余國安 岳蓬勝 侯偉鵬

摘要：徑流（或水位）日變化是反映河流水文情勢的重要方面，解析徑流（水位）日變化特征有助于明晰河流水文動態(tài)過程和規(guī)律，揭示徑流來源和產(chǎn)匯流機制。以藏東南雅魯藏布江大拐彎地區(qū)的易貢藏布、帕隆藏布、曲宗藏布、拉月曲、金珠曲和白馬西路河為對象，基于典型河段2022—2023年小時分辨率實測水位數(shù)據(jù)，采用數(shù)理統(tǒng)計和表征參數(shù)分析河流水位日變化時空分異特征，并結(jié)合降雨、冰川/積雪數(shù)據(jù)探究河流水位日變化影響因素。結(jié)果表明：研究區(qū)河流水位日變幅在汛期多高于非汛期，日水位數(shù)據(jù)分布在汛期多呈正偏（均值大于中值），汛后多呈負(fù)偏（均值小于中值）;除白馬西路河外，各河段水位日漲落過程在非汛期相對于汛期有所延遲，且汛后延遲趨勢更明顯;汛期各河段日水位上漲歷時均小于回落歷時，非汛期則多相反（拉月曲和金珠曲除外）;白馬西路河水位日變化主要受降雨過程擾動，而其他河流水位日變化主要受冰雪消融過程影響。

關(guān)鍵詞：水位日變化;實測水位;時空分異;影響因素;雅魯藏布江

中圖分類號：TV11

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-6791（2024）02-0274-15

收稿日期：2023-09-25;網(wǎng)絡(luò)出版日期：2024-01-03

網(wǎng)絡(luò)出版地址：https：//link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20240103.1102.002

基金項目：第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目（2019QZKK0903）;國家自然科學(xué)基金資助項目（42371015）

作者簡介：余國安（1978—），男，安徽懷寧人，副研究員，博士，主要從事泥沙運動、河流地貌及災(zāi)害研究。

E-mail：yuga@igsnrr.ac.cn

通信作者：岳蓬勝，E-mail：yuepengsheng3913@igsnrr.ac.cn

徑流（或水位）日變化是反映河流水文情勢的重要方面，解析徑流（水位）日變化特征有助于明晰河流水文動態(tài)過程和規(guī)律，揭示徑流來源和產(chǎn)匯流機制，進而促進水文模型修正及參數(shù)率定^［1-2］，推動氣候變化影響下河流水文情勢演變研究^［3］。

狹義上的徑流日變化也稱徑流晝夜波動，由蒸散發(fā)、植物蒸騰以及冰雪消融等多種過程驅(qū)動，本質(zhì)上受控于太陽日升日落而產(chǎn)生的日尺度上的輻射和氣溫變化。自20世紀(jì)70年代末以來，相關(guān)成果在多個水文科學(xué)領(lǐng)域的主流學(xué)術(shù)期刊報道，內(nèi)容涉及徑流晝夜波動特征^［4-6］、影響因素（山坡植被、融水過程、地下水補給過程等^［7-9］）及對流域冰雪消融過程的反演^{［1-2，10］}等。徑流日變化通常表現(xiàn)為2種模式：① 白天河流流量減小（水位回落）;② 白天河流流量增加（水位上漲）。其中，模式①主要與蒸散發(fā)及植物蒸騰作用有關(guān)，Graham等^［3］根據(jù)既往研究成果總結(jié)了3個理論假設(shè)：飽和楔形假說^［11］，認(rèn)為蒸散發(fā)改變土壤非飽和基質(zhì)電位，導(dǎo)致白天流向河流的水力梯度降低，從而流量減小;濱河截流假說^［7］，認(rèn)為河流的側(cè)向流動由濱河植被控制，白天由于植被蒸騰作用消耗潛水層蓄水，導(dǎo)致進入河道的流量減小;流路遷移假說^［12］，認(rèn)為岸坡植被蒸騰作用導(dǎo)致土壤濕度降低，上游來水的一部分將補給土壤水，導(dǎo)致河流補給徑流減小。也有研究認(rèn)為^［9，13］，在徑流補給地下水的河流中，由于下午水溫高，水的黏度降低、導(dǎo)水率增加，流量在下午更小，其與蒸散作用共同影響徑流日變化過程。與模式①不同的是，模式②多出現(xiàn)在冰雪消融集水區(qū)，這些區(qū)域融冰/融雪對徑流的影響顯著超過蒸散作用，土壤水分始終處于飽和狀態(tài)，因此，白天流量得以增加，夜晚融冰/融雪過程減弱或停止，流量則相應(yīng)減小^［6］。

