六股河水文特性分析

郭 亮

(遼寧省葫蘆島水文局，遼寧 葫蘆島 125000)

六股河水文特性分析

郭 亮

(遼寧省葫蘆島水文局，遼寧 葫蘆島 125000)

六股河發(fā)源于建昌縣古杖子鄉(xiāng)北簍子山，河流全長(zhǎng)185km，在建昌境內(nèi)總流經(jīng)長(zhǎng)為115km，在寬幫鎮(zhèn)大河西村廟溝流入綏中縣，成為綏中和興城兩縣的界河。經(jīng)寬幫、西平、高臺(tái)堡、城郊和小莊子鄉(xiāng)，在小莊子鄉(xiāng)大漁場(chǎng)村注入渤海，在綏中縣內(nèi)的長(zhǎng)度為70km。文章通過(guò)對(duì)綏中縣境內(nèi)的六股河綏中水文站主要降水、徑流、蒸發(fā)及泥沙等水文的特性進(jìn)行了分析，反映了綏中縣境內(nèi)中六股河的水文基本特點(diǎn)與規(guī)律，為今后該流域的水利規(guī)劃和水資源配置提供了參考和借鑒依據(jù)。

六股河；降水；水量；水文特性；水資源量

1 基本概況

1.1 流域概況

1.1.1 河流水系

六股河發(fā)源于建昌縣古杖子鄉(xiāng)北簍子山，河流全長(zhǎng)185km，在建昌境內(nèi)總流經(jīng)長(zhǎng)為115km，在寬幫鎮(zhèn)大河西村廟溝流入綏中縣，成為綏中和興城兩縣的界河。經(jīng)寬幫、西平、高臺(tái)堡、城郊和小莊子鄉(xiāng)，在小莊子鄉(xiāng)大漁場(chǎng)村注入渤海，在綏中縣內(nèi)的長(zhǎng)度為70km。它的主要支流有黑水河、王寶河。在胡家屯右岸有黑水河匯入、在香磨屯附近右岸有王寶河匯入。流域面積3080km2。河道平均比降為5‰。多年平均天然徑流量為5.93億m3[1]。

1.1.2 氣象

六股河屬于溫帶濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候。其主要特征：四季分明，水熱同期，降水集中，日照充足，季風(fēng)明顯。春季雖有冷空氣侵入，但強(qiáng)度弱，回暖較快；夏季西南季風(fēng)盛行，雨量充沛，高溫潮濕，多雷多雹，伏天潮熱[2]。秋季偏北季風(fēng)開(kāi)始增強(qiáng)，雨量驟減，氣溫速降；冬季偏北季風(fēng)勢(shì)力很強(qiáng)，氣候干冷，大地封凍。氣溫：據(jù)1986到2000年記載，年平均氣溫為9.8℃；極端最高氣溫為38.1℃，歷史最高為39.8℃；極端最低氣溫-25.2℃，歷史最低為-26.3℃。地溫：年平均地面溫度為11.9℃，極端最高62.4℃(1993年)，極端最低-34.6℃(1990年)。降水：年平均降水量為587.3mm；年最大降水量為1959年的1 087.6mm；年最少降水量為1999年的295.2mm。蒸發(fā)：年平均蒸發(fā)量為939.9mm。日照：年均日照時(shí)數(shù)2 544.2h，日照百分率為57%。氣壓：年平均氣壓為1 015.1hPa，極端最高為1 046.8hPa(1994年)，極端最低為984.0hPa。風(fēng)：年平均風(fēng)速2.8m/s，最多風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，大風(fēng)日數(shù)比前期減少。無(wú)霜期：平均無(wú)霜期176d，最長(zhǎng)196d(1990年)，最短141d(1986年)。

1.2 測(cè)站概況

綏中水文站位于六股河下游，遼寧省興城市東辛莊鎮(zhèn)林屯村，E120°22'，N41°21'。集水面積3008km2，距河口距離18km。主要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有：水位、流量、泥沙、顆分、降水、蒸發(fā)、水溫、冰情、水質(zhì)、土含、水文調(diào)查、普通測(cè)量、水情拍報(bào)等。綏中水文站建站以來(lái)最大洪峰出現(xiàn)在1959年7月22日，流量8720m3/s。1969年8月22日出現(xiàn)歷年最大流速5.38m/s，1969年8月22日出現(xiàn)最高水位17.12m。

