孫水河流域水文特征分析

曾 義

（四川省西昌水文水資源勘測(cè)局，四川 西昌　615000）

0　引言

根據(jù)水資源評(píng)價(jià)、管理和防汛抗旱的實(shí)際情況，對(duì)孫水河流域的降水、徑流、暴雨、洪水和泥沙等水文要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過分析孫水河水文要素的特征值，找出其時(shí)空分布變化的規(guī)律及特點(diǎn)。

降水量、徑流量和輸沙量逐月過程線是流域內(nèi)水文氣象、下墊面和人類活動(dòng)等因素綜合作用的反應(yīng)，呈現(xiàn)了降水量、徑流量和輸沙量年內(nèi)變化的規(guī)律。而年際變化則能反應(yīng)不同年份間的波動(dòng)大小，以此分析出對(duì)象區(qū)域的降水量、徑流量和輸沙量的變化特征。

1　流域概況

1.1　孫水河流域社會(huì)概況

孫水河流域轄四川涼山州喜德縣額尼鄉(xiāng)、洛哈鎮(zhèn)、熱柯依達(dá)鄉(xiāng)、米市鎮(zhèn)、依洛鄉(xiāng)、巴久鄉(xiāng)、兩河口鎮(zhèn)、光明鎮(zhèn)、則約鄉(xiāng)、冕山鎮(zhèn)等16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和昭覺縣尼地鄉(xiāng)、冕寧縣鐵廠鄉(xiāng)和瀘沽鎮(zhèn)。喜德縣國土面積2207 km2，人口22萬。農(nóng)業(yè)方面：兩河口鎮(zhèn)一下河谷帶以水稻為主，河谷兩岸以水稻、玉米、洋芋為主，高山和二半山以玉米、燕麥、苦蕎、洋芋為主。

1.2　孫水河流域情況

孫水河系安寧河左岸支流，雅礱江二級(jí)支流。發(fā)源于昭覺縣尼地鄉(xiāng)老左瓦西山。孫水河流域面積1618 km2，河長95 m，總落差1424 m。喜德縣地貌總體應(yīng)劃歸深切割剝蝕侵蝕構(gòu)造高山地形，縣內(nèi)局部地區(qū)夾有沖洪積洼形河谷平原（壩）。

孫水河流域有一個(gè)水位站（喜德水位站）和一個(gè)水文站（孫水關(guān)水文站）及6個(gè)雨量站（波洛、登向榮、米市、冕山、項(xiàng)姑、則約站）。喜德水位站建于1959年，控制流域面積747 km2。歷年最高水位99.66 m（2012年8月31日），最低水位94.10 m（2015年6月5日）。各雨量站降水量統(tǒng)計(jì)見表1。

孫水關(guān)水文站于1953年4月設(shè)立（其中，于1979年1月斷面上遷100 m，2008年1月斷面下遷600 m），至2016年有64年實(shí)測(cè)資料。孫水關(guān)（三）水文站位于冕寧縣瀘沽鎮(zhèn)東街，東經(jīng)101°12′北緯28°18′。長江流域、雅礱江水系、孫水河下游2.6 km處匯入安寧河。該站河床沖淤變化很大，控制較差。集水面積1611 km2，占全流域面積的99.6%。百年一遇洪水流量為1550 m3/s，五十年一遇洪水流量為1370 m3/s。多年平均降水量為1031.6 mm，多年平均流量35.3 m3/s，多年平均徑流量為11.1×108 m3，折合徑流深為722.8 mm，徑流模數(shù)為22.9，多年平均輸沙量為333×104t，多年平均輸沙率105.8 kg/s。

2　降水

孫水河流域多年平均降水量為1149.8 mm，屬于我國降水分區(qū)的濕潤帶和徑流分區(qū)的多水地區(qū)。歷年最大降水量為2372.2 mm（2001年則約站），最小年降水量為509.2 mm（2011年冕山站）。

孫水河流域位于亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤，四季分明。降水量年內(nèi)分配不均，且降水主要集中在汛期（5～9月），占全年降水的87.3%。降水量年內(nèi)分配見表2。

降水量的年內(nèi)變化，以7月份為最大，年內(nèi)最大4個(gè)月（6～9月）占全年的78.4%。年內(nèi)豐枯變化比較均勻，降水過程為單峰型。降水量的多年變化具有豐枯周期變化的特點(diǎn)，豐、枯水年以2～3年交替出現(xiàn)（見圖1）。

3　暴雨

表1　孫水河流域各雨量站年降水量統(tǒng)計(jì)表

表2　孫水河孫水關(guān)站降水量、流量、含沙量統(tǒng)計(jì)表

暴雨是指24 h降水大于50 mm的降水。暴雨特征通常以暴雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度、籠罩面積來描述。暴雨歷時(shí)、暴雨籠罩面積和次暴雨總量三者如何組合，對(duì)洪水影響很大。根據(jù)多年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，孫水關(guān)水文站多年平均年最大24 h降水量為78.5 mm，變差系數(shù)Cv=0.42。1979年9月10日實(shí)測(cè)年最大24 h雨量為157.2 mm，一次總降水量為161.5 mm（1979年9月10日～11日）。

