伊春河流域徑流特征分析

楊 婧，田長(zhǎng)濤，宋運(yùn)凱

(1.嘉蔭水文勘測(cè)隊(duì)，黑龍江嘉蔭153200;2.伊春水文局，黑龍江伊春153000)

1 前言

某一特定流域的河川徑流量即是區(qū)域水資源總量的重要組成部分，也是研究區(qū)域水資源時(shí)空變化規(guī)律的基本依據(jù)。對(duì)流域徑流進(jìn)行分析研究，一般需要計(jì)算該流域的徑流特征值和不同頻率的年徑流量，還應(yīng)分析河川徑流量的年內(nèi)分配和年際變化規(guī)律等。河川徑流特征的統(tǒng)計(jì)值是反映河川徑流量隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。依據(jù)自然規(guī)律與工程使用要求，河川徑流特征一般指各年、月徑流量、徑流深、經(jīng)流模數(shù)，年最大、最小徑流量。徑流特征統(tǒng)計(jì)參數(shù)還包括各類(lèi)統(tǒng)計(jì)量的均值，變差系數(shù)(Cv值)等。均值反映了河川徑流量的多寡，變差系數(shù)反映數(shù)據(jù)系列間徑流量變化幅度的大小。

2 流域介紹

伊春河為湯旺河右岸一級(jí)支流，流域面積2 472 km2，流域形狀整體呈西南東北走向的扇形，屬典型的山溪性河流。河道全長(zhǎng)89 km，平均坡降2.90‰，落差371 m。流域地處湯旺河中游段，流經(jīng)伊春市翠巒區(qū)、烏馬河區(qū)和伊春區(qū)。流域地貌屬小興安嶺山地，地下水豐富。流域氣候?qū)俸疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，具有明顯的山地氣候特征，冬夏溫差較大，四季特征分明，年平均氣溫為1.0℃，最冷為1月，最低氣溫－43.1℃，最熱為7月，最高氣溫36.3℃。流域內(nèi)降水量充沛，多年平均降水量為610.2 mm，主要集中在6—9月份，占全年降水量的77.2%;全年平均封凍天數(shù)為158 d，封河日期一般出現(xiàn)在11月中旬，開(kāi)河日期在4月上旬，最大冰厚在0.8～1.50 m，最大冰上雪深在0.1～0.20 m。伊春河共有6條主要支流，即擋石河、翠巒河、尖山河、撫育河、昆侖氣河和烏馬河。各支流的地理位置，地質(zhì)、地貌特征和氣象、徑流補(bǔ)給條件均相似。

3 流域徑流特征分析

3.1 徑流補(bǔ)給來(lái)源

伊春河流域內(nèi)各干支流徑流形成機(jī)制基本相同，降水是各河流主要補(bǔ)給來(lái)源，河流來(lái)水量隨雨量的變化而變化，徑流過(guò)程與雨量過(guò)程基本相應(yīng)，來(lái)水量主要集中在汛期，非汛期河流來(lái)水主要由春季融雪和地下水補(bǔ)給。

圖1 伊春河流域水系分布圖

3.2 徑流區(qū)域性分布

流域西部地勢(shì)高，氣溫低，降水較多，有利于徑流形成。徑流量隨河流集水面積的增大而增大，在出口達(dá)到最高值，流域歷年平均徑流量為 6.684億m3，流域平均徑流模數(shù)為8.49 cm3/s·km2。

3.3 徑流的年內(nèi)分配特征

徑流的年內(nèi)分配因受補(bǔ)給條件的影響四季分明，一般規(guī)律是:冬季由于河流封凍，徑流靠地下水補(bǔ)給，最小流量出現(xiàn)在2月份，這一時(shí)期為枯季徑流，1—3月來(lái)水量占年總量的0.53%。4、5月份由于受流域積雪融化和河網(wǎng)儲(chǔ)冰解凍影響，流量顯著增大，來(lái)水量占年來(lái)水量的17.5%。夏秋兩季是流域降水較多且集中的時(shí)期，也是河流發(fā)生洪水的時(shí)期，6—9月來(lái)水量占年來(lái)水量的69.5%。10—12月為河流的退水期，河流來(lái)水量逐漸減少，其來(lái)水量占年水量的12.4%，詳見(jiàn)表1、圖2。

