李文華

（新疆和田水文勘測(cè)局，新疆 和田 84800）

1 概況

皮山縣位于新疆維吾爾自治區(qū)南部，塔克拉瑪干大沙漠南緣,喀喇昆侖山北麓。東與和田縣、墨玉縣毗鄰南與印度、巴基斯坦在克什米爾的實(shí)際控制區(qū)交界，西北與喀什地區(qū)的葉城縣、麥蓋提縣、巴楚縣接壤。皮山縣境內(nèi)主要河流有5條，常年都有水流。自西向東依次是皮山河、蘇勒尕孜、桑株河、普斯開(kāi)河、杜瓦河。選用皮山、杜瓦、桑株3處國(guó)家基本水文站，相鄰流域?yàn)豸斖咛帷⒔?處水文站，水文站網(wǎng)情況見(jiàn)表1。以皮山縣主要河流實(shí)測(cè)水文、氣象資料為依據(jù)，對(duì)相關(guān)河流缺少資料進(jìn)行插補(bǔ)延長(zhǎng)以及還原。

表1 皮山縣徑流選用水文站網(wǎng)概況一覽表

2 年徑流量資料還原整理

2.1 烏魯瓦提站1956年年徑流資料插補(bǔ)延長(zhǎng)

烏魯瓦提站1956年年徑流缺測(cè)，通過(guò)與同古孜洛克站建立相關(guān)關(guān)系進(jìn)行插補(bǔ)出1956年年徑流量。經(jīng)分析，同古孜洛克站1957～1998年與烏魯瓦提站同期年徑流相關(guān)關(guān)系十分密切，相關(guān)系數(shù)為0.85，用此方法插補(bǔ)延長(zhǎng)1956年徑流資料。同古孜洛克站與烏魯瓦提站相關(guān)圖見(jiàn)圖1。

圖1 同古孜洛克與烏魯瓦提站相關(guān)分析圖

2.2 烏魯瓦提站缺測(cè)月份徑流資料插補(bǔ)延長(zhǎng)

喀拉喀什河烏魯瓦提水文站1968～1970年、1973～1977年的徑流量資料中，在冬季11～2月有缺測(cè)情況。經(jīng)分析，采用1957～2010年4～10月的徑流與年徑流進(jìn)行相關(guān)，其關(guān)系十分密切，相關(guān)系數(shù)為0.96,插補(bǔ)缺測(cè)月份年徑流（相關(guān)圖見(jiàn)圖 2）。

圖2 烏魯瓦提站月年徑流相關(guān)分析圖

2.3 皮山站1970年～1974年徑流資料插補(bǔ)延長(zhǎng)

選用1959年～2010年5～9月份的徑流與年徑流建立相關(guān)關(guān)系，兩者關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)為0.995，用此方法插補(bǔ)延長(zhǎng)停、缺年份的年徑流資料。皮山站5～9月份徑流與年徑流相關(guān)分析見(jiàn)圖3。

圖3 皮山站5～9月份徑流與年徑流相關(guān)分析圖

2.4 皮山站1957～1958年缺測(cè)徑流資料的插補(bǔ)

選取皮山河皮山站與提孜那甫河江卡站年徑流進(jìn)行相關(guān)，其兩站相關(guān)關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)在0.81以上。選擇江卡水文站的年徑流對(duì)皮山水文站缺測(cè)年份徑流進(jìn)行插補(bǔ)展延。江卡站與皮山站年徑流相關(guān)分析見(jiàn)圖4。

圖4 皮山站與江卡站年流量相關(guān)分析圖

2.5 皮山站1956年缺測(cè)徑流資料的插補(bǔ)

皮山站1956年還沒(méi)有建站。1956年的年徑流量采用多年平均值代替。經(jīng)插補(bǔ)展延后，皮山水文站年徑流系列可達(dá)到55年，可以滿足評(píng)價(jià)要求。

2.6 桑株站1968～1974年部分月份停測(cè)資料的插補(bǔ)

選用1960年～1993年5～10月份的徑流與年徑流建立相關(guān)關(guān)系，兩者關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)為0.81，用此方法插補(bǔ)延長(zhǎng)停、缺年份的年徑流資料。桑株站5～10月徑流量與年徑流量相關(guān)分析見(jiàn)圖5。

圖5 桑株站5～10月份徑流與年徑流相關(guān)分析圖

2.7 桑株站1957～1959年缺測(cè)徑流資料的插補(bǔ)

選取皮山河皮山站與桑株河桑株站同期年徑流量進(jìn)行相關(guān)，其兩站相關(guān)關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)在0.85。選擇皮山水文站的年徑流對(duì)桑株水文站缺測(cè)年份徑流進(jìn)行插補(bǔ)展延。桑株站與皮山站年徑流相關(guān)分析見(jiàn)圖6。

圖6 桑株站與皮山站年流量相關(guān)分析圖

桑株站1956年還沒(méi)有建站。1956年的年徑流量采用多年平均值代替。

2.8 杜瓦站徑流資料插補(bǔ)延長(zhǎng)

