王 兵，俞 健

(新疆石河子水文勘測局，新疆 石河子 832000)

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天山北坡大南溝河徑流特性分析

王 兵，俞 健

(新疆石河子水文勘測局，新疆 石河子 832000)

徑流分析是大南溝河水庫壩址斷面水文分析計算的重要組成部分，本文通過采用鄰近河流八家戶水文站資料對大南溝徑流組成及時空分布和三性特性進(jìn)行了分析，并利用水文上兩種方法對年徑流量進(jìn)行計算，為大南溝擬建水庫水文分析計算提供了依據(jù)。

徑流；特性；分析

大南溝河位于天山山脈依連哈比爾尕山北麓，是金溝河的一條支流。大南溝河流域地處新疆維吾爾自治區(qū)沙灣縣境內(nèi)準(zhǔn)噶爾盆地南緣，東與寧家河流域相鄰，西與巴音溝河流域接壤，南以庫木克咀姆大坂山脊為界，北至金溝河匯合口。流域地理位置介于東經(jīng)85°14′～85°29′和北緯43°52′～44°11′之間。大南溝河流域研究區(qū)內(nèi)曾建有地方專用水文站即大南溝渠首站，渠首站以上河長26.4 km，集水面積160 km2。

1 徑流分析

徑流分析是大南溝河水庫壩址斷面水文分析計算的重要組成部分，由于大南溝河上未設(shè)立國家水文觀測站，僅設(shè)立了一個大南溝渠首站，且該站河道來水觀測年限較短(不足30年)，因此水文分析計算借用鄰近流域金溝河河八家戶水文站長系列徑流觀測資料，分析大南溝河的徑流特征并參與進(jìn)行大南溝河年徑流量的計算。

2 參證站徑流三性分析

2.1 可靠性分析

八家戶水文站1983～2015年33年徑流觀測資料系列，符合《河道流量測驗規(guī)范》GB50179-93、《水文資料整編規(guī)范》SL247-1999的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)新疆水文水資源局審查驗收，已編入國家水文年鑒和水文專用數(shù)據(jù)庫，資料系列是可靠的。

2.2 一致性分析

就徑流資料系列而言，影響系列一致性的主要因素來自區(qū)間入水、分水、人類活動以及計算斷面上下遷移等。八家戶水文站測驗斷面自設(shè)站以來水流特性控制良好，徑流資料一致性較好，八家戶水文站33年徑流系列資料具有一致性。

2.3 代表性分析

2.3.1 豐枯變化分析

從八家戶站年徑流量模比系數(shù)差積曲線(圖1)可以看出， 1983～2015年包含有三個豐枯期，1983～1994年枯水期，歷時12 a，其中包含有一些小的周期；1995～2002年為豐水期，歷時8 a；2003～2015年為平水期，歷時13 a。由此可見，該系列包括的年徑流豐、平、枯水變化過程較完整。

圖1 八家戶站年徑流量模比系數(shù)差積曲線圖

2.3.2 模比系數(shù)累積平均值曲線分析

繪制八家戶站年徑流量模比系數(shù)累積平均值曲線(見圖2)，累積曲線隨時間的增長，變幅越來越小，年徑流系列在20年以上時，模比系數(shù)累積曲線穩(wěn)定趨近于1，可見系列均值有較好的代表性。

圖2 八家戶站年徑流量模比系數(shù)累積平均值曲線圖

2.3.3 不同長度徑流系列統(tǒng)計參數(shù)誤差分析

對八家戶站年徑流量系列取不同長度，進(jìn)行統(tǒng)計參數(shù)相對誤差分析，結(jié)果見表1。當(dāng)系列長度達(dá)25年以上時，系列統(tǒng)計參數(shù)已經(jīng)基本穩(wěn)定，與長系列比較，均值、Cv值相對誤差均小于3%。

綜合上述分析，八家戶站年徑流過程包括了較完整的豐、平、枯水過程，隨著系列長度增加，系列統(tǒng)計參數(shù)趨于穩(wěn)定。所以，八家戶站33年的徑流系列資料有較好的代表性。

3 年徑流量計算

大南溝河為有少量水文觀測資料河流，根據(jù)該河及鄰近流域河流資料，現(xiàn)采用徑流模數(shù)法、徑流深等值線圖法、面積比擬法兩種方法分別推求多年平均年徑流量。

