魏 娟

(新疆巴音郭楞水文勘測(cè)局,新疆 庫(kù)爾勒 841000)

巴州水文預(yù)報(bào)工作起步較晚,在近幾年才開(kāi)始實(shí)施。為了探索水文徑流預(yù)報(bào),現(xiàn)以2021年春季為例,對(duì)巴州主要河流來(lái)水情況進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析。

1 2020年水文氣象年景分析

2020年巴州主要河流流域年降水量總體較常年偏少,年內(nèi)分配與地區(qū)分布不均勻;年平均氣溫略偏高;各主要河流年來(lái)水量以及春、夏季來(lái)水量普遍偏少。

1.1 降水量

2020年全區(qū)各地年降水量總體較常年偏少,與歷年同期相比:開(kāi)都河大山口水文站降水量偏少2成左右,開(kāi)都河黃水溝水文站降水量偏多2成左右;清水河克爾古提水文站降水量偏少4成左右;車爾臣河且末水文站降水量偏少7成左右,其它河降水量接近正常。

冬季(1～2月)巴州主要區(qū)域降雪量與歷年同期相比:開(kāi)都河流域巴音布魯克一鄉(xiāng)降雪量平均偏少7.3cm,巴音布魯克二鄉(xiāng)降雪量平均偏少10.1cm,巴音布魯克三鄉(xiāng)降雪量平均偏少8.6cm,巴音布魯克水文站降雪量平均偏少9.5cm,開(kāi)都河流域大山口水文站降雪量平均偏少0.5cm,清水河克爾古提水文站降雪量平均偏少2.3cm。

春季(3～5月)降水量與歷年同期相比:全流域春季降水量總體較常年偏少,且時(shí)空分布不均。其中,開(kāi)都河流域大山口水文站降水量偏少6成,下游降水量偏多1成左右;清水河流域克爾古提水文站偏少7成左右;車爾臣河流域偏少4成左右;孔雀河他什店水文站偏少9成左右,其它河降水量接近正常。

夏季(6～8月)降水量與歷年同期相比:全流域夏季降水量總體較常年略偏少。其中,開(kāi)都河流域大山口水文站降水量偏少2成,下游降水量偏少1成左右;清水河流域克爾古提水文站偏少2成左右;車爾臣河流域偏少6成左右;孔雀河他什店水文站偏少1成左右,其它河降水量接近正常。

實(shí)際降雨與歷年同期對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 巴州各主要河流水文氣象站2020年降水量實(shí)況統(tǒng)計(jì)對(duì)照表

1.2 氣溫

2020年全區(qū)各地年平均氣溫略偏高。與歷年均值相比:開(kāi)都河流域氣溫偏高0.2～1.1℃;清水河流域氣溫偏高3.0℃左右(5月-9月),孔雀河流域氣溫偏高1.1℃左右;車爾臣河流域氣溫偏高1.4℃左右;

春季(3～5月)平均氣溫:與歷年同期相比,全流域春季氣溫普遍偏高。其中,開(kāi)都河流域氣溫偏高0.1～3.0℃;孔雀河流域氣溫偏高3.1℃左右;車爾臣河流域氣溫偏高2.1℃左右;

夏季(6～8月)平均氣溫:與歷年同期相比,夏季氣溫偏高。其中,開(kāi)都河流域氣溫偏高0.1～1.3℃;清水河流域氣溫略偏低1.1℃左右,孔雀河流域氣溫偏高0.8℃左右;車爾臣河流域氣溫偏高1.2℃左右。

以上詳情見(jiàn)表2。

表2 巴州各河流水文氣象站2020年氣溫實(shí)況對(duì)照表

2 2020年各主要河流水量概況

2.1 春季(3～5月)來(lái)水量

與歷年同期相比:開(kāi)都河大山口水文站來(lái)水量偏少22%左右,黃水溝來(lái)水量偏少8%左右,車爾臣河且末水文站來(lái)水量偏少29%左右,清水河克爾古提水文站來(lái)水量偏多2%左右。與上年同期相比:開(kāi)都河大山口水文站來(lái)水量偏少9%左右,黃水溝來(lái)水量偏少12%左右,車爾臣河且末水文站來(lái)水量偏少28%左右,清水河克爾古提水文站來(lái)水量偏少71%左右;

2.2 夏季(6～8月)水量

與歷年同期相比:開(kāi)都河大山口水文站來(lái)水量偏多5%左右,黃水溝來(lái)水量偏多15%左右,車爾臣河且末水文站來(lái)水量偏少11%左右,清水河克爾古提水文站來(lái)水量偏多5%左右。與上年同期相比:開(kāi)都河大山口水文站來(lái)水量偏少21%左右,黃水溝來(lái)水量偏少17%左右,車爾臣河且末水文站來(lái)水量偏少14%左右,清水河克爾古提水文站來(lái)水量偏少30%左右。

2.3 年來(lái)水量

2020年開(kāi)都河大山口水文站來(lái)水量較歷年相比偏少2%,較近十年相比偏少8%,較上年比較偏少28%。黃水溝水文站來(lái)水量較歷年相比偏多18%,較近十年相比偏多11%,較上年比較偏少30%;2020年來(lái)水總的形式是峰小量大,與流域降水偏多的趨勢(shì)一致。車爾臣河且末水文站來(lái)水量較歷年相比偏多18%,較近十年相比偏少6%,較上年比較偏少16%;清水河克爾古提水文站來(lái)水量較歷年相比偏少10%,較近十年相比偏少26%,較上年比較偏少38%。各主要河流水量見(jiàn)表3。

