大通河流域降水量及地表和地下水资源分析与评价

崔腾科，张德栋（.甘肃省兰州水文水资源勘测局，73000，兰州；.甘肃省水文水资源局，730000，兰州）

大通河流域降水量及地表和地下水资源分析与评价

崔腾科1，张德栋2
（1.甘肃省兰州水文水资源勘测局，73000，兰州；2.甘肃省水文水资源局，730000，兰州）

收集大通河降水、蒸发、河川径流、地下水、水质等资料，进行流域水资源评价。通过调查和分析计算得出：流域降水量年内分配不均，年际变化相对较小；蒸发量在地区上的变化与降水量相反，随海拔的升高而降低；径流量年内分配不均，径流年际变化较大；流域地下水资源量全为河川基流；大通河水质多为Ⅱ类，地下水全部为Ⅲ类，水质良好；流域水资源总量28.95亿m3，水资源模数平均为19.2万m3/km2，产水系数为0.39。可为大通河流域水量分配、调度和水资源保护等提供决策依据。

大通河流域；降水量；蒸发量；径流量；地下水；水资源评价

大通河干流已建、在建和规划建设的引大入秦、引硫济金、引大济湟、引大济黑、引大济湖等调水工程，涉及甘肃、青海、内蒙古三省（自治区），水量需求巨大，全部实施后将可能对大通河流域水资源利用和生态系统的维持带来一定威胁。因此，为了流域水量分配、调度和水资源保护等科学决策，需开展流域水资源分析与评价。

一、流域概况

1.基本情况

大通河是黄河上游支流——湟水最大的一级支流，发源于青海省天峻县托勒南山，自西北向东南流经青海省的天峻、祁连、刚察、海晏、门源、互助、乐都、民和以及甘肃省的天祝、永登、红古等11个县（区），在青海省民和县享堂镇附近注入湟水。大通河流域地处青藏高原东北部边缘，北屹托勒山、冷龙岭与河西走廊的黑河、石羊河流域为邻，南依大通山、大坂山与青海湖、湟水干流地区相连，东隔盘道岭与庄浪河流域接壤。大通河干流全长560.7 km，天然落差2 793 m，平均比降为5‰。流域面积15 130 km2，占湟水流域总面积的46%，其中青海省12 940 km2，甘肃省2 190 km2。

2.水资源分区

水资源的开发利用受自然、气候、人口、资源、环境、经济等因素的影响和制约，为了切合实际地利用水资源，促进各地区经济社会发展和生态环境的良性维持，实现水资源的可持续利用，需要根据各地情况和特点划分区域，研究提出各区域水资源开发、利用、节约、保护以及管理的措施和方案。因此，为了分析水资源开发利用情况，将流域划分为4个分区，分别为河源至武松塔拉、武松塔拉至尕大滩、尕大滩至天堂寺、天堂寺至入湟口。各分区情况见表1。

二、水资源分析与评价

1.降水与蒸发

（1）降水量

根据流域内降水站点 1956—2009年数据系列评价，流域多年平均年降水量495.3 mm，折合年降水总量74.93亿m3。流域20%、50%、75%和90%保证率条件下相应的降水量分别为560.2、491.1、440和373mm。各分区中，武松塔拉至尕大滩分区降雨量最大，为550.6 mm；尕大滩至天堂寺分区次之，为547.5 mm；天堂寺至入湟口分区降雨量最小，为426.3 mm。

表1 流域水资源分区

流域降水量的年内分配极不均匀，夏季多而冬季少，春秋介于冬夏之间。最大月降雨量多发生在7月（109 mm）、8月（105.5 mm），最小月降雨量多发生在12月（1 mm）、1月（2 mm）；5—9月降水量集中，5个月的降雨量占全年降雨的85.8%。

流域年降水量的年际变化相对较小，最大与最小年降水量的比值在1.8～5.3之间，大多数雨量站的比值在3倍以下。统计不同时段流域降雨量，降雨量变化较小，20世纪90年代降雨偏枯，流域降雨量483.8 mm，较多年平均值偏少2.3%；20世纪80年代降雨普遍偏丰，流域降雨量518 mm，较多年平均值偏多4.6%。

