摘 要:采用池河流域马池水文站及所属上游六个雨量站,选择历时19-39年的完整水文资料,利用水文统计分析方法获得池河流域降水、蒸发、径流、泥沙等水文特征的特点及变化分布规律。为合理开发、利用池河流域水资源提供参考。
关键词:池河流域; 水文特性; 降水; 蒸发; 径流; 泥沙
1 流域概况
池河是汉江左岸较大支流,发源于秦岭中段南麓宁陕县城东部的庙梁。河长114km,平均比降7.22‰,流域控制站马池水文站,坐标:东经108°19′36″,北纬32°57′00″,控制集水面积9842,距河口里程9.3km汇入汉江。流域水系呈羽毛状,5km以上的河沟有16条之多。流域控制站马池水文站以上(区间)主要水利工程有筷子铺、迎丰、万家宝、青石、庙梁等5个水力发电站,总库容1000(最小170m3,最大260万m3)万m3,总装机容量:14890kw(最小1670kw,最大4260kw),年发电量4275万度。流域地质结构土壤为粘质、砂层粘土,岩石多为片岩和千枚岩,森林覆盖率平均在63以上,为安康地区粮食主产区。气候受秦岭和巴山制约,为北亚热带温润、半湿润气候,具有春暖干燥、秋凉湿润并多连阴雨的特点,气候与海拔高度、地理位置及地形等有密切关系。本流域汛期自5月1日开始,10月31日结束,年降水量主要集中在7至9月。
2 水文特性
2.1降水
根据本流域6处雨量站资料统计显示:各站多年平均降水量在826mm~987mm之间,多年最大降水量1276mm~1778mm之间,多年最小降水量579mm~710mm,时空分布不均。从降水量空间分布分析,降水量由东南向西北递增,并随海拔高度变化,河谷低山向高山递增,海拔升高100m,降水量约增多20mm。
2.1.1按空间位置分布:
北端位置最高的庙梁雨量站一带降雨最多,年平均降水量987mm,年最多降水量1463mm,年最小降水量710mm;其次是西侧位置较高的云川雨量站,年平均降水量977mm,年最多降水量1619mm,年最小降水量704mm;而南端位置较低的大坝雨量站,年平均降水量826mm,年最多降水量1276mm,年最小降水量585mm;流域内其它各站年平均降水量在850mm~946mm,年最多降水量1428mm~1778mm,年最小降水量579mm~652mm之间。
2.1.2按时间季节分布:
从年内分布来看,降水量主要集中分布在汛期的5~10月,12月至次年2月降水量最少。据多年降水量资料分析,5~10月降水总量一般占多年平均降水总量的83.7%~85.8%以上,其中:主汛期7~9月降水量占多年降水总量的51.5%~56.8%,部分年份主汛年7~9月降水量674.9mm占年降水量963.4mm的70.1%期降水量占当年70%以上,例如:庙梁站1982;新矿站1981年7~9月降水量814.3mm占年降水量1048.9mm的77.6%;铁炉坝站1975年7~9月降水量611.7mm占年降水量858.8mm的71.2%;云川站1984年主汛期957.1mm占年降水量1318.0mm的72.6%,2003年主汛期872.1mm占年降水量1242.7mm的70.2%;马池站1995年主汛期551.2mm占年降水量782.7mm的70.4%;冬季(12月至次年2月)仅占全年降水量4%以内。
2.1.3按暴雨强度分布:
根据历年出现较大洪水年份的降水资料分析,其暴雨强度由西北向东南递减,云川、新矿、铁炉坝、庙梁等地为暴雨易发区域,其暴雨中心在铁炉坝一带。
流域内各站年降水量变差系数Cv值为0.33~0.49之间。
2.2 蒸发
2.2.1均值统计:
据蒸发资料统计分析:多年平均自然植被蒸发量637.8mm,其中:非汛期(1至4、11、12月)占32.3%,汛期(5至10月)占67.7%。
2.2.2极值统计:
年最大蒸发量为717.7 mm,发生在1990年;年最小蒸发量为517.0 mm,出现在2009年。最大月蒸发量为124.9mm,占当年总量699.0mm的17.9%,出现在2002年7月;最小月蒸发量为15.6mm,占当年总量523.9mm的2.98%,出现在1993年1月。最大日蒸发量为7.0mm,发生在1989年;最小日蒸发量为0.0mm,出现在1991年。
初冰日期:12月11日~27日。
终冰日期:1月2日~2月22日,最晚冰时间出现在1993年3月12日。
2.3 河川径流
