新疆和田河干流水平衡要素定量分析

秦胜英，黄领梅，罗光明，蒋春宇（.新疆塔里木河流域管理局，新疆和田848000；.西安理工大学生态水利工程国家重点实验室培育基地，陕西西安70048；.新疆和田水文水资源勘测局，新疆和田848000）

新疆和田河干流水平衡要素定量分析

秦胜英1，黄领梅2，罗光明3，蒋春宇2
（1.新疆塔里木河流域管理局，新疆和田848000；2.西安理工大学生态水利工程国家重点实验室培育基地，陕西西安710048；3.新疆和田水文水资源勘测局，新疆和田848000）

利用水量平衡原理，结合实测的径流资料，对和田河干流的水平衡要素进行分析。结果表明，和田河干流来水量与下泄水量的年内分配与年际变化均较上游出山口来水更不均匀；和田河干流的输水效率取决于干流来水与前一年来水的丰枯情况。研究成果对干流河道整治、控制洪水漫溢、提高输水效率具有重要的参考价值。

和田河；水量平衡；径流损失；洪水漫溢

干旱内陆河流域水资源短缺，生态环境脆弱，水资源的高效合理利用是关键。我国塔里木河干流因源流用水不断增加而变短，自2000年开始实施应急调水，干流下游的生态逐步恢复，地下水位逐渐回升，全流域的水量统一调度由此而出。

和田河是塔里木河的主要源流之一，年均约1/4的径流下泄汇入塔里木河，形成了联通塔里木盆地南北的绿色走廊，具有重要的战略地位。自2000年来，和田河下泄塔里木河水量逐年锐减，尤其是2007—2009三年内，年均来水40.35亿m3，属于平水年，年均下泄入塔河水量仅2.40亿m3，远远低于塔河四源一干水量统一调度所设定的目标下泄水量（9.29亿m3）。在和田河源流来水没有明显增多或减少情况下，下泄水量锐减的原因何在，需要从和田河干流水量平衡入手，揭示和田河干流水去哪儿了，借此提出解决方案，提高和田河的输水效率，实现和田河下泄塔河水量目标，确保和田河干流绿色走廊生态安全和塔河干流用水安全。

1　流域概况

和田河上游由东支流玉龙喀什河与西支流喀拉喀什河汇合而成；两支流流出山区后经过平原绿洲区在阔什拉什汇合，称和田河，即和田河干流。和田河干流由南向北穿越塔克拉玛干沙漠，在阿瓦提县的肖夹克与阿克苏河、叶尔羌河汇合成为塔里木河。

和田河干流长319 km，宽0.6～3.3 km，河道比降1.2‰。和田河干流属季节性河流，洪水暴涨暴落，洪枯悬殊，使得由细砂和极细砂组成的河床极易被水流淘刷，易冲易淤，成为典型的游荡型河流。和田河干流由南向北逐渐变宽，河道中分布着大量小岛状沙洲。和田河干流绿色走廊处于天然状态，走廊生存依赖和田河干流洪水下渗或漫溢补给。由于上游绿洲区社会经济用水不断增加，下游干流水量日益减少，地下水位随之下降，直接威胁绿色走廊的稳定与生存。

和田河干流是季节性河流，采用年尺度计算，不考虑河道的水量变化量，主要的水量平衡要素有汇合口来水量（即干流来水量）、河口下泄水量、河道渗漏漫溢量与水面蒸发量。径流资料来自和田河上的5个水文站和上游两支流渠首断面。5个水文站分别是两个出山口水文站，即喀拉喀什河瓦鲁瓦提水文站与玉龙喀什河同古孜洛克水文站；两个汇合口水文站，即喀拉喀什河吐直鲁克水文站与玉龙喀什河艾格利亚水文站；一个河口站，即肖塔水文站。两支流渠首分别是喀拉喀什河渠首与玉龙喀什河渠首，均位于出山口水文站与汇合口水文站之间。资料年份为2006—2012年。

