玉田县水资源数量评价研究

王凯琦

(河北省承德水文勘测研究中心，河北 承德 067000)

1 研究区概况

玉田县位于河北省东北部，唐山市西端，北枕燕山脉，南濒渤海海岸。地处京津唐秦腹地，西、西南毗邻蓟县、宝坻、宁河县，东临丰润区，北连遵化市，总面积1165km2。玉田县属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，大陆性季风气候显著。春季干燥多风，春季多风，夏季炎热多雨，秋季昼夜温差大，冬季寒冷少雪。玉田县属集运河水系，包括集运渠、徽湘河、双城河、双城河引水、兰泉河、金水河等。该县的地理位置和水系分布见图1和图2。

图1 地理位置图

图2 玉田县水系图

2 研究内容

2.1 降水资源

降水是地表径流和地下水补给的主要来源，是直接影响水资源量的重要水文因素。因此，研究降水量对水资源量评价具有重要意义[1]。利用玉田县1956-2013年的年降水量序列，分析了不同频率的降水量及其时空分布特征。

2.2 蒸发量

收集整理了秋庄水库、玉田水库、玉桥水库、九王庄水库、斗河水库和遵化站1981-2013年的年、月蒸发量资料。评价内容包括水面蒸发量和干旱指数。

2.3 单站水面蒸发量

水面蒸发又称蒸发量，是在供水充足的情况下形成的，主要受气象因素的影响。在我国，水面蒸发量的确定主要采用实测方法。根据《河北省省市水资源评价技术规程》，采用标准蒸发器E601观测数据代表水面蒸发量[2]。

3 研究结果

3.1 降水量的时空分布特征

1)年际分布

降水受各种气象因素和固定地形的影响，年际变化较大。图3描述了玉田县1956-2013年降水量的年际变化特征。玉田县年降水量355.2-1014.6mm，极值比为2.86。降水的年际变化呈明显的减少趋势，变化幅度为15.98mm/10a。

图3 1956-2013 年玉田县降水量年际变化

2)年代变化

玉田县降水丰水期出现在20世纪50年代、60年代和70年代，平均降水率为1956-2013年，年平均降水量比1956-2013年增加3.9%、7.1%和6.1%；90年代和2010-2013年为正常期，年平均降水量接近1956-2013年的系列平均值；80年代和2000-2009年处于旱季，平均降水量比1956-2013系列少2.7%和10.8%。各级降水量年变化统计结果见图4和图5。

图4 玉田县水资源分区降水量年代变化

3)成果比较

表1 年降水量计算成果对比表

3.2 蒸发量

水面蒸发又称蒸发量，是在供水充足的情况下形成的，主要受气象因素的影响。在我国，水面蒸发量的确定主要采用实测方法。根据《河北省省市水资源评价技术规程》的规定，采用标准蒸发器E601观测到的数据代表水面蒸发量[5]。

水文部门蒸发站在结冰期用D20蒸发皿测量水面蒸发量，非结冰期用E601蒸发器测量水面蒸发量；气象部门一般用D20盘测量水面蒸发量。为了评价水面蒸发量，有必要将不同类型蒸发皿的观测值换算成标准蒸发皿E601的蒸发量。

根据气象要素的地理分布，参考《河北省水面蒸发研究报告》(1994年6月)的研究成果，确定了水文部门选用的不同船舶的换算系数。气象部门年蒸发换算系数为0.65。1981-2013年单站水面蒸发量统计结果见表2。

表2 选用站1981-2013 年多年平均水面蒸发量

续表2 选用站1981-2013 年多年平均水面蒸发量

1)地区分布

玉田县水面蒸发量的区域分布由东北向西南逐渐减小。具体分布为：玉田县东部、杨家陶镇以北，年平均蒸发量>1000mm；南部凹陷除郭家桥乡、雅红桥镇外，其他地区年平均蒸发量<900mm，其他地区年平均蒸发量在900-1000mm之间。造成这种分布的原因是：中原地区空气干燥，气温高，蒸发量大；南部低压受海洋调节，空气相对湿润，蒸发量低。水面蒸发的区域分布与风速、饱和蒸气压差和辐射的区域分布基本一致。同时，由于自然条件和地理位置的差异，水面蒸发量的区域变化更为明显。

2)年内分配

根据1981-2013年的月水面蒸发资料，计算多年平均各月水面蒸发量，统计年内分配，计算结果如下表3所示。

表3 代表站水面蒸发量年内分配表

水面蒸发受湿度、气温、风速、日照等气象因素的影响。水面蒸发量分布不均，季节变化明显。4月至6月，气候相对干燥，多风少雨，空气湿度小，气温逐渐升高。水面蒸发量很大，约占全年水面蒸发量的40%，日最大水面蒸发量>10mm。7-9月气温虽高，但降雨频率多，空气湿度大，风速小，水面蒸发量<4-6月，占全年的10-11月，气温逐渐降低，水面蒸发量也随之减少。直到次年3月，由于气温较低，降水量较少，水面蒸发量仅占10%左右，日平均水面蒸发量约为1mm。

3)年际变化

气象因素不仅直接影响水面蒸发量的年变化，而且由于大气环流的运动和天气系统变化的广泛性，影响着水面蒸发量的年际变化。

从代表站水面蒸发量的年际变化来看，90年代和2000年代水面蒸发量的年际变化较大，出现了水面蒸发量的极值，如水面蒸发量最大值出现在1997年和1999年；2004年以后，蒸发量下降趋势明显，在此期间出现水面蒸发量极值，如2008年、2011年和2013年最小水面蒸发量。从总体变化趋势来看，水面蒸发量呈小幅下降趋势，2004年以后更为明显，这可能是由于太阳辐射、温度、湿度、风速、压差等年际变化引起的，如图6所示。

图5 玉田县多年平均水面蒸发量等值线图比例尺1∶400000

图6 代表站水面蒸发量年际变化图

4 结 论

利用1956-2013年玉田县地表水资源和降雨的时空分布特征，分析了玉田县1956年至2013年地表水资源和降雨资源的时空分布特征。降水量变化范围为-15.98mm/10a，年分布集中在6-9月，约占全年降水量的80%。径流深等值线图从北部蓟云河山区向中部平原和南部凹陷逐渐减小，变异系数的变化趋势相反。