雅魯藏布江（簡稱雅江）大拐彎地區(qū)位于藏東南，是青藏高原的降水和產(chǎn)流高值區(qū)，也是高原氣候變化的敏感區(qū)。這一區(qū)域水能和水量資源十分豐富，生態(tài)和景觀資源得天獨厚，且區(qū)位優(yōu)勢顯著，國道318線和新219線貫穿其中，是連接西藏和川、滇兩省的戰(zhàn)略交通廊道，也是未來10～20 a中國多項重大戰(zhàn)略工程施工建設(shè)和運行區(qū)^［14］。同時，這一地區(qū)也是第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究和“西南河流源區(qū)徑流變化和適應(yīng)性利用”國家自然科學(xué)基金重大研究計劃關(guān)注的典型區(qū)域之一^［15-16］。因此，深入認(rèn)識雅江大拐彎地區(qū)徑流（水位）日變化特征及其影響因素，有利于理解和揭示藏東南地區(qū)產(chǎn)匯流機制和演變規(guī)律，也有利于區(qū)域水能水資源合理開發(fā)利用和工程長期安全運行，有重要的科學(xué)價值和實踐意義。不過，由于區(qū)域地形復(fù)雜多變，野外監(jiān)測困難，氣象水文數(shù)據(jù)資料匱乏^［17］，尚無有關(guān)徑流（水位）日變化的研究報道。本文基于區(qū)域主要河流典型河段高時間分辨率水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，解析水位日變化特征和時空分異，并嘗試探討其主控影響因素。

1 研究區(qū)概況

藏東南雅江大拐彎地區(qū)地處喜馬拉雅山東端構(gòu)造結(jié)（圖1），北與念青唐古拉山、東與橫斷山脈交接^［18］，地理位置大致為27°N—31°N、92°E—97°E。該區(qū)域隸屬印度大陸與歐亞大陸碰撞最前緣，地質(zhì)環(huán)境脆弱，山高谷深坡陡，氣候差異大，冰雪活動強烈，海洋性冰川廣泛分布，是青藏高原海洋性冰川發(fā)育中心之一^［19］，冰崩、滑坡、泥石流、山洪等自然災(zāi)害多發(fā)。區(qū)域降水充沛、水系密布，除雅江干流外，還發(fā)育帕隆藏布、易貢藏布、拉月曲、金珠曲、白馬西路河等眾多支流，河流補給主要以降雨、冰雪融水和基流為主。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

選取雅江大拐彎地區(qū)易貢藏布等6條主要河流的典型河段為研究對象（圖1，表1），開展高時間分辨率水位和降雨監(jiān)測（表2）。其中，水位監(jiān)測采用HOBO U20L-02型自記式壓力水位計（量程為0～30.6 m，數(shù)據(jù)分辨率為0.41 cm，標(biāo)定精度為±3.0 cm），其外形為兩頭呈錐形的圓柱體（外徑3 cm，長15 cm）。為盡可能減小水流紊動對水位監(jiān)測結(jié)果的影響，水位計預(yù)先布置固定于鋼管（管內(nèi)徑6 cm，長30 cm）內(nèi)形成相對靜水環(huán)境。在枯水季節(jié)將水位計（連同外置保護鋼管）安裝于河床底部基巖或漂石背水面（或石縫）等受水流擾動和直接沖擊較小的位置，監(jiān)測獲取小時/半小時分辨率水位數(shù)據(jù)（本文以水位計在河床的固定布設(shè)位置為高程基準(zhǔn)，這里的“水位”即河流自由水面相對于水位計布設(shè)位置的高程，即相對水深）。雨量監(jiān)測基于HOBO RG3型雨量計（最大雨強為127 mm/h，數(shù)據(jù)分辨率為0.2 mm，標(biāo)定精度為±1%）。各監(jiān)測點具體位置、監(jiān)測時間序列及監(jiān)測頻率（時間分辨率）列于表2。研究區(qū)冰川數(shù)據(jù)^［20-21］來源于國家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：∥data.tpdc.ac.cn/zhhans）的中國第二次冰川編目數(shù)據(jù)集（2006—2011年）;歸一化植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)注冊與出版系統(tǒng)（http：∥www.resdc.cn/DOI），數(shù)據(jù)時間為2018年，空間分辨率為1 km。

2.2 分析方法

根據(jù)藏東南地區(qū)氣候和水文特點，結(jié)合2022年3月至2023年2月各河段水位季節(jié)變化特征（圖2），本文將區(qū)域徑流過程分為3個階段，即：汛前（3—5月）、汛期（6—10月）和汛后（11月至次年2月）。

為定量分析區(qū)域徑流日變化特征，以實測小時分辨率水位數(shù)據(jù)分析水位日變化過程。圖3為易貢藏布監(jiān)測段2022年汛期和非汛期典型日的水位日變化過程。