通过实测径流资料定量分析和田河干流来水、渗漏漫溢、蒸发、河口下泄水量等水量平衡要素，揭示和田河干流水量的去向与原因，为和田河干流整治提供科学依据和塔河四源一干实施水量统一调度提供参考。

2　汇合口来水量

分析中，将两水文站的同期径流量直接合并作为和田河干流来水量[1]。根据两支流汇合口水文站2006—2012年的实测径流资料分析可知，汇合口年均来水量为16.45亿m3，占出山口来水量的32.6%，即约2/3的和田河径流量消耗于和田绿洲的社会经济用水。其中，最大值30.61亿m3，发生在2010年；最小值5.82亿m3，发生在2009年；极值比5.26，较出山口同期径流极值比1.86大很多，表明从出山口至汇合口，和田河径流受人为影响较严重，年际变化程度增大。

汇合口来水量的年内分配极不均匀。连续最大3个月来水出现在7、8、9月，来水量占年总来水量的93.2%；6月来水占5.8%；11月至次年5月，几乎无来水。而出山口两支流的连续最大3个月来水出现在6、7、8月，来水量占年总水量的66.8%，11月至次年5月的来水占20.5%。由此可见，和田河肖塔站丰水期径流在时间上滞后上中游约1个月，这与和田河干流属于季节性河流有关，6月从上中游下来的径流，因河道干涸、沙洲密布而前行缓慢，大量径流损失于渗漏和蒸发；另外，和田河径流流经平原绿洲区，大量河川径流经引水口引入绿洲灌区，小水全引、大水多引的局面并没有因塔河流域实行四源一干水量统一调度而得到改善，和田河径流的年内分配受人为活动影响严重。

3　河口下泄水量

根据和田河河口肖塔站2006—2012年的实测径流资料分析可知，和田河年均下泄入塔河水量9.56亿m3，占和田河出山口径流量的20.0%，占汇合口来水量的58.1%。其中，最大值20.19亿m3，发生在2006年；最小值1.52亿m3，发生在2009年；极值比13.28，比出山口、汇合口同期径流极值比大很多，表明从出山口、汇合口到肖塔站，和田河径流受人为或自然双重因素影响逐渐加剧，年际变化程度沿程增大。汇合口至肖塔，径流年际变化增大，主要是因为沙漠河道的蒸发、渗漏与洪水漫溢所致。

肖塔站来水量的年内分配极不均匀。连续最大3个月来水出现在7、8、9月，占年总来水量的98.9%；10月至次年5月基本无水；6月来水仅占1.1%。6月气温逐渐升高，上游来水逐渐增加，开始有余水下泄至和田河干流河道。由于干流河道经过一个漫长的枯水期，河道干涸，风沙淤积，地下水位较低，加之来水流量相对较小，流速缓慢，河道的渗漏损失严重，6月的来水几乎全部损失在输水途中。

和田河干流的来水与下泄水量之间存在极好的线性关系。和田河干流汛期才有径流自上而下流过，建立汛期来水与下泄水量之间的线性关系，相关系数高达0.98，见图1。这一关系表明和田河干流的输水效率（肖塔下泄水量与汇合口来水量的比值）与干流来水密切相关。统计分析2006—2012年的干流输水效率变化范围为26.1～74.9%，最小值出现在最枯水年（2009）；最大值出现在第二丰水年（2006）。输水效率还受前期来水的丰枯影响。2009年为特枯水年，其前连续2年为平水年，和田河干流地下水位偏低，河道两岸土壤干旱，导致2009年输水效率极低。2006年，在2006—2012年间属于第二丰水年，其前连续2年属于特丰水年，干流河段缺水明显小于2009年；而2010年属于第一丰水年，可其前1年为特枯水年，干流极其干旱缺水。

图1　和田河干流汛期来水与下泄水量相关关系Fig.1　Relationship of water inflow and water outflow of the mainstream of the Hotan river in the flood period

