家乡玛纳斯河径流与洪水特征分析

家乡玛纳斯河径流与洪水特征分析

作者：童笛

摘要：为掌握玛纳斯河流域径流与洪水特性，更好地发挥玛纳斯河在工农业生产和防洪工作的重要作用，根据玛纳斯河上游肯斯瓦特水文站多年水文观测资料，对玛纳斯河的径流与洪水特征进行了阐述与分析。结果表明，冰川是玛纳斯河流域径流的主要补给源，影响该流域径流年际、年内变化的主要因素是降水和气温，其径流年内分配集中在6～8月，径流过程略滞后于气温和降水过程。

关键词：玛纳斯河；径流；洪水；特征

Analysis on Runof and Flood Characteristics of Manas River ( Tong Di )

Abstract：To master the runof and flood characteristics of Manas River，and further develop industry and agriculture andprevent and control flood．The paper analyses the runof and flood characteristics of Manas River according to many years of observation data from Kensiwate Hydrology Station in the upper reaches of Manas River．Th e result shows that glacier is the primary replenishment source in Manas valley，precipitation and air temperature is the primary factor which afects years’and months’changes of runof，distributing in June，July and August mostly，the time a little later than temperature and precipitation.

Key words：Manas River；run of；flood；characteristics.

一、玛纳斯河流域的自然概况

玛纳斯河水系属玛纳斯河流域，位于天山北麓准噶尔盆地南缘，地处欧亚大陆腹地，发源于天山北麓依连哈比尕山山脉，最终汇入玛纳斯湖，全河总长约324km，河流从源头到出山口一带长为160km，相应的流域面积约为4637km／m3。流域内地势由东南向西北倾斜，最高海拔为5442．5m，最低256m，海拔高程3600m以上区域为终年积雪覆盖，是径流的主要补给源。该流域远离海洋气候干燥，既有中温带大陆性干旱气候特征，又有垂直气候特征，属于典型的大陆性气候。冬冷夏热，温差较大，光照充足，热量丰富，雨量稀少，蒸发量大，平原地区由北至南，气候差异较大。该流域光、热、水资源较丰富，特别是光热资源条件比国内外同纬度地区要优越得多，有利于农牧业生产的发展。据2005年玛纳斯河上游肯斯瓦特水文站的观测资料反映，玛纳斯河多年平均气温为6．1℃，多年平均降水量为339．6mm，多年平均蒸发量为1568．3mm，径流深为267．7mm。

二、玛纳斯河流域径流与洪水特征分析

玛纳斯河出山口肯斯瓦特站多年平均流量为39．3m3／s，多年平均径流量12．415 X lO8m3，历年最大年径流量为20．08 X 108m3，最小年径流量为9．39 X 108m3，最大年径流量与最小年径流量之比为2：14，径流系列的年际变差系数 为0．18，这在一定程度上反映出流域内的冰川是玛纳斯河径流的主要补给源。

点绘玛纳斯河肯斯瓦特站1957到2005年的49年年径流量年际变化过程，见下图：由下图可知，该流域年径流量在年际间变化不大，多年平均径流量12．415X108m3，而实测最丰年的年径流量为多年径流量的1．62倍，实测最枯年的年径流量为多年平均径流量的80．5％。为消除周期变化，对数据进行3年滑动平均处理，其变化趋势表明，49年间玛纳斯河年平均流量持平略有上升趋势，这与新疆天山北坡的降水变化这一大趋势是一致的。

点绘玛纳斯河日平均流量、气温和降水量变化过程如下图 ：冬季日平均气温在O~C以下时，降水对径流无任何影响。径流年内分配集中在6～8月，径流过程略滞后于气温和降水过程，随着气温的增高，在融雪径流的基础上迭加暴雨径流，易形成较大洪水。