根據(jù)研究需要采用以下指標(biāo)，以定量反映水位日變化特征。

（1） 統(tǒng)計參數(shù)。日水位標(biāo)準(zhǔn)差（均方差，δ）表示日小時監(jiān)測水位（Z_h）偏離日均水位值（每日24 h水位的均值，Z_h）的離散程度。由于δ難以體現(xiàn)均值不等數(shù)據(jù)系列的離散程度，采用變差系數(shù)（C_v）比較不同河段日水位動態(tài)特征。偏態(tài)系數(shù)（C_s）反映每日小時水位數(shù)據(jù)在日均值兩側(cè)偏離對稱的程度，C_s>0，數(shù)據(jù)系列呈右偏分布，Z_h多位于Z_h以下;C_s<0則反之，且C_s絕對值越大日小時水位偏斜程度越明顯。

（2） 水位日變幅（Z_amp）。1個水位漲落周期（一般分布在1日及其相鄰日）最高水位（Z_max）與最低水位（Z_min）之差的一半，單位為m，即

水位變幅受各河段河道自身斷面特征（如河寬和坡降等）影響，不同河段不具直接可比性。為比較各河段水位變幅情況，采用相對水位日變幅（Z_ramp，即各河段水位日變幅與其年內(nèi)最大水位日變幅（Z_yamp）之比，為量綱一變量）：

（3） 日最高、最低水位出現(xiàn)時間。由于水位日變化（即日尺度上的水位漲落周期）很少正好完整地分布在1日，而多是橫跨相鄰日（如圖3）;且研究區(qū)水位日漲落過程總體特征為：最高水位出現(xiàn)時間多在夜間至次日凌晨（甚至上午）;而最低水位出現(xiàn)時間多在中午至傍晚（甚至次日凌晨）。因此，在統(tǒng)計分析日最高/最低水位時間分布時，為保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性，作如下處理：① 最高水位出現(xiàn)時間在相鄰日分界點（0時）之前（即18—24時），記為-6—0時;② 最低水位出現(xiàn)時間在相鄰日分界點（0時）之后（即0—6時），記為24—30時;③ 最高/最低水位出現(xiàn)在其余時段按采集時間值正常表示，不作調(diào)整。

（4） 日水位漲落歷時。t_rise反映1個水位上漲過程的持續(xù)時間，即從日最低水位上升至日（或次日）最高水位的歷時，h;t_decline反映1個水位回落過程的持續(xù)時間，即從日最高水位回落至日（或次日）最低水位的歷時，h，由實測水位數(shù)據(jù)獲得。

（5） 水位小時變化值。對各河段實測水位數(shù)據(jù)進行滑動平均處理（窗口為24 h），日水位小時變化值（ΔZ_i）為平滑后水位之差（后1 h水位與前1 h水位之差）：

式中：ΔZ_i為1 d中第i時的日水位小時變化值，m;Z_i+1和Z_i分別為1 d中第i+1和第i時的平滑后水位，m。

為了對比不同河段間的小時水位變化值，采用相對小時水位變化值（ΔZ_i∧）：

式中：ΔZ_max為各河段年最大小時水位變化值的絕對值，m。

3 結(jié)果及分析

3.1 日水位分布特征

基于實測數(shù)據(jù)得到各河段汛前、汛期、汛后日水位標(biāo)準(zhǔn)差與變幅季節(jié)變化統(tǒng)計特征（表3），可以看出，各河段兩參數(shù)具有相似的季節(jié)差異特征，汛期相較于非汛期（汛前和汛后）日水位標(biāo)準(zhǔn)差和變幅更大。

各河段相對水位日變幅季節(jié)變化（圖4）與表3所體現(xiàn)的季節(jié)差異吻合。汛期Z_ramp相對非汛期呈增加趨勢，易貢藏布（勒曲藏布）、曲宗藏布、金珠曲3個河段趨勢更加明顯，帕隆藏布、拉月曲2個河段趨勢稍弱，而白馬西路河則無明顯季節(jié)差異。

各河段日水位C_v與C_s季節(jié)變化如圖5和圖6所示。由圖5可見，各河段日水位C_v值大致呈“W”型分布，非汛期C_v值高于汛期。盡管各河段汛期也存在波峰，但除白馬西路河外，其他河段汛期C_v波峰值明顯小于非汛期。不過，這一結(jié)果的主要原因在于非汛期和汛期水位整體特征（日水位均值）的差異，非汛期水位低，導(dǎo)致水位的較小日變化（波動）也會產(chǎn)生較大的變差系數(shù)。

