□朱建春（巴州水文水資源勘測局）

1.流域自然地理概況

1.1 流域地形

清水河流域位于新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州和碩縣北部，流域東面與曲惠溝流域接壤，西面與黃水溝流域毗鄰，北界阿拉溝流域，地理位置介于86°35′～87°10′E，42°10′～42°50′N，流域內(nèi)地勢北高南低向西傾斜，山口以上平均海拔高程在3100 m以左右。海拔高度在2500～3800 m的地帶降水較多，氣候濕潤。

1.2 河流

清水河發(fā)源于天山南麓，從河源至出山口河長60.2 km，流域平均寬度22.1 km，最大寬度36.0 km，河道平均坡度3.7%。流域內(nèi)冰川面積5.64 km2，占流域總面積的0.56%，冰川儲量0.142 km3?？藸柟盘崴恼臼窃摵游ㄒ坏乃恼?，1956年建站,位于清水河出山口處，東經(jīng)86°54′，北緯42°22′，水文站以上流域集水面積為1016 km2。

2.流域降水及徑流概況

2.1 降水

山口處多年平均年降水量146.6 mm，降水量集中在汛期（6-8月），汛期多年平均降水量24.9～37.2 mm之間，連續(xù)最大4個月降水量占年降水量70.9%。

2.2 徑流

清水河的徑流量主要是由冰雪融水和降雨補給，還有少量的地下水補給組成。夏季降雨大部分直接補給徑流，因而降水是影響清水河徑流大小的主要因素之一，山區(qū)降雨大小直接影響河道徑流量的大小。徑流的年內(nèi)分配不均勻，主要是由于流域的降水時空分布不均，且季節(jié)變化明顯，徑流主要集中在汛期（0.809×108m3），約占全年的 65.7%。

2.3 枯水

清水河枯水時間比較長，一般為每年10月初至次年4月底為枯水期，其中，12月中旬至次年4月底為最枯時段，月徑流占年徑流的4.5%～3.0%之間，此段時期河流大部分時間處在冰期，地表徑流補給中斷，靠地下水補給，這時河水徑流量比較穩(wěn)定。

3.年徑流插補方法

3.1 5-11月合計徑流量與年徑流量相關(guān)法

克爾古提站1994-2008年總共逐年徑流及1-4月和12月徑流資料的插補延長，采用歷年實測5-11月徑流量與年徑流量建立相關(guān)關(guān)系，見圖1。根據(jù)1994-2008年每年5-11月實測徑流量，按相關(guān)方程計算出各年徑流量。

其相關(guān)方程為：

相關(guān)系數(shù)：R=0.9958。式中：W—年徑流量；W5～11月 -5-11月時段徑流量。

根據(jù)（1）式求得1994-2008年各年徑流量，然后用年徑流量減去該年5-11月份徑流量，求得1-4月和12月徑流量，再用多年平均歷年1-4月和12月各月水量占1-4月和12月時段水量百分比計算出1994-2008年各年1-4月和12月各月徑流量。

3.2 枯季退水曲線分析法

根據(jù)清水河枯季徑流特征分析，每年12月至次年4月底為最枯時段，月徑流靠地下水補給，這時河水徑流量退水平穩(wěn)，多年平均退水系數(shù)在0.06～0.006之間波動，從11月下旬至次年4月下旬逐漸減小，退水系數(shù)說明此時段徑流消退速度逐漸降低。

圖1 克爾古提水文站歷年5-11月徑流與年徑流相關(guān)圖

克爾古提站1993-2008年，每年12月和次年1-4月徑流資料的插補延長，采用11月徑流量為枯水開始消退值，用退水曲線公式計算出每年12月和次年1-4月徑流。

退水計算公式：

式中：Q0-表示開始消退值；Qt-表示退水后t時段的消退值；β—表示t時段的退水系數(shù)。

根據(jù)1957-1993年歷年實測月徑流量資料，分析歷年逐時段退水曲線系數(shù)β。利用每年11月實測徑流量，根據(jù)（2）式求得1993-2008年每年12月和次年1-4月徑流量。插補的1-4月和12月各月徑流量與實測的5-11月徑流量相加即得到1994-2008年各年徑流量。

3.3 歷年均值代替

根據(jù)歷年實測月徑流量資料，分析歷年逐月平均月徑流量，一般為每年12月至次年4月底月徑流占年徑流的4.5～3.0%之間，且歷年逐月徑流年際變化較穩(wěn)定，12月和1-4月徑流量變差系數(shù)CV值在0.25～0.15之間，在一般情況下用歷年逐月平均月徑流量近似代替缺測月份的徑流量，用歷年平均1-4和12月合計徑流量與當年實測的5-11月徑流量相加即得到1994-2008年各年徑流量。

4.插補方法誤差分析及精度評定

本次根據(jù)克爾古提站1957-1990年的月、年徑流資料，來進行徑流量相關(guān)法的分析及建立相關(guān)方程，分析退水曲線法歷年逐時段退水曲線系數(shù)β，和1957-1990年逐月平均徑流，運用上述3種方法分別對1991-1993年各年1-4月和12月及年徑流進行插補。然后通過1991-1993年實測月、年徑流資料來檢驗各種方法插補值的精度，通過對各種方法的比較和精度評定，優(yōu)選年徑流插補方法。插補結(jié)果見表1。

表1 各年1-4月和12月及年徑流插補成果表

各種方法插補結(jié)果與1991-1993年實測月、年徑流進行絕對誤差及均方差分析，分析結(jié)果見表2。通過上述3種方法插補值的精度來看，相關(guān)分析法年各月插補值絕對誤差在0.03～0.83 m3/s之間，年徑流絕對誤差在0.010～0.018 m3/s之間。3年1-4月和12月平均均方差在0.08～0.42之間，合計為1.04，3年年徑流平均均方差為0.025；退水曲線法3年各月插補值絕對誤差在0.05～0.44 m3/s之間，年徑流絕對誤差在0.003～0.028 m3/s之間。3年1-4月和12月平均均方差在0.08～0.34之間，合計為0.92，3年年徑流平均均方差為0.015；歷年均值法3年各月插補值絕對誤差在0.04～1.13 m3/s之間，年徑流絕對誤差在0.029～0.046 m3/s之間。3年1-4月和12月平均均方差在0.17～0.64之間，合計為1.63，3年年徑流平均均方差為0.049。

從分析結(jié)果來看，3年1-4月和12月插補值絕對誤差和平均均方差變化范圍最小的是枯水退水曲線法的插補結(jié)果，3年年徑流平均均方差最小的也是枯水退水曲線法的插補結(jié)果。

表2 插補成果絕對誤差統(tǒng)計分析表

5.結(jié)論

根據(jù)清水河流域的降水和枯季徑流特征，采用相關(guān)分析法、退水曲線法和歷年均值法對克爾古提水文站缺測年份的月、年徑流資料進行插補。并運用1991-1993年實測月、年徑流資料來檢驗各種方法插補值的精度，通過對各種方法的比較和精度評定，枯水退水曲線法的插補結(jié)果的值絕對誤差和平均均方差變化范圍最小，插補值相對比較準確。在進行清水河水資源評價和水文分析計算時，枯水退水曲線法的插補結(jié)果可用于克爾古提水文站缺測年份的月、年徑流資料進行插補。