王 波,代 鴻,孫麗娟
(四川省水文水資源勘測(cè)局,成都,610031)
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水文水資源
三川水文站年徑流系列代表性分析
王 波,代 鴻,孫麗娟
(四川省水文水資源勘測(cè)局,成都,610031)
根據(jù)雍河三川水文站現(xiàn)有水文資料,插補(bǔ)缺測(cè)流量資料,通過(guò)多種方法分析年徑流系列代表段,為了解雍河徑流情況、合理開發(fā)利用雍河水資源,并為鄰近流域水利工程選雍河三川水文站作為參證站提供一定的設(shè)計(jì)依據(jù)。
三川水文站 年徑流 代表性分析
三川水文站位于嘉陵江左岸三級(jí)支流雍河,為嘉陵江中游左岸山丘地區(qū)小河代表站,設(shè)立于1957年,地處蒼溪縣三川鎮(zhèn)龍王鄉(xiāng),東經(jīng)106°00′05″,北緯32°02′04″,集水面積303km2,至河口距離24km。雍河流域發(fā)源于廣元市昭化區(qū)境內(nèi)四川盆地東北部邊緣,大巴山南麓,在蒼溪縣三川鎮(zhèn)注入插江。雍河水量不豐富,屬于四川省徑流低值區(qū),流域多年平均年徑流深為438mm。該地區(qū)屬于紅層丘陵區(qū),地下水亦貧乏。為了解及合理利用雍河水資源,本文根據(jù)雍河三川水文站現(xiàn)有實(shí)測(cè)水文資料,插補(bǔ)缺測(cè)年份流量資料,通過(guò)多種方法分析年徑流系列代表段,為開發(fā)利用雍河水資源及鄰近流域水利工程,選三川水文站作為參證站提供一定的設(shè)計(jì)依據(jù)。
三川水文站于1967年5月由四川省水文總站設(shè)立,現(xiàn)由四川省水文水資源勘測(cè)局領(lǐng)導(dǎo),1967年5月1日開始觀測(cè)水位,1969年1月1日正式測(cè)流,測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水、泥沙等。三川水文站具有1969年~2011年43年完整流量實(shí)測(cè)資料,1967年5月~2011年12月實(shí)測(cè)降水量、水位資料。
三川水文站1967年5月1日~1968年12月31日缺測(cè)流量,用缺測(cè)流量時(shí)段相應(yīng)的實(shí)測(cè)水位,以1969、1970年綜合水位流量關(guān)系曲線(見圖1)插補(bǔ)。結(jié)合降水量分析,插補(bǔ)成果基本合理。插補(bǔ)后,三川水文站具有1967年5月~2011年共45年連續(xù)的流量資料。
圖1 三川水文站1969、1970年綜合水位
3.1 徑流特性分析
雍河流域徑流主要來(lái)源于降水,該流域地處紅層地區(qū)地下水補(bǔ)給較少,徑流的年內(nèi)分配及年際變化與降水基本一致,徑流年際變化呈現(xiàn)豐枯交替情況。據(jù)三川水文站1967年6月~2011年5月,水利年實(shí)測(cè)流量資料分析,流域多年平均流量4.21m3/s,多年平均年徑流深為438mm。徑流的年內(nèi)分配極不均勻,徑流量主要集中在主汛期5月~10月,占年徑流量的92.9%,枯季11月~翌年4月,徑流量占年徑流量的6.85%,最枯12月~翌年3月,徑流量?jī)H占年徑流量的2.81%。
徑流的年際變化較大,年徑流Cv值0.6,實(shí)測(cè)最大年平均流量12.5m3/s(水利年1981年6月~1982年5月),為最小年平均流量0.97m3/s(水利年1979年6月~1980年5月)的12.9倍。水利年最大年平均流量和最小年平均流量,分別是多年平均流量的2.97倍和0.23倍。
3.2 降水量年際變化分析
從雍河流域三川水文站1969年~2011年,年降雨年際變化距平圖(見圖2)看,流域降雨年際變化不均,1969年以后大致呈現(xiàn)以5年為周期的豐、枯變化,且枯水年連續(xù)發(fā)生,1969年~1972年,1976年~1979年,1991年~1997年,2000年~2008年連續(xù)枯水。流域特枯水年發(fā)生在1969年(409mm)、1997年(666mm)和1993年(669mm),特豐年份發(fā)生在1981年(1587mm)、1998年(1283mm)和1989年(1266mm),極值比為3.9。
圖2 雍河流域面平均年雨量距平圖
3.3 降雨徑流關(guān)系分析
雍河流域徑流主要受降雨影響,從降雨徑流相關(guān)關(guān)系圖(見圖3)可以看出,兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)0.8。
圖3 雍河三川水文站降雨~徑流關(guān)系
3.4 徑流系列代表性分析
雍河為嘉陵江左岸三級(jí)支流、東河右岸二級(jí)支流、插江左岸一級(jí)支流,流域內(nèi)山高谷深,人煙稀少,植被條件較好,無(wú)大的引蓄水工程,人類活動(dòng)對(duì)徑流影響較小。因此,認(rèn)為該水文站徑流系列具有較好的一致性,故未作徑流的還原計(jì)算。
根據(jù)三川水文站45年徑流系列,按水利年統(tǒng)計(jì)得到1967年6月~2011年5月共44年徑流系列,繪制年平均流量逐年變化過(guò)程、逐年累進(jìn)平均過(guò)程、年平均流量變差、累進(jìn)變差過(guò)程線(見圖4)。從年平均流量過(guò)程線、逐年累進(jìn)平均過(guò)程線、變差、差積曲線中可以看出,44年完整的徑流系列中包含明顯的特豐、特枯水年份。特豐年份為水利年1981年6月~1982年5月、1983年6月~1984年5月,年平均流量分別為12.5m3/s、10.03m3/s。特枯水年份為1979年6月~1980年5月、2006年6月~2007年5月,年平均流量分別為0.97m3/s、1.09m3/s;1981年~1985年為豐水年組,多年平均流量為7.91m3/s。2002年~2006年為枯水年組,多年平均流量為2.83m3/s。豐水年組和枯水年組交替出現(xiàn),豐枯水年份數(shù)大致相近且其間有平水年出現(xiàn)。從滑動(dòng)累積曲線可知,當(dāng)系列達(dá)到34年以上時(shí),累積平均值與多年平均值接近,系列趨于穩(wěn)定,其多年平均流量為4.21m2/s。
以上分析表明,三川水文站44年水利年徑流系列作為徑流總體的隨機(jī)樣本,能反映出該河段徑流的總體分布規(guī)律。故認(rèn)為該徑流系列具有較好的代表性,可供使用。
圖4 三川水文站水利年徑流系列年際變化
通過(guò)以上分析,認(rèn)為雍河三川水文站1967年6月~2011年5月水利年的44年徑流系列中,包含了完整的豐、平、枯水周期,比較好地反映了豐、平、枯水變化,故本文選用1967年~2011年徑流段作為徑流系列代表段。
本文分析徑流系列代表性方法滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,計(jì)算成果合理,可以作為雍河徑流情勢(shì),為下一步合理開發(fā)利用雍河水資源,并為鄰近流域無(wú)資料地區(qū)水利工程選三川水文站作為參證站提供了一定的設(shè)計(jì)依據(jù)。
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