综上可知，和田河干流输水效率主要取决于干流来水，其次是前一年的丰枯情况。干流来水越丰，前一年来水也为丰水年，则输水效率较高；反之，则较低。

4　河道蒸发量

河道蒸发量，指和田河干流在汛期有水流通过期间形成的水面而产生的蒸发损失，可以通过和田河干流水面面积与水面蒸发量估算。

和田河流域属于内陆干旱沙漠气候，蒸发剧烈。和田绿洲、塔河三源流汇合口均有Φ20水面蒸发观测数据[2]，利用汛期的折算系数[3]即可估算出和田河干流汛期（7—9月）的水面蒸发量为179 mm。

和田河干流水面面积与河长、河道水面宽有关。河长319 km；河宽随来水流量、河道横断面形态而变。周敏[4]用2010年7月8日的Latsat TM卫星影像解译得出和田河干流的河长与沿河的水面宽0.637～ 3.29 km，经计算河网水面面积620.86 km2。该结果明显偏大。原因有二：一是2010年属于特丰水年，干流来水大，形成水面宽；二是遥感影像的精度有限，未能考虑河道内汊流、沙洲等影像。和田河干流属于沙漠性河道，河道内沙洲密布，流态弯曲，实际水面宽较小。和田河干流的河宽，汇合口至肖塔站之间为500～3 000 m；肖塔至入塔河河口之间为150～300 m[5]。由此可估计，和田河干流汛期水面面积在95.7～ 159.5 km2之间变化。

由此可估算出和田河干流水面年蒸发量在0.43～0.84亿m3之间变化，2007、2009年，干流只有8、9月有水，蒸发量较小，为0.43亿m3；2010年为丰水年，干流输水持续时间长，蒸发量稍大，为0.84亿m3；其余年份7—9月干流有水，蒸发量为0.69亿m3。和田河干流2006—2012年均水面蒸发量为0.64亿m3占年均损失量（6.89亿m3＝汇合口来水16.45亿m3－下泄水量9.56亿m3）的9.3%。蒸发对和田河输水效率系数的影响相对较小。

5　河道渗漏、漫溢量

河道渗漏、漫溢量，对于和田河干流，目前还没有很好的方法将其分割。根据前面对和田河干流的来水、下泄以及蒸发的分析，剩余的量合并为渗漏漫溢量，则可估计出2006—2010年间，和田河干流的渗漏漫溢量为1.90～10.61亿m3，年均损失6.26亿m3，占和田河干流水量损失的90.7%。由此可见，和田河干流的水量主要因渗漏漫溢而损失。

和田河干流过水断面为宽浅型，水深小，流速小，水面宽，渗漏损失相对较稳定。随汇合口流量的增加，干流的输水效率增加；增加到一定程度后反而会下降[6]。输水效率增加，表明水流主要在河道内，输水损失主要是渗漏与蒸发；而输水效率随流量增加而减小，表明这时候有部分洪水漫过河岸进入沙漠，形成河道外水域，流量越大，漫溢量越大，输水效率越低。左敏等[5]通过遥感分析2002—2008年间和田河夏季洪水漫溢面积指出，和田河绿洲下游边缘至肖塔之间河道上共有10处大型漫流口，形成的水域面积多在100 km2以上，出现时间为7月和8月。

和田河干流6-9月的生态渗漏水量0.022亿m3，全年为0.065亿m3[7]，即可满足和田河干流绿色走廊生态用水需求。利用2006—2012年实测资料计算的渗漏漫溢量均值为6.56亿m3，是全年生态渗漏水量的96.2倍，即现状条件下和田河干流的渗漏漫溢绝大部分属于无效损失，需要通过一定的工程措施进行调控，提高干流河段的输水效率。

6　结论

和田河干流是连接和田河与塔里木河的纽带。利用水文站实测径流资料分析，得知和田河径流的年内分配从上游向下游越来越集中，而年际变化程度也随之增大；和田河干流的水量主要损失于渗漏漫溢；干流来水越大，前一年水量越丰，输水效率越高。和田河干流的水平衡要素计算揭示和田河干流的水量分配与损失去向，可为和田河干流整治、塔里木河四源一干水资源统一调度提供科学合理的指导。

[1]王杰，王俊，孙鑫.和田河流域水量沿程变化分析研究[J].水资源与水工程学报，2013，24（3）:142-148. WANG Jie，WANG Jun，SUN Xin.Analysis of water change along Hotan river basin[J].Journal of Water Resources&Water Engineering，2013，24（3）:142-148（in Chinese）.

