李志峰

(新疆喀什水文勘測(cè)局，新疆 喀什 844000)

1 葉爾羌河流域概況

葉爾羌河流域位于新疆自治區(qū)的西南部[1]。流域總的集水面積為10.81×104km2，山區(qū)和平原區(qū)面積分別為6.08×104、4.73×104km2[2]?？錾奖甭词侨~爾羌河發(fā)源地，葉爾羌水系源頭流向?yàn)槲鞅保瑓R合克勒青支流后，河流從西北向南北進(jìn)行轉(zhuǎn)向。再與支流塔什庫(kù)爾干河進(jìn)行匯合后呈西南-東北流向，在出山口流經(jīng)巴楚、澤普、莎車、麥蓋提等縣，最后在塔里木河匯入，葉爾羌河河流總長(zhǎng)度為1078km[3]，卡群水文站為其上游出山口水量控制站，衣干其渡口和48團(tuán)渡口水文站是其中下游主要控制站點(diǎn)[4]。葉爾羌河流域冰川總面積達(dá)到5942km2，屬于典型融雪補(bǔ)給型河流。根據(jù)相關(guān)研究表明，葉爾羌河流域危害最大的一種洪水是冰川湖突發(fā)洪水，8月下旬至9月上旬是此類洪水多發(fā)的時(shí)間，一些年份甚至在冬季出現(xiàn)冰川湖突發(fā)洪水。葉爾羌河、提孜那甫河、烏魯克河、柯克亞河是葉爾羌河水系內(nèi)的四大河流，水系各河流多年平均徑流量見表1。烏魯克河與柯克亞河屬于年徑流量低于1億m3的小河流。提孜那甫河和葉爾羌河通過(guò)“引葉濟(jì)提”水利工程進(jìn)行連通，柯克亞河與烏魯克河通過(guò)蒙卡提渠和提孜那甫河進(jìn)行連通[5]。葉爾羌河流域可分為5個(gè)氣候小區(qū)，第一個(gè)氣候小區(qū)為年平均氣溫低于0℃的昆侖山氣候區(qū)，高山區(qū)根據(jù)冰川洪水科學(xué)考察測(cè)定年降水量在500～700mm左右[6]。第二個(gè)氣候區(qū)為帕米爾高原氣候區(qū)，區(qū)域年均氣溫在3.5℃左右且冬季寒冷漫長(zhǎng)，夏季氣溫較為溫和，年降水量多年均值在70mm左右[7]。第三個(gè)為低山丘陵氣候區(qū)，區(qū)域夏季短于冬季，氣溫年平均值在11℃左右，降水量年均值一般在70mm左右，夏季較易發(fā)生山洪或泥沙流。第四個(gè)為平原氣候區(qū)，區(qū)域降水量多年均值在40～60mm之間，秋季氣溫下降速率較快，春季溫度上升速率較快，秋季溫度低于春季溫度，有利于區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展[8]。第五個(gè)為沙漠氣候區(qū)，該區(qū)域靠近塔克拉瑪干沙漠，區(qū)域氣溫多年均值超過(guò)12℃，降水量多年均值低于40mm[9-10]。

表1 葉爾羌流域主要河流徑流統(tǒng)計(jì)結(jié)果 單位：億m3

2 選用站點(diǎn)及數(shù)據(jù)情況

葉爾羌是新疆水文站點(diǎn)布設(shè)重點(diǎn)河流之一，從20世紀(jì)50年代開始葉爾羌河布設(shè)有13處國(guó)家基本水文站點(diǎn)，目前由于水文站點(diǎn)停止觀測(cè)和站點(diǎn)撤銷等原因，具有較連續(xù)水文數(shù)據(jù)系列的站點(diǎn)分別為庫(kù)魯克欄桿站、卡群站、依干其渡口站和48團(tuán)渡口水文站。各站點(diǎn)基本情況見表2。水文數(shù)據(jù)選用庫(kù)魯克欄桿站、卡群站、依干其渡口站和48團(tuán)渡口水文站建站以來(lái)的系列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選用站點(diǎn)系列年份見表3。

表2 葉爾羌水系主要控制水文站基本情況

表3 葉爾羌水系主要控制水文站觀測(cè)數(shù)據(jù)系列情況

3 水文特性分析

3.1 降水特性分析

結(jié)合各水文站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)葉爾羌河流域降水年內(nèi)和年際變化進(jìn)行分析，降水年內(nèi)分配結(jié)果見表4。

葉爾羌流域降水空間分布主要受地形和地貌的影響，山區(qū)降水量較大，而平原地帶降水量偏少。年降水量在500～700mm的集中在高山區(qū)域，降水量在海拔低于2000m的區(qū)域存在明顯的垂直遞減變化。葉爾羌河流域多年降水量總體從西向東、從南向北逐步遞減，每百米高程降水量的遞增幅度在6～7mm之間。塔克拉瑪干邊緣沙漠區(qū)降水量最小，年降水量均值低于40mm。從表4中可看出，葉爾羌河流域主要集中在汛期，此外秋季降水量低于春季降水量，因此利于區(qū)域春季旱情補(bǔ)水，夏季降水量占全年降水量的比重為37.6%～64.2%之間。降水量連續(xù)4個(gè)月最大主要集中在5—8月份，占全年降水量的比例介于55.9%～78.2%之間。降水量最大的月份在5—7月之間，占全年降水量的比例為16.3%～24.2%之間。降水量最小值出現(xiàn)在11—12月，以及次年的1月份，占全年降水量比重為0.5%～2.5%之間。葉爾羌河年降水量最大和最小值比值介于3.8～19.2之間。低海拔向高海拔區(qū)域降水量年際呈現(xiàn)遞增變化，降水量極值比系數(shù)越大的區(qū)域降水量越小。流域降水年際變化的年際變化Cv值介于0.34～0.72之間，且從北向南逐步遞減。

