金沙江流域降水徑流特性初步分析

宋萌勃，李太星，陳吉琴

（長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢 430212）

1 金沙江流域概況

金沙江是長(zhǎng)江上游干流的一段，起自青海省玉樹(shù)巴塘河口，止于四川省宜賓岷江口，流經(jīng)青海、西藏、四川、云南等4省區(qū)，全長(zhǎng)約2 290km，約占長(zhǎng)江上游干流河長(zhǎng)的2／3。從青海省玉樹(shù)巴塘河口至云南省麗江納西族自治縣石鼓鎮(zhèn)為上段，長(zhǎng)約965km，落差1 720m，平均坡降1.78‰；從石鼓至四川省新市鎮(zhèn)為中段，長(zhǎng)約1 220km，平均坡降1.61‰；從新市鎮(zhèn)至宜賓市岷江口為下段，長(zhǎng)約106km，平均坡降0.4‰。金沙江流域地理位置介于東經(jīng)90°～105°，北緯24°～36°之間，北以巴顏喀拉山與黃河上游分界，東以大雪山與大渡河為鄰，南以烏蒙山與珠江接壤，西以寧?kù)o山與瀾滄江分水。流域面積50萬(wàn)km2，地形極為復(fù)雜，眾多高山深谷相間并列，峰谷高差可達(dá)1 000～3 000m。因此，流域內(nèi)氣候不僅時(shí)空變化大，而且垂直差異十分顯著。流域大氣環(huán)流形勢(shì)：冬半年（橫斷山脈區(qū)北段為10月至次年5月，其余地區(qū)為11月至次年4月）主要受西風(fēng)帶氣流影響，被青藏高原分成南北兩支的西風(fēng)急流。其南支經(jīng)過(guò)云貴高原，帶來(lái)大陸性的晴朗干燥天氣；流域東北部受昆明靜止鋒和西南氣流影響，陰濕多雨。夏半年（相應(yīng)為6～9月或5～10月）西風(fēng)帶北撤，則受海洋性西南季風(fēng)和東南季風(fēng)的影響，帶來(lái)豐沛的降水，并由流域東南向流域西北逐趨減少。

2 降水特性分析

2.1 降水空間分布

金沙江流域降水量的總體分布是自西北向東南遞增，接近源頭的楚瑪爾河沿多年平均年降水量為239mm，出口處宜賓站多年平均年降水量為1 154.9mm。由于地形、地勢(shì)及天氣系統(tǒng)等因素的差別，降水量存在地區(qū)差別大、地形影響明顯、年內(nèi)分配不均等特點(diǎn)。從多年平均降水量等值線圖（圖略）可以看出，在金沙江上中游約有30萬(wàn)km2的地區(qū)，年降水均值小于800mm，其中小于400mm的干旱地區(qū)約7萬(wàn)km2，是長(zhǎng)江流域降水量最小的地區(qū)。按照降水大小劃分地帶性，金沙江上游地區(qū)約7萬(wàn)km2小于400mm，屬半干旱帶，小部分地區(qū)在400～800mm之間，屬半濕潤(rùn)帶，其余大部分地區(qū)在800～1 600mm之間，屬濕潤(rùn)帶。

干流崗?fù)?、雅礱江甘孜以北地區(qū)，地處青藏高原，地勢(shì)高，降水少，多年平均年降水量240～550mm，為本流域乃至整個(gè)長(zhǎng)江流域年降水量最小地區(qū)。崗?fù)弦阅现帘甲訖?、雅礱江甘孜以南至洼里區(qū)間，多年平均降水量350～750mm。奔子欄、洼里以下地區(qū)，降水量出現(xiàn)五個(gè)高值區(qū)和四個(gè)低值區(qū)。一個(gè)高值區(qū)為安寧河德昌以下、雅礱江仁里、大河、躍進(jìn)以下、金沙江金棉以下至雅礱江口之間的左岸部分地區(qū)。第二個(gè)高值區(qū)為安寧河上游支流昭覺(jué)河和比爾河上游，中心在安寧河上游的團(tuán)結(jié)附近。第三個(gè)高值區(qū)為金沙江雷波、永善以下。第四個(gè)高值區(qū)為普渡河祿勸以上及其東部附近地區(qū)。第五個(gè)高值區(qū)為以禮河流域。四個(gè)低值區(qū)分別為：桑園河流域，龍川江的元謀、多克一帶，巧家至東川一帶，五蓮峰附近的昭通、菁口塘一帶。