1.3 水利工程

本區(qū)域內(nèi)有龍屯水庫(kù)，棒槌溝水庫(kù)、馬道子水庫(kù)、韓杖子水庫(kù)和古杖子水庫(kù)。有綏中自來(lái)水公司水源地、平山水源地、冰溝煤礦水源地。調(diào)查區(qū)內(nèi)有塔山灌區(qū)一座，有蟒擋壩水利發(fā)電站引大凌河宮山嘴(建凌)水庫(kù)水入六股河右支茅河。

2 水文特性

2.1 降水

2.1.1 降水地區(qū)分布

流域內(nèi)設(shè)有雨量站12處(其中汛期站4處)，1980—2010年流域平均降水量501.3mm，其中最大降水量為東平坡站567.0mm，最小為藥王廟站423.4mm。1980—2010年六股河流域各雨量站年降水量表見(jiàn)表1。本流域水汽來(lái)源方向以東南方向?yàn)橹?，水汽入流方向和地形因素有著決定性影響，多年平均降水量587.3mm。

表1 1980—2010年六股河流域

2.1.2 降水量年內(nèi)分配

由于特定地理位置及季風(fēng)氣候影響，本流域降水量四季變化明顯，年內(nèi)分配很不均勻，見(jiàn)表2。冬季受冷高壓控制，寒冷少雪，歷時(shí)較長(zhǎng)；春季冷高壓開(kāi)始北撤，東南季風(fēng)入侵較晚，一般6月份才進(jìn)入雨季，7-8月份為降雨全盛時(shí)期[3]。

表2 六股河流域降水量年內(nèi)分配表 mm

2.2 蒸發(fā)

2.2.1 水面蒸發(fā)

結(jié)冰期綏中水文站采用口徑為20厘米的蒸發(fā)器進(jìn)行觀測(cè)，從遼寧省蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)資料看，E601蒸發(fā)器所測(cè)得的水面蒸發(fā)接近大水體蒸發(fā)量，所以需將20cm口徑蒸發(fā)皿觀測(cè)的蒸發(fā)量折算為E601蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。六股河流域蒸發(fā)資料采用綏中水文站觀測(cè)值，6—9月采用E601蒸發(fā)器，其余時(shí)間采用口徑為20cm的蒸發(fā)器觀測(cè)[4]。各月具體折算系數(shù)見(jiàn)下表2。

表3 六股河流域水面蒸發(fā)量折算系數(shù)表

經(jīng)計(jì)算2015年六股河流域大水體水面蒸發(fā)量為718.5mm，比多年平均水面蒸發(fā)量704.5mm增加2.0%。2015年六股河流域水面蒸發(fā)年內(nèi)折算分配表4。六股河流域2012年水面蒸發(fā)年內(nèi)分配與多年平均比較見(jiàn)表5。

表4 2015年六股河流域水面蒸發(fā)年內(nèi)折算分配表 mm

表5 六股河流域水面蒸發(fā)年內(nèi)分配表 mm

由于受自然環(huán)境的影響，降水量在地區(qū)、年內(nèi)及年際間的變化均較大。沿海平原區(qū)，降水量偏大；丘陵、山區(qū)降水量偏小。降水量年內(nèi)分配很不均勻，五月份降水量最多，12月份最小。多年平均降水量為587.3mm。其中汛期(6—9月份)降水量約占全年的82.0%。綏中站多年平均水面蒸發(fā)量為704.5mm，由于春風(fēng)影響，4—6月份水面蒸發(fā)量約在143.4mm，占年蒸發(fā)量的20.0%，常出現(xiàn)春旱現(xiàn)象，蒸發(fā)量年際變化不大。

2.2.2 干旱指數(shù)

干旱指數(shù)通常采用r=E601/P來(lái)近似表示[5]。按干旱指數(shù)劃分，六股河流域干旱指數(shù)r多在1.5-2.5。

2.2.3 陸面蒸發(fā)

陸面蒸發(fā)計(jì)算采用水量平衡法，山丘區(qū)陸面蒸發(fā)按下式進(jìn)行計(jì)算[6]。

E陸=P-R

(1)

式中：E陸為陸面蒸發(fā)量，mm；P為降水量mm；R為徑流深，mm。

六股河流域2015年平均降水量為501.3mm，徑流深為292.0mm，經(jīng)計(jì)算，六股河流域2015年陸面蒸發(fā)量為250.3mm比多年平均陸面蒸發(fā)量為437.6mm減少42.8%(多年平均降水量587.3mm，徑流深197.1mm)。

