孙水河流域水文特征分析

曾 义

（四川省西昌水文水资源勘测局，四川 西昌　615000）

0　引言

根据水资源评价、管理和防汛抗旱的实际情况，对孙水河流域的降水、径流、暴雨、洪水和泥沙等水文要素进行统计分析，通过分析孙水河水文要素的特征值，找出其时空分布变化的规律及特点。

降水量、径流量和输沙量逐月过程线是流域内水文气象、下垫面和人类活动等因素综合作用的反应，呈现了降水量、径流量和输沙量年内变化的规律。而年际变化则能反应不同年份间的波动大小，以此分析出对象区域的降水量、径流量和输沙量的变化特征。

1　流域概况

1.1　孙水河流域社会概况

孙水河流域辖四川凉山州喜德县额尼乡、洛哈镇、热柯依达乡、米市镇、依洛乡、巴久乡、两河口镇、光明镇、则约乡、冕山镇等16个乡镇和昭觉县尼地乡、冕宁县铁厂乡和泸沽镇。喜德县国土面积2207 km2，人口22万。农业方面：两河口镇一下河谷带以水稻为主，河谷两岸以水稻、玉米、洋芋为主，高山和二半山以玉米、燕麦、苦荞、洋芋为主。

1.2　孙水河流域情况

孙水河系安宁河左岸支流，雅砻江二级支流。发源于昭觉县尼地乡老左瓦西山。孙水河流域面积1618 km2，河长95 m，总落差1424 m。喜德县地貌总体应划归深切割剥蚀侵蚀构造高山地形，县内局部地区夹有冲洪积洼形河谷平原（坝）。

孙水河流域有一个水位站（喜德水位站）和一个水文站（孙水关水文站）及6个雨量站（波洛、登向荣、米市、冕山、项姑、则约站）。喜德水位站建于1959年，控制流域面积747 km2。历年最高水位99.66 m（2012年8月31日），最低水位94.10 m（2015年6月5日）。各雨量站降水量统计见表1。

孙水关水文站于1953年4月设立（其中，于1979年1月断面上迁100 m，2008年1月断面下迁600 m），至2016年有64年实测资料。孙水关（三）水文站位于冕宁县泸沽镇东街，东经101°12′北纬28°18′。长江流域、雅砻江水系、孙水河下游2.6 km处汇入安宁河。该站河床冲淤变化很大，控制较差。集水面积1611 km2，占全流域面积的99.6%。百年一遇洪水流量为1550 m3/s，五十年一遇洪水流量为1370 m3/s。多年平均降水量为1031.6 mm，多年平均流量35.3 m3/s，多年平均径流量为11.1×108 m3，折合径流深为722.8 mm，径流模数为22.9，多年平均输沙量为333×104t，多年平均输沙率105.8 kg/s。

2　降水

孙水河流域多年平均降水量为1149.8 mm，属于我国降水分区的湿润带和径流分区的多水地区。历年最大降水量为2372.2 mm（2001年则约站），最小年降水量为509.2 mm（2011年冕山站）。

孙水河流域位于亚热带季风气候，温和湿润，四季分明。降水量年内分配不均，且降水主要集中在汛期（5～9月），占全年降水的87.3%。降水量年内分配见表2。

降水量的年内变化，以7月份为最大，年内最大4个月（6～9月）占全年的78.4%。年内丰枯变化比较均匀，降水过程为单峰型。降水量的多年变化具有丰枯周期变化的特点，丰、枯水年以2～3年交替出现（见图1）。

3　暴雨

表1　孙水河流域各雨量站年降水量统计表

表2　孙水河孙水关站降水量、流量、含沙量统计表

暴雨是指24 h降水大于50 mm的降水。暴雨特征通常以暴雨历时、暴雨强度、笼罩面积来描述。暴雨历时、暴雨笼罩面积和次暴雨总量三者如何组合，对洪水影响很大。根据多年实测资料统计，孙水关水文站多年平均年最大24 h降水量为78.5 mm，变差系数Cv=0.42。1979年9月10日实测年最大24 h雨量为157.2 mm，一次总降水量为161.5 mm（1979年9月10日～11日）。

图1　孙水河孙水关站降水量历年过程线

4　径流

孙水河流域年径流量由降水量补给，多年平均年径流量为11.1×108m3，相应的径流量集中在6～10月，占全年径流量的79.4%，与降水量逐月过程线成较好的对应关系（详见表1）。年径流量和年降水量的相关系数为0.7。

本流域降水量年际变化较大，相应的径流量年际变化也大，最大径流量是最小径流量的3.47倍。历年降水量和径流量表现出很好的相关性。径流量多年变化，以1974年最大为16.52×108m32011年最小为4.758×108m3，比值为3.47倍。

5　洪水

孙水河流域径流以地表径流为主，主要由降水产生，属大气降水补给型河流。径流与降水的年际年内变化保持一致。由于流域内地形复杂，气候垂直变化明显，决定了流域内多局部性暴雨，此类暴雨历时短、雨量集中、笼罩面积大、强度大，因而引发的洪水具有突发性、局部性和灾害性等特点。河流水系形状呈树枝状，当流域内发生强降水后，即产生超渗产流现象，产流时间快，汇流时间短，洪水传播速度快。其特性主要反映在洪水过程陡涨陡落，峰高量大，洪水过程多为复式峰，大的洪水过程为1～2 d。

根据1954～2016年孙水关站的资料统计，多年平均洪峰流量为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，其中最大为2012年8月31日2510 m3/s。暴雨中心在喜德县热柯依达乡，24 h降雨量达150.8 mm。此场洪水总量为1.89亿m3，其中最大1 d洪量为1.56亿m3，占此次洪量的82.5%。从喜德水位站到孙水关（三）站的传播时间为3 h左右，从起涨到峰顶的历时为17～22 h之间。

6　河流泥沙

孙水河流域多年平均输沙量为333×104t，年最大为2012年1770×104t，年最小为1975年56.2×104t，孙水关水文站多年平均含沙量为2610 g/m3，年最大含沙量为9080 g/m3。

输沙量年内分配差异很大，主要集中在汛期（5～10月）。而径流量集中的6～8月输沙量占全年的71.8%。

输沙量峰值与径流量、降水量都相对应。究其原因为6～8月降水较多，局部暴雨频发，具有历时短、传播历时短、洪水陡涨陡落的显著特点，水土流失使得大量泥沙进入河道。

一场暴雨洪水对输沙量的增加起着重要的作用。2012年输沙量为1770×104t，该年的洪峰流量为2510 m3/s，场次洪水总量为1.89亿m3，洪水总量为14.25亿m3，占全年径流量的13.3%，为历年最大。孙水关站年最大输沙量是最小输沙量的31.5倍，年际变化要比降水量和径流量大得多。

孙水河孙水关站径流量、输沙量与洪峰流量关系对照见表3。从表3中可以看出：一场暴雨洪水对输沙量的影响非常大，洪峰流量大于1000 m3/s时，输沙量也较大，枯水年洪水对输沙量的减少也特别显著。

7　结语

以上分析表明：孙水河流域属山溪性河流，洪水、泥沙主要受暴雨影响。降水、径流和输沙主要集中在汛期，多为复式峰。峰值一般出现在6～9月（其中主要为7、8月），流域内降雨年际变化和径流年际变化大且变幅接近。降水量和径流量表现出良好的相关关系。

输沙量也表现出较大的年际变化，经分析可知，输沙与降水、径流直接相关关系不显著，但汛期集中的暴雨洪水是产生泥沙的主要原因之一。

表3　孙水河孙水关站径流量、输沙量与洪峰流量关系对照表

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