艾拉提·托克遜;穆臺(tái)力甫·牙森

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆喀什 844000)

新疆喀什庫(kù)山河水文特性淺析

艾拉提·托克遜;穆臺(tái)力甫·牙森

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆喀什 844000)

庫(kù)山河是新疆喀什噶爾河水系的第三大支流，典型的干旱地區(qū)山區(qū)多沙河流，水的問(wèn)題顯得十分重要和突出。目前庫(kù)山河上游還未修建山區(qū)調(diào)節(jié)性水庫(kù)或控制性水利樞紐，平原區(qū)河道未能徹底整治，水資源非常短缺，洪旱災(zāi)害頻繁。充分利用流域內(nèi)沙曼水文站和木華里水管站幾十年的實(shí)測(cè)水文資料，4個(gè)縣氣象站的氣象資料，利用水文統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)河流水文特征進(jìn)行了分析。為進(jìn)一步治理河流、解決水資源短缺問(wèn)題及提高防災(zāi)能力提供分析依據(jù)。

庫(kù)山河;水文特性;徑流;泥沙特性;洪水特性

庫(kù)山河為喀什噶爾河水系第三大河流，位于我國(guó)新疆維吾爾自治區(qū)西南部，塔里木盆地西南緣，流域西面與蓋孜河連接，東面穿越布谷里沙漠與葉爾羌河相望，南面為昆侖山脈，北面為河流最終匯入的克孜河干流喀什噶爾河。庫(kù)山河從河源到入河口流經(jīng)克州阿克陶縣，喀什地區(qū)英吉沙縣、疏勒縣等三縣，流域面積為6 957.6 km2，山區(qū)面積為2 612 km2，平原區(qū)流域面積為4 345.6 km2，沙曼水文站以上集水面積為 2 169 km2，灌溉面積 113萬(wàn)畝，多年年徑流量為6.378億 m3(沙曼站為主)。

1 流域氣候因素

庫(kù)山河流域深居內(nèi)陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，降水量稀少而蒸發(fā)量很大，氣候干燥，日照充足，氣溫日變幅及年較差大，呈現(xiàn)極度干旱的典型的大陸性氣侯特征。流域區(qū)氣候的垂直地帶性分布規(guī)律顯著，高山區(qū)一年只有冷季和暖季，夏季短且涼爽，冬季長(zhǎng)且嚴(yán)寒。海拔5 000 m高度以上山區(qū)發(fā)育有永久冰川。海拔2 000 m左右中山區(qū)，降水較為充沛，達(dá)300 mm，東北部平原區(qū)極度干旱，年降水量小于70 mm，水面蒸發(fā)量可達(dá)2 700 mm。平原區(qū)氣候溫和，四季分明，光熱充足，降水量少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，無(wú)霜期長(zhǎng)，日較差大。有大風(fēng)、干熱風(fēng)，沙暴、冰雹、霜凍、浮塵等害災(zāi)性天氣。因庫(kù)山河地形條件復(fù)雜，氣候差異大，平原區(qū)和山區(qū)水文氣象條件不盡相同。

2 氣溫特點(diǎn)

年內(nèi)變化顯著，年較差大，全年1月份最低，7月份最熱，春季升溫快，秋季降溫快。氣溫變化顯著，日較差大，日較差的平均值一般在13℃ ～15℃之間，秋季大，冬季小，最大日較差可達(dá)25℃。夏季高溫，熱量資源豐富，平原區(qū)盛夏7月平均最高氣溫一般在32℃ ～34℃，多年極端最高氣溫達(dá)40℃左右，其中英吉沙縣氣象站年最高氣溫為40.4℃。氣溫的高低和變化，直接影響到河川徑流量的變化。光熱充足，年平均日照時(shí)數(shù)2 750～2 850 h，日照百分率為62%左右。熱量資源豐富，多年平均氣溫11.4℃ ～11.℃。氣溫隨著海拔高度的升高而降低，即氣溫的垂直地帶性分布規(guī)律特別明顯。

圖1 庫(kù)山河流域各站歷年各月平均降水量變化圖

3 降水特征

年降水量有明顯的垂直分布規(guī)律。降水量區(qū)域分布差異大，山區(qū)多，平原少;南部多，北部少;西部多，東部少;山區(qū)降水量為100～500 mm之間，一般隨著海拔高度的增加降水量逐漸增大。平原區(qū)降水量60～100 mm之間。