三、径流年内分配的特征

由于受气温和降水的影响，玛纳斯河径流在年闪变化极不均匀，流域内的河流水量主要集中在6～ 8月，占全年水量的70％ 以上，仅7月就占28．7％，主要来自于高山区的冰川和积雪消融，充分显示了夏讯河流的特点。冬季为枯水期，径流量稳定，主要依赖于地下水回归补给。由于径流量时间上的分配不均，对流域内农业生产实行定时定量供水，带来一定的困难。为解决这个问题，40多年来全流域在各河系及灌区内，兴建了各种不同类型的蓄水工程，以使水资源得到最合理利用。由下图可知，径流的年内变化主要受降水与气温的影响，径流的日变化与气温的日变化相似，玛纳斯河出山口肯斯瓦特站，通常情况下河道水位22：00起涨，次日4：00—8：00达到顶峰。径流与降水的年内分配相比，径流年内分配集中于6 8月，降水的年内分配集中于4—8月，径流过程滞后于降水过程。枯水期径流的大小和枯水历时对灌溉发电、供水均有重大影响。以流域水源绝大部分由地下水补给时期，作为确定枯水径流期依据，则玛纳斯河枯水期为前一年l0月一次年4月，相应水量为1．876×108m3，约占全年水量的15．1％。采用数理统计方法，对枯水期径流进行了分析，其cv值在O．3以下，说明枯水期径流量是比较稳定的。

四、玛纳斯河的洪水按洪水成因可分为：

融雪型洪水、暴雨型洪水、暴雨融雪混合型洪水、溃坝型洪水。

1)融雪型洪水。主要是由高山冰川和积雪融化而成，其主要的影响因素是气温，在春季随着零度等温线的扰动回升，流域积雪向河源方向消融，等温线回升到雪线附近，消融量达到基本稳定。这类洪水的特点是：日变化明显，洪峰不高，峰谷有明显的规律性，洪峰流量不大，峰型矮胖，持续时间长，在整个洪水中占很大的比重。

2)暴雨型洪水。此类洪水多集中在7 8月，主要受地方性天气影响，特点是笼罩面积小，强度大，多发生在中、低山带，暴雨中心多在森林带的下缘1500m左右，洪水来势猛，峰高量小，持续时间短，形成尖瘦的峰型。

3)溃坝型洪水。此类洪水在本地区有观测资料以来，仅在玛纳斯河1980年7月27日发生过一次，其特点是：较暴雨型洪水更尖瘦、凶猛、洪量更小，持续时间更

短，峰顶仅几分钟，全过程也只有十几分钟，该年肯斯瓦特站最大洪峰流量为668m3／s。

4)暴雨融雪混合型洪水。此类洪水是造成玛纳斯河流域大洪水的主要成因，形成这类洪水多为大尺度天气系统的影响。此种天气过程前期气温高，在融雪径流的基础上迭加暴雨径流，形成峰高量大的凶猛洪水。特别是在暴雨强度大，笼罩面积大时，历时可长达l 2天，如1999年8月2日发生的特大洪水。由于前期天山北坡开始出现大范围且较长历时的降水天气，使得高山区径流形成的空气及土壤 湿度较大，水量易形成径流。在此次洪水发生前的7月中旬，3000 5500m的高空气温增温迅速。根据气象部门资料，7月10日4000m高空气温为2．0℃ ，7月31日猛增至l0℃，同期零度层的高度也持续较大，由4200m上升到5525m。气温的骤然上升，尤其是零度层的大幅度抬升，促使中、高山区大面积冰雪融化，致使河水流量增大。与此同时，受到副热带高压系统影响，8月1日的降水达25．9mm，使暴雨洪水迭加在融雪洪水之上，发生了8月2日的暴雨融雪混合型洪水，形成历年实测第一大洪水。1996年7月18日，历年实测第三大洪峰流量735m3／s的洪水过程，也属于暴雨融雪混合型洪水。

讨论与总结：

根据以上分析，我们认为：

1)对于玛纳斯河这种冰川融雪型河流，其径流的年际、年内变化，主要受降水与气温的影响，在相同气温条件下，降水量决定了年径流量的多少。径流年内分配集中于6—8月，降水的年内分配集中于4～8月，径流过程略滞后于降水过程。场次洪水的规模对年径流量的大小也有一定的影响，即随场次洪水的规模增加，它对年径流的影响程度也在增加。

2)由于玛纳斯河上游无高山区雨量站，只进行过一些暴雨洪水调查。建议在条件许可的情况下，增设高山区自动雨量站收集降水资料，以便进一步分析高山区降水和中低山区降水对径流的影响。

3)近十几年来，玛纳斯河流域水利建设发展很快，河道治理、引水灌溉等工程在发挥作用的同时，对玛纳斯河水文特征的分析产生了较深远的影响。对洪水进行科学防控，是从控制洪水向管理洪水转变的一次实践，深入分析径流和洪水特性，对掌握河库联合调度形成的不同类型、不同量级洪水组合规律及河道防洪有着极其重要的意义。

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