新疆喀什庫山河水文特性淺析

艾拉提·托克遜;穆臺力甫·牙森

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆喀什 844000)

新疆喀什庫山河水文特性淺析

艾拉提·托克遜;穆臺力甫·牙森

(新疆水利廳喀什噶爾河流域管理處，新疆喀什 844000)

庫山河是新疆喀什噶爾河水系的第三大支流，典型的干旱地區山區多沙河流，水的問題顯得十分重要和突出。目前庫山河上游還未修建山區調節性水庫或控制性水利樞紐，平原區河道未能徹底整治，水資源非常短缺，洪旱災害頻繁。充分利用流域內沙曼水文站和木華里水管站幾十年的實測水文資料，4個縣氣象站的氣象資料，利用水文統計分析方法，對河流水文特征進行了分析。為進一步治理河流、解決水資源短缺問題及提高防災能力提供分析依據。

庫山河;水文特性;徑流;泥沙特性;洪水特性

庫山河為喀什噶爾河水系第三大河流，位于我國新疆維吾爾自治區西南部，塔里木盆地西南緣，流域西面與蓋孜河連接，東面穿越布谷里沙漠與葉爾羌河相望，南面為昆侖山脈，北面為河流最終匯入的克孜河干流喀什噶爾河。庫山河從河源到入河口流經克州阿克陶縣，喀什地區英吉沙縣、疏勒縣等三縣，流域面積為6 957.6 km2，山區面積為2 612 km2，平原區流域面積為4 345.6 km2，沙曼水文站以上集水面積為 2 169 km2，灌溉面積 113萬畝，多年年徑流量為6.378億 m3(沙曼站為主)。

1 流域氣候因素

庫山河流域深居內陸腹地，遠離海洋，降水量稀少而蒸發量很大，氣候干燥，日照充足，氣溫日變幅及年較差大，呈現極度干旱的典型的大陸性氣侯特征。流域區氣候的垂直地帶性分布規律顯著，高山區一年只有冷季和暖季，夏季短且涼爽，冬季長且嚴寒。海拔5 000 m高度以上山區發育有永久冰川。海拔2 000 m左右中山區，降水較為充沛，達300 mm，東北部平原區極度干旱，年降水量小于70 mm，水面蒸發量可達2 700 mm。平原區氣候溫和，四季分明，光熱充足，降水量少，蒸發強烈，無霜期長，日較差大。有大風、干熱風，沙暴、冰雹、霜凍、浮塵等害災性天氣。因庫山河地形條件復雜，氣候差異大，平原區和山區水文氣象條件不盡相同。

2 氣溫特點

年內變化顯著，年較差大，全年1月份最低，7月份最熱，春季升溫快，秋季降溫快。氣溫變化顯著，日較差大，日較差的平均值一般在13℃ ～15℃之間，秋季大，冬季小，最大日較差可達25℃。夏季高溫，熱量資源豐富，平原區盛夏7月平均最高氣溫一般在32℃ ～34℃，多年極端最高氣溫達40℃左右，其中英吉沙縣氣象站年最高氣溫為40.4℃。氣溫的高低和變化，直接影響到河川徑流量的變化。光熱充足，年平均日照時數2 750～2 850 h，日照百分率為62%左右。熱量資源豐富，多年平均氣溫11.4℃ ～11.℃。氣溫隨著海拔高度的升高而降低，即氣溫的垂直地帶性分布規律特別明顯。

圖1 庫山河流域各站歷年各月平均降水量變化圖

3 降水特征

年降水量有明顯的垂直分布規律。降水量區域分布差異大，山區多，平原少;南部多，北部少;西部多，東部少;山區降水量為100～500 mm之間，一般隨著海拔高度的增加降水量逐漸增大。平原區降水量60～100 mm之間。

暴雨的量級低，年際變化大，稀遇暴雨強度大。根據沙曼水文站實測降水資料分析，降水量的年變差系數Cv為0.2～0.6，最大年與最小年降水量的比值為2～14倍。

多年平均降水量為135.7 mm，降水量最多年為1971年的232.3 mm，最小年為1961年的53.9 mm，據平原區英吉沙縣氣象站降水觀測資料統計，其多年平均降水量為66.0 mm，降水量最多年為1981年的135.9 mm，最小年降水量為1985年的18.4 mm。降水相對集中，降水多年平均值集中在春夏兩季，占年降水量的75%，連續最大四個月降水量占年降水量的60%左右，個別年份更大。

年降水量不大，但最大日降水量可觀，平原區最大日降水量的極值都在25 mm以上，根據沙曼水文站實測降水資料統計，多年平均最大日降水量為19.0 mm，其中1992年降水量達37.2 mm，英吉沙縣1968年也出現過32.7 mm的日降水量，此類高強度的降水常會形成庫山河暴雨洪水的危害。

