新疆奎屯河径流特征分析

王丽娜

（水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院 新疆乌鲁木齐 830000）

1 流域概况

奎屯河流域位于新疆天山北坡中部，准葛尔盆地西南缘，乌鲁木齐以西220 km。奎屯河是流域内最大的一条河，多年平均径流量为6.78 亿m3，发源于依连哈比尔尕山北坡中部，该河海拔3 700 m 雪线以上的山峰终年白雪皑皑，夏季温度高，冰雪融化，是径流的主要补给源。奎屯河支流有乌兰萨德克河、拉帕特沟、艾木特沟、那仁果勒沟和沙大王河等，水系呈树枝状，河流发育较为对称。奎屯河在奎屯水库以上部分主要为南北流向，以下为东西流向，在距奎屯水库下游约100 km 和120 km 处分别接纳四棵树河和古尔图河的部分洪水和灌溉回归水，最后注入艾比湖。奎屯河出山口控制站—将军庙站以上河长68 km，集水面积1 754 km2。

2 气象

奎屯河流域地处亚欧大陆腹地，深居内陆，水汽来源较少，属于典型的大陆性干旱气候区[1]。受蒙古高压和西风气流的影响，四时温差大，蒸发大降雨少，冬夏两季历时长而春秋两季较短。

流域内有奎屯气象站，为国家基本站，建站时间1958年，观测项目齐全，有1959年—2010年气象资料，据奎屯市气象站数据，多年平均气温8℃，多年平均降水量183 mm，多年平均蒸发量1 699 mm，多年平均风速1.1 m/s，最大风速15.0 m/s，相应风向为W、WSW，初冰一般发生在10月中旬，终冰一般发生在次年4月中旬，最大冻土深度119 cm。初雪一般发生10月初，终雪一般在次年4月底，最大积雪深度为34.0 cm。奎屯市气象站多年平均气象资料见表1。

3 径流特征

3.1 水文站网

奎屯河自1955年以来先后在干流上设有水文站5 处，自上而下依次是将军庙站、加勒果拉站、奎屯河渠首站，奎屯大桥站和头台站。1987年奎屯河发生洪水，将加勒果拉站冲毁，1987年8月设立了将军庙站，该站位于加勒果拉站上游，将军庙站是该河目前唯一的水文测站。奎屯河径流资料系列较长的站点为将军庙站和加勒果拉站，系列长度分别为1988年—2010年和1959年—1986年（1962年至1964年缺测）。

表1 奎屯市气象站多年平均气象要素一览表

邻近河流主要有四棵树河，该河上游有吉乐德水文站，可作为径流资料插补延长的参证站。流域内水文测站详见表2。

表2 奎屯河及其附近流域水文测站情况一览表

3.2 资料的插补延长

奎屯河流域附近的四棵树河上游吉乐德站与加勒果拉站同期年径流的相关关系较好，可采用该站对加勒果拉站缺测年份（1962年至1964年、1987年）进行插补延长。插补延长后的加勒果拉站径流系列长度为1959年—1987年。

对加勒果拉站1962年至1964年和1987年的缺测资料采用临近流域资料插补，通过分析奎屯河流域附近的四棵树河上游的吉乐德站与该站的同期年径流相关关系较好，相关系数r=0.7，相关关系图见图1。因此采用吉乐德站的同期资料对加勒果拉站缺测年份进行插补。

图1 加勒果拉站与吉乐德站同期年径流相关曲线图

将军庙站和加勒果拉站之间的集水面积为191 km2，占加勒果拉站集水面积的9.8%，故应对加勒果拉站的资料进行修正才能作为将军庙站的资料使用。将军庙站位于加勒果拉站上游，二者区间面积小于15%，可采用面积比法[2]将加勒果拉站的径流量修正至将军庙站，计算公式如下：

式中：W将军庙站——待修正的将军庙站1959年—1987年径流量，万m3；

W加勒果拉站——加勒果拉站插补延长后的1959年—1987年径流量，万m3；

F将军庙站——将军庙站集水面积，km2；

F加勒果拉站——加勒果拉站集水面积，km2。

据此可将加勒果拉站1959—1987年径流系列修正至将军庙站，则将军庙站径流系列长度为1959—2010年共52年，插补延长后的将军庙站径流资料可为奎屯河流域的工程设计提供一定依据。

3.3 径流年际、年内变化

将军庙站1959年—2010年多年平均径流量为6.154 亿m3（19.5 m3/s），实测最大年径流量为8.134 亿m3（1999年），实测最小年径流量为4.532 亿m3（1992年），极值比为1.79，年径流的CV值为0.15，可见该河年径流的年际变化不大，详见图2。

奎屯河径流的补给主要是依靠冰川融水和降雨，其次是地下水。径流年际变化不大，年内分配集中。受气候因素影响，冰川融水和降水形成的径流有相互调节作用，从而使河川径流的变化比较平稳。奎屯河洪水期6月—8月的径流量可占年径流量的64.48%，而12月至次年2月的径流量仅占年径流量的7.52%，将军庙径流的年内分配见表3及图3所示。

图2 将军庙站1959年—2010年径流过程线

图3 将军庙多年平均径流年内分配

表3 奎屯河将军庙站多年平均径流量年内分配表

3.4 设计径流成果

奎屯河属于多水源补给的山溪性河流，径流的年际变化主要受气温和降水的影响[3]。以将军庙1959—2010年共52年连续平均流量系列，频率采用P-Ⅲ型曲线用适线法进行适线，得到奎屯河将军庙站设计年平均流量成果，见表4。

表4 奎屯河设计流量成果表

4 结语

本文根据奎屯河先后设立的水文站以及邻近流域的水文站，对将军庙站径流系列进行插补延长，得到将军庙站1959年至2010年共52年长系列径流资料。由此得出奎屯河径流特性，奎屯河将军庙站多年平均径流量6.154 亿m3，径流年际变化不大，年内分配集中。以上对奎屯河径流的水文特征的研究为工程设计提供一定依据。