[2]黄领梅，沈冰，尹如洪，等.和田绿洲蒸发能力及影响因素分析[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2002，30（6）:181-185. HUANG Lingmei，SHEN Bing，YIN Ruhong，et al.The evaporation capacity and effectfactors for Hotan oasis[J]. Jour of Northwest A&F University:Nature Science Edition，2002，30（6）:181-185（in Chinese）.

[3]胡顺军，田长彦，宋郁东，等.塔里木河流域水面蒸发折算系数分析[J].中国沙漠，2005，25（5）:649-651. HU Shunjun，TIAN Changyan，SONG Yudong，et al. Conversion coefficient of water surface evaporation in Tarim river basin[J].2005，25（5）:649-651（in Chinese）.

[4]周敏.干旱区季节性河流和田河中下游侧向渗漏遥感研究[D].乌鲁木齐：新疆师范大学，2013.

[5]左敏，陈洪武，王蕾，等.基于MODIS的和田河夏季漫流监测分析[J].干旱区研究，2011，28（3）:438-443. ZUO Min，CHEN Hongwu，WANG Lei，et al.Monitoring and analysis on overflow in the Hotan river basin based on MODIS data[J].Arid Zone Research，2011，28（3）:438-443（in Chinese）.

[6]樊忠，雷晓云.和田河穿越沙漠段输水效率分析[J].新疆农垦科技，2010（1）:61-63. FAN Zhong，LEI Xiaoyun.The efficiency of water transfer for the section of Hotan river across the desert[J].Xinjiang Farmland Reclamation&Technology，2010（1）:61-63（in Chinese）.

[7]孙建光，韩桂兰.塔里木河流域河道渗漏生态水权及其计量研究[J].人民黄河，2014，36（6）:84-86. SUN Jianguang，HAN Guilan.Research on the measurement of ecological water rights of river channel leakage in Tarim river basin[J].Yellow River，2014，36（6）:84-86（in Chinese）.

（编辑李沈）

Quantitative Analysis on the Water Balance Factors of the Mainstream of the Hotan River in Xinjiang

QIN Shengying1，HUANG Lingmei2，LUO Guangming3，JIANG Chunyu2
（1.The Hotan River Management Bureau of the Tarim River Basin，Hotan 848000，Xinjiang，China；2.Shaanxi Province Key Lab of Water Resources and Environment，Xi’an University of Technology，Xi’an 710048，Shaanxi，China；3.Hotan Hydrology and Water Resources Survey Bureau，Hotan，848000，Xinjiang，China）

Using the water balance theory and the measured runoff data，the factors of the water balance are analyzed for the mainstream of the Hotan river in this paper.The main results show that the annual distribution and the inter-year variation of the inflow and outflow of the main river are more uneven than that of the inflow at the mountain-exit point in the upper steam and the water conveyance efficiency in the mainstream of the Hotan river depends on the inflow of water at the confluence of the two tributaries and the water quantity in the previous year.These study results are helpful for the river regulation，flood overflowing control and improvement of the conveyance efficiency.

Hotan river；water balance；runoff loss；flood overflowing

1674-3814（2015）07-0119-04中图分类号：TV12；P33

A

国家自然科学基金项目资助（51109176）。

Project Supported by the National Natural Science Foundation of China（51109176）.

2015-03-16。

秦胜英（1968—），女，高级工程师，主要从事干旱区流域管理研究工作；

黄领梅（1972—），女，博士，副教授，主要从事干旱区水文水资源研究工作。