2.3 徑流

2015年綏中水文站實(shí)測(cè)徑流量為44350萬(wàn)m3，比上年實(shí)測(cè)水量118900萬(wàn)m3減少62.7%。人類活動(dòng)不同程度地改變了河川的天然徑流狀況，使實(shí)測(cè)的徑流資料不能反映天然徑流量[7]。因此，需要通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)徑流系列資料進(jìn)行影響水量的還原計(jì)算來(lái)推求天然徑流量。經(jīng)還原計(jì)算本年天然水量為46930萬(wàn)m3，比上年天然水量122500m3減少61.7%，比多年平均天然水量26065萬(wàn)m3減少80.0%。

2.4 泥沙

含沙量：綏中站多年平均含沙量1.24kg/m3，2013年平均含沙量0.022kg/m3，占多年平均的1.8%。

輸沙量：本站多年平均輸沙量99.02萬(wàn)t，2013年輸沙量為0.304萬(wàn)t，占多年平均的0.3%。

2.5 墑情

本年由于春季降水量少，4至6月較為干旱，春季早期墑情影響耕作，晚春墑情較好，夏季多雨，秋后偏旱，對(duì)作物正常生長(zhǎng)和糧食產(chǎn)量有一定的影響。

2.6 水質(zhì)

六股河PH值為6.7-7.8，水質(zhì)硬度介于5-10，氯化物含量一般在50-300mg/L，地表水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)為II、III類，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。廠礦、小型企業(yè)逐年增多，污水排放量也逐漸增加，因而水質(zhì)污染也越來(lái)越嚴(yán)重。污染源主要來(lái)自六股河、黑水河中、下游的八家子鉛鋅礦等廠礦，污染范圍達(dá)七個(gè)鄉(xiāng)和一個(gè)鎮(zhèn)。小莊子干渠舊址兩側(cè)的地下水源、魚(yú)塘和農(nóng)田，綏中城后至入?？诘牟糠值貐^(qū)，地下水源也不同程度的受到污染，由金屯至凌家村的小孤家子形成了帶狀污染區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。八家子鉛鋅礦位于建昌縣大屯鄉(xiāng)，污染范圍：綏中縣的寬幫、西平、高臺(tái)堡、城郊、小莊子、綏中鎮(zhèn)和興城市的三道溝、圍屏、大寨、東辛莊。無(wú)化驗(yàn)資料。由于女兒河受到污染，烏金塘水庫(kù)水已無(wú)法飲用，治理這些污染的費(fèi)用是昂貴的，付出的代價(jià)是巨大的[8]。

2.7 地下水

六股河區(qū)域的地下水人均占有量很少，目前地下水開(kāi)采已超過(guò)限量。

3 水 量

3.1 實(shí)測(cè)水量

2015年綏中站實(shí)測(cè)徑流量為4.44億m3。由于受降水影響，水量全年分布不均，7、8、9、月份的實(shí)測(cè)水量占全年總量的34.8%。2015年綏中水文站實(shí)測(cè)水量年內(nèi)分配表見(jiàn)表6。

表6 2015年綏中水文站實(shí)測(cè)水量年內(nèi)分配表 萬(wàn)m3

3.2 調(diào)查水量

本區(qū)間調(diào)查水量主要包括：農(nóng)業(yè)灌水量、工業(yè)及生活用水量、水庫(kù)變量及蒸發(fā)蒸損量、其它水量等。其中其它水量包括上游排水量、跨區(qū)間引水量等。本年調(diào)查水量為2578萬(wàn)m3，其中農(nóng)業(yè)耗水量為2144萬(wàn)m3，工業(yè)耗水量為481.0萬(wàn)m3，水庫(kù)變量減少489.0萬(wàn)m3，蒸發(fā)蒸損量為285.3萬(wàn)m3，其它水量合計(jì)調(diào)入120.0萬(wàn)m3。

3.2.1 水庫(kù)調(diào)蓄

水文站以上共有大型水庫(kù)1座、中型水庫(kù)1座、小型水庫(kù)3座，分別為：龍屯、馬道子、谷杖子、韓杖子和棒槌溝水庫(kù)。2015年水庫(kù)總庫(kù)容變量為：-489.0萬(wàn)m3，總蒸發(fā)增損量為：321.6萬(wàn)m3。

