古尔嘎赫德河引水枢纽径流分析与计算浅析

古力米娜·赛依德

（新疆巴音郭楞水文勘测局，新疆 库尔勒 841000）

1 河流概况

古尔嘎赫德河发源于阿尔金山南麓和祁漫塔格山北坡，自西向东注入青海境内的嘎斯特勒湖。古尔嘎赫德河流域地形较复杂，上游源头位于阿尔金山与祁漫塔格山交的垭口处，海拔为4300 m。从阿尔金山、祁漫塔格山两侧山顶发育形成的数十条支流汇集与两山之间的盆地形成古尔嘎赫德河干流，河流干流蜿蜒在山间的盆地中，河床平均坡降约5‰，在山间的盆地中冲刷形成大面积的水草沼泽地。两侧山顶发育小洪沟河水在山口附近渗入地下，在盆地两则又以泉水形式出露，流入古尔嘎赫德河。古尔嘎赫德河水资源目前尚未开发利用，若羌县规划在古尔嘎赫德河上建引水枢纽工程，需对工程处的径流和泥沙进行分析。

2 径流影响因素及计算方法分析

2.1 径流影响因素分析

古尔嘎赫德河流域地处欧亚大陆腹地，气候干燥，多大风，属典型的大陆性干旱气候，年平均降水量为24.5 mm。全年夏季降水较多，最大月降水量出现在7月，占全年降水量的35.9%；最大连续月降水量出现在5月～8月，占全年降水量的82.0%。年平均蒸发量2994 mm（Φ20 mm蒸发器观测值），折算成E601型蒸发量为1736 mm，蒸发时空变化规律与气温变化相同。全年盛行西北风，多年≥8级大风日平均数为36.9天，最大年平均风速为10.3 m/s，年平均风速2.1 m/s。古尔嘎赫德河水主要来源于降雨和冰雪融水，其干燥气候和多风天气，严重影响河道径流。

2.2 计算方法

古尔嘎赫德河与若羌河、车尔臣河、克里雅河和尼雅河发源于同一山脉，同处于昆仑山。所以拟建引水枢纽处径流设计计算选择克里雅河克里雅水文站、尼雅河尼雅水文站、若羌河若羌水文专用站、且末水文站为参证站。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，需要将各参证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。

3 参证站多年平均径流分析

3.1 参评站的选取

古尔嘎赫德河流域无水文测站和水文监测资料，属于径流资料极度匮乏地区，参证站的选择对径流分析准确性至关重要。

“三性”分析参证站的选取：古尔嘎赫德河与若羌河、车尔臣河、克里雅河和尼雅河都发源于同一山脉，同处于昆仑山。在有长系列径流资料的车尔臣河、克里雅河、尼雅河中，车尔臣河与古尔嘎赫德河流域面积相差最大，面积比约为1/10。尼雅水文站2000年～2016年每年只在4月～10月观测水文资料，年径流量统计不完整，资料存在插补等问题。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。

水文比拟法参证站的选取：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。

3.2 参证站设计年径流

参证流域中克里雅河、尼雅河和车尔臣河具有长系列实测径流资料。根据推算的克里雅出山口处（1957年～2016年）、尼雅出山口处（1978年～2016年）和车尔臣河出山口（1957年～2016年）长系列径流资料，采用频率曲线法对参证站进行设计年径流量的计算。在运用矩法对系列统计参数估算的基础上，用适线法选配型频率曲线推算设计年径流量。适线时，在拟合点群趋势的基础上，侧重考虑平、枯水年的点据。计算得参证站克里雅河出山口设计年径流量均值10.243×108m3，年径流CV为0.24；尼雅河出山口设计年径流量均值2.414×108m3，年径流CV为0.36；车尔臣河出山口设计年径流量均值10.68×108m3，年径流CV为0.39。