2.2 降水時(shí)間分布

為便于分析，將研究區(qū)域劃分為金沙江上游（雅礱江匯口以上）、金沙江下游2個(gè)區(qū)。

2.2.1 降水年內(nèi)分布

表1是1964～1990年金沙江分區(qū)面雨量平均月雨量分布情況，金沙江上游年降雨量較大，多年平均雨量為976.6mm；金沙江下游年雨量較小，多年平均雨量為940.1mm。從圖1可見(jiàn)，金沙江上、下游二區(qū)平均月雨量在全年基本呈正態(tài)分布，年降雨主要集中在5～9月，主汛期6、7、8、9四個(gè)月降雨量分別占全年的78.2%和70.5%，且月雨量均大于128mm。以7月最大，往前或往后逐月遞減，1月、2月、12月三個(gè)月的多年平均月降雨較小，月雨量不到15mm。

表1 1964～1990年金沙江面平均雨量年內(nèi)各月分配表

圖1 1964～1990年金沙江平均月雨量分布圖

2.2.2 降雨年際變化

2.2.2.1 年降雨量年際變化

圖2是金沙江流域面平均年雨量變化過(guò)程圖，27年中，年雨量基本在800～1 100mm之間變化，只有少數(shù)年份（如1968年）超出這個(gè)范圍，年際變化不大，年降水比較穩(wěn)定。

圖2 1964～1990年金沙江面平均年雨量變化過(guò)程圖

2.2.2.2 月雨量年際變化

圖3 1964～1990年金沙江面雨量11月平均雨量變化過(guò)程

對(duì)9、10、11月份月平均雨量年際變化分析后發(fā)現(xiàn)，9月份雨量在100～180mm之間變化，1970～1980年之間，月雨量震蕩收窄，變化幅度較小；10月雨量在35～120mm之間變化，1968～1978年之間，月雨量震蕩收窄，變化幅度較??；11月雨量在7～52mm之間變化，總體來(lái)看月雨量震蕩變化幅度較大（見(jiàn)圖3）。

3 徑流特性分析

3.1 徑流地區(qū)組成

3.1.1 徑流地區(qū)分布

因金沙江流域廣闊，支流眾多，河川徑流比較豐富且穩(wěn)定，多年平均年徑流量達(dá)1 498億m3（宜賓站）。下段河段兩側(cè)山地徑流深為500～900mm，特別是大涼山地區(qū)年徑流深達(dá)1 200～1 400mm。中上段屬高山峽谷區(qū)，降水和徑流垂直分布明顯，兩岸山地年降徑流深為400～700mm，其中大雪山、小相嶺年徑流深為800～1 800mm。而河谷地區(qū)年徑流深僅200～400mm，其中白玉至塔城、金江街至龍街段年徑流深最小，僅150～200mm。

3.1.2 徑流地區(qū)組成

金沙江流域上段地處青藏高原，降水稀少，單位面積產(chǎn)水量較小。受流域的降水量沿河流走向增大影響，年徑流量從上游至下游增長(zhǎng)率大于集水面積的增長(zhǎng)率。

金沙江屏山以上年徑流地區(qū)組成見(jiàn)表2，金沙江上游年降水量相對(duì)較小，年徑流量占屏山站比例小于面積比，但由于地下徑流和高原融雪徑流補(bǔ)給較豐富，年徑流量仍占屏山站的30%左右；石鼓至攀枝花區(qū)間集水面積占屏山站的9.8%，徑流量占10.8%，略大于所占面積比；雅礱江流域是多雨區(qū)，雖然集水面積只占屏山站的25.8%，但徑流量占屏山站的比例卻達(dá)到34.6%；攀枝花、小得石至屏山區(qū)間面積占屏山站的17.7%，徑流量占25.7%，大于所占面積比。金沙江干流屏山站以上干流各控制站集水面積的單位面積產(chǎn)水量均小于支流雅礱江小得石站的單位面積產(chǎn)水量。

