李歡麗
(新疆伊犁水文勘測局,新疆 伊寧 835000)
特克斯河流域代表站位于昭蘇縣城內(nèi),屬于平原區(qū),半干旱半濕潤氣候,平均降雨量為全疆之冠,四季不分明,冬季較長,夏季較短。春秋較濕潤、多霧,夏季降雨量較大,根據(jù)昭蘇縣氣象資料統(tǒng)計,平均降雨量約為500 mm,降雨量全疆第一。
昭蘇縣地形屬于群山環(huán)抱的高位山間性盆地,主要為南、西、北三面高、東部略低的盆地。該縣水系較為發(fā)達,地下水資源豐富,除特克斯河橫穿全境,南北坡有24條河流分布。據(jù)統(tǒng)計,全疆出境總流量為111 m3/s,全年可利用水資源年徑流量為40.73億 m3。
該站屬于特克斯河流域代表站,特克斯河發(fā)源于汗騰格里峰北側(cè),由西至東流向喀德明山,與鞏乃斯河匯合,在折向西流,與喀什河匯合,最終匯入巴爾喀什湖。代表站位于昭蘇縣以西中心南北位置,距昭蘇縣約30 km,地下井位于該站院內(nèi),距離河道基本水尺斷面約30 m。地表水水位與地下水水位觀測均采用同一個基面,為方便研究特克斯河平原區(qū)河流的基流分割的方法及成果,采用該站近10 a的地表水資料、地下水[1]資料系列進行分析。
代表站測流斷面與基本水尺斷面重合,測驗河段較順直,河床由沙卵石組成,斷面沖淤變化不大,主流較穩(wěn)定。該站常年進行水位、流量、地下水[2]的水位埋深等觀測內(nèi)容,該站設(shè)站時間較長,水文系列較長,水位具有一定的代表性,水位觀測采用直立式及矮樁水尺觀測,每日人工觀測2次,遙測水位計進行校測,水位觀測[3]時嚴格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范。每年在汛前和汛后由測站人員進行水尺零高的校測[4]、大斷面校測、BM水準點的校測。流量[5]采用EKL纜道進行施測,人工直接觀讀水尺水位,測深桿記錄水深,流速儀型號為LS25-1型,采用流速儀0.6一點法測速。水位、流量經(jīng)整理、校對、審核、合理性檢查后進行水位流量關(guān)系定線[6],主汛期水位流量關(guān)系均采用一元三點插值法進行推流,通過符號檢驗、適線檢驗、偏離數(shù)值檢驗合格后,每年通過專用軟件進行定線整編[7],定線精度等各項指標均嚴格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。
地下井為人工監(jiān)測井,地下水水位的觀測采用每5日進行觀測一次,按照要求采用人工進行觀測地下水埋深,利用觀測的埋深得到地下水水位,每月進行地下水水位、埋深等項目進行整理、校對、審核,經(jīng)審核后的數(shù)據(jù)每年進行資料整編,整編后對每年地下水資料進行合理性分析編制整編說明書。
基流是指河道斷面中能常年存在的那部分徑流,由于非汛期降水補給很少,因此,對于河流斷面來說,主要是由地下水補給,對于特克斯河流域平原代表站,其在流域出口斷面形成的流量過程線由不同的水源組成,如何區(qū)分徑流的不同組分及其所占比例,需要對徑流進行河流徑流[8]和基流進行分割,因此,以特克斯河流域代表站為例,對代表站出口斷面進行基流分割[9],以近10 a資料來進行分析,利用代表站地表水水位與地下水水位各年同期對比,發(fā)現(xiàn)兩者水位變化的規(guī)律性,根據(jù)其規(guī)律性,分析得出該流域基流分割采用的以水位時間為節(jié)點的斜線分割。
以特克斯河平原區(qū)代表站的水文實測資料為基礎(chǔ),每年對該站地表水及地下水各類實測資料分別進行整編,采用整編成果數(shù)據(jù)進行分析,逐年繪制地表水與地下水水位綜合過程線圖同期進行比較,分析出每年地表水水位起漲點和終止點的時間以及地下水水位起漲點和終止點的時間。通過近10 a資料統(tǒng)計結(jié)果表明,河道地表水水位與地下水水位變化過程[10]一致,如圖1所示,河道地表水水位過程線圖中起漲點a點的時間與地下水水位過程線圖中起漲點a’點的時間相近,河道地表水水位過程線圖中終止點c點的時間與地下水水位過程線圖中的終止點c’的時間相近。綜合考慮到地表水水位與地下水水位觀測還受其他因素影響,因此,綜合分析統(tǒng)計得出,河道地表水水位起漲點即斜線分割起點a點的時間大致在5月下旬至6月上旬,河道地表水水位終止點即斜線分割終點c點的時間大致在10月下旬至11月中旬。
圖1 地表水與地下水逐時水位過程線示意圖
根據(jù)河道地表水水位與地下水水位變化時間上的一致性,分別統(tǒng)計出各年汛期期間斜線分割起漲點a點與斜線分割終止點c點,連一斜線ac,即分割線ac線,大致分割出ac線以下為基流,ac線以上為地表徑流,如圖2所示。
圖2 斜線分割示意圖
根據(jù)代表站每年河道地表水水位與地下水水位變化過程,該站在非汛期期間地下水補給河道較少,汛期用水量需求較大,地下水補給河道較多,地表水水位具有代表性。利用各年的切割線a點和c的水位,根據(jù)各年的水位流量關(guān)系,查出所對應(yīng)的流量,利用流量推算出日徑流量,進而求得汛期月徑流總量。同理,利用各年切割線a、c點的水位,查出所對應(yīng)的流量,利用流量推算出日徑流量,采用面積包圍的計算方法求得基流的徑流量。通過上述方法,計算出每年在汛期期間基流徑流量與河流徑流量,點繪汛期期間基流與河流徑流量點據(jù),并進行相關(guān)分析,如圖3所示,可得出,代表站基流徑流量與河道徑流量相關(guān)性較好,基流的徑流量在汛期是比較穩(wěn)定的,統(tǒng)計得出汛期期間基流與河流徑流量的比值為0.42。
圖3 汛期基流與徑流相關(guān)關(guān)系圖
由于伊犁地區(qū)地下水研究較少,收集資料情況較差,本次僅收集到特克斯河平原區(qū)一個站的資料,但本次分析資料均為水文實測資料,資料具有可靠性。通過近10 a水文資料相關(guān)數(shù)據(jù)的對比分析,利用地表水和地下水水位過程線起漲點與終止點規(guī)律性,確定采用以時間的規(guī)律性進行分割,統(tǒng)計得出汛期期間基流與河流徑流量的比值為0.42。因此,本次分析成果供廣大水文人共同研究探討,使之能更好的為伊犁地區(qū)水資源評價提供服務(wù)。