選用皮山水文站同期年徑流建立長(zhǎng)、短系列訂正關(guān)系，求得杜瓦水文站多年平均年徑流。杜瓦水文站1960～1961年、1980～1988 年、平均徑流量為 0.4706×108m3。皮山水文站 1960～1961 年、1980～1988 年、年平均徑流量為 3.370×108m3，比多年平均徑流量少3.2%。由差積曲線分析可知，2005～2008年是一個(gè)豐水期，因此，短系列平均值小于多年平均值是合理的。

計(jì)算公式如下：

式中：W設(shè)長(zhǎng)、W參長(zhǎng)為代表站與參證站長(zhǎng)系列多年平均年徑流量（108m3）；W設(shè)短、W短為代表站與參證站短系列多年平均年徑流量（108m3）。

經(jīng)下列公式計(jì)算，杜瓦水文站多年平均年徑流為0.4554×108m3。

3 主要河流年徑流量

皮山河發(fā)源于喀喇昆侖山北麓，上游由阿克肖河及康阿孜河兩大支流組成，兩支流在瑙阿巴提塔吉克民族鄉(xiāng)匯合，匯合后始稱皮山河。桑株河阿喀孜以上河道縱坡降大于5.0%，從阿喀孜到桑株水庫(kù)河道長(zhǎng)約28 km，縱坡降2.3%，水庫(kù)以下河道縱坡在1.2%～1.0%之間。杜瓦河發(fā)源于喀喇昆侖山北坡，有少量的冰川，杜瓦河由南向北流淌，經(jīng)杜瓦水庫(kù)后，逐漸消失在沙漠之中。普斯開(kāi)河西側(cè)15 km處為桑株河，東側(cè)20 km處為杜瓦河，三河南北流向平行發(fā)源于喀喇昆侖山北麓。蘇勒尕孜河發(fā)源于昆侖山北麓桑株達(dá)坂。

表2 主要河流特征值情況

4 徑流的年內(nèi)分配及年際變化

4.1 徑流量年內(nèi)分配

皮山河流域徑流產(chǎn)生于昆侖山北坡山區(qū)的降雨、季節(jié)性積雪融水、永久積雪融水。徑流的年內(nèi)分配很不均勻，年內(nèi)變化大，其分配不但與降雨有關(guān)，而且還與熱量同步。徑流與氣溫關(guān)系密切，全年徑流主要集中在高溫季節(jié)的6～9月和5～8月。經(jīng)分析計(jì)算，皮山河、桑株站夏季徑流量分別占年徑流量的83.7%、85.0%左右，四季來(lái)水量不均勻，對(duì)各流域內(nèi)工、農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)非常不利。各代表站多年平均徑流量四季分配見(jiàn)表3。

表3 皮山縣主要河流多年平均徑流量四季分配表

4.2 徑流量年際變化

4.2.1 年徑流變差（CV值）分析

通常用年徑流的變差系數(shù)CV值來(lái)說(shuō)明徑流多年變化的特征性，一個(gè)地區(qū)徑流的年際變大，則CV值大，反之則小[1]。皮山河流域內(nèi)各河流年徑流年際變化相對(duì)不大，仍以皮山、桑株兩個(gè)系列較長(zhǎng)的代表站為例進(jìn)行分析，其多年年徑流的變差系數(shù)CV值分別為0.18、0.20，在地區(qū)各河流中處中等偏上水平。皮山河、桑株河源頭均有現(xiàn)代冰川分布，由于冰川對(duì)河川徑流起著很好的調(diào)節(jié)作用，所以變差系數(shù)CV值較小，符合流域特征。

4.2.2 極值比分析

皮山河、桑株河徑流最大水年與最小水年徑流的倍比在2.3～2.1之間；多年最大模比系數(shù)Kmax介于1.61～1.54之間，最小模比系數(shù)Kmin介于0.77～0.68之間。也就是說(shuō)最豐水年徑流量不超過(guò)多年平均年徑流量的2.0倍，最枯水年徑流量也不小于多年平均年徑流量的一半。

表4 代表站年徑流極值統(tǒng)計(jì)分析表

5 出境及出區(qū)水量

（1）奇普恰普諸小河有部分在皮山縣流出國(guó)境，在皮山縣境內(nèi)總集水面積303 km2，無(wú)實(shí)測(cè)資料，按年徑流深等值線圖量算，流出國(guó)境年徑流量為0.5302×108m3，折合徑流深175 mm，占出區(qū)水量的3.4%。

（2）葉爾羌河流域中上游的一部分部分位于皮山縣，區(qū)內(nèi)流域面積為3794.6 km2，無(wú)實(shí)測(cè)資料，按年徑流深等值線圖量算，流出縣境年徑流量為2.2506×108m3，折合徑流深59.3 mm，占出區(qū)水量的14.4%。