表2 金沙江屏山站以上年徑流地區(qū)組成

3.2 徑流年內(nèi)和年際變化

3.2.1 徑流年內(nèi)分配

屏山站以上流域的徑流主要來(lái)源于降水，雖然長(zhǎng)江河源地區(qū)有高山融雪、冰川徑流補(bǔ)給，但其所占比重較小。金沙江流域各地區(qū)徑流年內(nèi)分配規(guī)律同降水相似，年內(nèi)分配不均勻。金沙江干支流主要控制站徑流年內(nèi)分配情況見(jiàn)表3、表4。從表中可以看出，年內(nèi)徑流主要集中在汛期內(nèi)，徑流量最大的三個(gè)月小得石、石鼓、攀枝花、屏山站均出現(xiàn)在7～9月，最大三個(gè)月徑流量占年徑流量的比例在55%左右；徑流量最大的四個(gè)月，均出現(xiàn)在7～10月；徑流量最大的五個(gè)月，均出現(xiàn)在6～10月；徑流量最大的六個(gè)月，除石鼓站為5～10月外，其余各站均為6～11月，六個(gè)月徑流量占年徑流量的比例，各站均在80%以上。

表3 金沙江干流各站徑流年內(nèi)分配 （單位：億m3）

表4 金沙江干流各站徑流年內(nèi)分配特征統(tǒng)計(jì)

3.2.2 徑流年際變化

金沙江徑流量的年際變化不大，其中上段較中下段的變化稍大。上段直門達(dá)站最大和最小年徑流量極值比為3.3；中段石鼓站最大年徑流為546億m3（1998年），最小年徑流為294億 m3（1994年），極值比1.9；攀枝花站最大年徑流為764億m3（1998年），最小年徑流為385億 m3（1994年），極值比2.0；下段屏山站最大年徑流2 026億 m3（1998年），最小年徑流1 088億 m3（2006年），極值比1.9。

金沙江干流各站年徑流的Cv值隨集水面積的增大而趨于穩(wěn)定。上段直門達(dá)站的Cv值為0.30，直門達(dá)站以下逐漸減小，至中段的石鼓站時(shí)，Cv值已減小為0.18，石鼓以下各站Cv值基本穩(wěn)定在0.18左右。

根據(jù)金沙江干支流主要控制站徑流系列，分別統(tǒng)計(jì)了20世紀(jì)50～90年代和本世紀(jì)的平均徑流量（見(jiàn)表5），以多年平均徑流量為比較對(duì)象，對(duì)各站各年代的年徑流量進(jìn)行了偏多、偏少的評(píng)價(jià)。各站各年代的徑流量為偏多、偏少交替變化，總體說(shuō)來(lái)，20世紀(jì)50、60年代各站徑流量均偏多，70、80年代徑流量均偏少；90年代攀枝花站徑流偏少，其余各站徑流偏多；2000年以后，各站徑流均偏多。

表5 金沙江干支流主要控制站平均徑流量變化比較表（單位：億 m3）

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)金沙江流域干流和支流的降水和徑流資料的整理和分析，得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）多年平均降水量為960mm左右，年內(nèi)分配很不均勻，全年基本呈正態(tài)分布；年際變化不大；地區(qū)分布相當(dāng)不均勻，最小值約在200mm左右，最大值可達(dá)1 400mm以上。

（2）多年徑流資料系列顯示，年內(nèi)分配不均勻，豐枯周期明顯；年際變化不大，徑流深地區(qū)分布不均勻，總體情況是南岸大于北岸、下游大于上游，山地大于河谷。

（3）徑流分布情勢(shì)與降水分布情勢(shì)基本一致。汛期6～9月，降水占全年70%以上；6～10月徑流占全年75%左右。金沙江干流各站年徑流的Cv值隨集水面積的增大而趨于穩(wěn)定，基本穩(wěn)定在0.18左右。

（4）因金沙江流域部分站早期資料不齊全，只能用簡(jiǎn)單的方法插補(bǔ)處理，對(duì)成果的精度有一定的影響。

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