表4 葉爾羌流域主要控制水文站降水年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.2 徑流特性分析

基于選用庫(kù)魯克欄桿站、卡群站、依干其渡口站和48團(tuán)渡口水文站實(shí)測(cè)徑流數(shù)據(jù)，對(duì)流域徑流年內(nèi)和年際變化進(jìn)行分析，見表5—6。

表5 葉爾羌流域主要控制水文站徑流年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表6 葉爾羌流域主要控制水文站徑流年際分配統(tǒng)計(jì)結(jié)果

葉爾羌流域年內(nèi)分配十分不均與，屬于典型的冰川補(bǔ)給河流，6—9月份水量站全年總量的比重超高80%，月最小徑流量主要出現(xiàn)在2月份，占全年徑流總量的比例介于1.3%～2.1%之間。徑流年內(nèi)分配的變差系數(shù)介于0.34～0.58之間。從徑流年際分配統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看出，葉爾羌河流域年際變化較為穩(wěn)定，變差系數(shù)介于0.18～0.21之間。年徑流受昆侖山冰川融水影響調(diào)節(jié)使得年徑流遞減趨勢(shì)較為明顯，最大和最小徑流之間的比值介于1.8～2.2之間。

3.3 泥沙特性分析

對(duì)葉爾羌河流域庫(kù)魯克欄桿站、卡群站、48團(tuán)渡口水文站實(shí)測(cè)輸沙量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析各站點(diǎn)輸沙量變化，結(jié)果見表7。

葉爾羌河流域受強(qiáng)烈寒凍剝蝕及干旱氣候影響，中、低山帶地表結(jié)構(gòu)較為疏松，廣泛分布泥石流，具有較高的河流含沙量。從表7中可看出，葉爾羌流域各水文站含沙量介于3.52～4.83kg/m3之間，年際輸沙量變化高于年際徑流量的變化，各站點(diǎn)年際輸沙量變差度均高于年際輸沙量的變差度，輸沙量最大月份占全年比重高于40%，月輸沙量最小值占全年比重低于0.02%。汛期輸沙量占比最高，6—9月份庫(kù)魯克欄桿站、卡群站、48團(tuán)渡口水文站輸沙量占全年的比重分別為98.5%、96.7%以及99.8%。

表7 葉爾羌流域主要控制水文站年輸沙量變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4 洪水傳播特性分析

結(jié)合庫(kù)魯克欄桿站、卡群站、依干其渡口站和48團(tuán)渡口水文站實(shí)測(cè)洪水?dāng)?shù)據(jù)，對(duì)葉爾羌流域洪水傳播特性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表8。

表8 葉爾羌流域洪水傳播特性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表8為葉爾羌流域主要控制水文站之間洪水傳播的平均時(shí)間，其中葉爾羌河流域洪水發(fā)生頻次最高的為冰雪消融型洪水，根據(jù)實(shí)測(cè)洪水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)流域發(fā)生冰雪消融型洪水時(shí)，庫(kù)魯克欄桿站-卡群站、卡群站-依干其渡口站、卡群站-48團(tuán)渡口水文站消融型洪水傳播的速度平均值分別為13.8、7.89、5.84km/h，從上游庫(kù)魯克欄桿到下游48團(tuán)渡口站，洪水衰減率介于6.38～26m3/(s·km)。潰壩洪水不僅在葉爾羌河汛期發(fā)生，也時(shí)常在冬季枯水季節(jié)出現(xiàn)潰壩型洪水，其洪水衰減率從上游庫(kù)魯克欄桿水文站到下游明顯高于消融型洪水。當(dāng)發(fā)生潰壩型洪水，庫(kù)魯克欄桿站-卡群站洪水平均傳播時(shí)間和傳播速率分別為9.5h和11.5km/h，而卡群站-依干其渡口站洪水傳播時(shí)間受河寬變大以及水利工程調(diào)蓄影響，洪水平均傳播時(shí)間和傳播速度分別縮短至8.7h和7.1km/h。依干其渡口站-48團(tuán)渡口水文站由于區(qū)間河段的漫灘較為嚴(yán)重，洪水傳播速率進(jìn)一步減緩，降低到4.9km/h。

5 結(jié)論

(1)年降水量在500～700mm主要集中在高山區(qū)，海拔低于2000m的區(qū)域降雨量隨垂直高程的遞減變化，多年降水量總體從西向東、從南向北逐步遞減。

(2)流域發(fā)生冰雪消融型洪水的頻次最高，庫(kù)魯克欄桿站-卡群站、卡群站-依干其渡口站、卡群站-48團(tuán)渡口水文站消融型洪水傳播的速度均值分別為13.8、7.89、5.84km/h；

本文僅對(duì)流域水沙變化的成因進(jìn)行定性分析，在后期還需對(duì)流域水沙變化影響因素進(jìn)行定量研究。