陆性干旱气候特征。台勒维丘克河流域蒸发较为强烈,多年平均蒸发量达到1 540 mm,历年中5 月为全年月平均蒸发量最大的月份,可达250 mm,占到了全年蒸发量的20%,蒸发量最小的月份为一月份,为10 mm 左右,占全年蒸发量的0.8%不到,台勒维丘克河流域年内蒸发量变化较大,而年际间蒸发量变化较小。

表1 拜城站点多年平均气温统计表 单位:℃

2.3 降水特征分析

台勒维丘克河流域降水因素,主要为西风环流携带的大西洋水汽,从海洋到内陆,沿程得到其他海域的水汽补充,如地中海、里海,从里海的北部进入天山山脉,部分水汽从帕米尔高原进入南疆,从而影响台勒维丘克河流域的降水。台勒维丘克河流域多年平均年降水量为99.7 mm;降水量的季节变化明显,年内分配不均,全年连续最大四个月降水量为52.9 mm,出现在5~8 月,其降水量占全年的56%;冬季降水量占23%,夏季占47%,秋季占20%,冬季占10%。

2.4 径流特征分析

台勒外丘克河是渭干河的较小支流,其控制站拜城水文站多年平均径流量为0.797×108m3(统计年份为1987—2010 年)占渭干河五条支流(木扎提河、卡布斯浪河、台勒外丘克河、卡拉苏河、黑孜河)河川径流量的3.9%。该河径流年际变幅较大,径流的年内分配极为不均,径流量主要集中在5—8 月,7~8 月多年平均径流量占年总量的44.5%。

2.5 流域水质状况

台勒外丘克河拜城站,控制河长60 km,河水pH值为7.5~8.5,呈弱碱性,氯化物为38.1 mg/L,矿化度为457 mg/L;该流域总体水质良好,但由于沿岸工农业生产生活的影响,其水质尚末超过地面水II 类水质标准。流域河水化学成分年内变化和年际变化均具有一定的规律,表现为明显的季节性特点,氯化物、矿化度等水质参数在丰水期小、枯水期大。

2.6 洪水特征分析

台勒维丘克河洪水特征,30 年一遇洪峰流量为750 m3/s。经研究分析,引起台勒维丘克河发生洪水的主要原因:

一是,台勒维丘克河流域会产生暴雨型洪水;尤其在夏季,山区发生大面积降雨形成较大的洪水。

二是,夏季天气炎热,气温逐渐上升导致天山山脉冰雪开始消融,冰川积雪融化汇集,形成冰雪融化型洪水,从而导致台勒维丘克河产生洪水。

三是,暴雨—冰雪融化型洪水,在冰雪融化期突发暴雨,形成冰雪融化和暴雨混合型洪水。此三种洪水类型中,暴雨型洪水发生频次较多,洪水量级较高。

3 结语

综上分析,主要有以下结论:

第一,台勒外丘克河流域,多年平均气温7.5 ℃,具有明显的垂直地带性规律;平均风速1.9 m/s,主要以北风和西南风为主。

第二,该流域蒸发量年内变化较大,而年际变化较小,多年平均蒸发量1 538.5 mm。

第三,台勒外丘克河流域降水量呈现季节性变化,年内分配不均,多年平均年峰水量为94.4 mm,主要集中在 5~8 月。

第四,该河径流年际变幅较大,径流的年内分配极为不均,径流量主要集中在5~8 月,多年平均径流量为 0.797×108m3。

第五,该流域总体水质良好,河水pH 值为7.5~8.5,呈弱碱性,水质化学成分年内变化和年际变化均呈现明显的季节性特点。

第六,该流域的洪水类型主要为暴雨型洪水。

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