表1 八家戶站年徑流量長短系列統(tǒng)計參數(shù)及相對誤差表

3.1 徑流模數(shù)法

根據(jù)大南溝水庫上、下壩址斷面集水面積和八家戶水文站1983～2015年33年的徑流資料，可推求出水庫上、下壩址斷面多年平均年徑流量，采用公式如下：

W大南溝/F大南溝=W參/F參

式中：W大南溝為大南溝水庫壩址處多年平均年徑流量(m3)；F大南溝為大南溝水庫壩址以上集水面積(km2)；W參為參證水文站多年平均年徑流量(m3)；F參為參證水文站測驗斷面以上集水面積(km2)。

利用面積比法，推求出水庫上、下壩址斷面多年平均年徑流量分別為0.215 4×108m3和0.219 2×108m3。

3.2 徑流深等值線圖法

徑流深等值線圖法是對無資料區(qū)域小洪溝年徑流量均值估算的常用方法。

新疆水文水資源局于2001年在1:25萬電子地圖上繪制完成了瑪納斯河流域1956～2000年多年平均地表徑流深等值線圖，依據(jù)該等值線圖，經(jīng)周邊流域徑流深區(qū)域平衡計算，可得到流域年徑流深等值線圖(見圖3)。根據(jù)圖3及水庫壩址上、下斷面以上流域集水面積，量算得到水庫上壩址斷面以上流域年徑流深為57.2 mm，折算成年徑流量為0.055 1×108m3；量算得到水庫下壩址斷面以上流域年徑流深為56.8 mm，折算成年徑流量為0.055 7×108m3。計算成果見表2。

表2 水庫壩址斷面集水面積所產(chǎn)生的徑流量計算成果表

因徑流深等值線圖法使用資料年限截止到2000年，需把水庫壩址計算成果訂證到2015年，肯斯瓦特站1956-2000年多年平均年徑流量為12.20×108m3，將其延長至2015年為12.57×108m3，訂正系數(shù)為1.030，利用該訂正系數(shù)訂正后，水庫上壩址處多年平均年徑流量為0.056 8×108m3；水庫下壩址處多年平均年徑流量為0.057 4×108m3。

圖3 大南溝河流域年徑流深等值線圖

本次水庫壩址斷面年徑流量推求采用了兩種方法，即徑流模數(shù)法、徑流深等值線圖法。

徑流模數(shù)法是利用八家戶站33年的徑流資料，根據(jù)八家戶水文站和大南溝水庫壩址以上集水面積，按面積比的方法，來推求出水庫壩址斷面年徑流量，計算成果精度較可靠。

徑流深等值線圖法是以周邊流域為控制，經(jīng)徑流深區(qū)域平衡計算，從而獲得大南溝河流域徑流深等值線的走向，考慮的因素較多，由于參證站所屬流域為大流域，大南溝河流域是小流域，小流域控制站點偏少，致使該區(qū)域徑流深等值線的走向有其任意性，該法計算成果僅供參考。

表3 兩種推求方法計算成果比較

4 結(jié)語

通過對水文資料的查閱、收集、整理及數(shù)據(jù)的處理，通過計算利用參證站的資料推算出擬建大南溝水庫上下壩址的年徑流量資料，為水庫建設(shè)提供了水文分析計算的數(shù)據(jù)支持。對于大南溝河的小流域有其自身獨有的特性，加之小流域控制站點偏少，所以通過相鄰的參證站也間接的了解大南溝河的河流特性。通過計算分析成果為大南溝的水利設(shè)施的投資提供數(shù)據(jù)參考和理論支持。

[1]劉文光.水文分析與計算[M].河海大學(xué)出版社.1997.[2].

[2]楊旭東，常紅，郭軍偉.水資源合理配置淺析[J].水利科學(xué)與經(jīng)濟(jì).2008.(4)：293-294.

[3]高佩玲，雷廷武，邵明安，等.小流域土壤侵蝕與徑流過程自動測量系統(tǒng)的實驗應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2005.(10)：164-166.

2017-04-07

王兵(1979 -)，男，新疆石河子人，助理工程師，主要從事水文水資源勘測、地表、地下水資源調(diào)查與分析評價工作。

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