受降水和地形、地质结构等因素影响,流域内不同位置及各支流径流深有所差异。从流域内分布分析,由于流域内山高陡坡,各河沟切割深、比降大、而降水量随地势的升高而递增。地表水有降水供给,故径流具有高山多于浅山,浅山大于河谷的特点,根据池河马池水文站实测资料计算:多年平均流量为11.54m3/s,多年平均径流量3.639亿 m3,多年平均径流深369.8mm,径流模数11.73L/s.km2。
流域内径流年内分配不均,各月变化大。由于降水集中在7~9月且强度大,大部分降水很快形成径流汇入河内,形成洪水。因此,这三个月径流量较大。统计分析,7~9月径流量占年径流量的70%,而冬季12~2月仅占全年径流量的8%。
2.4暴雨洪水
2.4.1 暴雨是形成洪水的主要来源
池河流域汛期天气系统主要受西太平洋副高压的进退变化,7月份出现暴雨机会最多,次为8月、9月,其他月份4-6月、10月也偶有发生。暴雨系统除受台风影响外,一般主要为低涡切变,两者若相叠则形成更强大的暴雨并伴有冰雹。24h暴雨接近或超过100mm,在全流域均发生过,如1972年7月新矿143.6mm,1974年9月新矿143.2mm,1975年9月马池147.0mm,1978年7月马池113.4mm,1983年7月马池105.0mm、迎丰107.2mm、云川127.4mm、庙梁108.3mm,1984年9月新矿136.5mm、云川132.3mm,1988年7月庙梁107.3mm,1988年8月云川110.0mm,1998年8月迎丰149.2mm,199年7月马池116.3mm,2000年8月新矿114.8mm,2003年8月云川202.7mm,2005年7月马池124.8mm、大坝105.6mm,2007年7月新矿138.9mm。
2.4.2 连阴雨(梅雨)天气是形成洪水的另一原因
连阴雨在5月-10月均有出现,但较多出现在5月中下旬及9月下旬至10月上中旬,这种天气的特点是:每天降水强度不大,但累计次降水量较大,降水持续时间长,短则3d-5d,最长可达月余之久。由于长时间降水,致使土壤含水量饱和,容易形成滑坡等自然灾害。土壤含水量饱和后,后期降水绝大部分容易形成径流,遇较大强度的降雨就形成较大或特大洪水。
2.4.3 典型洪水简介
1974年9月8日至9月13日,池河流域出现一次长历时的强降水过程;其中8至11日降中到大雨,各地累计降水量70~85,12日雨势加强,流域内各地降大暴雨,12日各主要站点降水量为新矿雨量站143.2,铁炉坝雨量站121,大坝雨量站93,13日雨势减弱,各地以中雨为主。
强降水致使池河流域各支流河水迅速上涨,池河马池站12日0时起涨水位375.31m,相应流量152m3/s,19时水位377.32 m,相应流量648 m3/s超过警戒流量,至13日11时42分出现洪峰,水位378.85 m、洪峰流量1380 m3/s。此次洪水为池河马池水文站建站以来,实测的最大历史性洪水。
2.5泥沙
据资料统计,多年平均含沙量为0.311kg/m3,历年最大含沙量467kg/m3,出现于2003年8月29日,历年最小含沙量为0.0 kg/m3,出现于1974年1月26日;多年平均输沙量为35.9万t,历年最大输沙量347万t,发生在2003年,历年最小输沙量2.11万t,发生在2001年;多年平均侵蚀模数364t/km2。泥沙主要是以悬移质为主,且主要分布在洪水期,非汛期的11月至次年3月含沙量几乎为0,一般情况下这几个月输沙总量仅占全年的0.5%以内。
3 结论
3.1 降水量的变化规律由“东南向西北递增、河谷低山向高山递增”。其暴雨中心在宁陕县铁炉坝一带。
3.2 径流、泥沙量随降水强度的变化而变化,主要分布在主汛期的7月至9月。
3.3 蒸发量主要分布在5至10月的汛期,突出在6至8月,占全年蒸发量的40%以上。
3.4 非汛期及汛期的平水期,由于流域内水电站的蓄水截流,导致马池水文站的基本水位与降水量的相应变化规律呈“非常状态”。
4 池河流域特性的分析对马池水文站测报工作的作用
4.1根据上游雨量站点降水量的范围及强度大小,掌控水位变化的缓急,有利于流量、泥沙测验的测次布置。
4.2 为“水位流量关系单值化”分析与水文资料测验项目的简测、间测、停测以及防汛自动测报等项分析工作,提供科学的分析依据。
4.3 提醒水文职工随时观察天气,应对全球性的“厄尔尼诺”现象的影响,为测报工作奠定坚实的基础。
4.4 熟练掌握测报和各项工作的基本规律。■
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