萨尔布腊阿苏河径流分析与计算浅析

秦 军

1 概况

萨尔布腊阿苏河是若羌县集水面积较大的河流之一，目前尚未开发利用。河口以上是产流区，是山区牧业人畜饮用水的重要水源。萨尔布腊阿苏河流域地形较复杂，主要几条支流常年流水。为了缓解下游若羌县工业园区用水矛盾，若羌县人民政府决定建设托格勒萨依引水枢纽，用以增加若羌河灌区水量。为此，需对萨尔布腊阿苏河托格勒萨依引水枢纽处多年平均径流量进行分析计算。

2 参证站多年平均径流量计算

2.1 参评站选取

萨尔布腊阿苏河没有水文站，属于径流资料匮乏区。因此，将与萨尔布腊阿苏河发源于同一山脉的若羌河、车尔臣河、克里雅河和尼雅河作为参证河。车尔臣河与萨尔布腊阿苏河流域面积相差最大，面积比约为1/15，尼雅水文站2000～2016年每年只在4～10月观测水文资料，年径流量统计不完整。因此，本次水文分析计算选用拥有长系列实测径流资料的克里雅作为三性分析的参证站。选取发源于昆仑山，集水面积相近、流域产流区高程接近的克里雅、尼雅河水文站、且末水文站、若羌河作为设计年径流计算的参证站。

2.2 径流样本插补及多年平均径流量

2.2.1 尼雅水文站

建于1966年的尼雅水文站，1971～1977年停测，1978年恢复观测至今。用1978～1994完整资料点绘4～10月径流量与年径流量相关关系图，然后将1995～2016年4～10月径流量带入相关关系式计算得年径流量，从而得到尼雅水文站1978～2016年完整径流，相关系数R=0.9996，计算得尼雅水文站多年平均径流量为 1.896×108m3。

2.2.2 克里雅水文站

建于1956年的克里雅水文站，1972年12月、1973年1～2月和10～12月、1974年1～4月和12月缺测，用1957～1971年和1975～2016年完整资料点绘1～11月径流量与年径流量相关关系图、3～9月径流量与年径流量相关关系图、5～11月径流量与年径流量相关关系图，经计算得克里雅水文站多年平均径流量为 7.678×108m3。

2.2.3 且末水文站

建于1957年的且末站，1957年1～4月、1967年1～3月、1970年10月～1971年3月缺测，对缺测月、年径流资料进行了插补延长。经插补得到且末水文站长系列的径流量，计算得1957～2016年多年平均年径流量（合成）为5.716×108m3。

3 参证河流径流沿程变化分析

3.1 尼雅河径流沿程变化分析

位于尼雅水文站上游34.3 km的出山口处的八一八水文（专用）站，区间无水利工程引水，无农田灌溉用水，对上下游年径流一致性没有影响。选用八一八渠首专用站4～10月、尼雅水文站4～10月相同时段内的径流量进行平均每公里径流沿程损失率分析。经计算，八一八渠首专用站至尼雅水文站区间沿程损失率为0.626%。

3.2 车尔臣河径流沿程变化分析

由于且末站年、月径流系列均为出山口以下83 km处的监测资料，利用车尔臣河径流量损失率，将上述流量资料还原计算到出山口位置。巴什克其克断面至且末水文站河道断面48 km，其间没有其它支流汇入，仅在巴什克其克断面以下35.5 km处河道左岸有革命大渠将部分水量引入灌区，且末水文站大渠断面在河道断面上游12.5 km处。根据河道上下游断面间水量平衡原理，依据比测资料，推算出巴什克其克断面至且末站河道断面平均每公里损失率（P）为0.63%。同理，推算出自石门水库（出山口）断面至巴什克其克断面平均每公里损失率（P）为0.456%。

3.3 参证站多年平均径流的推求

由于所选参证站均处于各自河流出山口以下数十公里处，为使资料系列一致、可靠，需要将各河流水文站径流资料计算至出山口处。对于若羌河短系列资料，须先进行出山口径流计算，再用克里雅长系列径流资料采用长短系列订正法将其计算为长系列径流成果。参证站径流损失率的选用以“就近选择”为原则，因此，克里雅河选用尼雅河径流沿程损失率，若羌河选择车尔臣河径流沿程损失率。

3.3.1 尼雅河多年平均径流的推求。

尼雅河出山口处1978～2016年径流量计算：平均每公里径流沿程损失率为0.626%，水文站到出山口距离为34.3 km。经计算得出山口处1978～2016年各年径流量。采用算术平均法计算得多年平均径流量为2.414×108m3。

3.3.2 克里雅河多年平均径流的推求。

克里雅水文站拥有1957～2016年径流监测资料，水文站多年平均径流量为7.678×108m3，水文站到出山口距离为40 km，移用尼雅河出山口至水文站的径流平均每公里沿程损失率0.626%，经计算得克里雅河出山口处多年平均年径流量为10.243×108m3。

3.3.3 车尔臣河多年平均径流的推求。

且末水文站拥有1957～2016年径流监测资料，水文站多年平均径流量为5.716×108m3，水文站到巴什克其克距离为48 km，巴什克其克断面至且末站河道断面平均每公里损失率（P）为0.63%；出山口到水文站距离为35 km，出山口断面至巴什克其克断面平均每公里损失率（P）为0.456%。经计算得车尔臣河出山口处多年平均年径流量为10.681×108m3。