暴雨的量級(jí)低，年際變化大，稀遇暴雨強(qiáng)度大。根據(jù)沙曼水文站實(shí)測(cè)降水資料分析，降水量的年變差系數(shù)Cv為0.2～0.6，最大年與最小年降水量的比值為2～14倍。

多年平均降水量為135.7 mm，降水量最多年為1971年的232.3 mm，最小年為1961年的53.9 mm，據(jù)平原區(qū)英吉沙縣氣象站降水觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，其多年平均降水量為66.0 mm，降水量最多年為1981年的135.9 mm，最小年降水量為1985年的18.4 mm。降水相對(duì)集中，降水多年平均值集中在春夏兩季，占年降水量的75%，連續(xù)最大四個(gè)月降水量占年降水量的60%左右，個(gè)別年份更大。

年降水量不大，但最大日降水量可觀，平原區(qū)最大日降水量的極值都在25 mm以上，根據(jù)沙曼水文站實(shí)測(cè)降水資料統(tǒng)計(jì)，多年平均最大日降水量為19.0 mm，其中1992年降水量達(dá)37.2 mm，英吉沙縣1968年也出現(xiàn)過(guò)32.7 mm的日降水量，此類高強(qiáng)度的降水常會(huì)形成庫(kù)山河暴雨洪水的危害。

4 蒸發(fā)

水面蒸發(fā)主要是氣溫、水氣壓、相對(duì)濕度及風(fēng)力等因素綜合影響的結(jié)果，各地都有明顯的差異。在一般情況下，低溫濕潤(rùn)地區(qū)水面蒸發(fā)量小，高溫干燥地區(qū)水面蒸發(fā)量大，水面蒸發(fā)量隨著高程的增加而減少。

庫(kù)山河流域水面蒸發(fā)與降水相反，東北部水面蒸發(fā)量大;從東北向西南部隨著地勢(shì)的抬高，降水量逐漸增大，而水面蒸發(fā)量逐漸減小。沙漠區(qū)大于山前傾斜區(qū)，山前傾斜區(qū)大于山區(qū)。根據(jù)各站實(shí)測(cè)水面蒸發(fā)量資料統(tǒng)計(jì)，沙曼水文站多年平均水面蒸發(fā)量為1436.1 mm，阿克陶氣象站多年平均水面蒸發(fā)量為1 344.3 mm，英吉沙為 1 324.1 mm，岳普湖為1 499.7 mm。水面蒸發(fā)量隨地勢(shì)增高而減少的趨勢(shì)。

5 徑流

庫(kù)山河屬于喀什噶爾河流域，由于中下游綠洲發(fā)展、河道整治，灌溉引水以及沙漠區(qū)的蒸發(fā)滲漏，現(xiàn)庫(kù)山河地表水已難匯入喀什噶爾河干流，成為獨(dú)立的水系。

干旱區(qū)徑流的分布實(shí)際上是山區(qū)的徑流的分布。庫(kù)山河發(fā)源于慕士塔格，公格爾山的冰川區(qū)，徑流深最高400 mm以上，水源靠山區(qū)雨雪和高山冰川融化補(bǔ)給為主，降雨補(bǔ)給為輔，枯季為地下水和泉水補(bǔ)給，具有明顯的垂直地帶性。主要由卡爾塔什、且木干兩大支流匯合而成。徑流年內(nèi)分配不均勻，春季徑流量是年徑流量的6% ～20%，夏季占55% ～70%，秋季占10% ～20%，冬季占年徑流量的3% ～8%。沙曼水文站多年平均年徑流量6.378億 m3，實(shí)測(cè)最大年徑流量為1959年的8.045億 m3，最小年徑流量為 1965年的4.278億 m3，豐枯比為 1.88，年徑流變差系數(shù) Cv 為 0.13，徑流年際變化比較穩(wěn)定。但其洪枯流量相差懸殊，實(shí)測(cè)年最大洪峰流量均值為154 m3/s，洪峰流量最大變幅為689～79.6 m3/s。實(shí)測(cè)年最大洪峰流量為1999年的689 m3/s，年最小流量為1998年的2.18 m3/s，最大與最小流量相差316倍。

