烏拉斯臺(tái)溝徑流特性及參證站徑流量還原計(jì)算研究

哈得力·吾拉孜別克

(新疆博爾塔拉水文勘測(cè)局，新疆 博樂(lè) 833400)

1 研究區(qū)域概況

烏拉斯臺(tái)溝是博爾塔拉河左岸的一條較小支流。烏拉斯臺(tái)溝流域發(fā)源于阿拉套山南麓，河源高程約3 125 m，烏拉斯臺(tái)溝流域面積52.9 km2，河道全長(zhǎng)約19.8 km，是以降水補(bǔ)給為主、積雪融水補(bǔ)給為輔要的河流。山口以上為產(chǎn)流區(qū)，山口以下為散失區(qū)。在農(nóng)業(yè)灌溉期，絕大部分的河流水量被引入灌區(qū)，僅有洪水散失于沖洪積扇及平原區(qū)。烏拉斯臺(tái)溝山口以上流域沒(méi)有水利工程及農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)，流域植被 生長(zhǎng)狀況較好，水土保持較好，流域土壤沒(méi)有沖蝕現(xiàn)象。

2 水文參證站選用

在無(wú)資料與少資料地區(qū)進(jìn)行水文計(jì)算時(shí)，需要選擇資料系列長(zhǎng)，資料較為完整的水文站作為參證站。本地區(qū)現(xiàn)有溫泉水文站、精河山口水文站、博樂(lè)水文站、沙爾托海水文站及阿合奇水文站(1961年5月-1966年9月、1979-1993年)5個(gè)站。精河山口水文站、沙爾托海水文站距離烏拉斯臺(tái)溝較遠(yuǎn)，且冰川融水比例較高，不宜作為參證站；博樂(lè)水文站受人為影響很大，不宜作為參證站。

本次研究選用溫泉水文站和阿合奇水文站作為烏拉斯臺(tái)溝徑流變化特征及徑流分析計(jì)算的參證站。

3 徑流特性分析

3.1 徑流量的年際變化

從博爾塔拉河溫泉水文站1960-2016年資料中，我們?cè)敿?xì)分析了其年際變化。溫泉水文站集水區(qū)地勢(shì)狀況為：三面環(huán)山，山體相對(duì)平緩。中間谷地，谷地開(kāi)闊。烏拉斯臺(tái)處河道為滲潛段，對(duì)徑流起調(diào)節(jié)作用。從溫泉水文站實(shí)測(cè)徑流資料分析，博爾塔拉河上游段徑流量的年際變化比較平穩(wěn), 1960-2016年多年平均徑流量為3.345×108m3，Cv值為0.13，最大年徑流量為4.012×108m3，出現(xiàn)在2002年，最小年徑流量為2.576×108m3，出現(xiàn)在2009年，最大年徑流量與最小年徑流量比值僅為1.6。

3.2 徑流量的年內(nèi)分配

烏拉斯臺(tái)溝徑流補(bǔ)給以高山冰雪、降雨補(bǔ)給，徑流的年內(nèi)分配不均勻。烏拉斯臺(tái)溝僅有的徑流資料不具備分析其徑流特性的條件，故我們采用溫泉水文站資料對(duì)流域的徑流特性進(jìn)行分析。從表1中可看出，溫泉水文站夏季徑流量占年徑流量的41.8%，連續(xù)最大四個(gè)月徑流量占年徑流量的48.4%，出現(xiàn)在5-8月。

表1 溫泉水文站徑流量年內(nèi)分配表

3.3 徑流系列分析

年徑流量系列分析，我們?nèi)匀唤栌孟噜徚饔虻臏厝恼緟⒆C站年徑流量資料進(jìn)行。通過(guò)對(duì)參證站年徑流量系列的分析，反映區(qū)域多年年徑流量系列變化趨勢(shì)，以期對(duì)認(rèn)識(shí)烏拉斯臺(tái)溝年徑流量基本情況有所幫助。