表1 伊春河流域徑流特征統(tǒng)計(jì)表

圖2 伊春河流域月平均流量年內(nèi)分配過(guò)程圖

3.4 徑流年際變化趨勢(shì)

3.4.1 流域降雨年際變化特征

閉合流域的徑流量與降雨量關(guān)系密切，二者變化規(guī)律具有較強(qiáng)的一致性，分析徑流特征必須先確定流域降雨特征。流域內(nèi)共有8個(gè)代表雨量站(資料年限為45 a)，由各站歷年降雨量特征表和流域歷年平均年降雨量分布過(guò)程圖可知，流域各雨量站間年降雨量相差較小，單站年降雨量年際極值比和Cv值較小，年際間降雨量變幅較小，年降雨量較穩(wěn)定，詳見(jiàn)表2、圖3。

3.4.2 流域徑流年際變化特征

徑流年際變化常用變差系數(shù)Cv值來(lái)表示，Cv值反映流域徑流過(guò)程的相對(duì)離散程度，Cv值大表示徑流過(guò)程的離散程度大，說(shuō)明年徑流的年際豐枯變化劇烈，不利于水資源的利用，反之表示徑流過(guò)程的離散程度小，年徑流的年際豐枯變化過(guò)程平穩(wěn)，有利于水資源的利用。從表3和圖4可以看出，流域年徑流量Cv值和年際變化幅度都相對(duì)較小，說(shuō)明流域徑流的多年變化過(guò)程是相對(duì)穩(wěn)定的。通過(guò)對(duì)年徑流量的頻率分析可知，流域多年平均年徑流量的重現(xiàn)期＜5 a，也表明流域年徑流量在多數(shù)年份下都處于穩(wěn)定的中水狀態(tài)。由流域年徑流量模比系數(shù)差積曲線(xiàn)(圖5)可知，流域年徑流量在1960年—1980年期間有2個(gè)較短的上升和下降變化周期，1980年—2002年整體處于上升周期，2002年至今整體屬下降周期。由圖5還可以看出，多數(shù)年份的曲線(xiàn)值位于0刻度線(xiàn)之上，表明流域出現(xiàn)枯水年徑流的概率較小。

表2 伊春河流域代表雨量站降雨特征統(tǒng)計(jì)表

圖3 伊春河流域歷年年降雨量過(guò)程線(xiàn)圖

表3 伊春河流域年徑流量特征值統(tǒng)計(jì)表 108m3

圖4 伊春河流域年徑流量過(guò)程線(xiàn)圖

圖5 伊春河流域年徑流量模比系數(shù)過(guò)程線(xiàn)

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)以上分析可知，伊春河流域徑流的主要補(bǔ)給來(lái)源為夏、秋季中、上游山區(qū)的降水，其次是冰雪融水和地下水補(bǔ)給。徑流過(guò)程隨降雨量過(guò)程的變化而變化，徑流過(guò)程與降雨量過(guò)程基本一致，來(lái)水量主要集中在汛期。流域徑流的年內(nèi)時(shí)空變化差異較大，分配不均，這一特點(diǎn)對(duì)流域水資源利用存在一定程度的不利影響。徑流的年際變化幅度較小，但也存在小幅度的上升和下降演變周期，流域年徑流總量長(zhǎng)時(shí)間處在中水和偏豐水狀態(tài)，這一特點(diǎn)則適宜流域水資源開(kāi)發(fā)利用。因此，應(yīng)針對(duì)流域徑流的自然特性，在流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展建設(shè)中，要把有限的水資源量進(jìn)行科學(xué)分析、合理配置，因地制宜地來(lái)規(guī)劃和建設(shè)各類(lèi)取用水工程設(shè)施，做好流域水資源的綜合開(kāi)發(fā)利用工作，達(dá)到既符合流域生態(tài)環(huán)境的客觀規(guī)律，又能為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了更多水資源支持的目的。

［1］黑龍江省水利廳.黑龍江省水文圖集［M］.哈爾濱:黑龍江省水文局，1996.

［2］揚(yáng)州水利學(xué)校.水文水利計(jì)算［M］，北京:水利電力出版社，1979.