新疆白杨河流域地表水资源特性分析

李旗进，李翰尧

(1.新疆白杨河河流域管理局，乌鲁木齐 830000；2.新疆驰远天合工程造价咨询公司，乌鲁木齐 830000)

1 流域概况

白杨河发源于东天山支脉博格达山主峰的南坡冰川，主要由上游的黑沟、阿克苏河、高崖子河等三条支流在达坂城区达坂城镇东侧汇合而成，柯尔碱沟在托克逊县城西北约30km处汇入白杨河，白杨河在托克逊县城与阿拉沟汇合后始称为托克逊河，流经托克逊县城进入吐鲁番市的高昌区后汇入艾丁湖。白杨河流域水资源利用分区总面积为5173.4km2，其中，平原区面积为2953.4km2，占整个评价区的57.1%；山区面积为2220km2，在整个评价区中占比42.9%。流域地表水资源分析选用英雄桥站、阜康白杨河站、煤窑沟站、阿拉沟黑沟、阿克苏、高崖子、峡口水文巡测站等10处水文站、水文巡测站点资料，用于径流分析计算。其中，英雄桥站、阜康白杨河站、煤窑沟站、阿拉沟为国家水文站；达坂城黑沟、阿克苏、高崖子水文巡测站位于出山口，为水文巡测站；峡口水文站1957-1959年为国家基本站，1979-1989年以后为水文巡测站。

2 地表水资源要素

2.1 降水

白杨河流域位于干旱、半干旱内陆区，其区域降水量从每年4月份开始增多，且4月份降水量在全年降水总量中的占比在6%-15%，连续最大4个月降水量在全年降水总量中的占比在45%-65%之间。根据实测数据，山区连续最大4个月降水量在全年降水总量中的占比比平原地区大，最大月降水量出现在7月的频率最大，7月降水量在全年降水总量中的占比在29.1%-50.8%之间。最小降水量大多出现在1月，该月降水量在全年降水总量中的占比仅为0.5%-5.1%。

2.2 径流

白杨河内河川径流多形成于山区，河流以出山口控制断面为界，断面以上为径流形成区，断面以下为径流散失区。在径流形成区内，气候与水文要素垂直地带性变化显著，地表径流在此大部分转化为地下径流。在控制断面以下为径流散失区，若遇暴雨偶尔也产生少量的地表径流，但最终都消耗于渗漏和蒸发。白杨河流域地表径流的地区分布具有明显特征，地表径流集中于达坂城区，托克逊县地表水资源比较贫乏，地表径流主要来自达坂城区。

白杨河径流的年内变化较大，月分配很不均匀，其分配与降水、气温有关，全年径流主要集中在汛期5-10月。从径流年内分配表(表1)可以看出，煤窑沟站与阿拉沟站径流四季分配较相似，夏季径流量最大；峡口与柯尔碱沟较为相似，春季及冬季径流量较大。

表1 设计站与参证站径流年内分配表

径流的年际变化与径流补给来源和补给类型关系密切。根据白杨河评价区内主要河流的径流量分析，各条河流径流补给来源不同，径流的年际变化较大，变差系数Cv值在0.18-0.34之间。该区主要是以季节性积雪融水补给为主的河流，Cv值较大，在0.22-0.34之间。这主要是因为以季节性积雪和降雨补给为主的河流，由于河流发源山体较高，径流补给成份单一，缺乏多年调节能力，所以Cv值相对较大。

2.3 蒸发

考虑到流域水汽含量、太阳辐射、气温等因素，水面蒸发年内分配不均，且各测站连续最大4个月水面蒸发量在全年总蒸发量中的占比在54.5%-70.4%之间，且均出现在5-8月，最大、最小月水面蒸发量分别出现在6月和1月，在全年蒸发量中的占比分别为15.2%-21.4%和0.4%-2.6%。山区气温变化幅度小，且太阳辐射也相对较小，其其最大月蒸发量是最小月蒸发量的8-20倍。

2.4 水质

分析发现白杨河流域水质，流域地表水体pH值在8.0-8.2之间，水质略偏碱性；黑沟、阿克苏、高崖子水体矿化度及总硬度较低，属于较低矿化度、软水；峡口、小草湖及红山水库属中等矿化度、适度硬水；各支流均属重碳酸类型钙组水。通过对白杨河上、中游检测资料分析，矿化度、总硬度呈明显的沿程增加趋势。白杨河峡口及小草湖段属中等矿化度、适度硬水，下游托克逊县城段属较高矿化度、硬水。

针对2014年12月和2015年4月两次检测资料，依据上述评价标准、方法和参数对评价区主要河流进行水质评价，根据评价结果可以看出，白杨河流域河流水质较好。按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)基本项目评价要求，黑沟、阿克苏、高崖子、白杨河峡口及小草湖水质为Ⅰ类，红山水库水质为Ⅲ类，白杨河托克逊县城段水质为Ⅱ类。各评价断面均符合水源地5项补充项目标准要求[1]，故流域水资源可以作为饮用水源地、农田灌溉用水、一般工业用水的水源。

3 流域地表水资源总量

为最大限度利用实测资料，提高成果精度，评价区内各分区地表水资源量计算采用“实测优先原则”，即有实测资料(控制区)的径流量均采用实测值(黑沟、阿克苏、高崖子、柯尔碱沟)。无实测资料的产水区(非控制区)，采用等值线图量算值。根据绘制的径流深等值线图并结合实测加非控制区量算方法，进行流域主要河流年径流量的分别量算，具体见表2。由表2可知，在径流深等值线图绘制过程中，以流域各断面从等值线图量算的径流量与推算径流量误差控制在±5%以内为衡量标准[2]。

由于流域内无国家基本站实测资料，均为水文巡测站资料。通过分析，黑沟、阿克苏河、高崖子河、峡口站点误差均在-0.18-3.27之间，符合等值线图绘制要求。因此，评价区年平均径流深等值线图的绘制较为合理。

采用实测加量算法进行白杨河流域水资源利用分区总量的计算。白杨河流域水资源利用分区地表水资源计算结果见表3。

表2 流域主要河流年径流量算成果表

表3 白杨河水资源利用分区地表水资源计算成果表

从表3看出，白杨河流域水资源利用分区内地表水资源量为25919×104m3。其中阿克苏河区水量最为丰富，地表水资源量为8762×104m3，占整个评价区总水资源量的33.8%。阿克苏河区年径流深最大，为168.5mm，白杨河干流区年径流深最小，只有0mm。从整个评价区来看，山区是评价区内地表水资源的主要产流区，平均径流深为192.5mm；平原区的径流深均在30.8mm以下，说明平原区的产流量很小，地表水资源量很小。

年径流系数反映了流域的产水能力，与产流条件密切相关。山区径流系数大，平原区径流系数小，径流系数随高程的增加而递增，高山冰川区高达0.34以上，而河流出山口处径流系数仅为0.32左右。根据主要河流的降水量、径流量资料，计算各河径流系数，各分区径流系数在0.15-0.50之间，从计算成果可看出，白杨河评价区的各河流径流系数在地区上的分布与径流深的地区分布趋势基本一致[3]。