圖6顯示，易貢藏布（勒曲藏布）、帕隆藏布及金珠曲3個河段汛期日水位C_s大多為正值，說明日水位數(shù)據(jù)分布多右偏，Z_h大多較當(dāng)天Z_h小;曲宗藏布和拉月曲2個河段汛期C_s正負(fù)值出現(xiàn)概率相當(dāng)?shù)到^對值較大，說明2個河段汛期日水位數(shù)據(jù)分布左偏和右偏天數(shù)相當(dāng)，但右偏數(shù)據(jù)系列中Z_h總體上小于所在日Z_h的趨勢更顯著。汛后各河段C_s值為負(fù)值的天數(shù)更多，說明汛后各河段Z_h多大于當(dāng)日Z_h。白馬西路河日水位4—10月無明顯季節(jié)差異，11月后日水位數(shù)據(jù)多左偏（Z_h多高于所在日Z_h）。

3.2 日水位漲落趨勢

圖7為各河段日小時水位變化，顯示日水位漲落過程和季節(jié)變化趨勢。雖然各河段日水位漲落過程受降雨擾動，但每日水位漲落過程和季節(jié)差異仍較為明顯（白馬西路河除外）。就易貢藏布（勒曲藏布）河段而言（圖7（a）），汛前日水位回落時段在凌晨至午后（約4—16時），水位上漲時段在午后至次日凌晨（約16時至次日4時）;汛期日水位漲落過程有提前趨勢，即午夜至正午（約0—12時）為水位回落時段，而正午至午夜（12—24時）為水位上漲時段;汛后河段日水位漲落趨勢與汛前類似，但日水位上漲/回落開始時間有所延遲。

帕隆藏布、曲宗藏布、拉月曲、金珠曲4個河段日水位漲落過程與易貢藏布類似（圖7（b）—圖7（e）），非汛期相對于汛期日水位漲落過程有所延遲，且汛后的延遲趨勢更明顯;但季節(jié)變化的總體特征與易貢藏布有所不同：汛期8—9月時，正午至午夜為日水位上漲時段，而汛期其他階段（6—7月，10月）水位上漲過程多出現(xiàn)在每日午后至次日凌晨。白馬西路河日水位漲落過程無明顯季節(jié)差異，水位回落時段多出現(xiàn)在凌晨至午后。

比較6個河段不同季節(jié)日水位漲落過程，9月水位漲落趨勢總體上較為雜亂，結(jié)合在此區(qū)域的雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)（2022年主汛期（7—8月）降雨較少，而9月降雨較多），初步推測為降雨擾動，這與2022年西藏氣候影響評價^［22］中“區(qū)域夏季降水量為1981年以來歷史同期最少;秋季降水量為1981年以來歷史同期最多”的結(jié)論相吻合。同時，白馬西路河與金珠曲的日水位漲落過程更為雜亂，推測出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因為兩河地處喜馬拉雅山南側(cè)，氣候更加暖濕，降雨更加充沛（尤其白馬西路河），頻繁的降雨擾動日水位漲落過程，使其變化趨勢無一定規(guī)律。

3.3 日最高和最低水位出現(xiàn)時間

圖8為各河段日最高、最低水位出現(xiàn)時間散點圖。與圖7結(jié)果相呼應(yīng)，各河段汛期日最高/最低水位出現(xiàn)時間相對于非汛期有所提前（圖8）。就易貢藏布（勒曲藏布）河段（圖8（a））來看，其汛期日最高和最低水位出現(xiàn)時間相對集中，分別大致為22時至次日2時和11—15時2個時段;非汛期時間分布則相對分散，日最高水位除分布在23時至次日6時外，也有部分點據(jù)分布在10—12時，日最低水位出現(xiàn)時間則大致在14—18時。不同河段日最高/最低水位時間分布特征存在空間差異：易貢藏布、帕隆藏布河段在汛期相對集中，非汛期較為分散;曲宗藏布、拉月曲河段在8月較為集中，其余時段較為分散;金珠曲、白馬西路河則在全年都較為分散，無明顯季節(jié)差異。

圖9為各河段年內(nèi)日最高、最低水位出現(xiàn)時間箱型圖。在年尺度上，日高水位出現(xiàn)時間多在凌晨（中值約0—2時）;而最低水位時間多在下午（中值約15—17時），但存在明顯空間差異。

3.4 水位漲落歷時

表4、圖10顯示各河段日水位漲落歷時季節(jié)變化?？傮w上，各河段日水位上漲歷時由汛期至非汛期有增加趨勢，回落歷時相應(yīng)呈減小趨勢。易貢藏布（勒曲藏布）、帕隆藏布、曲宗藏布汛期日水位上漲歷時小于回落歷時，而非汛期大致相反;拉月曲、金珠曲全年日水位上漲歷時均小于回落歷時，且汛期更顯著；白馬西路河4—10月日水位上漲歷時明顯小于回落歷時，11月則大于回落歷時。

