浅析池河流域水文特性

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摘 要：采用池河流域马池水文站及所属上游六个雨量站，选择历时19-39年的完整水文资料，利用水文统计分析方法获得池河流域降水、蒸发、径流、泥沙等水文特征的特点及变化分布规律。为合理开发、利用池河流域水资源提供参考。

关键词：池河流域； 水文特性； 降水； 蒸发； 径流； 泥沙

1 流域概况

池河是汉江左岸较大支流，发源于秦岭中段南麓宁陕县城东部的庙梁。河长114km，平均比降7.22‰，流域控制站马池水文站，坐标：东经108°19′36″，北纬32°57′00″，控制集水面积9842，距河口里程9.3km汇入汉江。流域水系呈羽毛状，5km以上的河沟有16条之多。流域控制站马池水文站以上（区间）主要水利工程有筷子铺、迎丰、万家宝、青石、庙梁等5个水力发电站，总库容1000（最小170m3，最大260万m3）万m3，总装机容量：14890kw（最小1670kw，最大4260kw），年发电量4275万度。流域地质结构土壤为粘质、砂层粘土，岩石多为片岩和千枚岩，森林覆盖率平均在63以上，为安康地区粮食主产区。气候受秦岭和巴山制约，为北亚热带温润、半湿润气候，具有春暖干燥、秋凉湿润并多连阴雨的特点，气候与海拔高度、地理位置及地形等有密切关系。本流域汛期自5月1日开始，10月31日结束，年降水量主要集中在7至9月。

2 水文特性

2.1降水

根据本流域6处雨量站资料统计显示：各站多年平均降水量在826mm～987mm之间，多年最大降水量1276mm～1778mm之间，多年最小降水量579mm～710mm，时空分布不均。从降水量空间分布分析，降水量由东南向西北递增，并随海拔高度变化，河谷低山向高山递增，海拔升高100m，降水量约增多20mm。

2.1.1按空间位置分布：

北端位置最高的庙梁雨量站一带降雨最多，年平均降水量987mm，年最多降水量1463mm，年最小降水量710mm；其次是西侧位置较高的云川雨量站，年平均降水量977mm，年最多降水量1619mm，年最小降水量704mm；而南端位置较低的大坝雨量站，年平均降水量826mm，年最多降水量1276mm，年最小降水量585mm；流域内其它各站年平均降水量在850mm～946mm，年最多降水量1428mm～1778mm，年最小降水量579mm～652mm之间。

2.1.2按时间季节分布：

从年内分布来看，降水量主要集中分布在汛期的5～10月，12月至次年2月降水量最少。据多年降水量资料分析，5～10月降水总量一般占多年平均降水总量的83.7%～85.8%以上，其中：主汛期7～9月降水量占多年降水总量的51.5%～56.8%，部分年份主汛年7～9月降水量674.9mm占年降水量963.4mm的70.1%期降水量占当年70%以上，例如：庙梁站1982；新矿站1981年7～9月降水量814.3mm占年降水量1048.9mm的77.6%；铁炉坝站1975年7～9月降水量611.7mm占年降水量858.8mm的71.2%；云川站1984年主汛期957.1mm占年降水量1318.0mm的72.6%，2003年主汛期872.1mm占年降水量1242.7mm的70.2%；马池站1995年主汛期551.2mm占年降水量782.7mm的70.4%；冬季（12月至次年2月）仅占全年降水量4%以内。

2.1.3按暴雨强度分布：

根据历年出现较大洪水年份的降水资料分析，其暴雨强度由西北向东南递减，云川、新矿、铁炉坝、庙梁等地为暴雨易发区域，其暴雨中心在铁炉坝一带。

流域内各站年降水量变差系数Cv值为0.33～0.49之间。

2.2 蒸发

2.2.1均值统计：

据蒸发资料统计分析：多年平均自然植被蒸发量637.8mm，其中：非汛期（1至4、11、12月）占32.3%，汛期（5至10月）占67.7%。

2.2.2极值统计：

年最大蒸发量为717.7 mm，发生在1990年；年最小蒸发量为517.0 mm，出现在2009年。最大月蒸发量为124.9mm，占当年总量699.0mm的17.9%，出现在2002年7月；最小月蒸发量为15.6mm，占当年总量523.9mm的2.98%，出现在1993年1月。最大日蒸发量为7.0mm，发生在1989年；最小日蒸发量为0.0mm，出现在1991年。

