新疆榆樹溝流域水文水資源分析

張洪燕，劉 虹

(新疆哈密水文水資源勘測局，新疆哈密 839000)

新疆榆樹溝流域水文水資源分析

張洪燕，劉 虹

(新疆哈密水文水資源勘測局，新疆哈密 839000)

以榆樹溝流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，結(jié)合流域自然地理概況，依據(jù)榆樹溝水文站實(shí)測資料進(jìn)一步分析榆樹溝的降水、蒸發(fā)、徑流、洪水及泥沙等水文特性，分析了各水文要素的變化規(guī)律，為哈密地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供依據(jù)。

氣候;徑流;洪水;泥沙;特性

1 流域概況

榆樹溝發(fā)源于喀爾里克山南坡，西與故鄉(xiāng)河流域毗鄰，東與廟爾溝流域相接，整個(gè)流域位于哈密市境內(nèi)。榆樹溝上游由艾力什拜希河、查干諾爾、艾格孜烏勒河、黑溝及阿臘達(dá)坂河等支流匯合而成。河流出山口設(shè)有榆樹溝水文站，測站以上河長34 km，集水面積308 km2。榆樹溝水文站始建于1979 年，水文資料連續(xù)觀測已達(dá)30 a［1］。

榆樹溝源區(qū)為現(xiàn)代冰川作用區(qū)和永久積雪覆蓋區(qū)，分布有冰川9條，冰川面積21.8 km2，冰川覆蓋度達(dá)6%，冰川融水補(bǔ)給量2 110萬m3，占榆樹溝水量的42%;流域的中高山區(qū)，峻嶺縱橫，巖石裸露，多懸崖峭壁，少植物;中低山區(qū)在比較陰濕的坡面生長著少量的西伯利亞落葉松和天山云杉，沿河灘有少量天然胡楊樹，還有耐寒耐旱的冰草、芨芨草、駱駝刺等?？傮w上講，區(qū)域內(nèi)大多為光禿山地，因受寒冷和大風(fēng)的影響，山體受剝蝕作用和風(fēng)蝕作用十分明顯。

歷史上，榆樹溝河水可匯入石城子河。后由于山口修建了榆樹溝水庫，大量河水直接通過紅星一渠被引入下游哈密市區(qū)。榆樹溝水庫是一座灌溉與防洪相結(jié)合的攔河式中型水庫，壩型為混凝土面板壩，壩長310 m，最大壩高67.5 m，總庫容1 170萬m3，控制灌溉面積1萬hm2，每年可向哈密市工業(yè)供水2 000萬m3。

2 氣候特征

榆樹溝流域氣候特征較為顯著:夏季天氣多晴朗，日照時(shí)間長，太陽輻射強(qiáng)，晝夜溫差大，降水多，蒸發(fā)大;秋季和春季氣候涼爽，日照充足 ，但歷時(shí)較短;冬季干燥寒冷，降水稀少。受流域地形高差的影響，造成高、中、低地帶氣溫的巨大差異，氣溫隨地形增高而遞減，即使在炎熱的夏季，高山帶白雪皚皚，中山帶涼氣襲人，低山區(qū)氣候炎熱。7月最熱，1月最冷。榆樹溝水文站年平均氣溫為5.9℃，年極端最高氣溫為34.9℃，年極端最低氣溫為 25.8℃，7月平均氣溫為20.5℃，1月平均氣溫為－10.9℃。

流域內(nèi)降水量由西北向東南遞減，由高山區(qū)向盆地減少。流域海拔4 000 m以上的山區(qū)降水量可達(dá)400～600 mm。流域內(nèi)的蒸發(fā)量特性與降水量特性相反，隨高程的升高而降低。榆樹溝水文站多年平均降水量為149 mm，最大年降水量211 mm，最小年降水量76 mm;多年平均蒸發(fā)量為1 936 mm(以口徑20 cm的蒸發(fā)皿計(jì))，最大年蒸發(fā)量2 568 mm，最小年蒸發(fā)量1 309 mm，詳見表1。

表1 榆樹溝水文站多年平均降水量、蒸發(fā)量及年內(nèi)分配表 mm

根據(jù)榆樹溝水文站資料統(tǒng)計(jì)分析，其降水量分配很不均衡，主要集中在夏季，占年降水量的60.1%，僅7月份降水量就占到全年的24.9%;連續(xù)最大4個(gè)月降水量在每年的6～9月，占年降水總量的70.3%。春季(3～5月)占全年18.1%，夏季(6～8月)占全年 60.1%，秋季(9～11月)占全年18.3%，冬季(12～2月)占全年3.5%。