4 水位日變化的主要影響因素

河流水位日變化的影響因素主要表現(xiàn)為植被蒸散發(fā)^［3］、凍融（冰川/積雪融水）過程^［5］和降雨，蒸散發(fā)與凍融過程本質(zhì)上受制于太陽輻射引起的光照或氣溫變化，具有日變化特征，但降雨或其他偶發(fā)事件（滑坡、冰崩、泥石流堵江等）則多存在偶然性，白天夜間均有可能發(fā)生，一般不具有日尺度變化特征。實際上降雨或其他偶發(fā)事件會在一定程度上擾動狹義上（由植物蒸騰/蒸散發(fā)及凍融過程引起）的水位日變化。

4.1 冰雪融水過程對區(qū)域水位日變化的影響

由前文分析可知，除白馬西路河外，其他5條河流水位日變化特征大致相似（圖7），非汛期（汛前與汛后）最高水位出現(xiàn)時間多在0—4時，最低水位多在14—18時，即凌晨至下午為水位回落階段;汛期日水位漲落過程相對非汛期有所提前，最高水位出現(xiàn)時間多在22時至次日2時，最低水位多在11—15時，即午夜至次日正午為水位回落階段。根據(jù)現(xiàn)有資料與國內(nèi)外河流水位日變化特征的相關(guān)研究成果，初步判斷研究區(qū)典型河段（除白馬西路河外）河流日水位變化特征主要影響因素為凍融過程。

凍融過程主導(dǎo)型河流水位日變化主要受溫度影響，表現(xiàn)為白天水位上漲而夜晚水位回落。本研究中，除白馬西路河外其余各河流上游均存在大面積冰川和積雪（表1）。由于缺乏冰川/積雪融水以及太陽輻射等具體量化數(shù)據(jù)，本文將1 d中融水補給波動起始時間按當(dāng)?shù)貢円棺兓慈粘鰰r間）考慮。研究區(qū)非汛期日出時間大致在8時（7：30—8：30），汛期大致在7時（6：30—7：30），即汛期日出時間較非汛期提前約1 h。由于水位監(jiān)測位置與融水補給源距離較遠(yuǎn)，水位漲落過程存在延遲，延遲時間與監(jiān)測點上游河道長度正相關(guān)，與水流流速負(fù)相關(guān)。以易貢藏布（勒曲藏布監(jiān)測河段Ⅰ）為例：上文分析已知，其非汛期水位上漲過程大致自14—18時開始，相對于非汛期融水補給變化出現(xiàn)時間延后約6～10 h;而汛期水位上漲過程大多自11—15時開始，相對于汛期融水補給變化的出現(xiàn)時間延后約4～8 h，即非汛期和汛期延后時長（監(jiān)測點Ⅰ水位上漲起始時間相對于上游融水補給變化起始時間）不同，其主要原因在于非汛期與汛期河流流速的差異。本文采用德卡托地面測速雷達(dá)（SVR）電波流速儀及浮漂法實測了易貢藏布河段（監(jiān)測點Ⅰ）非汛期（2月中旬）和汛期（7月中旬）的河道中央表面流速（表5），并基于實測流速數(shù)據(jù)對此差異作了初步估算。由于山區(qū)河流坡降較大，河床及岸坡由漂石和卵礫石等粗顆粒構(gòu)成（表2），水流紊動強烈，其斷面平均流速與表面流速的比值隨流量大小不同而存在差異，中低流量時比值一般約0.7^［23］（波動范圍為0.5～1.0）^［24］，而高流量時比值常小于0.7，洪峰過程可能低至約0.3^［23-26］。結(jié)合易貢藏布河段情況，折中選取0.7和0.5分別作為其非汛期與汛期表面流速換算為斷面平均流速的折算系數(shù);另外，考慮到沿程匯流作用使得斷面流速逐漸有所增大，則監(jiān)測點Ⅰ上游河段沿程平均流速應(yīng)小于監(jiān)測點I的斷面平均流速，折算系數(shù)初略取0.7（表5）?？梢钥闯?，非汛期易貢藏布河段融水徑流延遲時間約8 h，汛期約6 h，與前文分析結(jié)果大致對應(yīng)。

