碧流河流域径流变化规律分析
2023-12-06丛梅梅
丛梅梅
(辽宁省营口水文局,辽宁 营口 115003)
碧流河又名毕利河、毕里河,是辽宁省南部地区较大河流,地理位置为北纬39°24′~40°20′、东经122°10′~122°53′[1]。碧流河流域面积2817 km2,其中山地占67%、丘陵占24%、平原占9%,流域狭长,上下游宽,中游窄,形如葫芦,平均宽度18 km。碧流河全长159.1 km,直线长度140 km,弯曲系数1.12,平均比降3.38‰。
本文根据碧流河流域茧场、碧流河水库、小宋家屯、玉石水库4个水文站建站以来至2019年的实测径流数据,统计分析碧流河流域径流变化规律,研究成果对碧流河流域水资源高效利用具有重要参考价值。
1 站点资料概况
碧流河流域水文站共有4 处,分别是茧场、碧流河水库、小宋家屯、玉石水库水文站,各水文站信息详见表1。因各水文站数据年限不同,径流系列长度存在差异,为满足数据的可比性,选用表1中的径流资料为样本进行统计分析。
表1 各水文站信息统计
2 水文特性
碧流河流域属北温带湿润气候区,多年平均气温10.5℃,最高气温35.8℃,最低气温-23.5℃,月平均气温8.7℃;多年平均蒸发量1305.2 mm;多年平均相对湿度在72%左右;无霜期平均180 d;结冰期自11月上旬开始,至翌年3月上旬融冰[2-7]。
碧流河流域多年降水量为680~822 mm,平均降水量为756.5 mm,并由北向南增加。全年降水大部分集中在七八月,占全年总量的52.6%。流域年降水量变幅较大,枯水年和丰水年相差3 倍以上。碧流河上游的茧场水文站1964年实测降水量1286.8 mm,1965年实测降水量仅367 mm;下游的小宋家屯水文站1956年实测降水量1097 mm,1965年实测降水量仅287 mm。碧流河中上游由于地理位置和地形条件特殊,经常受到各种天气系统影响,降水量范围广、强度大且时间集中,是辽南暴雨区之一。特别是碧流河上游山区植被较差,岩石裸露,遇有暴雨地表径流迅速集中,水位涨落快,容易形成暴涨暴落的洪峰,一般年份汛期洪水流量为1000~2000 m3/s,每次洪峰持续时间1~3 h,最短30 min,涨水流速大于落水流速。碧流河流域多年平均径流深338 mm,径流量6.12亿m3,径流的年内分配与降雨量的年内分配基本一致。
3 径流总量变化特征
3.1 年径流总量
碧流河流域茧场、碧流河水库、小宋家屯及玉石水库4个水文站多年平均径流量为6.12亿m3,不同时段各水文站年均径流量详见表3。碧流河流域4个站点多年平均径流量在1978年前偏高,最大年份出现在1982和1991年,总体变化呈现有规律的上升或下降趋势,其原因可能是:短期暴雨造成径流量加大;碧流河水库、玉石水库的投入使用缓解了降雨后的径流,使得统计时段后期径流量较小且变化趋势平稳。
表3 各水文站多年平均径流量106 m3
3.2 汛期径流总量
汛期径流量在年径流中占比较大,碧流河流域各水文站多年平均月径流占年径流百分比详见表4,各水文站汛期径流量详见表5。由表5可知,各水文站汛期径流量占年径流总量的70%以上,具体情况如下:茧场水文站占84.13%,碧流河水库水文站占74.97%,小宋家屯水文站占78.27%,玉石水库水文站占85.96%。
表4 各水文站多年平均月径流占年径流百分比%
表5 各水文站汛期径流量106 m3
3.3 径流不均匀系数
在径流分析过程中,对茧场、碧流河水库、小宋家屯、玉石水库各水文站年内径流分配进行研究,同时对径流最大、最小5 a 进行丰枯评价。结果表明,碧流河年径流分配程度主要通过径流不均匀系数进行确定,径流不均匀系数越大,径流不均匀程度越高;年内调节系数越大,径流月差异越大,年内分配越不均匀,径流集中度越高;丰水年年内调节系数和年内径流不均匀系数均高于枯水年。碧流河流域各水文站年内径流不均匀系数,详见表6。
表6 各水文站年内径流不均匀系数
3.4 径流集中度与集中期
各月径流量以向量方式进行集中度的计算,年径流量中合成流量所占比重可以通过径流在年内的集中度进行表述。径流在全年较为集中的月份称作集中期,在数学分析过程中一般通过分量和的比值正切角度进行描述。碧流河流域各水文站年内径流分配完全调节系数和年内径流分配集中度,详见表7—8。
表7 各水文站年内径流分配完全调节系数
由表8 可知,碧流河流域茧场、碧流河水库、小宋家屯、玉石水库水文站中,小宋家屯水文站径流集中度要高于其他水文站,丰水年超过枯水年,各水文站不同年份集中度没有表现出明显的差异。
表8 各水文站年内径流分配集中度
4 结语
近几十年来,碧流河水库的丰水年与枯水年相比偏多,丰水年与枯水年之比大约为3∶2,汛期与年平均水量基本一致,碧流河水库径流调节效果明显。
碧流河流域各水文站年内径流不均匀系数、年内径流分配完全调节系数、年内径流分配集中度3个指标结果一致,说明每个指标均能反映碧流河流域各水文站点径流情况。
本文对碧流河流域径流变化的成因研究较少,后续应对其重点进行定量和定性分析研究。