4 蒸發

水面蒸發主要是氣溫、水氣壓、相對濕度及風力等因素綜合影響的結果，各地都有明顯的差異。在一般情況下，低溫濕潤地區水面蒸發量小，高溫干燥地區水面蒸發量大，水面蒸發量隨著高程的增加而減少。

庫山河流域水面蒸發與降水相反，東北部水面蒸發量大;從東北向西南部隨著地勢的抬高，降水量逐漸增大，而水面蒸發量逐漸減小。沙漠區大于山前傾斜區，山前傾斜區大于山區。根據各站實測水面蒸發量資料統計，沙曼水文站多年平均水面蒸發量為1436.1 mm，阿克陶氣象站多年平均水面蒸發量為1 344.3 mm，英吉沙為 1 324.1 mm，岳普湖為1 499.7 mm。水面蒸發量隨地勢增高而減少的趨勢。

5 徑流

庫山河屬于喀什噶爾河流域，由于中下游綠洲發展、河道整治，灌溉引水以及沙漠區的蒸發滲漏，現庫山河地表水已難匯入喀什噶爾河干流，成為獨立的水系。

干旱區徑流的分布實際上是山區的徑流的分布。庫山河發源于慕士塔格，公格爾山的冰川區，徑流深最高400 mm以上，水源靠山區雨雪和高山冰川融化補給為主，降雨補給為輔，枯季為地下水和泉水補給，具有明顯的垂直地帶性。主要由卡爾塔什、且木干兩大支流匯合而成。徑流年內分配不均勻，春季徑流量是年徑流量的6% ～20%，夏季占55% ～70%，秋季占10% ～20%，冬季占年徑流量的3% ～8%。沙曼水文站多年平均年徑流量6.378億 m3，實測最大年徑流量為1959年的8.045億 m3，最小年徑流量為 1965年的4.278億 m3，豐枯比為 1.88，年徑流變差系數 Cv 為 0.13，徑流年際變化比較穩定。但其洪枯流量相差懸殊，實測年最大洪峰流量均值為154 m3/s，洪峰流量最大變幅為689～79.6 m3/s。實測年最大洪峰流量為1999年的689 m3/s，年最小流量為1998年的2.18 m3/s，最大與最小流量相差316倍。

6 泥沙特性

庫山河流域位于新疆維吾爾自治區西南部，塔里木盆地西邊緣帕米爾高原之東，塔里木盆地西南邊緣的帕米爾東坡和昆侖山北坡，是全疆含沙量最高的地方。昆侖山北坡，由于降水稀少，又受塔克拉瑪干沙漠干熱氣候的影響，低山帶表層機械風化強烈，冰磧物和倒石堆發育普遍，植被有稀疏，春季干燥的東北風將沙漠物質風積，在此，夏季高山冰雪融水大量下泄，使河流含沙量沿程迅速增加。

泥沙的年內變化與河川徑流量的補給形式有關。河床形態很不規則，輸沙量的年內分配極不均勻，主要集中在夏半年，其集中程度遠高于徑流量。由于冬半年強烈的機械風化作用，植被稀疏，地表積累了較多的疏松物質，汛期大量帶入河中，使含沙量和輸沙量驟增。河流不但含沙量大，而且在山洪暴發時形成含沙濃度極大并攜帶大量石塊，在枯水期完全變成清水。全年的輸沙量絕大部分來自汛期，汛期輸沙量高達全年輸沙量的70%～90%，盡管在變化情勢上大體相似，但顯得更不均勻。

表2 為沙曼水文站多年平均懸移質含沙量和輸沙量的年內分配表

從表中可見，沙曼水文站多年平均懸移質含沙量為3.05 kg/m3，7～8月份為懸移質含沙量的最大月份，11月份是懸移質含沙量的最小月份，最大月與最小月的比值為137倍;冬半年10～12月、1～3月為懸移質含沙量的低值期，各月懸移質含沙量在 0.032 kg/m3～0.21 kg/m3之間。

多年平均懸移質輸沙量為195×104t，2月份為懸移質輸沙量的最小月，僅占年輸沙量的0.018%，7月為懸移質輸沙量的最大月，占年輸沙量的36.4%。夏季6～8月輸沙量為174.3×104t，占年輸沙量的 89.4%;最大四個月 6 ～9 月輸沙量為184.7×104t，占全年輸沙量的94.7%，冬半年10～12月、1～3月時段輸沙量為0.791×104t，僅占年輸沙量的0.41%。由此可見懸移質輸沙量年內分配很不均勻，且輸沙量的集中程度比徑流更甚。

