藥水河流域徑流特性分析

王玉璋，馬登珠

(青海省水文水資源勘測局，西寧 810001)

1 流域概況

藥水河屬湟水水系，為湟水右岸一級支流，位于青海省東部湟源縣內，發源于湟源縣東南的日月山和南山，流經日月鄉、和平鄉，在湟源縣城關鎮匯入湟水。流域形狀呈扇形，其流域坐標為：E101°00′-E102°21′、N36°09′-N36°41′，流域面積639 km2，流域平均寬度12.3 km，河源海拔4 302 m。干流由東南流向西北，其中至哈城轉向北偏西，至日月又轉向北偏東，于湟源縣城南由南向北注入湟水，屬山溪性河流，常年流水。干流河源至日月名為南響河，日月至河口名為藥水河。河口海拔2 621 m，落差1 681 m。干流河長52.2 km，河道平均比降32‰，河寬10～20 m。哈城以上河段岸坡為牧草覆蓋，河床由砂卵石組成。哈城以下河床多為卵石和石質基巖。兩岸緩坡多開墾，陡坡生長牧草，間有灌木叢，階地墾為農田，引河水灌溉。主要支流有大石頭河、大茶石浪河、小茶石浪河、高陵河和白水河等。

2 徑流的年內分配及年際變化

2.1 徑流年內分配

由于流域內地形復雜，各支溝較短且比降大，自然調蓄能力較差，地表水年內變化較大。徑流年內分配主要受降水的影響，季節性變化劇烈；冰期徑流主要依靠地下水補給，這段時期的徑流相對穩定。

藥水河流域多年平均連續最大4個月徑流量出現在6-9月份，占多年平均年徑流量的57.8%。最大為8月份，占多年平均徑流量的15.9%，詳見表1及圖1。

表1 藥水河流域徑流年內分配統計表

圖1 藥水河流域徑流年內分配圖

2.2 徑流年際變化

2.2.1 年徑流的隨機特性分析

根據藥水河流域年徑流量資料計算年徑流量變差系數，其Cv值為0.31。最大年徑流量1.81×108m3，發生在1967年；最小年徑流量0.370 2×108m3，發生在1991年。歷年年徑流量極值比為4.89，年徑流量的年際變化相對較大，藥水河流域年徑流特征值詳見表2。

表2 藥水河流域年徑流特征值統計表

2.2.2 徑流豐枯變化分析

根據藥水河流域歷年徑流量資料，繪制年徑流模比系數差積曲線圖，見圖2。由圖2看出，年徑流年際間豐枯變化較明顯，豐枯基本交替出現，呈對稱分布。

按照豐水年的相應頻率P<37.5%、枯水年的相應頻率P>62.5%的標準，挑選出持續時間最長且均值最大的連豐期和持續時間最長且均值最小的連枯期，并計算連豐期和連枯期的平均年徑流量與多年平均徑流量的比值K豐和K枯，見表3。

圖2 藥水河流域年徑流模比系數差積曲線圖

表3藥水河流域徑流連豐期和連枯期分析表

連豐期連枯期起止年份年數平均徑流量/108m3K豐起止年份年數平均徑流量/108m3K枯2009-2014年60.96611.192000-2004年50.58950.72

根據歷年徑流量資料，對藥水河不同年代徑流量進行對比分析，見表4。從表4可以看出，年徑流的多年變化過程存在豐水段和枯水段交替出現現象。1980-1989年與多年平均徑流量相比偏豐， 1990-1999年與多年平均徑流量相比偏枯，2000-2009年與多年平均徑流量相比偏枯，2010-2017年與多年平均徑流量相比偏豐。

表4 藥水河不同年代徑流量變化情況表

其中距平百分比：

豐：△R%>20%

偏豐：10%<△R%≤20%

正常：-10%≤△R%≤10%

偏枯：-20%≤△R%<10%

枯：△R%<-20%

2.2.3 年徑流趨勢分析

年徑流特征值隨著時間而存在一定規則的變化稱為趨勢，本次采用滑動平均法及Spearman秩序相關檢驗2種方法來分析徑流趨勢。滑動平均法是通過選擇合適的滑動年限k值，使序列號高頻率震蕩的影響得以弱化，據此研究序列的趨勢變化規律。為消除年徑流系列周期性的影響，一般選用與系列周期相近的年數作為k值。根據有關文獻研究成果，太陽黑子活動與年徑流關系密切，其變化周期為11年左右，因此為了方便起見，對年徑流量取10年進行滑動平均。以藥水河流域歷年徑流量系列繪制年徑流量過程線、年徑流10年滑動趨勢線、歷年平均徑流量線，見圖3。

由圖3可以看出，1990-2005年徑流量整體呈下降趨勢，2005-2017年徑流量呈增加趨勢。從總的趨勢來看，藥水河流域年徑流量變化趨勢不太明顯。

圖3 藥水河流域年徑流量及10年滑動趨勢線圖

利用Spearman秩序相關檢驗，分析序列與時間t的相關關系，以Mi代表年徑流量的秩次，以Ti代表時間序列的秩次，計算兩者的相關關系。

其中：N為系列長度。

經計算，r=-0.24

3 結 語

經分析，藥水河流域徑流年內分配不均勻，連續最大4個月徑流量出現在5-9月份，占全年徑流量的66.7%。流域內降水條件相對較好，地表水主要由自然降水補給，水資源主要受當地自然降水控制，冰期徑流主要依靠地下水補給。最大月徑流量出現在8月份，占全年徑流量的15.9%；最小月徑流量出現在2月份，占全年徑流量的2.3%，歷年年徑流量極值比為4.89。