6 泥沙特性

庫(kù)山河流域位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，塔里木盆地西邊緣帕米爾高原之東，塔里木盆地西南邊緣的帕米爾東坡和昆侖山北坡，是全疆含沙量最高的地方。昆侖山北坡，由于降水稀少，又受塔克拉瑪干沙漠干熱氣候的影響，低山帶表層機(jī)械風(fēng)化強(qiáng)烈，冰磧物和倒石堆發(fā)育普遍，植被有稀疏，春季干燥的東北風(fēng)將沙漠物質(zhì)風(fēng)積，在此，夏季高山冰雪融水大量下泄，使河流含沙量沿程迅速增加。

泥沙的年內(nèi)變化與河川徑流量的補(bǔ)給形式有關(guān)。河床形態(tài)很不規(guī)則，輸沙量的年內(nèi)分配極不均勻，主要集中在夏半年，其集中程度遠(yuǎn)高于徑流量。由于冬半年強(qiáng)烈的機(jī)械風(fēng)化作用，植被稀疏，地表積累了較多的疏松物質(zhì)，汛期大量帶入河中，使含沙量和輸沙量驟增。河流不但含沙量大，而且在山洪暴發(fā)時(shí)形成含沙濃度極大并攜帶大量石塊，在枯水期完全變成清水。全年的輸沙量絕大部分來(lái)自汛期，汛期輸沙量高達(dá)全年輸沙量的70%～90%，盡管在變化情勢(shì)上大體相似，但顯得更不均勻。

表2 為沙曼水文站多年平均懸移質(zhì)含沙量和輸沙量的年內(nèi)分配表

從表中可見，沙曼水文站多年平均懸移質(zhì)含沙量為3.05 kg/m3，7～8月份為懸移質(zhì)含沙量的最大月份，11月份是懸移質(zhì)含沙量的最小月份，最大月與最小月的比值為137倍;冬半年10～12月、1～3月為懸移質(zhì)含沙量的低值期，各月懸移質(zhì)含沙量在 0.032 kg/m3～0.21 kg/m3之間。

多年平均懸移質(zhì)輸沙量為195×104t，2月份為懸移質(zhì)輸沙量的最小月，僅占年輸沙量的0.018%，7月為懸移質(zhì)輸沙量的最大月，占年輸沙量的36.4%。夏季6～8月輸沙量為174.3×104t，占年輸沙量的 89.4%;最大四個(gè)月 6 ～9 月輸沙量為184.7×104t，占全年輸沙量的94.7%，冬半年10～12月、1～3月時(shí)段輸沙量為0.791×104t，僅占年輸沙量的0.41%。由此可見懸移質(zhì)輸沙量年內(nèi)分配很不均勻，且輸沙量的集中程度比徑流更甚。

年徑流量多年變化大的地區(qū)，年輸沙量變化也大;反之，年徑流量變化小的地區(qū)，年輸沙量變化也小。但輸沙量的變化幅度遠(yuǎn)比徑流量為大。沙曼水文站多年平均年徑流量6.378億 m3，實(shí)測(cè)最大年徑流量為 8.045億 m3，最小年徑流量為4.278億 m3，豐枯比為1.88。氣候是河流輸沙量變化的主要因素。因此，在不同的旱澇年份，年輸沙量顯著不同。

表3 沙曼水文站懸移質(zhì)輸沙量年際變化分析表

從表中可見，沙曼水文站最大年輸沙量為389×104t，模比系數(shù)為1.99，最小年懸移質(zhì)輸沙量為58.2×104t，模比系數(shù)為0.30。最大年為最小年輸沙量的6.68倍，由此可見懸移質(zhì)輸沙量的年際變化較徑流年際變化更大，泥沙的年際變化遠(yuǎn)大于徑流的年際變化。

據(jù)監(jiān)測(cè)資料分析，庫(kù)山河是懸移質(zhì)泥沙顆粒最粗的河流，年平均粒徑達(dá)0.182 mm，年平均中數(shù)粒徑達(dá)0.095 mm，粒徑大于0.050 mm的泥沙占全年泥沙總量的67%。這主要是因?yàn)樵摵由嫌螀R集了公格爾慕士塔格的冰川堆積物，而汛期含沙量集中，且洪水多為中低山區(qū)暴雨形成，因此泥沙顆粒較粗。河流所挾帶的懸移質(zhì)泥沙大多數(shù)為細(xì)沙和粘土，推移質(zhì)為卵石和粗沙。

7 洪水

庫(kù)山河洪水成因類型比較復(fù)雜，洪水基本上形成于山區(qū)，中低山帶主要為暴雨洪水;中山帶主要為季節(jié)積雪融水形成的洪水;高山帶主要為冰雪融水洪水。洪水成因有冰雪融水型洪水、暴雨型洪水、暴雨－消融混合型洪水、冰凌洪水，其中消融型洪水是庫(kù)山河四類洪水中發(fā)生頻次最高最基本的一類洪水。

