秦礼晶
(广东省水文局东莞水文测报中心,广东 东莞 523000)
石马河流域水文特性分析
秦礼晶
(广东省水文局东莞水文测报中心,广东 东莞 523000)
文章根据多年观测资料,对石马河流域降水、蒸发、径流、暴雨洪水等重要项目的水文特性进行了分析,并以石马河流域为例,给出了东莞地区水文特性研究的一般方法和步骤。
石马河;水文特性;降水;径流;洪水
石马河是东江的一级支流,发源于深圳宝安大脑壳山,流经深圳观澜镇、东莞市凤岗、塘厦、樟木头、清溪、谢岗、常平、桥头镇,至桥头镇桥头新开河口入东江,河流全长73.5km,河宽平均80m,河床平均坡降为0.61‰,水浅滩多,流速急湍,总落差70m,集雨面积1249km2。流域内建有虾公岩、契爷石水、茅輋水库、勒竹排水库等,大多数水库是流域内社会经济发展和居民生活用水的主要水资源。
1.地形地貌
石马河主流源头高山连绵,高程约300m以上,多数山岭草木不生,水土流失较严重。中游为丘陵山区,两岸山岭高度在150m以下,一般为40~50m,岩石风化较深,厚度5~20m,一般植被较好,唯观澜水、清溪水、契爷石水等花岗岩分布地区,球状风化严重,山坡上往往有直径 0.5~3m大孤石,在植被不甚好的地带,常有坍塌,冲沟等物理地质现象,是固体流经的主要来源;下游属东江平原区,其中分布着零星残丘,多为低洼之农田和湖地,受东江洪水倒灌威胁甚大,支流雁田河上游源头山岭低矮破碎,与沙湾河的分水岭为深圳市的白泥坑,高程仅为49m,水土流失也很严重。此外,沿河两岸有连续不断的一级阶地,一般高于河水面5~10m,阶地宽50~150m,最宽达300m,在一级阶地与山坡之间多分布有高 15~20m的残丘。河床中多有漫滩分布,其组成物质为砂,砂石等,为良好的建材产地。
2.水系特征
石马河流域内河系发育不匀称,主要支流都在右岸汇入,主要支流有雁田水、契爷石水、清溪水、官仓水,石马河干流在支流雁田水汇入口以上称观澜水。石马河流域水系统计见表1。
表1 石马河流域主要水系统计表
3.气侯
石马河流域属亚热带季风气候区,夏季长,日照充足,雨量充沛,温差变幅小,季风明显。根据东莞气象台统计,多年平均气温23.1℃,年际波动幅度很小,仅0.5℃。年内温差较大,其中1999年温差最大,达34.7℃;1995年相对较小,为29.5℃。年均最高气温36.8℃,其中2004年相对最高,达38.0℃,年际最高气温变化仅1.9℃;年均最低气温4.9℃,其中1999年相对最低,仅3.1℃,年际最低气温变化3.6℃。多年平均湿度87.5%。年平均日照时数为1979.1小时,年际变幅高达45.6%。其中日照时数最多为2003年,达2268.7h,最少是1997年,仅有1558.1h。一年中2~3月份日照最少,7月份日照最多,年内日照时数亦分布不均。流域常受台风、暴雨、春秋干旱、寒露风及冻害的侵袭。
1.降水、蒸发
(总第141期) DA ZHONG KE JI (Cumulatively No.141)
石马河流域地处亚热带,高温多雨,具有雨量充沛、湿度大、夏季长、热量丰富的特点。降雨以南北冷暖气团交绥的锋面雨为主,多发生在4月~6月,其次是台风雨,多发生在7月~9月。降水年内分配不均,冬春干旱,夏秋洪涝,4月~9月降水量占全年总降水量80%以上,降水面上分布一般是西南多,东北少。以东莞气象站为代表站分析,流域多年平均降水量1784.0mm,最大年降水量2681.3mm(2008年),最小年降水量972.1mm(1963年),24小时最大雨量367.8mm(1981年7月1日)。流域日照时间长,蒸发量大,多年平均蒸发量1602mm。东莞气象站降雨量年内分配见表2。
表2 东莞气象站多年平均降雨量年内分配表
2.径流
石马河流域径流主要依靠降雨补给。由于无实测径流资料,径流分析计算采用《广东省水文图集》查流域多年平均径流深和年径流变差系数,并考虑东深供水工程改造工程水文分析成果,石马河流域径流均值采用956mm,径流变差系数Cv=0.35,石马河域集雨面积1249km2,初步计算得设计年径流见表3。
表3 石马河流域设计年径流(单位:万m3)
石马河为雨源型河流,其天然径流量变化与降雨密切相关,径流年内分配与降雨量年内分配相对应。按p=50%计算多年平均年径流分配。根据广东省水资源规划的成果,选取P=50%的典型年份为 1980年。珠江三角洲的基流一般约占年径流的10%,将p=50%年径流的10%作为基流平摊至每月,其余按降雨过程进行分配。石马河流域平水年(P=50%)径流年分配成果见表4。
表4 石马河流域平水年(P=50%)径流年分配
3.暴雨洪水
石马河流域暴雨成因有锋面、低压槽、低压、低涡、低空急流及热带风暴(台风)等,具有次数多、强度大、持续时间长、笼罩范围大的特点。
每年绝大部分雨量集中在 4~10月份,占全年降雨量的89%,由于雨量时空分配极不均匀,易引起洪涝灾害。流域洪水由暴雨形成,发生季节与暴雨基本一致,4~6月以锋面雨为主,形成的洪水峰高量大,涨水相对较慢;7~10月以台风雨为主,台风雨形成的洪水峰型尖瘦,涨落变率大。
(1)设计暴雨
因石马河流域雨量站实测短历时暴雨量资料短缺,暴雨参数采用《广东省暴雨参数等值线图》成果。根据石马河各主要支流汇入点,将石马河分成五段来计算:第一段为观澜水口以上,即观澜水;第二段为契爷石水汇入口以上;第三段为清溪水汇入口以上;第四段为官仓水汇入口以上;第五段为橡胶坝以上。根据石马河干流各分段所在位置以上流域的中心点,由《广东省暴雨参数等值线图》,查得各种历时点暴雨统计参数Ht平均、Cv,采用Cs=3.5Cv,推求各种历时不同频率的设计暴雨。
(2)设计洪水
根据石马河流域各分段特征值及各历时设计暴雨,采用广东省综合单位线法和推理公式法分别计算的洪峰流量成果。
由于石马河流域的特殊地理位置和地形地貌,水文特性分析对于石马河流域非常重要,直接影响流域内各项工程实施的效果及费用。因此,文章通过对石马河流域水文特性的分析研究,给出了东莞地区水文特性研究的一般方法和步骤。
[1] 詹道江,叶守泽.工程水文学[M].北京:中国水利水电出版社,2000.
[2] 广东省水文局.广东省暴雨参数等值线图[Z].2003.
[3] 广东省水文总站.广东省水文图集[Z].1991.
P333.1
A
1008-1151(2011)05-0080-02
2011-02-16
秦礼晶(1985-),男,江苏淮安人,广东省水文局东莞水文测报中心助理工程师,从事水文测验及水文分析工作。