洋河流域3個(gè)主要控制站水文特性分析

郭如俠

（河北省張家口水文水資源勘測局，河北張家口075000）

洋河流域3個(gè)主要控制站水文特性分析

郭如俠

（河北省張家口水文水資源勘測局，河北張家口075000）

以洋河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，通過對(duì)研究區(qū)3個(gè)主要控制站響水堡、東洋河、柴溝堡（南）多年降雨、洪水、徑流、泥沙等資料的分析，初步得出洋河流域徑流、降水、泥沙的變化特征及水文現(xiàn)象大約呈5～10 a為1個(gè)平均變化周期的特點(diǎn)，對(duì)洋河流域洪水情報(bào)預(yù)報(bào)有著重要意義，為合理開發(fā)利用洋河水資源以及搞好洋河流域水土保持工作提供了基本水文依據(jù)。

主要控制站；降雨；洪水；徑流；水文特性；洋河

1 主要控制站概況

響水堡水文站是洋河上的控制站，控制洋河流域面積14 507 km2。洋河流域形狀東西長、南北短，略呈扁圓形，主要有東洋河、南洋河、西洋河、洪塘河、清水河、龍洋河等較大支流，河網(wǎng)密集；80%以上為丘陵山區(qū)，植被很差，水土流失嚴(yán)重。流域內(nèi)有大中型水庫3座、小（1）型水庫11座（大部分已報(bào)廢）；萬畝以上灌區(qū)12個(gè)，其中較大的是通橋河灌區(qū)、四清大渠灌區(qū)、洋河大渠灌區(qū)。該站測驗(yàn)河段比較順直，河床由細(xì)沙卵石組成，左岸為耕地，右岸為高山，表層為沙壤土，山邊為峭壁，有風(fēng)化巖石坍塌；洪水時(shí)河床沖刷劇烈，枯季穩(wěn)定，沖淤變化不大。流域內(nèi)暴雨主要特點(diǎn)是籠罩面積小、強(qiáng)度大、歷時(shí)短，多集中在7—8月。該站多年平均年降水量382.3 mm，斷面來水受上游洋河水庫調(diào)節(jié)控制。歷史調(diào)查洪水發(fā)生在1924年，最大洪峰流量為3 260 m3/s。1979年實(shí)測最大洪峰流量為1 270 m3/s。

東洋河水文站是洋河支流東洋河的控制站，集水面積3 674 km2。東洋河有3大支流，分別為銀子河、瑟爾基河、甲石河，友誼水庫至本站區(qū)間主河道長54.0 m，河道縱坡7.03‰。河道兩側(cè)為山區(qū)，山坡上多為草皮、灌木覆蓋，河谷地帶為耕作區(qū)，成林稀少。流域內(nèi)多為沙質(zhì)壤土，上游有部分黑土和少量紅黏土，由于植被較差，水土流失嚴(yán)重。流域內(nèi)有3座水庫，其中大型水庫1座為友誼水庫，小型水庫2座分別為上納嶺、甲石河水庫，四清大渠引水口在斷面上游1 000 m處，集成渠引水口在斷面上游1 200 m處。河床為粗沙、礫石組成，沖淤變化大。該站多年平均年降水量400.4 mm，流域內(nèi)降水量時(shí)空分布不均，80%降水集中在7—8月，最大洪水發(fā)生在1974年，實(shí)測洪峰流量為230 m3/s。

柴溝堡（南）水文站是南洋河上背山區(qū)代表站，集水面積2 903 km2。南洋河由西南流向東北，流域形狀略呈長條形，上游較寬，下游較窄。各小支流于山西省天鎮(zhèn)縣城上游附近先后匯合，河北省境內(nèi)沒有較大的支流。流域內(nèi)沒有森林，山坡為草皮覆蓋，沿河兩岸的河谷地帶有少量的成林和幼林散布，川地和山腳地為農(nóng)墾地，植被較差，水土流失比較嚴(yán)重。流域內(nèi)無水利工程。該站多年平均年降水量382.7 mm，流域內(nèi)暴雨時(shí)空分布不均，大暴雨和特大暴雨時(shí)有出現(xiàn)，洪水暴漲暴落。河床由細(xì)沙組成，沖淤嚴(yán)重，橫比降大，低水時(shí)期分流竄溝較多。歷史調(diào)查洪水1939年最大洪峰流量為1 970 m3/s，1974年7月25日實(shí)測洪峰流量為1 180 m3/s。

