天山山区河流枯季径流消退特性分析

史秀英

（巴州水文水资源勘测局，新疆 巴州 841000）

巴州北部天山山区分布着大小数10条河流，山区降水季节性变化十分明显，河川径流变化也有汛期、枯季之分，枯季径流具有与洪水不同的规律性。枯水期河流水量逐渐衰减，对发展农业生产，提高农业产量有着密切的关系，虽然同处于天山山区，但由于降水水汽来源、降水的地域性分布特征，以及各河流流域的集水面积、蓄水量及调蓄能力等各不相同，则流域蓄水量消退的持续时间、衰减率也各不相同，各河流呈现出不同的消退规律。

根据发源于天山山区的开都河、黄水沟、清水河和迪那河径流资料，应用退水曲线线性关系和相邻时段河流径流的相关关系，对巴州北部天山山区河流枯季径流的基本特征和消退规律作初步探讨。

1 河流枯季径流基本特征

天山山区的开都河、黄水沟、清水河和迪那河出山口处均设有水文监测站，各站径流观测年限和观测方法有所不同（迪那河水文站于1993年后撤站，清水河克尔古提水文站1993年后改为汛期观测站），为便于进行对比分析，采用1957～1993年各站旬、月径流量资料，来分析各河流枯季径流的消退规律和基本特征，各河流基本情况见表1。

表1 河流径流控制站基本情况表

各河流域区内的降水季节性变化极为明显，每年10月以后降水量锐减，而进入枯水季节。各站多年平均各旬径流年内分配情况不同，开都河每年10月上旬至次年2月中旬为枯水期，其中，1月初至2月中旬为最枯时段，旬径流占年径流的1.2%～1.1%，10月上旬至12月底处在季节转换阶段，这时段内径流变幅大，旬径流占年径流的2.5%～1.3%；黄水沟每年10月初至次年4月上旬为枯水期，其中，12月中旬至次年4月中旬为最枯时段，旬径流占年径流的1.2%～1%，10月初至12月初处在季节转换阶段，这时段内径流变幅大，旬径流占年径流的2%～1.3%；清水河每年10月初至次年4月底为枯水期，其中，12月中旬至次年4月底为最枯时段，旬径流占年径流的1.5%～1.0%，10月初至12月上旬处在季节转换阶段，这时段内径流变幅大，旬径流占年径流的2.7%～1.6%；迪那河每年10月中旬至次年2月中旬为枯水期，其中，11月下旬至次年2月中旬为最枯时段，旬径流占年径流的0.4%～0.2%，10月中旬至11月中旬处在季节转换阶段，这时段内旬径流占年径流的1.5%～0.6%。

2 河流枯季径流变化规律

由于汛期结束与枯水期开始时间不同，前期水量丰枯不同，降水影响程度不一样，枯水期径流年际变化的差异还很大，但是也存在着基本的规律性。现通过流域退水系数和相邻时段之间水量相关系数分析枯水期径流变化的规律。

2.1 退水系数分析

流域水量平衡式：

式中 P为降水；Z为蒸发；Q为径流；dW为流域蓄水量的变化。

天山山区河流流域平均海拔高度在2500m以上，冬季多以固态降水为主。在枯水期，降水和蒸发对流域区地表产流影响很小，河川径流以地下水补给为主，流域蓄水量与出流呈线性关系。

地下水退水曲线方程：

利用枯水期地下水退水曲线方程，计算分析巴州北部天山南坡的开都河、黄水沟、清水河和迪那河枯季径流退水系数。各河多年平均逐旬消退系数和相关系数表略。

开都河10月上旬至11月下旬多年平均消退系数由0.068逐渐增大到0.121，说明此时段径流消退速度逐渐加快；11月下旬至12月中旬多年平均退水系数减小到0.011，说明此时段径流消退速度逐渐降低；12月中旬至次年2月下旬退水期结束，此时段退水系数在0.037～0.007之间，退水平稳。黄水沟10月上旬至11月下旬多年平均消退系数由0.076增大到0.092，说明此时段径流消退速度逐渐加快；11月下旬至12月中旬多年平均退水系数逐渐减小到0.015，说明此时段径流消退速度逐渐降低；12月中旬至次年4月上旬退水期结束，此时段退水系数在0.015～0.006之间，退水平稳。清水河10月上旬至11月下旬多年平均消退系数由0.082增大到0.111，说明此时段径流消退速度逐渐加快；11月下旬至次年4月下旬多年平均退水系数逐渐减小，说明此时段径流消退速度逐渐降低；此时段退水系数在0.06～0.006之间波动。迪那河10月中旬至次年1月上旬多年平均消退系数在0.175～0.307之间波动，说明此时段径流消退速度时快时慢；1月中旬至次年2月下旬退水期结束，此时段退水系数在0.023～0.009之间，退水平稳。

2.2 相关系数分析

用开都河、黄水沟、清水河和迪那河1957～1993年枯季各旬平均流量资料序列，分析相邻两旬间的相关关系，对枯季各旬平均流量之间线性相关程度进行定量描述，相关系数按式（3）计算。

通过计算分析，开都河10月上旬至次年2月中旬枯水期时，相邻两旬平均流量相关系数的数值范围在0.689～0.964之间。黄水沟12月上旬至次年4月上旬枯水期时，相邻两旬之间平均流量相关系数的数值范围在0.618～0.974之间。清水河10月上旬至次年4月下旬枯水期时，相邻两旬平均流量相关系数的数值范围在0.520～0.974之间。迪那河10月上旬至次年2月中旬枯水期时，相邻两旬平均流量相关系数的数值范围在0.623～0.952之间。各河流从枯水期相关系数的变化过程来看，仅各个别相邻两旬之间相关系数相对较低，其他时期相邻两旬之间相关系数较高。

3 结语

分析表明各河流枯水径流消退均存在一定的规律性，不同河流具有不同的特点，同一河流枯水期的不同季节也具有不同的特点，这与流域面积大小、下垫面条件、前期水量的丰枯、冰雪融水及气象因素等有密切关系。同一河流，受前期水量的丰枯和不同季节受冰雪融水、降水的影响，不同时段的径流消退速度有很大差异，各河流在退水初期径流消退速度逐渐加快，在退水过程的中后期径流消退速度逐渐减慢且逐渐趋于稳定；在受不同年份气象因素和河流冰冻的影响，个别时段相邻两旬之间相关关系也受到影响。不同河流在流域面积大小、下垫面条件及各流域内冰川、积雪覆盖面积等条件的影响下，受冰雪融水、降水的影响，河流枯水期的消退时间、消退历时和消退形式等各不相同，流域面积大且流域内冰川、积雪覆盖面积大储量大的河流，枯水期的消退时间较晚，消退历时不长，相比之下稳定的消退时段比流域面积小的流域短1～2月。

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