周霄 劉強(qiáng)
【摘 要】流域內(nèi)豐、平、枯年型的劃分是研究水資源調(diào)度的先導(dǎo)步驟,適宜的年型劃分結(jié)果是得到準(zhǔn)確生態(tài)需水量的必要前提,也對(duì)研究水資源可持續(xù)利用有重要意義。根據(jù)不同方法對(duì)年徑流豐、平、枯年型的劃分進(jìn)行討論,結(jié)果利用保證率方法進(jìn)行劃分更適合應(yīng)用于渾河流域沈撫段區(qū)域。將研究區(qū)域內(nèi)3個(gè)水文監(jiān)測(cè)站20年徑流量系列水文資料劃分為特豐水年、偏枯水年、平水年、偏枯水年和特枯水年五大類別,分析發(fā)現(xiàn)平水年和偏枯水年出現(xiàn)的頻率較高。
【關(guān)鍵詞】渾河流域沈撫段;徑流特征;豐、平、枯年型;保證率
1 流域概況
渾河流域沈撫段區(qū)域,指沈陽市東部和撫順市西部的沈撫連接帶,即正在規(guī)劃和建設(shè)的沈撫新城,處于沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)核心位置,也是沈撫同城化發(fā)展的先導(dǎo)區(qū)。
研究區(qū)域起點(diǎn)設(shè)為撫順大伙房水庫出庫處,終點(diǎn)設(shè)為沈陽工農(nóng)橋。沿途包括2個(gè)水文監(jiān)測(cè)站:大伙房水庫站、沈陽(三)站。
2 年徑流特征
渾河是北方嚴(yán)寒地區(qū)典型的季節(jié)性河流,豐水期水量大,枯水期水量小,甚至?xí)霈F(xiàn)斷流現(xiàn)象,河流水量變化大[3]。
分別對(duì)3個(gè)水文監(jiān)測(cè)站1993-2012年20年徑流量系列水文資料[1]進(jìn)行分析。大伙房水庫站多年平均流量49m3/s,總徑流量15.3×108m3/s,徑流模數(shù)9.01×10-3m3/s·km2。沈陽(三)站多年平均流量51.39m3/s,總徑流量16.22×108m3/s,徑流模數(shù)為6.49×10-3m3/s·km2。
流域內(nèi)徑流年內(nèi)分配不均勻,受季節(jié)及補(bǔ)給條件影響較大。冬季渾河河面結(jié)冰,徑流靠地下水補(bǔ)給,最小流量出現(xiàn)在1-4月份,5月份之后氣溫明顯升高,河面解凍及積雪融化,同時(shí)大伙房水庫放水,為渾河補(bǔ)給水量,流量顯著增大,連續(xù)最大流量出現(xiàn)在5-8月份,來水量占全年來水量的70%。最大月徑流量出現(xiàn)在8月份,最小月徑流量出現(xiàn)在2月份。
區(qū)域內(nèi)徑流年際變化明顯,大伙房水庫站20年平均徑流量15.30×108m3,最大年徑流量41.18×108m3(1995年),與平均比值2.69,最小年徑流量5.60×108m3(2001年),與平均比值0.37,歷年徑流量最大最小相差7.35倍。沈陽(三)站20年平均徑流量16.22×108m3,最大年徑流量49.10×108m3(2010年),與平均比值3.03,最小年徑流量4.60×108m3(2001年),與平均比值0.28歷年徑流量最大最小相差10.68倍。
3 豐平枯年型劃分
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水文基本術(shù)語和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》[2](GB/T50095-98)中,將河川徑流豐、平、枯劃分為:特豐水年、偏枯水年、平水年、偏枯水年和特枯水年五大類別。渾河流域沈撫段區(qū)域豐、平、枯年型劃分采用以下兩種方法分析。
方法一,距平百分率劃分豐平枯水年
采用《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》(GB/T22482-2008)中的距平百分率P作為劃分徑流豐平枯的標(biāo)準(zhǔn)。
