新疆奎屯河徑流特征分析

王麗娜

（水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 新疆烏魯木齊 830000）

1 流域概況

奎屯河流域位于新疆天山北坡中部，準(zhǔn)葛爾盆地西南緣，烏魯木齊以西220 km?？秃邮橇饔騼?nèi)最大的一條河，多年平均徑流量為6.78 億m3，發(fā)源于依連哈比爾尕山北坡中部，該河海拔3 700 m 雪線以上的山峰終年白雪皚皚，夏季溫度高，冰雪融化，是徑流的主要補(bǔ)給源?？秃又Я饔袨跆m薩德克河、拉帕特溝、艾木特溝、那仁果勒溝和沙大王河等，水系呈樹枝狀，河流發(fā)育較為對稱?？秃釉诳退畮煲陨喜糠种饕獮槟媳绷飨?，以下為東西流向，在距奎屯水庫下游約100 km 和120 km 處分別接納四棵樹河和古爾圖河的部分洪水和灌溉回歸水，最后注入艾比湖。奎屯河出山口控制站—將軍廟站以上河長68 km，集水面積1 754 km2。

2 氣象

奎屯河流域地處亞歐大陸腹地，深居內(nèi)陸，水汽來源較少，屬于典型的大陸性干旱氣候區(qū)[1]。受蒙古高壓和西風(fēng)氣流的影響，四時(shí)溫差大，蒸發(fā)大降雨少，冬夏兩季歷時(shí)長而春秋兩季較短。

流域內(nèi)有奎屯氣象站，為國家基本站，建站時(shí)間1958年，觀測項(xiàng)目齊全，有1959年—2010年氣象資料，據(jù)奎屯市氣象站數(shù)據(jù)，多年平均氣溫8℃，多年平均降水量183 mm，多年平均蒸發(fā)量1 699 mm，多年平均風(fēng)速1.1 m/s，最大風(fēng)速15.0 m/s，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)閃、WSW，初冰一般發(fā)生在10月中旬，終冰一般發(fā)生在次年4月中旬，最大凍土深度119 cm。初雪一般發(fā)生10月初，終雪一般在次年4月底，最大積雪深度為34.0 cm?？褪袣庀笳径嗄昶骄鶜庀筚Y料見表1。

3 徑流特征

3.1 水文站網(wǎng)

奎屯河自1955年以來先后在干流上設(shè)有水文站5 處，自上而下依次是將軍廟站、加勒果拉站、奎屯河渠首站，奎屯大橋站和頭臺站。1987年奎屯河發(fā)生洪水，將加勒果拉站沖毀，1987年8月設(shè)立了將軍廟站，該站位于加勒果拉站上游，將軍廟站是該河目前唯一的水文測站?？秃訌搅髻Y料系列較長的站點(diǎn)為將軍廟站和加勒果拉站，系列長度分別為1988年—2010年和1959年—1986年（1962年至1964年缺測）。

表1 奎屯市氣象站多年平均氣象要素一覽表

鄰近河流主要有四棵樹河，該河上游有吉樂德水文站，可作為徑流資料插補(bǔ)延長的參證站。流域內(nèi)水文測站詳見表2。

表2 奎屯河及其附近流域水文測站情況一覽表

3.2 資料的插補(bǔ)延長

奎屯河流域附近的四棵樹河上游吉樂德站與加勒果拉站同期年徑流的相關(guān)關(guān)系較好，可采用該站對加勒果拉站缺測年份（1962年至1964年、1987年）進(jìn)行插補(bǔ)延長。插補(bǔ)延長后的加勒果拉站徑流系列長度為1959年—1987年。

對加勒果拉站1962年至1964年和1987年的缺測資料采用臨近流域資料插補(bǔ)，通過分析奎屯河流域附近的四棵樹河上游的吉樂德站與該站的同期年徑流相關(guān)關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)r=0.7，相關(guān)關(guān)系圖見圖1。因此采用吉樂德站的同期資料對加勒果拉站缺測年份進(jìn)行插補(bǔ)。

圖1 加勒果拉站與吉樂德站同期年徑流相關(guān)曲線圖

將軍廟站和加勒果拉站之間的集水面積為191 km2，占加勒果拉站集水面積的9.8%，故應(yīng)對加勒果拉站的資料進(jìn)行修正才能作為將軍廟站的資料使用。將軍廟站位于加勒果拉站上游，二者區(qū)間面積小于15%，可采用面積比法[2]將加勒果拉站的徑流量修正至將軍廟站，計(jì)算公式如下：

式中：W將軍廟站——待修正的將軍廟站1959年—1987年徑流量，萬m3；

W加勒果拉站——加勒果拉站插補(bǔ)延長后的1959年—1987年徑流量，萬m3；

F將軍廟站——將軍廟站集水面積，km2；

F加勒果拉站——加勒果拉站集水面積，km2。

據(jù)此可將加勒果拉站1959—1987年徑流系列修正至將軍廟站，則將軍廟站徑流系列長度為1959—2010年共52年，插補(bǔ)延長后的將軍廟站徑流資料可為奎屯河流域的工程設(shè)計(jì)提供一定依據(jù)。

3.3 徑流年際、年內(nèi)變化

將軍廟站1959年—2010年多年平均徑流量為6.154 億m3（19.5 m3/s），實(shí)測最大年徑流量為8.134 億m3（1999年），實(shí)測最小年徑流量為4.532 億m3（1992年），極值比為1.79，年徑流的CV值為0.15，可見該河年徑流的年際變化不大，詳見圖2。

奎屯河徑流的補(bǔ)給主要是依靠冰川融水和降雨，其次是地下水。徑流年際變化不大，年內(nèi)分配集中。受氣候因素影響，冰川融水和降水形成的徑流有相互調(diào)節(jié)作用，從而使河川徑流的變化比較平穩(wěn)?？秃雍樗?月—8月的徑流量可占年徑流量的64.48%，而12月至次年2月的徑流量僅占年徑流量的7.52%，將軍廟徑流的年內(nèi)分配見表3及圖3所示。

圖2 將軍廟站1959年—2010年徑流過程線

圖3 將軍廟多年平均徑流年內(nèi)分配

表3 奎屯河將軍廟站多年平均徑流量年內(nèi)分配表

3.4 設(shè)計(jì)徑流成果

奎屯河屬于多水源補(bǔ)給的山溪性河流，徑流的年際變化主要受氣溫和降水的影響[3]。以將軍廟1959—2010年共52年連續(xù)平均流量系列，頻率采用P-Ⅲ型曲線用適線法進(jìn)行適線，得到奎屯河將軍廟站設(shè)計(jì)年平均流量成果，見表4。

表4 奎屯河設(shè)計(jì)流量成果表

4 結(jié)語

本文根據(jù)奎屯河先后設(shè)立的水文站以及鄰近流域的水文站，對將軍廟站徑流系列進(jìn)行插補(bǔ)延長，得到將軍廟站1959年至2010年共52年長系列徑流資料。由此得出奎屯河徑流特性，奎屯河將軍廟站多年平均徑流量6.154 億m3，徑流年際變化不大，年內(nèi)分配集中。以上對奎屯河徑流的水文特征的研究為工程設(shè)計(jì)提供一定依據(jù)。