2 降水分析

2.1 降水量的年內(nèi)分配

洋河流域3個(gè)代表性控制站的降水主要集中在汛期6—9月，該時(shí)段內(nèi)降水量占年降水量的70%～80%；冬、春季氣候寒冷，降水稀少，降水量僅占年降水量的20%～30%。最大月降水量一般出現(xiàn)在7、8月，2個(gè)月降水量之和占年降水量的50%～55%；最小月降水量多出現(xiàn)在2、3月，2月降水量僅占年降水量的0～5%。

2.2 降水量的年際變化

洋河流域內(nèi)年均降水量為354.5 mm，年際變化比較明顯，其中西北部變化較大、東南部變化較小。洋河流域主要控制站2001—2011年最大、最小降水量情況，見表1。

表1 主要控制站2001—2011年最大、最小降水量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)上述3站降雨資料分析，可以看出，洋河流域降雨大約5～10 a為1個(gè)變化周期。

3 徑流分析

3.1 徑流的年內(nèi)分配

洋河流域地表徑流主要來源于降水補(bǔ)給，河川基流小，因此地表徑流年內(nèi)分配與降水量年內(nèi)分配有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，降水的時(shí)空分布決定了徑流在年內(nèi)、年際的分布特點(diǎn)。汛期6—9月徑流量約占到年徑流量的52%。徑流量最大值多出現(xiàn)在7月，而最小值一般出現(xiàn)在12月。

3.2 徑流的年際變化

洋河流域多年平均徑流量為3.498×108m3，東洋河多年平均徑流量為1.113×108m3，南洋河多年平均徑流量為0.823 7×108m3。徑流量的年際變化遠(yuǎn)大于降水的年際變化，響水堡、東洋河和柴溝堡（南）站最大年徑流量與最小年徑流量之比分別為20、18和46。根據(jù)流域10 a年徑流量平均值統(tǒng)計(jì)分析得知，近10 a徑流量較往年有明顯減少，且降幅較大。主要控制站徑流量統(tǒng)計(jì)見表2，洋河流域1951—2010年每10 a年均徑流量平均值統(tǒng)計(jì)見表3。

表2 主要控制站徑流量統(tǒng)計(jì)

表3 流域1951—2010年每10 a年均徑流量平均值統(tǒng)計(jì)

4 泥沙分析

洋河流域各支流來沙量主要集中在7—9月，這期間產(chǎn)沙量最大的時(shí)期又集中在暴雨洪水期，輸沙量在年內(nèi)分配中集中程度較降水、徑流更突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010—2015年東洋河年輸沙量最大值為2008年的140×104t，柴溝堡（南）最大年輸沙量為2013年的41.5×104t，響水堡因地形原因受泥沙影響較小。

5 歷史洪水分析

對(duì)各主要控制水文站歷史洪水資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，1980年以來不同級(jí)別洪峰流量多年平均年出現(xiàn)次數(shù)見表4。

表4 不同級(jí)別洪峰流量多年平均年出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，分別繪制響水堡、東洋河、柴溝堡（南）多年洪峰流量過程線、多年年徑流總量過程線，如圖1—6所示。

圖1 響水堡1950—2010年洪峰流量過程線

圖2 響水堡1950—2010年年徑流總量過程線

圖3 東洋河1952—2010年洪峰流量過程線

圖4 東洋河1952—2010年年徑流總量過程線

圖5 柴溝堡（南）1956—2010年洪峰流量過程線

圖6 柴溝堡（南）1956—2010年年徑流總量過程線

從以上年洪峰流量過程線和徑流總量過程線可以看出，洋河洪水有5～10 a左右的周期。

響水堡、東洋河、柴溝堡（南）為洋河流域3個(gè)主要控制站，通過對(duì)其降水量、徑流量和泥沙等資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，初步得出洋河流域降水、徑流、泥沙變化特征及水文現(xiàn)象大約呈5～10 a為1個(gè)平均變化周期的特點(diǎn)，在洋河流域洪水情報(bào)預(yù)報(bào)方面有著重要意義，為合理開發(fā)利用洋河水資源以及搞好洋河流域水土保持工作提供了基本水文依據(jù)。

TV12

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：1004-7328（2017）01-0034-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.01.010

2016—10—22

郭如俠（1981—），女，工程師，主要從事水文情報(bào)預(yù)報(bào)研究工作。