年型劃分標(biāo)準(zhǔn)(距平百分率法)為:特豐水年P(guān)>20%;偏豐水年10%
在以上范圍內(nèi),得出各水文監(jiān)測(cè)站距平百分率法年徑流劃分標(biāo)準(zhǔn)為:大伙房水庫站,特豐水年Wi≥21.58,偏豐水年16.87≤Wi<21.58,平水年14.06≤Wi<16.87,偏枯水年12.93≤Wi<14.06,特枯水年Wi<12.93。沈陽(三)站,特豐水年Wi≥20.03,偏豐水年空缺,平水年16.16≤Wi<20.03,偏枯水年13.23≤Wi<16.16,特枯水年Wi<13.23。
方法二,保證率劃分豐平枯水年
徑流系列一般服從P-Ⅲ型概率分布,采用頻率分析法確定統(tǒng)計(jì)參數(shù)和各頻率設(shè)計(jì)值作為劃分徑流量豐平枯水年標(biāo)準(zhǔn)。
年型劃分標(biāo)準(zhǔn)為:特豐水年P(guān)≤12.5%;偏豐水年12.5%
87.5%。
在以上范圍內(nèi),得出各水文監(jiān)測(cè)站保證率法年徑流劃分標(biāo)準(zhǔn)為:大伙房水庫站,特豐水年Wi≥28.64,偏豐水年14.06≤Wi<28.64,平水年11.57≤Wi<14.06,偏枯水年7.90≤Wi<11.57,特枯水年Wi<7.90。沈陽(三)站,特豐水年Wi≥31.25,偏豐水13.23≤Wi<31.25,平水年10.99≤Wi<13.23,偏枯水年7.37≤Wi<10.99,特枯水年Wi<7.37。
4 總結(jié)
以上兩種方法計(jì)算得到的年徑流量豐平枯水年劃分結(jié)果差別較大。方法一相對(duì)于方法二計(jì)算更為簡(jiǎn)便,但是各個(gè)特征級(jí)別的百分比分配不均衡,系列代表性較差,不能反映流域內(nèi)水量豐平枯變化客觀規(guī)律。如方法一中距平百分率方法劃分豐枯水年標(biāo)準(zhǔn),沈陽(三)站在偏豐水年特征級(jí)別無結(jié)果。結(jié)果認(rèn)為方法二更適合應(yīng)用于渾河流域沈撫段研究區(qū)域,根據(jù)方法二保證率方法豐平枯水年年型的劃分標(biāo)準(zhǔn),將渾河流域沈撫段區(qū)域20年徑流量進(jìn)行豐平枯水年年型的劃分,結(jié)果見表1。
由表4可見,在1993-2012年20年中,渾河流域沈撫段區(qū)域豐水年、平水年和枯水年交替出現(xiàn)。大伙房水庫站和沈陽(三)站分別出現(xiàn)了3個(gè)特豐水年,5個(gè)偏豐水年,4個(gè)平水年,6個(gè)偏枯水年,2個(gè)特枯水年,偏枯水年出現(xiàn)的頻率較高。
【參考文獻(xiàn)】
[1]中華人民共和國(guó)水文年鑒[M].第二卷 遼河流域水文資料 第三冊(cè) 渾河、太子河水系.
[2]GB/T50095-98 水文基本術(shù)語和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)[S].
[3]張鴻齡,孫麗娜.渾河流域水體污染的季節(jié)性變化及來源[J].生態(tài)學(xué)雜志,2011,30(1):119-125.
[4]孫甲嵐,雷曉輝,蔣云鐘.河流生態(tài)需水量研究綜述[J].南水北調(diào)與水利科技,2012第10卷 第1期.
[5]張遠(yuǎn),鄭丙輝,王西琴.遼河流域渾河、太子河生態(tài)需水量研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2007第27卷 第6期.
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[7]藍(lán)云龍.湟水民和站豐、平、枯水年劃分初探[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2007 第13卷 第12期.
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