蒸散發(fā)主導(dǎo)型河流日水位變化多表現(xiàn)為白天水位回落而夜晚水位上漲。本研究中，雖然河流非汛期日水位變化特征與蒸散發(fā)特征有部分類似，但細(xì)節(jié)方面仍存在差異。研究區(qū)非汛期日出時間大致在8時，汛期在7時，若河流水位日變化由蒸散發(fā)控制，則其回落時段應(yīng)在7—8時后即逐漸開始（蒸散過程主要受河道兩側(cè)植被影響，響應(yīng)較快，不似冰雪融水過程其徑流從冰雪融水補給源流動至監(jiān)測斷面存在明顯的時間延遲），但實際上各河段日水位回落過程非汛期大致在凌晨至下午（4—16時），而汛期大致發(fā)生午夜至次日正午（0—12時），這與蒸散過程控制的日水位回落時間都不吻合。由于研究區(qū)數(shù)據(jù)資料匱乏，各河段蒸散發(fā)與太陽輻射未能定量，但從圖7顯示的河流日水位變化特征仍能推斷：研究區(qū)蒸散發(fā)對各河段河流日水位變化的影響相對于冰雪融水作用居于次要地位。

4.2 降雨對水位日變化的影響

為分析降雨對水位日變化的影響，以易貢藏布（勒曲藏布）河段為例，結(jié)合實測降雨數(shù)據(jù)對水位數(shù)據(jù)進行篩選，剔除受降雨影響的水位數(shù)據(jù)：將日降水量>1 mm的日期作為降雨日并剔除;同時，將上述降雨日的后一日數(shù)據(jù)一并剔除，以消除降雨對后續(xù)水位回落過程的影響。圖11為易貢藏布未剔除與剔除降雨影響的水位日變化過程對比，可見去除降雨影響后的水位日變化過程更加穩(wěn)定，季節(jié)分異更明顯，但整體趨勢未改變。圖12為易貢藏布河段去除降雨影響前后日最高、最低水位出現(xiàn)時間對比，可以看出，剔除降雨影響后，數(shù)據(jù)分布更加集中。

從表6也可以看出，剔除受降雨直接影響的水位數(shù)據(jù)后，易貢藏布河段水位漲落歷時差異增大，汛期日水位上漲歷時進一步縮短，回落歷時相應(yīng)增加?？傮w來說，降雨對易貢藏布河段水位日變化過程有一定擾動，但未改變其季節(jié)差異的整體趨勢。

綜上，雖然降雨對研究區(qū)易貢藏布（勒曲藏布）、帕隆藏布、曲宗藏布、拉月曲、金珠曲典型河段水位日變化有一定擾動，但各河段水位日變化與凍融過程主導(dǎo)型水位日變化特征更貼合。因此，雅江大拐彎地區(qū)墨脫上游五河段水位日變化主要受凍融過程主導(dǎo)，而墨脫下游的白馬西路河水位日變化則主要受降雨過程擾動。應(yīng)該指出，目前對區(qū)域河流水位日變化影響因素的探討還較為定性和初步，更詳細(xì)深入的定量分析有賴于高時空分辨率降雨、氣溫、太陽輻射、蒸散發(fā)、冰雪動態(tài)等氣象水文要素的系統(tǒng)監(jiān)測。

5 結(jié)論

本研究基于2022年3月至2023年2月雅江大拐彎地區(qū)6條主要河流小時分辨率水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，解析了區(qū)域水位日變化時空分異特征，并初步探討了其主要影響因素，得到主要結(jié)論如下：

（1） 各河段汛期水位日變幅多高于非汛期，日水位數(shù)據(jù)分布汛期多呈正偏（日小時水位多低于當(dāng)日水位均值），汛后多呈負(fù)偏（日小時水位多高于當(dāng)日水位均值）。白馬西路河水位波動強烈，無明顯季節(jié)差異。

（2） 非汛期水位日漲落過程（漲/落起始時間）相對于汛期有所延遲，并且汛后延遲趨勢更明顯。非汛期水位上漲過程多發(fā)生在午后至次日凌晨，回落過程多發(fā)生在凌晨至午后;而汛期水位上漲過程多發(fā)生在正午至午夜，回落過程多發(fā)生在午夜至次日正午。非汛期日最高/最低水位出現(xiàn)時間相對于汛期同樣有所延后，且汛期日最高/最低水位分布時段更集中。白馬西路河無明顯季節(jié)差異。

（3） 易貢藏布、帕隆藏布、曲宗藏布汛期日水位上漲歷時小于回落歷時，而非汛期上漲歷時大于回落歷時;拉月曲、金珠曲全年日水位上漲歷時均小于回落歷時，且汛期趨勢更明顯;白馬西路河4—10月日水位上漲歷時明顯小于回落歷時，而11月水位上漲歷時明顯大于回落歷時。

（4） 易貢藏布、帕隆藏布、曲宗藏布、拉月曲、金珠曲五河段水位日變化主要受凍融過程主導(dǎo)，而白馬西路河水位日變化主要受降雨過程擾動。

參考文獻：

［1］KROGH S A，SCAFF L，KIRCHNER J W，et al.Diel streamflow cycles suggest more sensitive snowmelt-driven streamflow to climate change than land surface modeling does［J］.Hydrology and Earth System Sciences，2022，26（13）：3393-3417.