圖1　孫水河孫水關(guān)站降水量歷年過程線

4　徑流

孫水河流域年徑流量由降水量補(bǔ)給，多年平均年徑流量為11.1×108m3，相應(yīng)的徑流量集中在6～10月，占全年徑流量的79.4%，與降水量逐月過程線成較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系（詳見表1）。年徑流量和年降水量的相關(guān)系數(shù)為0.7。

本流域降水量年際變化較大，相應(yīng)的徑流量年際變化也大，最大徑流量是最小徑流量的3.47倍。歷年降水量和徑流量表現(xiàn)出很好的相關(guān)性。徑流量多年變化，以1974年最大為16.52×108m32011年最小為4.758×108m3，比值為3.47倍。

5　洪水

孫水河流域徑流以地表徑流為主，主要由降水產(chǎn)生，屬大氣降水補(bǔ)給型河流。徑流與降水的年際年內(nèi)變化保持一致。由于流域內(nèi)地形復(fù)雜，氣候垂直變化明顯，決定了流域內(nèi)多局部性暴雨，此類暴雨歷時(shí)短、雨量集中、籠罩面積大、強(qiáng)度大，因而引發(fā)的洪水具有突發(fā)性、局部性和災(zāi)害性等特點(diǎn)。河流水系形狀呈樹枝狀，當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生強(qiáng)降水后，即產(chǎn)生超滲產(chǎn)流現(xiàn)象，產(chǎn)流時(shí)間快，匯流時(shí)間短，洪水傳播速度快。其特性主要反映在洪水過程陡漲陡落，峰高量大，洪水過程多為復(fù)式峰，大的洪水過程為1～2 d。

根據(jù)1954～2016年孫水關(guān)站的資料統(tǒng)計(jì)，多年平均洪峰流量為609 m3/s。大于1000 m3/s以上的年份有1960、1985、1988、1998、2004、2008、2012年共7次，其中最大為2012年8月31日2510 m3/s。暴雨中心在喜德縣熱柯依達(dá)鄉(xiāng)，24 h降雨量達(dá)150.8 mm。此場(chǎng)洪水總量為1.89億m3，其中最大1 d洪量為1.56億m3，占此次洪量的82.5%。從喜德水位站到孫水關(guān)（三）站的傳播時(shí)間為3 h左右，從起漲到峰頂?shù)臍v時(shí)為17～22 h之間。

6　河流泥沙

孫水河流域多年平均輸沙量為333×104t，年最大為2012年1770×104t，年最小為1975年56.2×104t，孫水關(guān)水文站多年平均含沙量為2610 g/m3，年最大含沙量為9080 g/m3。

輸沙量年內(nèi)分配差異很大，主要集中在汛期（5～10月）。而徑流量集中的6～8月輸沙量占全年的71.8%。

輸沙量峰值與徑流量、降水量都相對(duì)應(yīng)。究其原因?yàn)?～8月降水較多，局部暴雨頻發(fā)，具有歷時(shí)短、傳播歷時(shí)短、洪水陡漲陡落的顯著特點(diǎn)，水土流失使得大量泥沙進(jìn)入河道。

一場(chǎng)暴雨洪水對(duì)輸沙量的增加起著重要的作用。2012年輸沙量為1770×104t，該年的洪峰流量為2510 m3/s，場(chǎng)次洪水總量為1.89億m3，洪水總量為14.25億m3，占全年徑流量的13.3%，為歷年最大。孫水關(guān)站年最大輸沙量是最小輸沙量的31.5倍，年際變化要比降水量和徑流量大得多。

孫水河孫水關(guān)站徑流量、輸沙量與洪峰流量關(guān)系對(duì)照見表3。從表3中可以看出：一場(chǎng)暴雨洪水對(duì)輸沙量的影響非常大，洪峰流量大于1000 m3/s時(shí)，輸沙量也較大，枯水年洪水對(duì)輸沙量的減少也特別顯著。

7　結(jié)語

以上分析表明：孫水河流域?qū)偕较院恿?，洪水、泥沙主要受暴雨影響。降水、徑流和輸沙主要集中在汛期，多為?fù)式峰。峰值一般出現(xiàn)在6～9月（其中主要為7、8月），流域內(nèi)降雨年際變化和徑流年際變化大且變幅接近。降水量和徑流量表現(xiàn)出良好的相關(guān)關(guān)系。

輸沙量也表現(xiàn)出較大的年際變化，經(jīng)分析可知，輸沙與降水、徑流直接相關(guān)關(guān)系不顯著，但汛期集中的暴雨洪水是產(chǎn)生泥沙的主要原因之一。

表3　孫水河孫水關(guān)站徑流量、輸沙量與洪峰流量關(guān)系對(duì)照表

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