對(duì)庫(kù)山河沙曼水文站1957－2007年51年實(shí)測(cè)洪水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，年內(nèi)最大一次洪水過(guò)程水過(guò)程出現(xiàn)在7月占絕對(duì)多數(shù)，8月次之，僅有一年發(fā)生在6月中、下旬。從年氣溫的變化過(guò)程來(lái)看，7月份氣溫最高、依次為8月、6月;從年降水過(guò)程來(lái)看，6月份最大，五月、七月、八月次之。由此可以說(shuō)明庫(kù)山河洪水的成因、最基本的一類洪水，以高溫期冰川和永久性積雪消融為主，以降雨補(bǔ)給為輔。融雪型洪水多，且年際變化小，混合型洪水相對(duì)較少一些，但年際變化大。

8 水質(zhì)

庫(kù)山河流域由于復(fù)雜的地形地貌結(jié)構(gòu)、基巖、土壤特性、植被和氣候差異，其天然水質(zhì)有明顯的時(shí)空分布變化。

礦化度的分布與降水、徑流相反，山區(qū)低，平原區(qū)高，根據(jù)沙曼水文站多年實(shí)測(cè)水質(zhì)資料統(tǒng)計(jì)，礦化度的多年平均值為315 mg/L，礦化度有明顯的季節(jié)性變化規(guī)律。汛期低，枯期高。河流的礦化度年際變化較小，年際變化系數(shù)在Cv值在0.11以下，水中主要離子含量穩(wěn)定。除農(nóng)業(yè)灌溉污染外，全河流段水系未受其它污染，中，上游水質(zhì)較好(Ⅲ類)。

目前庫(kù)山河水沙曼水文站以上河流水質(zhì)較好。在評(píng)價(jià)的參數(shù)中，除總硬度為二級(jí)外，其余參數(shù)都為一級(jí)，可以滿足生活飲用、農(nóng)業(yè)灌溉，工業(yè)等各種用水要求，但下游河段水質(zhì)逐漸變差，不能滿足生活飲用水要求。近年來(lái)水質(zhì)變化基本穩(wěn)定，有利于水資源的綜合開發(fā)利用。

9 結(jié)語(yǔ)

流域山區(qū)水利樞紐工程急待建設(shè)，水資源的優(yōu)化配置格局尚未建立，調(diào)蓄能力嚴(yán)重不足，“春旱、夏洪、秋枯、冬缺”的水資源現(xiàn)狀依然制約流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著新疆跨越式發(fā)展和長(zhǎng)治久安一系列決策部署的實(shí)施，自治區(qū)將水利作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的命脈、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展和長(zhǎng)治久安的重要支撐。以保障流域新型工業(yè)化、農(nóng)牧業(yè)現(xiàn)代化、新型城鎮(zhèn)化發(fā)展為核心，以水資源優(yōu)化配置為目標(biāo)，以節(jié)水為主線，以民生水利建設(shè)為重點(diǎn)，以最嚴(yán)格的水資源管理和水利改革為動(dòng)力，加快水利改革發(fā)展，搶抓機(jī)遇，加快山區(qū)重點(diǎn)控制性水利樞紐的前期和建設(shè)，全面開展大型灌區(qū)續(xù)建配套及節(jié)水改造工程，推動(dòng)防洪基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實(shí)施嚴(yán)格的水資源管理體制機(jī)制，為流域跨越式發(fā)展和長(zhǎng)治久安目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供水利支撐。

［1］湯奇成，曲耀光，周聿超中國(guó)干旱區(qū)水文及水資源利用［M］.北京:科學(xué)出版社，1992.

［2］芮孝芳.河流水文學(xué)［M］.南京:河海大學(xué)出版社，2003.

［3］鄧銘江，王世江，董新光，章曙明.新疆水資源及可持續(xù)利用［M］.北京 :水利水電出版社，2005.

［4］周淑貞，張如一，張超.氣象學(xué)與氣候?qū)W［M］.北京:高等教育出版社，2006.

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1004－1184(2011)06－0200－03

2011－08－18

艾拉提·托克遜(1974－)，男，新疆喀什人，工程師，主要從事水資源管理，工程管理和防洪抗旱工作。