（3）喀拉喀什河上游有部分位于皮山縣，區(qū)內(nèi)流域面積為8346.6 km2，在出區(qū)河段沒(méi)有實(shí)測(cè)資料，按年徑流深等值線圖量算，流出縣境年徑流量為12.81×108m3，折合徑流深153.5 mm，占出區(qū)水量的82.2%。

流出皮山縣(包括奇普恰普諸小河等三部分)的年徑流量為15.591×108m3，占皮山縣河川徑流量的67.7%，折合徑流深39.5 mm。

6 地表水資源量及河川徑流量計(jì)算

地表水資源量計(jì)算方法：為最大限度利用實(shí)測(cè)資料，提高計(jì)算成果的精度，地表水資源及河川徑流量計(jì)算采取“實(shí)測(cè)優(yōu)先原則”[2-4]，（1）有水文站的河流，按同步系列推求測(cè)站以上控制區(qū)多年平均河川徑流量。（2）沒(méi)有水文站控制的河流，包括季節(jié)性河流和山洪溝等產(chǎn)水區(qū)以及設(shè)站河流未控制產(chǎn)水區(qū)，只要山區(qū)有集水面積的，都可用等值線圖量算出年徑流量。

式中：W為分區(qū)地表水資源量；RKZi為控制站天然河川徑流量；WFKi為非控制區(qū)產(chǎn)水量；RKRi為控制站以上徑流形成區(qū)入?yún)^(qū)水量；WR為分區(qū)河川徑流量；RRJi為非控制區(qū)入境水量。

表5 控制站徑流量水平檢查表

根據(jù)地表水資源分區(qū)原則，同時(shí)參考《新疆地表水資源評(píng)價(jià)》中地表水資源分區(qū)的劃分，在皮山縣水資源三級(jí)區(qū)中劃分出和田河流域、奇普恰普諸小河、葉爾羌河流域區(qū)三個(gè)水資源評(píng)價(jià)三級(jí)區(qū)；在和田河流域水資源評(píng)價(jià)區(qū)區(qū)中，又分為喀拉喀什河、杜瓦河、普斯開(kāi)河、桑株河、皮山河區(qū)等五個(gè)水資源四級(jí)區(qū)；在奇普恰普諸小河區(qū)又分為奇普恰普等5條河等一個(gè)水資源四級(jí)區(qū)；在葉爾羌河流域區(qū)又分為葉爾羌河、虛木浪吾斯塘等二個(gè)水資源四級(jí)區(qū)；為最大限度利用實(shí)測(cè)資料，提高計(jì)算精度，地表水資源及河川徑流量計(jì)算采取“實(shí)測(cè)優(yōu)先原則”，即凡有水文測(cè)站的河流,測(cè)站以上集水區(qū)(簡(jiǎn)稱控制區(qū))河川徑流量均采用實(shí)測(cè)值,缺乏水文測(cè)站的季節(jié)性河流、山洪溝等產(chǎn)水區(qū)(簡(jiǎn)稱控非制區(qū))，根據(jù)等值線量算產(chǎn)水量。皮山縣四級(jí)區(qū)地表水資源計(jì)算成果見(jiàn)表6。

表6 四級(jí)區(qū)多年平均地表水資源量及河川徑流量

7 結(jié)語(yǔ)

皮山縣所涉及水量控制較好的代表站均做了單站降水總量量算，與單站徑流量之比為單站流域平均徑流系數(shù)。徑流系數(shù)的區(qū)域變化應(yīng)充分考慮流域控制站以上的冰雪覆蓋度、流域平均高程、水汽來(lái)源、產(chǎn)流條件以及地域變化規(guī)律[5]。多年平均降水量等值線圖在參照《新疆地表水資源》1956～2000年多年降水量等值線圖的基礎(chǔ)上做了少量修改，主要修改是在高值區(qū)部分。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試多年平均降水量等值線和徑流深等值線定線后，通過(guò)量算皮山縣多年平均降水量為75.65×108m3，多年平均徑流量為23.044×108m3，流域平均徑流系數(shù)為0.30。

[1]李紅軍,江志紅,劉新春,等.阿克蘇河徑流變化與北大西洋濤動(dòng)的關(guān)系[J].地理學(xué)報(bào),2008,63(5):491-501.

[2]陳亞寧,徐宗學(xué).全球氣候變化對(duì)新疆塔里木河流域水資源的可能性影響[J].中國(guó)科學(xué):D輯,2004,34(11):1047-1053.

[3]施雅風(fēng),沈永平.西北氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)型的信號(hào),影響和前景初探[J].科技導(dǎo)報(bào),2003,2:54-57.凌紅波,徐海量,張青青.新疆克里雅河源流區(qū)徑流變化與氣候因子關(guān)系的非線性分析[J].地理研究。

[4]施雅風(fēng).2050年前氣候變暖冰川萎縮對(duì)水資源影響情景預(yù)估 [J].冰川凍土,2001,23(4):333-341.

[5]南峰,李有利,史興民.新疆瑪納斯河水量波動(dòng)與氣候變化之間的關(guān)系[J].水土保持研究,2003,10(3):59-61.