3.2.2 工業(yè)

工業(yè)用水按用水量(新鮮水量)計(jì)，各月水量按平均值進(jìn)行分配。全年總用水量為481.0萬(wàn)m3。2015年綏中水文站斷面以上工業(yè)用水量統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表7。

表7 2013年綏中水文站斷面以上工業(yè)用水量統(tǒng)計(jì)表 萬(wàn)m3

3.2.3 農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)用水包括農(nóng)田灌溉和林牧漁業(yè)用水，農(nóng)田灌溉按水田、旱田、菜田和經(jīng)濟(jì)作物分別統(tǒng)計(jì)。林牧漁業(yè)用水按林地灌溉、草場(chǎng)灌溉和漁塘補(bǔ)水分別統(tǒng)計(jì)。2015年綏中水文站斷面以上總灌溉面積6 127 hm2，總灌溉用水2144萬(wàn)m3。其中水田452 hm2，用水313.9萬(wàn)m3；旱田1340 hm2，用水250.0萬(wàn)m3；菜田1407 hm2，用水535.5萬(wàn)m3；果樹(shù)1394 hm2，用水405.6萬(wàn)m3；大棚1534 hm2，用水732.8萬(wàn)m3。

3.2.4 跨流域引水

塔山灌區(qū)斷面以上引出水量120.0萬(wàn)m3。

3.3 天然水量

徑流還原方法依據(jù)水量平衡原理，采用分項(xiàng)還原法。影響河川徑流的項(xiàng)目有：大中型水庫(kù)調(diào)蓄影響、農(nóng)業(yè)灌溉用水影響、工業(yè)及城市生活用水影響以及跨流域引水或分洪影響等。凡影響河川徑流的,都盡可能調(diào)查還原，還原以月為計(jì)算時(shí)段進(jìn)行。還原內(nèi)容包括,大中型水庫(kù)蓄水變量,灌溉耗水量,工業(yè)及城市生活的耗水量及跨流域引水、排水量。

天然水量采用以下水量平衡方式進(jìn)行計(jì)算：

W天然=W實(shí)測(cè)+W公耗+W農(nóng)耗+W生耗

+△V庫(kù)變+W庫(kù)蒸+W引排+W決口

(2)

式中：W天然為還原后的天然水量，m3；W實(shí)測(cè)為水文站實(shí)測(cè)流量，m3；W公耗為工業(yè)耗水量，m3；W農(nóng)耗農(nóng)業(yè)灌溉耗水量，m3；W生耗生活耗水量，m3；△V庫(kù)變?yōu)樗畮?kù)蓄水變量，m3；W庫(kù)蒸為水庫(kù)水面蒸發(fā)增損量，m3；W引排為跨流域引(排)水量，m3；W決口分洪、決口水量，m3。

經(jīng)計(jì)算2015年綏中水文站天然水量為46930萬(wàn)m3，折合徑流深292.0mm。其中實(shí)測(cè)水量44350萬(wàn)m3；水庫(kù)蓄水變量為-489.0萬(wàn)m3；水庫(kù)蒸發(fā)增損量為321.6萬(wàn)m3；工業(yè)耗水量481.0萬(wàn)m3；農(nóng)業(yè)耗水量為2144萬(wàn)m3；跨流域引水量為120.0萬(wàn)m3。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著全國(guó)水資源估算工作的全面開(kāi)展，深入研究六股河河流的水文特性，對(duì)正確認(rèn)識(shí)和估算綏中縣境內(nèi)的六股河以及全縣的水資源都具有極其重要的意義。通過(guò)對(duì)綏中縣六股河的水文特性的詳細(xì)分析，可以得出六股河綏中縣境內(nèi)的水資源比較豐富，具有較高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，同時(shí)通過(guò)對(duì)水文特性的分析可以為今后當(dāng)?shù)氐乃Y源開(kāi)發(fā)利用和優(yōu)化配置及全縣的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)數(shù)據(jù)支撐。

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1007-7596(2016)11-0034-04

2016-10-30

郭亮(1982-)，男，遼寧葫蘆島人，工程師，從事水文測(cè)驗(yàn)、水資源論證及調(diào)查評(píng)價(jià)、水文預(yù)報(bào)、水利水電工程、水利工程施工、水文水資源管理等工作。

TV12；P333

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