3.3.4 若羌河多年平均径流的推求。

若羌河有4个时段共10年径流资料。其中，第一个时段对应测验断面在出山口下游22.8 km处，第二、第三个时段对应测验断面在出山口下游32.2 km处，第四个时段对应测验断面在出山口处。移用车尔臣河巴什克其克断面至且末站河道断面平均每公里径流沿程衰减率，可以计算得若羌河出山口处10年的径流资料，采用算术平均法计算得这10年短系列径流资料的年平均径流值0.9784×108m3。根据克里雅同期年平均径流量为 9.727×108m3，多年平均径流量为 10.243×108m3，采用长短系列订正法计算得若羌河出山口处长系列多年平均径流量1.030×108m3。

4 托格勒萨依引水枢纽多年平均年径流量计算

4.1 径流深等值线图量算法

利用新疆水文局1956～2000年多年平均径流深等值线图，在1∶25万地形图上量得托格勒萨依引水枢纽以上集水面积1561 km2，经计算得托格勒萨依引水枢纽以上流域的1956～2000年平均年径流深为32.8 mm，换算成径流量为0.5124×108m3。

由于径流深等值线图资料系列为1956～2000年，需用参证站克里雅河、车尔臣河长系列多年平均径流量进行长短系列展延订正。参证站克里雅、且末水文站有1957～2016年完整径流资料，为使订正系列资料同步，需将克里雅、且末年径流资料展延插补到1956年。因此，本次水文分析计算克里雅、且末1956年径流量采用各自1957～2016年长系列多年平均值代替。采用订正公式计算。克里雅河出山口1956～2000年多年平均年径流量为9.413×108m3，1956～2016年多年平均年径流量为10.24×108m3，经计算得托格勒萨依引水枢纽多年平均径流量为0.558×108m3。车尔臣河出山口1956～2000年多年平均年径流量为9.401×108m3，1956～2016年多年平均年径流量为10.68×108m3，经计算得托格勒萨依引水枢纽多年平均径流量为 0.582×108m3，详见表 1。

表1 托格勒萨依引水枢纽多年平均径流统计表

4.2 水文比拟法

选用参证站克里雅水文站、尼雅水文站、且末水文站和若羌专用站进行多年平均年径流的计算，根据参证站多年平均径流量和集水面积，以及托格勒萨依引水枢纽以上集水面积F托=1561 km2，代入公式（1）。

式中：W托、W参分别为托格勒萨依引水枢纽、参证站出山口多年平均径流量；F托、F参分别为托格勒萨依引水枢纽、参证站以上集水面积；k为订正因子。

克里雅河集水面积7098 km2、多年平均降水234.5 mm，尼雅河多集水面积1610 km2、多年平均降水285.8 mm，车尔臣河集水面积24692 km2、多年平均降水164.1 mm，若羌河集水面积2783 km2、多年平均降水162 mm，萨尔布腊阿苏河集水面积1561 km2、多年平均降水168.7 mm，参证河流水文征值及k值取值见统计表2。托格勒萨依引水枢纽处的多年平均年径流量计算结果见表2。

表2 托格勒萨依引水枢纽处的多年平均年径流量计算表

4.3 实测资料长短系列订正法

2015年1月～2015年12月，若羌县水利局在托格勒萨依引水枢纽处观测的年径流为0.830×108m3，该站观测断面位于萨尔布腊阿苏河出山口处。用参证站且末水文站还原至出山口处的长系列多年平均径流量10.68×108m3和2015年的年径流量15.93×108m3进行长短系列展延订正，采用订正公式计算得托格勒萨依引水枢纽（出山口）处的多年平均径流量为0.556×108m3。

4.4 多年平均径流合理性分析

径流深等值线图法：由于编制好的多年平均年径流深等值线图中径流资料系列截止到2000年，且托格勒萨依引水枢纽以上集水面积比较小，其集水面积上径流等值线分布密度较少，故所得结果仅供参考。

水文比拟法计算成果：虽然克里雅河、尼雅河、车尔臣河和萨尔布腊阿苏河都发源于同一山脉昆仑山，下垫面条件等相似，但各流域集水面积、山口以上平均高度、平均降水深度及产流能力都与萨尔布腊阿苏河存在一定的差异，故所得结果仅供参考。

实测资料长短系列订正法：通过2015年1月～2015年12月若羌县水利局在托格勒萨依引水枢纽处观测的径流为0.830×108m3，经参证站且末水文站还原至出山口长短系列对比分析计算，萨尔布腊阿苏河多年平均径流量为0.556×108m3，长短系列订正法充分利用了萨尔布腊阿苏河出山口处的实测资料，不仅萨尔布腊阿苏河流域与车尔臣河流域山口以上平均高度相近，而且两流域都发源于阿尔金山，且相邻，所以本次水文分析计算最后推荐实测资料长短系列订正法计算所得结果0.556×108m3为托格勒萨依引水枢纽多年平均径流量（见表3）。

表3 托格勒萨依引水枢纽多年平均年径流量成果表

5 结语

萨尔布腊阿苏河上没有观测站，其参证站的选取对托格勒萨依引水枢纽处的径流影响较大。而参证站由于历史观测原因，监测资料无法形成连续系列。通过插补法完成资料插补，并求得各河出山口径流。根据各参证河径流，通过3种方法比选，确定托格勒萨依拟建引水枢纽处多年平均年径流均0.556×108m3，这将为工程建设提供科学依据。