［2］WEBB R W，F(xiàn)ASSNACHT S R，GOOSEFF M N.Defining the diurnal pattern of snowmelt using a beta distribution function［J］.Journal of the American Water Resources Association，2017，53（3）：684-696.

［3］GRAHAM C B，BARNARD H R，KAVANAGH K L，et al.Catchment scale controls the temporal connection of transpiration and diel fluctuations in streamflow［J］.Hydrological Processes，2013，27（18）：2541-2556.

［4］GRIBOVSZKI Z，SZIL?GYI J，KALICZ P.Diurnal fluctuations in shallow groundwater levels and streamflow rates and their interpretation：a review［J］.Journal of Hydrology，2010，385（1）：371-383.

［5］MUTZNER R，WEIJS S V，TAROLLI P，et al.Controls on the diurnal streamflow cycles in two subbasins of an alpine headwater catchment［J］.Water Resources Research，2015，51（5）：3403-3418.

［6］LUNDQUIST J D，CAYAN D R.Seasonal and spatial patterns in diurnal cycles in streamow in the Western United States［J］.Journal of Hydrometeorology，2002，3（5）：591-603.

［7］BREN L J.Effects of slope vegetation removal on the diurnal variations of a small mountain stream［J］.Water Resources Research，1997，33（2）：321-331.

［8］CAINE N.Modulation of the diurnal streamflow response by the seasonal snowcover of an alpine basin［J］.Journal of Hydrology，1992，137（1/2/3/4）：245-260.

［9］SCHWAB M，KLAUS J，PFISTER L，et al.Diel discharge cycles explained through viscosity fluctuations in riparian inflow［J］.Water Resources Research，2016，52（11）：8744-8755.

［10］CAUVY-FRAUNI?S，CONDOM T，RABATEL A，et al.Technical note：glacial influence in tropical mountain hydrosystems evidenced by the diurnal cycle in water levels［J］.Hydrology and Earth System Sciences，2013，17（12）：4803-4816.

［11］BURT T P.Diurnal variations in stream discharge and throughflow during a period of low flow［J］.Journal of Hydrology，1979，41（3/4）：291-301.

［12］BOND B J，JONES J A，MOORE G，et al.The zone of vegetation influence on baseflow revealed by diel patterns of streamflow and vegetation water use in a headwater basin［J］.Hydrological Processes，2002，16（8）：1671-1677.

［13］CONSTANTZ J，THOMAS C L，ZELLWEGER G.Influence of diurnal variations in stream temperature on streamflow loss and groundwater recharge［J］.Water Resources Research，1994，30（12）：3253-3264.

［14］余國安，岳蓬勝，張晨笛，等.藏東南地區(qū)的河流水文研究：進展與挑戰(zhàn)［J］.科學(xué)通報，2023，69（3）：394-413.（YU G A，YUE P S，ZHANG C D，et al.River hydrology studies in Southeast Tibet：progress and challenges［J］.Chinese Science Bulletin，2023，69（3）：394-413.（in Chinese））

［15］胡春宏，鄭春苗，王光謙，等.“西南河流源區(qū)徑流變化和適應(yīng)性利用”重大研究計劃進展綜述［J］.水科學(xué)進展，2022，33（3）：337-359.（HU C H，ZHENG C M，WANG G Q，et al.Reviews of the major research plan “runoff change and its adaptive management in the source region of major rivers in Southwestern China”［J］.Advances in Water Science，2022，33（3）：337-359.（in Chinese））

［16］徐宗學(xué)，班春廣，張瑞.雅魯藏布江流域徑流演變規(guī)律與歸因分析［J］.水科學(xué)進展，2022，33（4）：519-530.（XU Z X，BAN C G，ZHANG R.Evolution laws and attribution analysis in the Yarlung Zangbo River basin［J］.Advances in Water Science，2022，33（4）：519-530.（in Chinese））

［17］徐宗學(xué)，周祖昊，姜瑤，等.西南河流源區(qū)徑流量變化規(guī)律及其未來演變趨勢［J］.水科學(xué)進展，2022，33（3）：360-374.（XU Z X，ZHOU Z H，JIANG Y，et al.Variation laws and future evolution trends of runoff in the headwaters region of Southwestern rivers［J］.Advances in Water Science，2022，33（3）：360-374.（in Chinese））

［18］楊逸疇.雅魯藏布江大拐彎峽谷的地貌特征和成因［J］.地理研究，1982，1（1）：40-48，111-114.（YANG Y C.The topographic features and the origin of the Great Bend Valley at the Yarlung Zangbo River in Tibet［J］.Geographical Research，1982，1（1）：40-48，111-114.（in Chinese））