（2）蒸发量

流域内水面蒸发量在地区上的变化与降水量相反，随海拔的升高而降低，下游地区多年平均水面蒸发量在800～900 mm以上，而上游地区则在700 mm左右。水面蒸发量的年内分配随各月气温、湿度、风速而变化。全年最小月蒸发量一般出现在1月或12月，最大蒸发量出现在5—8月，占全年总量的50%左右。影响流域水面蒸发的主要是气候因素，由于气候条件年际变化平缓，使得水面蒸发的年际变化也较小。流域尕大滩站最大最小水面蒸发量比值为1.37，CV值为0.08。

表2 流域各代表水文站基本情况

表3 流域各分区地表水资源计算成果

2.地表水资源量

（1）河川径流量

大通河干流水文站主要有武松塔拉、尕日德、尕大滩、天堂寺、连城、享堂等。根据各分区水文站控制情况，选取尕大滩、天堂和享堂等3处水文站作为代表站，其中享堂站是大通河的控制站。代表站基本情况见表2。

由于人类活动影响，流域大部分控制水文站的实测径流已不能反映河川径流的实际情况。为使水文站的径流量能基本代表天然产流量，需要将断面以上受人类开发利用水资源活动影响而增减的水量进行还原计算。本次还原的主要项目包括农业灌溉水量、工业和生活用水量、水库蓄变量、外调水量，其他如水土保持等影响的水量因缺少资料暂不还原。天堂寺和享堂水文站，多年平均还原水量分别为0.24亿m3和1.15亿m3。经一致性处理后，尕大滩、天堂寺和享堂站多年平均天然径流量分别为15.96亿、25.11亿和29.05亿m3。

（2）分区地表水资源量

在前述测站天然径流量分析基础上，计算各分区地表水资源量，流域多年平均河川径流量为28.95亿m3，折合径流深192 mm，年径流系数0.39。从不同保证率来看，20%、50%、75%和90%条件下天然径流量分别为33.35亿、28.64亿、25.29亿和22.57亿m3。地表水资源量计算成果见表3。

受降雨条件、河流的补给类型及自然地理条件的影响，流域地表水资源量的年内分配差异较大，流域代表站享堂站连续4个月最大径流量集中在6—9月份，占年径流总量的65%。最大月径流量多发生在 7月（5.69亿 m3）、8月（5.45亿 m3），占年径流量的40%左右；最小月径流量多发生在1月（0.53亿m3）、2月（0.48亿m3），仅占年径流量的2%左右。

流域径流年际变化较大，最小年径流量（20.57亿m3，1962年）和最大年径流量（50.33亿m3，1989年）相差近2.5倍。统计不同时段流域径流量，20世纪70年代径流偏枯，流域年径流量27.3亿m3，较多年平均值偏少6.1%；20世纪80年代径流偏丰，流域年径流量32.1亿m3，较多年平均值偏多10.5%。

3.地下水资源量

地下水资源量主要是指与大气降水和地表水体有直接水力联系的潜水和弱承压水（统称浅层地下水），是参与水循环且可逐年更新的动态水量。根据流域地貌特征以及水文地质条件，流域共划分为9个地下水均衡计算小区，9个小区全部为山丘区。采用排泄量法进行流域地下水资源评价，在各均衡计算区分析和评价的基础上，确定流域各水资源分区的地下水资源量。流域多年平均地下水资源量为11.77亿m3，全部为河川基流量。各分区地下水资源量中，尕大滩至天堂寺分区最大，为4.16亿m3；天堂寺至入湟口分区最小，仅0.77亿m3。各分区的地下水资源量见表4。水资源量最多，为9.06亿m3，占流域水资源总量的31.3%；天堂寺至入湟口分区水资源量最少，为4.05亿m3，占流域水资源总量的14.0%。各省中，青海省水资源量为25.79亿m3，占流域水资源总量的89.1%；甘肃省水资源量为3.16亿 m3，占流域总量的10.9%。流域水资源量成果见表5。