3.3.1 可靠性分析

溫泉水文站為博爾塔拉河上游水量控制站，系國(guó)家基本站，水文測(cè)驗(yàn)、資料整編及刊印均嚴(yán)格按照國(guó)家行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，成果可靠，精度較高，可滿(mǎn)足本項(xiàng)目水文分析計(jì)算要求。

3.3.2 一致性分析

溫泉水文站1959年5月建站觀測(cè)至今，自建站至1965年斷面觀測(cè)徑流量沒(méi)有控制安格里克渠流量，且其上游自60年代開(kāi)始相繼陸續(xù)建成博格達(dá)爾、河托海、吾龍引水渠，這些引水樞紐均對(duì)溫泉水文站月年徑流量系列直接造成了影響，其實(shí)測(cè)徑流量系列非天然徑流量系列，為此首先必須對(duì)其月年徑流系列進(jìn)行還原處理，在還原徑流系列資料的基礎(chǔ)上，方可進(jìn)行其它有關(guān)徑流的水文分析計(jì)算。

4 參證站徑流量計(jì)算

4.1 溫泉水文站年徑流量系列資料的還原計(jì)算

溫泉水文站以上各引水渠引水資料水管部門(mén)只有1981年至今的記載。

(1)對(duì)溫泉水文站1978年缺測(cè)資料進(jìn)行合成：溫泉水文站1978年缺測(cè)，當(dāng)時(shí)觀測(cè)的斷面分別為溫泉大橋(串溝)、溫泉大橋(安格里克渠)、溫泉大橋(主流)三個(gè)斷面進(jìn)行觀測(cè)，1978年溫泉水文站資料以以上三個(gè)斷面資料進(jìn)行合成。

(2)對(duì)溫泉水文站1960-1980月年徑流量資料的還原計(jì)算：對(duì)溫泉水文站1960-1980月年徑流量資料的還原計(jì)算，我們?nèi)砸浴恫査?、精河流域地表水資源評(píng)價(jià)報(bào)告》中對(duì)溫泉水文站1960-1989年還原的平均年引水量0.138 9×108m3，并借本次收集到的多年平均月年引水量資料中的月占年比例將溫泉水文站1960-1980月年徑流量進(jìn)行了還原。

(3)對(duì)溫泉水文站1981-2016月年徑流量資料的還原計(jì)算：對(duì)此部分的還原分析，則直接引用本次收集到的溫泉水文站以上各引水渠(河托海渠、博格達(dá)爾渠和吾龍渠)的5-9月年引水量資料，考慮以上各引水渠其相應(yīng)灌區(qū)大部分在溫泉水文站斷面以下，據(jù)各渠首資料可知各引水渠均以混凝土做防滲處理，根據(jù)水管引水和供水資料顯示，博格達(dá)爾引水渠渠系利用系數(shù)為0.974，其它二引水渠渠系利用系數(shù)均為1.0，所以我們可以認(rèn)為博格達(dá)爾引水渠沿途下滲且回歸至博爾塔拉河的水量可以忽略不計(jì)。

(4)對(duì)溫泉水文站1981-2016月年徑流量資料進(jìn)行還原計(jì)算，由溫泉水文站的逐年逐月徑流量+上述各引水渠(河托海渠、博格達(dá)爾渠和吾龍渠)逐年逐月徑流量而得，詳見(jiàn)下列公式：

天然月徑流量溫泉站=實(shí)測(cè)月徑流量溫泉站+月引水量河托海渠+月引水量博格達(dá)爾渠+月引水量吾龍渠

(1)

(2)