［19］施雅風(fēng)，鄭本興，姚檀棟.青藏高原末次冰期最盛時的冰川與環(huán)境［J］.冰川凍土，1997，19（2）：97-113.（SHI Y F，ZHENG B X，YAO T D.Glaciers and environments during the last glacial maximum （LGM） on the Tibetan Plateau［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，1997，19（2）：97-113.（in Chinese））

［20］劉時銀，姚曉軍，郭萬欽，等.基于第二次冰川編目的中國冰川現(xiàn)狀［J］.地理學(xué)報，2015，70（1）：3-16.（LIU S Y，YAO X J，GUO W Q，et al.The contemporary glaciers in China based on the Second Chinese Glacier Inventory［J］.Acta Geographica Sinica，2015，70（1）：3-16.（in Chinese））

［21］GUO W Q，LIU S Y，XU J L，et al.The second Chinese glacier inventory：data，methods and results［J］.Journal of Glaciology，2015，61（226）：357-372.

［22］西藏自治區(qū)氣候中心.西藏氣候影響評價（2022年）［R/OL］.拉薩：西藏自治區(qū)氣象局.（2023-02-24）［2023-08-25］.http：∥xz.cma.gov.cn/zfxxgk_85277/zwgk/qxbg/202302/t20230224_5326504.html.（Tibet Autonomous Region Climate Center.Climate impact assessment of Tibet （2022）［R/OL］.Lhasa：Meteorological Bureau of Tibet Autonomous Region.（2023-02-24）［2023-08-25］.http：∥xz.cma.gov.cn/zfxxgk_85277/zwgk/qxbg/202302/t20230224_5326504.html.（in Chinese））

［23］MARCHAND J P，JARRETT R D，JONES L L.Velocity profile，water-surface slope，and bed-material size for selected streams in Colorado［M］.Lakewood：US Department of the Interior，Geological Survey，1984.

［24］ASANO Y，UCHIDA T.Detailed documentation of dynamic changes in flow depth and surface velocity during a large flood in a steep mountain stream［J］.Journal of Hydrology，2016，541：127-135.

［25］WIBERG P L，SMITH J D.Velocity distribution and bed roughness in high-gradient streams［J］.Water Resources Research，1991，27（5）：825-838.

［26］THOME C R，ZEVENBERGEN L W.Estimating mean velocity in mountain rivers［J］.Journal of Hydraulic Engineering，1985，111（4）：612-624.

Spatiotemporal variation of diurnal cycle of water level in the grand bend

area of the Yarlung Zangbo River

The study is financially supported by the Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research of China （No.2019QZKK0903） and the National Natural Science Foundation of China （No.42371015）.

YU Guoan¹，YUE Pengsheng^1，2，HOU Weipeng^1，2

（1. Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes，Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，

Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China;

2. University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）

Abstract：Diurnal streamflow （or water level） cycle is an important indicator of hydrologic regime.Analyzing the diurnal variation of streamflow （water level） can reveal the source of runoff and its formation mechanism，and clarify the hydrological processes/dynamics of the river.The reaches of six important tributaries （namely，Yigong Zangbo，Parlung Zangbo，Quzong Zangbo，Layuequ，Jinzhuqu，and Baima Xilu rivers） in the lower Yarlung Zangbo River located in Southeast Xizang，were collected to investigate the spatiotemporal characteristics of the daily water level changes.Based on the monitored hourly-resolution water level data of the six river reaches during 2022—2023，the diurnal water level characteristics in the study area were studied using mathematical statistics and parameter analyses.Factors （including rainfall，glacier，and snow melting） influencing the diurnal variation of water level were also investigated.The diurnal variation of water level during flood season is mostly higher than that during non-flood season;the distribution of daily water level is mostly positively skewed during the flood season （mean value higher than median value） and is negatively skewed during post-flood season （mean value lower than median value）.Except for the Baima Xilu River，where the daily water level changes have no marked seasonal difference，the start time of daily water level rise/fall during non-flood season is normally later than that during flood season in each analyzed river reach;this delay is more pronounced in the post-flood period.The occurrence time of daily maximum and minimum water level in each reach is more centrally distributed during the flood season，and usually earlier than that during the non-flood season.The duration of daily water level rising （i.e.，the time span for the water level to go from the daily lowest to highest） is shorter than falling （from the daily highest to lowest） during flood season in each reach;however，the trend is almost opposite in non-flood season except for the Layuequ and Jinzhuqu rivers.The diurnal variation of water level of the Baima Xilu River is mainly disturbed by rainfall，while that of other rivers is primarily influenced by snow/ice melting.

Key words：diurnal water level cycles;measured water level;spatiotemporal variation;influencing factor;Yarlung Zangbo River