年徑流量多年變化大的地區，年輸沙量變化也大;反之，年徑流量變化小的地區，年輸沙量變化也小。但輸沙量的變化幅度遠比徑流量為大。沙曼水文站多年平均年徑流量6.378億 m3，實測最大年徑流量為 8.045億 m3，最小年徑流量為4.278億 m3，豐枯比為1.88。氣候是河流輸沙量變化的主要因素。因此，在不同的旱澇年份，年輸沙量顯著不同。

表3 沙曼水文站懸移質輸沙量年際變化分析表

從表中可見，沙曼水文站最大年輸沙量為389×104t，模比系數為1.99，最小年懸移質輸沙量為58.2×104t，模比系數為0.30。最大年為最小年輸沙量的6.68倍，由此可見懸移質輸沙量的年際變化較徑流年際變化更大，泥沙的年際變化遠大于徑流的年際變化。

據監測資料分析，庫山河是懸移質泥沙顆粒最粗的河流，年平均粒徑達0.182 mm，年平均中數粒徑達0.095 mm，粒徑大于0.050 mm的泥沙占全年泥沙總量的67%。這主要是因為該河上游匯集了公格爾慕士塔格的冰川堆積物，而汛期含沙量集中，且洪水多為中低山區暴雨形成，因此泥沙顆粒較粗。河流所挾帶的懸移質泥沙大多數為細沙和粘土，推移質為卵石和粗沙。

7 洪水

庫山河洪水成因類型比較復雜，洪水基本上形成于山區，中低山帶主要為暴雨洪水;中山帶主要為季節積雪融水形成的洪水;高山帶主要為冰雪融水洪水。洪水成因有冰雪融水型洪水、暴雨型洪水、暴雨－消融混合型洪水、冰凌洪水，其中消融型洪水是庫山河四類洪水中發生頻次最高最基本的一類洪水。

對庫山河沙曼水文站1957－2007年51年實測洪水進行統計，年內最大一次洪水過程水過程出現在7月占絕對多數，8月次之，僅有一年發生在6月中、下旬。從年氣溫的變化過程來看，7月份氣溫最高、依次為8月、6月;從年降水過程來看，6月份最大，五月、七月、八月次之。由此可以說明庫山河洪水的成因、最基本的一類洪水，以高溫期冰川和永久性積雪消融為主，以降雨補給為輔。融雪型洪水多，且年際變化小，混合型洪水相對較少一些，但年際變化大。

8 水質

庫山河流域由于復雜的地形地貌結構、基巖、土壤特性、植被和氣候差異，其天然水質有明顯的時空分布變化。

礦化度的分布與降水、徑流相反，山區低，平原區高，根據沙曼水文站多年實測水質資料統計，礦化度的多年平均值為315 mg/L，礦化度有明顯的季節性變化規律。汛期低，枯期高。河流的礦化度年際變化較小，年際變化系數在Cv值在0.11以下，水中主要離子含量穩定。除農業灌溉污染外，全河流段水系未受其它污染，中，上游水質較好(Ⅲ類)。

目前庫山河水沙曼水文站以上河流水質較好。在評價的參數中，除總硬度為二級外，其余參數都為一級，可以滿足生活飲用、農業灌溉，工業等各種用水要求，但下游河段水質逐漸變差，不能滿足生活飲用水要求。近年來水質變化基本穩定，有利于水資源的綜合開發利用。

9 結語

流域山區水利樞紐工程急待建設，水資源的優化配置格局尚未建立，調蓄能力嚴重不足，“春旱、夏洪、秋枯、冬缺”的水資源現狀依然制約流域經濟發展。隨著新疆跨越式發展和長治久安一系列決策部署的實施，自治區將水利作為經濟社會可持續發展的命脈、促進經濟社會發展的重要因素，實現跨越式發展和長治久安的重要支撐。以保障流域新型工業化、農牧業現代化、新型城鎮化發展為核心，以水資源優化配置為目標，以節水為主線，以民生水利建設為重點，以最嚴格的水資源管理和水利改革為動力，加快水利改革發展，搶抓機遇，加快山區重點控制性水利樞紐的前期和建設，全面開展大型灌區續建配套及節水改造工程，推動防洪基礎設施建設，實施嚴格的水資源管理體制機制，為流域跨越式發展和長治久安目標的實現提供水利支撐。

［1］湯奇成，曲耀光，周聿超中國干旱區水文及水資源利用［M］.北京:科學出版社，1992.

［2］芮孝芳.河流水文學［M］.南京:河海大學出版社，2003.

［3］鄧銘江，王世江，董新光，章曙明.新疆水資源及可持續利用［M］.北京 :水利水電出版社，2005.

［4］周淑貞，張如一，張超.氣象學與氣候學［M］.北京:高等教育出版社，2006.

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1004－1184(2011)06－0200－03

2011－08－18

艾拉提·托克遜(1974－)，男，新疆喀什人，工程師，主要從事水資源管理，工程管理和防洪抗旱工作。