4 引水枢纽多年平均年径流量分析

4.1 径流深等值线图量算法

利用新疆水文水资源局2001年绘制的1956年～2000年多年平均径流深等值线图，在1∶25万地形图上量得古尔嘎赫德河流域引水枢纽以上集水面积2596 km2。然后量算出集水面积上各径流深等值线间的面积，以面积为权重，计算得引水枢纽以上流域的1956～2000年平均年径流深为37.16mm，换算成径流量为0.9647×108m3，见图1。由于径流深等值线图资料系列为1956年～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年～2014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年～2016年长系列多年平均值代替。

克里雅河出山口1956年～2000年多年平均年径流量为9.413×108m3，1956年～2016 年多年平均年径流量为 10.243×108m3，经计算得引水枢纽多年平均径流量为1.050×108m3。车尔臣河出山口1956年～2000年多年平均年径流量为9.401×108m3，1956年～2016年多年平均年径流量为10.681×108m3，经计算得引水枢纽多年平均径流量为1.096×108m3。径流深等值线图法中的径流资料系列截止到2000年，且引水枢纽以上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。

图1 古尔嘎赫德河流域径流深等值线图

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，以及引水枢纽以上集水面积F库=2596 km2。水文比拟法订正因子k值的取值主要考虑了流域产流区平均高程、多年平均降水深差异等因素，根据参证站河流水文特征值及k值取值，引水枢纽处的多年平均年径流量计算见表1。虽然克里雅河、尼雅河、车尔臣河和古尔嘎赫德河都发源于同一山脉昆仑山，下垫面条件相似，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古尔嘎赫德河存在一定的差异，故水文比拟法计算成果仅供参考。

表1 引水枢纽处多年平均年径流量计算表

4.3 实测资料长短系列订正法

若羌县水利局在古尔嘎赫德河河口以上3 km处设库拉木勒克萨依水文观测站，观测断面就位于引水枢纽处，根据观测资料的审查和整编，2015年1月～2015年12月观测的年径流为0.557×108m3。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10.681×108m3和2015年的年径流量15.932×108m3进行长短系列展延订正，经订正计算得引水枢纽处的多年平均径流量为0.373×108m3。古尔嘎赫德河流域与车尔臣河流域山口以上平均高度相近，而且两流域相互接壤，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0.373×108m3为引水枢纽处多年平均径流量见表2。

表2 引水枢纽多年平均年径流量成果表

4.4 引水枢纽设计年径流

设计流域与参证站车尔臣河流域径流都发源于阿尔金山，流域源头接壤，下垫面条件相似，流域植被较好。在拟建引水枢纽处缺少实测资料的情况下，统计参数直接移用参证站且末水文站还原至出山口处1957年～2016年的年径流CV=0.390和CS=1.755。根据拟建引水枢纽处多年平均年径流均0.373×108m3，求得拟建引水枢纽处不同保证率设计年径流量成果，见表3。

表3 引水枢纽处不同保证率设计年径流量成果表

4.5 引水枢纽设计年径流量年内分配

典型年选择原则：按照水量相近的原则选取，即选取典型年径流量与设计年径流量相近的年份；对引水工程较为不利的原则选取。通过引水枢纽处2015年的水文实测资料分析，其年径流量为0.557×108m3，其中7、8月的径流占到年径流的70%；而车尔臣河5、6、7、8月的多年平均月径流只占年径流的56.2%，两流域的多年平均月径流分配比相差较大，按照对引水工程较为不利的选取原则，故设计年径流年内分配时，枯水年、平水年、偏丰水年和丰水年均采用引水枢纽处实测2015年年径流年内分配比。用2015年内分配比乘以引水枢纽处对应的设计年径流量，即得到引水枢纽处设计典型年的年内分配，见表4。

表4 引水枢纽处不同保证率设计年径流量年内分配表 单位：104m3

5 结语

古尔嘎赫德河基本概况没有水文监测站点，水文监测缺乏。为了开发该水资源进行引水工程建设，就需对工程处的径流和泥沙进行分析，以确保工程建设科学。文章以流域情况相近的克里雅河、尼雅河、车尔臣河水文站为参证站，采用等值线图量算法、水文比拟法和修订因子法，对工程处不同保证率的设计年径流量和输沙量进行了分析推求。经计算，其多年平均年径流0.373×108m3，可供工程设计建设参考。