表4 流域各水资源分区地下水资源量计算成果

表5 流域水资源总量成果

5.水资源质量

4.水资源总量

水资源总量是指当地降水形成的地表和地下产水量，即地表径流量与降水入渗补给量之和。由于流域地下水评价区域全部为山丘区，地下水资源量全部为与地表水的重复量，因此，流域水资源总量即为地表水资源量28.95亿m3。流域水资源模数平均为19.2万m3/km2，产水系数为0.39。

从分区看，尕大滩至天堂寺分区

大通河地表水水化学类型呈微碱性，为天然优质水。湟水流域的矿化度、总硬度自上游向中下游呈增大趋势。上游矿化度一般在250 mg/L左右，到河口增至400 mg/L左右，总硬度由150 mg/L左右增至250 mg/L左右。大通河全年评价河段长为218.1 km，属于Ⅱ类水质的河段长为160.9 km，占评价河段长的74%；属Ⅳ类水质的河段长为57.2 km，占评价河段长的26%，主要在甘肃连城段，是由于附近大型矿区排污造成的。大通河享堂站位于大通河入湟口，现状水质为Ⅱ类，水质良好。

大通河地下水水化学类型以Cl-Ca和Cl-Na·Ca型为主，矿化度均为小于1.0 g/L的淡水，pH值多在7.3～8.4之间，属弱碱性水。大通河地下水总硬度在50～300 mg/L之间，其中武松塔拉至尕大滩区间介于 50～100 mg/L，天堂寺以下区间总硬度在150～300 mg/L之间。大通河地下水全部为Ⅲ类水质。

三、结论

（1）流域多年平均降水量为495.3 mm，年内分配不均，汛期降水量占全年的85.8%；年际变化相对较小，最大与最小年降水量的比值在1.8～5.3之间，大多数雨量站在3倍以下。流域内水面蒸发量在地区上的变化与降水量相反，随海拔的升高而降低，下游地区多年平均水面蒸发量在800～900 mm以上，而上游地区则在700 mm左右。

（2）流域多年平均河川径流量为28.95亿m3，折合径流深192 mm，年径流系数0.39。径流量年内分配不均，连续4个月径流量占年径流总量的65%。径流年际变化较大，最小年径流和最大年径流相差近2.5倍。

（3）流域多年平均地下水资源量为11.77亿m3，全部为河川基流量。各分区中，尕大滩至天堂寺分区最大，为4.16亿m3；天堂寺至入湟口分区最小，仅0.77亿m3。

（4）流域水资源总量即为地表水资源量28.95亿m3，水资源模数平均为19.2万m3/km2，产水系数为0.39。

（5）大通河享堂站位于大通河入湟口，现状水质为Ⅱ类，水质良好。大通河地下水全部为Ⅲ类水质。

[1]杨成有,刘进琪.甘肃省江河地理名录 [M].兰州：甘肃人民出版社，2014.

[2]水资源公报编制规程 [S].2009.

[3]刘光文.水文分析与计算 [M].北京：水利电力出版社，1989.

[4]张婷，刘双玲.东辽河水资源评价的一致性分析[J].东北水利水电，2005（4）.

责任编辑 张金慧

Precipitation in Datonghe River Basin and assessment of surface and groundwater resources

//Cui Tengke,Zhang Dedong

Water resources evaluation of Datonghe River has been conducted based on collected data of precipitation, evaporation,runoff,groundwater and surface water quality.The results of investigation and analytic calculation show that rainfall is unevenly distributed within a year but has small changes in different years.Evaporation decreases along with the increase of altitude.Runoff is unevenly distributed within a year and varies dramatically in different years.All groundwater resources are base flow of rivers.Water quality is relatively good as most of surface water meets national class-II standard and all groundwater meets class-III standard.Total water resources in the basin is 2.895 billion m3and the average water resources modulus is 0.192 million m3/km2with a water production coefficient of 0.39.The evaluation may help decision-makers to allocate,regulate and protect water resources effectively in Datonghe River Basin.

Datonghe River Basin;precipitation;evaporation;runoff;groundwater;water resources assessment

TV213

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：1000-1123（2017）03-0041-03

2017-01-11

崔腾科，高级工程师。