初冰日期：12月11日～27日。

终冰日期：1月2日～2月22日，最晚冰时间出现在1993年3月12日。

2.3 河川径流

受降水和地形、地质结构等因素影响，流域内不同位置及各支流径流深有所差异。从流域内分布分析，由于流域内山高陡坡，各河沟切割深、比降大、而降水量随地势的升高而递增。地表水有降水供给，故径流具有高山多于浅山，浅山大于河谷的特点，根据池河马池水文站实测资料计算：多年平均流量为11.54m3/s，多年平均径流量3.639亿 m3，多年平均径流深369.8mm，径流模数11.73L/s.km2。

流域内径流年内分配不均，各月变化大。由于降水集中在7～9月且强度大，大部分降水很快形成径流汇入河内，形成洪水。因此，这三个月径流量较大。统计分析，7～9月径流量占年径流量的70%，而冬季12～2月仅占全年径流量的8%。

2.4暴雨洪水

2.4.1 暴雨是形成洪水的主要来源

池河流域汛期天气系统主要受西太平洋副高压的进退变化，7月份出现暴雨机会最多，次为8月、9月，其他月份4-6月、10月也偶有发生。暴雨系统除受台风影响外，一般主要为低涡切变，两者若相叠则形成更强大的暴雨并伴有冰雹。24h暴雨接近或超过100mm，在全流域均发生过，如1972年7月新矿143.6mm，1974年9月新矿143.2mm，1975年9月马池147.0mm，1978年7月马池113.4mm，1983年7月马池105.0mm、迎丰107.2mm、云川127.4mm、庙梁108.3mm，1984年9月新矿136.5mm、云川132.3mm，1988年7月庙梁107.3mm，1988年8月云川110.0mm，1998年8月迎丰149.2mm，199年7月马池116.3mm，2000年8月新矿114.8mm，2003年8月云川202.7mm，2005年7月马池124.8mm、大坝105.6mm，2007年7月新矿138.9mm。

2.4.2 连阴雨（梅雨）天气是形成洪水的另一原因

连阴雨在5月-10月均有出现，但较多出现在5月中下旬及9月下旬至10月上中旬，这种天气的特点是：每天降水强度不大，但累计次降水量较大，降水持续时间长，短则3d-5d，最长可达月余之久。由于长时间降水，致使土壤含水量饱和，容易形成滑坡等自然灾害。土壤含水量饱和后，后期降水绝大部分容易形成径流，遇较大强度的降雨就形成较大或特大洪水。

2.4.3 典型洪水简介

1974年9月8日至9月13日，池河流域出现一次长历时的强降水过程；其中8至11日降中到大雨，各地累计降水量70～85，12日雨势加强，流域内各地降大暴雨，12日各主要站点降水量为新矿雨量站143.2，铁炉坝雨量站121，大坝雨量站93，13日雨势减弱，各地以中雨为主。

强降水致使池河流域各支流河水迅速上涨，池河马池站12日0时起涨水位375.31m，相应流量152m3/s，19时水位377.32 m，相应流量648 m3/s超过警戒流量，至13日11时42分出现洪峰，水位378.85 m、洪峰流量1380 m3/s。此次洪水为池河马池水文站建站以来，实测的最大历史性洪水。

2.5泥沙

据资料统计，多年平均含沙量为0.311kg/m3，历年最大含沙量467kg/m3，出现于2003年8月29日，历年最小含沙量为0.0 kg/m3，出现于1974年1月26日；多年平均输沙量为35.9万t，历年最大输沙量347万t，发生在2003年，历年最小输沙量2.11万t，发生在2001年；多年平均侵蚀模数364t/km2。泥沙主要是以悬移质为主，且主要分布在洪水期，非汛期的11月至次年3月含沙量几乎为0，一般情况下这几个月输沙总量仅占全年的0.5%以内。

3 结论

3.1 降水量的变化规律由“东南向西北递增、河谷低山向高山递增”。其暴雨中心在宁陕县铁炉坝一带。

3.2 径流、泥沙量随降水强度的变化而变化，主要分布在主汛期的7月至9月。

3.3 蒸发量主要分布在5至10月的汛期，突出在6至8月，占全年蒸发量的40%以上。

3.4 非汛期及汛期的平水期，由于流域内水电站的蓄水截流，导致马池水文站的基本水位与降水量的相应变化规律呈“非常状态”。

4 池河流域特性的分析对马池水文站测报工作的作用

4.1根据上游雨量站点降水量的范围及强度大小，掌控水位变化的缓急，有利于流量、泥沙测验的测次布置。

4.2 为“水位流量关系单值化”分析与水文资料测验项目的简测、间测、停测以及防汛自动测报等项分析工作，提供科学的分析依据。

4.3 提醒水文职工随时观察天气，应对全球性的“厄尔尼诺”现象的影响，为测报工作奠定坚实的基础。

4.4 熟练掌握测报和各项工作的基本规律。■