无资料河流水文巡测方法的初步探讨

无资料河流水文巡测方法的初步探讨

万斌

(新疆塔城水文水资源勘测局,塔城834700)

摘要:对无水文资料地区的河流实施水文巡测,满足水文资料收集范围和增强水文资料的区域完整性需求,运用少量的、不规则的和不定期的实测流量,推算水文巡测辅助站的年总径流量存在诸多问题,至今没有较成熟的方法。本文以代表性河流月径流系列为研究对象,采用数理统计分析方法,在揭示出河流径流组成、径流的季节及年际变化特征的基础上,分析研究各时段各月径流量占年径流量的权重,找出其内在规律,初步探讨巡测辅助站在无任何水位测验基本设施、无水位自记传输的可能、无测流设备和巡测设备的条件下,选择最佳的测流时机,采用水文巡测规范规定的流速仪法实测流量,保证其测验精度,用以达到推算年总径流量的目的。

关键词:水文巡测;径流;组成;权重;年径流

1引言

新疆河流众多,但水文站网严重不足,分布不均,国家级水文站仅限于重要河流控制断面,而诸多小河流无任何水文资料,不能满足现阶段经济发展的需要。自上世纪80年代末开始,新疆为扩大水文资料的收集,专门成立了巡测队,搜集了大量河沟、山泉的资料,付出了艰辛的劳动。但终因无法系统地整理出所需要的成果而被束之高阁。分析和研究克兹河径流的要素组成和变化规律,较合理地运用水文巡测资料,推求出年径流量成果并保证其达到一定精度要求,为流域诸多无资料河流开展巡测,提供选择巡测时机和流量测验路线部署的方法,具有重要的现实意义。

2流域特性

克兹河发源于新疆塔城市北部塔尔巴哈台山脉中部海拔36的卡拉克珍山,多年平均年径流量3。

气候特征

克兹河流域属于中温带大陆性干旱气候,地处中纬度,降水量较丰沛,日照充足,无霜期短,春季升温不稳定,夏季短促而炎热,秋季降温迅速,冬季漫长而酷冷。山区热量不足,光照较少,平原区受大风影响较大,夏季炎热,冬季寒冷。前山区至平原区多年平均气温-04 ~67,山区降水量350~800m m,平原区降水量250~300m m,蒸发量1000~1700m m,年平均风速24m/s。流域内主要灾害有干旱、暴雨、山洪、冰雪、冰雹和霜冻等。

22径流的补给组成

径流的补给又称河流的水源。径流补给的类型及其变化,决定着河流水情要素的变化,根据克兹河的地表水源和径流变化的情势,径流补给大致包括3个方面,即季节性积雪融水补给、雨水补给及地下水补给。

径流补给中,在现有资料条件下,很难明确将季节性积雪融水补给和降雨补给区分开来,目前只能将地下水补给从实测流量过程线切割

14新疆水利XINJIA NG W ATER RESO URCES2011年第3期

28m

1170108m

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基流后获得前2项补给,即径流补给就分为山区降水(包括降雨和降雪)形成的地表径流部分和山区地下水补给的河川基流两大部分。经估算,克兹河多年平均地下水补给量为04927 108m3,占年径流量的421%,季节性积雪融水和雨水补给约占579%。

23径流的年内变化

径流的年内分配主要受补给源的制约。根据新疆河川径流年内情势类型的划分,克兹河属于融水型的塔城型。由于山势不高,流域内缺乏永久积雪及现代冰川,径流补给以季节性积雪为主,由于春季升温不稳定,回升时间有别,汛期一般出现在4~6月,春季径流量约占年径流量的5845%(是新疆唯一春季水量大于夏季水量的流域,汛期短、枯水期长是该河流的主要特征),最大月径流量占全年径流量的3047%,而11~3月的枯水期径流量仅占全年径流量的1637%,9~10月平水期径流量占全年径流量的981%。24径流的年际变化

径流的年际变化主要取决于流域内年降水的多年变化和径流组成,冰雪融水补给占比重大的河流较降雨补给占比重大的河流因对年径流的调节作用而显得更加平稳。经统计:克兹河历年最大径流量为2405108m3,最小径流量为0565108m3,最大年和最小年径流量的比值为426,年径流变差系数为037,说明该河年径流量年际变化较大。

为了研究历年的径流变化情况,将年径流模比系数按高低程度分为6个相对水量级,即K>13为最丰水年;13K>11为丰水年; 11K>10为偏丰水年;10K>09为偏枯水年;09K>07为枯水年;07K为最枯水年。

根据相对水量划分等级,为与发源于天山中部的以冰川补给为主的四棵树河进行比较,将克兹河和四棵树河历年径流量统计出现频率,结果见表1。

表1不同补给类型河流相对水量级出现频率统计表

河名站名统计项目

相对水量级(K)

最丰水年丰水年偏丰水年偏枯水年枯水年最枯水年

克兹河克兹站

年数

频率(%)

9

220

4

98

8

195

2

49

11

268

7

171

四棵树河吉勒德站

年数

频率(%)

3

56

8

148

13

241

17

315

13

241

从表1中可看出,最丰水年出现频次较多的是以季节性积雪融水补给为主的克兹河,出现频率在20%以上,并且最枯水年出现频率也较高。而发源于天山中部北坡的冰川补给为主的四棵树河,最丰水年出现频率不到6%,而最枯水年一次也未出现,若将偏丰水年与偏枯水年作为平水年,四棵树河、克兹河平水年出现频率分别为556%(大于50%)、244%。这说明了四棵树河径流的稳定性,以季节性积雪融水补给为主的克兹河水文情势变异特性明显。3流量巡测方案的优化

为合理确定水文巡测辅助站在年内的流量测次分配,以满足推求年径流量的需要,达到扩大水文资料收集范围的目的,以克兹站1960 ~2000年实测资料系列为基础,运用数理统计方法,循其规律,拟寻求较可行的巡测手段。31测验时段的选择

在了解了河流径流量年内、年际变化基本情况后,对其进行更加深入地分析,以探求其内在规律。

首先点绘各月平均流量与年平均流量的关系,从表中不难看出,与年平均流量相关最

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