經(jīng)以上還原得到：溫泉水文站1960-2016年還原年徑流量系列均值為3.345×108m3。

4.2 阿合奇水文站年徑流量系列資料計(jì)算

烏爾達(dá)克賽河阿合奇水文站于1961年由自治區(qū)水利廳設(shè)立，1966年文革期間停測(cè)，1979年恢復(fù)觀測(cè)，1993年交由鄂托克賽爾水庫(kù)管理部門(mén)負(fù)責(zé)管理和觀測(cè)。流量資料年限為1961年5月-1966年9月、1979-1993年，1994-2016年5-9月為水管部門(mén)資料。

為了達(dá)到計(jì)算規(guī)范的要求，需要對(duì)阿合奇水文站1994-2016年水管部門(mén)資料進(jìn)行復(fù)核和訂正。根據(jù)附近流域同期比值進(jìn)行復(fù)核，以溫泉水文站、精河山口水文站、沙爾托海水文站1979-1993年徑流量與各站1994-2008年資料進(jìn)行對(duì)比，再以阿合奇水文站1979(1979年1-4月流量為1980-1993年1-4月平均流量)-1993年(水文資料)與1994-2008年(水管資料)進(jìn)行對(duì)比，以分析水管資料的精度，并以此來(lái)確定訂正值。

(1)根據(jù)《新疆精河縣大河沿子河沙爾托海水庫(kù)工程水文計(jì)算報(bào)告》(2011年2月)(新疆水文水資源局專(zhuān)業(yè)技術(shù)委員會(huì)評(píng)審)計(jì)算方法，以精河山口水文站為基本站，將三臺(tái)站和沙爾托海站資料合并組成合并系列，從而合成1979-2008年(1979年1-5月資料為1980-1987年1-5月平均流量)徑流量系列。

(2)精河山口水文站2008年9月截留，2008年9-12月流量資料為1956-2007年9-12月平均流量。

(3)阿合奇水文站有1961年5月-1966年9月、1979-1993年流量資料。根據(jù)阿合奇水文站1962年-1965年、1979-1993年月平均流量資料分析，5-9月徑流量占全年徑流量的81.8%，根據(jù)1994-2016年水管部門(mén)5-9月來(lái)水量除以0.818得到1994-2016年徑流量系列。見(jiàn)表2。

表2 參證站徑流量對(duì)比分析表

從1979-1993與1994-2008年平均徑流量對(duì)比分析得出：精河山口水文站、沙爾托海水文站和溫泉水文站比值較接近，說(shuō)明從總體流域上看，兩階段徑流量變化較一致；阿合奇水文站比值較其他三站小，說(shuō)明1994-2008年水管資料偏大，因此應(yīng)予訂正，故比值采用其他三站比值的均值為0.931，阿合奇水文站1994-2008年訂正的徑流量為1.424×108m3除以0.931為1.53 0×108m3；因此訂正系數(shù)為1.530×108m3除以1.739×108m3等于0.880。用1994-2016年水管部門(mén)5-9月來(lái)水量除以0.818得到1994-2016年徑流量系列乘以0.880得到訂正后的系列，從訂正后的系列進(jìn)行復(fù)核2009-2016年的徑流量變化與附近流域基本一致。由于阿合奇水文站資料不連續(xù)，為了減少插補(bǔ)產(chǎn)生的誤差，舍棄1961年5月-1966年9月資料，1979年1-4月流量為1980-1993年1-4月平均流量，本次計(jì)算系列為1979-2016年。

5 結(jié)語(yǔ)

烏拉斯臺(tái)溝作為博爾塔拉河左岸的一條較小支流，流域范圍內(nèi)的水文站點(diǎn)和水文資料欠缺，依據(jù)在無(wú)資料與少資料地區(qū)進(jìn)行水文計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)方法，通過(guò)選用溫泉水文站和阿合奇水文站作為參證站，在分析徑流變化特征的基礎(chǔ)上，對(duì)兩個(gè)參證站的徑流量進(jìn)行還原計(jì)算，從而得到溫泉水文站和阿合奇水文站斷面不受上游引水影響，一致性較好的天然月年徑流量系列，為后期水文計(jì)算打下了基礎(chǔ)。