3 徑流分析

榆樹溝流域的徑流補(bǔ)給以冰雪融水及降水為主，徑流豐枯主要取決于溫度和降水的變化。流域高山區(qū)有永久性積雪和冰川，中高山區(qū)有季節(jié)性積雪 ，因此每年4～5月有積雪融水(即春洪)，7～8月有暴雨(或降雨)與高山冰川消融水混合而成的洪水(即夏洪)。因此，榆樹溝流域的徑流量主要集中在每年的4～8月，而9月至次年3月的徑流量相對穩(wěn)定，多年平均徑流量為5 188萬m3，最大年徑流量7 387萬m3(2001年)，最小年徑流量為3 320萬m3(1985年)，變差 CV為0.18。榆樹溝年徑流量各月分配曲線見圖1。

圖1 榆樹溝年徑流量各月分配曲線圖

根據(jù)圖1可以看出，榆樹溝流域的年徑流量各月分配變化較大，全年的徑流量主要集中在汛期的5～8月，占年徑流量的80%，春洪基本連著夏洪，夏季氣溫高且常遇降水天氣、融冰雪水和降雨洪水相遇，構(gòu)成該流域夏季洪水的基本水文特性［2］。流域水量集中在6～8月份，徑流量占年徑流量的69.3%，7月份徑流量最大，占到年徑流量的27.9%，2月份最小，只占年徑流量的1.0%。榆樹溝年徑流量的季節(jié)分配見表2。

表2 榆樹溝年徑流量的季節(jié)分配表

從徑流年內(nèi)分配表2中看出，春季占全年14.5%，夏季占全年69.3%，秋季占全年12.7%，冬季占全年3.4%，10月份至次年3月份的徑流量相對穩(wěn)定。

4 洪水

榆樹溝流域的洪水從類型上分為暴雨型洪水、冰雪型洪水及暴雨冰雪混合型洪水3種。其中，以暴雨冰雪混合型洪水造成的危害最為嚴(yán)重。

暴雨冰雪混合型洪水一般發(fā)生在每年的6月下旬～8月中旬，往往在洪水發(fā)生前期持續(xù)高溫，再遇大范圍高強(qiáng)度暴雨，造成高山冰川末端在暴雨的沖刷作用下，大面積的冰面被迫消融，造成暴雨冰雪混合型洪水的發(fā)生。這類洪水洪高量大，暴漲緩落，持續(xù)時(shí)問長，易給下游哈密市區(qū)造成重大災(zāi)害。如2007年7月19日的特大洪水，就是恰逢7月16、17日的大暴雨遭遇7月上、中旬的持續(xù)高溫天氣而發(fā)生的，洪峰流量高達(dá)94.8 m3/s，其洪水過程線如圖2所示。

圖2 2007年7月19日榆樹溝暴雨冰雪混合型洪水過程線

榆樹溝設(shè)計(jì)洪水采用該流域出山口處的榆樹溝水文站實(shí)測33 a洪水資料系列，選用該站年最大洪峰流量，采用 P－Ⅲ型曲線適線，計(jì)算榆樹溝不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量，詳見表3。

表3 榆樹溝設(shè)計(jì)洪水計(jì)算結(jié)果表

5 泥沙

榆樹溝流域的集水區(qū)植被較差，不僅是河川徑流的形成區(qū)，同時(shí)也是河流泥沙的產(chǎn)沙區(qū)。每到汛期，由于高山冰雪融水強(qiáng)烈，以及中、低山帶的暴雨洪水，都易攜帶大量泥沙進(jìn)入榆樹溝水庫庫區(qū)。因此，榆樹溝水文站所測得的徑流和泥沙資料不僅控制了河流年徑流量的最大值，同時(shí)也控制了河流泥沙總量的最大值。榆樹溝流域懸移質(zhì)含沙量年內(nèi)分配見表4，實(shí)測推移質(zhì)和懸移質(zhì)泥沙比較見表5。

表4 榆樹溝流域懸移質(zhì)含沙量年內(nèi)分配表

榆樹溝流域的泥沙除懸移質(zhì)泥沙外，還有推移質(zhì)泥沙。但推移質(zhì)泥沙資料比較短缺，僅在20世紀(jì)80年代做過少量調(diào)查［3］。

表5 榆樹溝流域?qū)崪y推移質(zhì)和懸移質(zhì)泥沙比較表

6 結(jié)語

榆樹溝雖然年徑流量比較小，但由于它特殊的地理位置，擔(dān)負(fù)著哈密市區(qū)的工、農(nóng)業(yè)用水等重任，分析其水文特性對該流域的水資源開發(fā)、利用及保護(hù)有著重要的意義。

［1］ 耿峻嶺，高玲，等.新疆呼圖壁河流域水文特征分析［J］.干旱區(qū)研究，2005，22(9):371－376.

［2］ 章曙明，王志杰，尤平達(dá)，等.新疆地表水資源研究［M］.北京:中國水利水電出版社，1999.

［3］ 周聿超.新疆河流水文水資源［M］.烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社，2008.

TV12

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1007－7596(2011)05－0008－02

2011－02－09

張洪燕(1974－)，女，山東梁山人，中級工，現(xiàn)從事水文水資源工作;劉虹(1971－)，女，新疆哈密人，高級工程師。