表3 2020年巴州各主要河流水量實(shí)況 流量:m3/s,水量:108m3

2.4 汛期洪水情況

2020年入汛以來(lái),巴州境內(nèi)流域各河流水量無(wú)明顯上漲,也未發(fā)生較大洪水過(guò)程。其中,開(kāi)都河流域6月河道來(lái)水量排歷史同期最低,地下水水位下降,土壤相對(duì)濕度降低。全年無(wú)超警戒流量。

3 2021年春季、年水文趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析

3.1 預(yù)報(bào)方法

非汛期徑流主要影響因子是前期大氣環(huán)流因子、大氣降水、前期徑流量[1]。文章采用多元線性回歸模型來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

模型表達(dá):因變量y 如何依賴于自變量 x1,x2,…, xp和誤差項(xiàng) ε 的方程稱為多元線性回歸模型[2]。涉及 p 個(gè)自變量的多元線性回歸模型可表示為:

Yi=β0+β1xi1+β2xi2+…+βpxip+εi

(1)

式中:β0、β1,…,βp為參數(shù);ε為誤差項(xiàng)的隨機(jī)變量;y為x1,,x2,… ,xp的線性函數(shù)加上誤差項(xiàng)ε;n為方程組個(gè)數(shù)。

對(duì)于 n 組實(shí)際觀察數(shù)據(jù)(yi, x11,,x12, … ,x1p),(1=1,2,…,n),多元線性回歸模型可表示為:

y1=β0+β1x11+β2x12+…+βpx1p+ε1
y2=β0+β1x21+β2x22+…+βpx2p+ε2
yn=β0+β1xn1+β2xnn+…+βpxnp+εn

(2)

根據(jù)實(shí)測(cè)徑流量資料系列,依據(jù)最小二乘法原理,使因變量的實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間的離差平方和最小,求得預(yù)報(bào)方程的常數(shù)β0、回歸參數(shù)β1、β2……,將預(yù)報(bào)因子值代入預(yù)報(bào)方程,做出預(yù)報(bào)。

3.2 各主要河流年來(lái)水量

根據(jù)巴州各主要河流年徑流特性,結(jié)合全區(qū)各雪情監(jiān)測(cè)點(diǎn)冬季積雪狀況以及氣候條件綜合分析。按照國(guó)家規(guī)定的洪水劃分等級(jí),預(yù)計(jì)2021年巴州各主要河流年內(nèi)可能出現(xiàn)一般性洪水,預(yù)計(jì):開(kāi)都河大山口水文站2021年最大洪峰流量在450～600 m3/s之間,為一般性洪水;黃水溝水文站2021年最大洪峰流量在180～270 m3/s之間,為一般性洪水;車爾臣河且末水文站2021年最大洪峰流量在160～260 m3/s之間,為一般性洪水;清水河克爾古提水文站2021年最大洪峰流量在80～150 m3/s之間,為一般性洪水[3]。具體預(yù)測(cè)見(jiàn)表4。

表4 2021年巴州各主要河流年最大洪峰流量預(yù)測(cè)

3.3 春季(3～5月)水量

預(yù)計(jì)2021年各主要河流春季(3～5月)實(shí)測(cè)來(lái)水量將接近正常或略偏多。 開(kāi)都河大山口站預(yù)測(cè)值為8.078億m3,黃水溝站預(yù)測(cè)值為0.554億m3,車爾臣河且末站預(yù)測(cè)值為1.378億m3。開(kāi)都河大山口水文站3～5月水量與歷年同期相比偏多1%,與近十年同期相比偏少4%,比上年同期偏少3%,其中,3月份水量與歷年同期相比偏多35%,與近十年相比偏多14%,比上年同期偏多2%;4月份水量與歷年同期相比偏少5%,與近十年相比偏少9%,比上年同期偏少20%;5月份水量與歷年同期相比偏少8%,與近十年相比偏少8%,比上年同期偏多14%。

黃水溝水文站3～5月水量與歷年同期相比偏多37%,與近十年同期相比偏多12%,比上年同期偏多5%,其中,3月份水量與歷年同期相比偏多87%,與近十年相比偏多50%,比上年同期偏多28%;4月份水量與歷年同期相比偏多70%,與近十年相比偏多34%,比上年同期偏多5%;5月份水量與歷年同期相比偏少4%,與近十年相比偏多19%,比上年同期偏少10%。

車爾臣河且末水文站3～5月水量與歷年同期相比偏少5%,與近十年同期相比偏少32%,比上年同期偏少7%,其中,3月份水量與歷年同期相比偏多20%,與近十年相比偏少12%,比上年同期偏多1%;4月份水量與歷年同期相比偏少20%,與近十年相比偏少39%,比上年同期偏少42%;5月份水量與歷年同期相比偏少10%,與近十年相比偏少28%,比上年同期偏少18%。

具體預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 2021年3月～5月巴州各主要河流來(lái)水量預(yù)測(cè)

4 結(jié) 語(yǔ)

本次預(yù)報(bào),主要是根據(jù)上年度徑流情況和氣候條件,將相關(guān)數(shù)值代入回歸模型進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)2021年春季巴州各主要河流天然年來(lái)水量將正?；蚵云?各主要河流年內(nèi)可能出現(xiàn)一般性洪水,開(kāi)都河大山口水文站最大洪峰流量在450～600 m3/s之間,黃水溝水文站最大洪峰流量在180～270 m3/s之間,車爾臣河且末水文站最大洪峰流量在160～260 m3/s之間,清水河克爾古提水文站最大洪峰流量在80～150 m3/s之間,可供防汛抗洪進(jìn)行參考。