洮河流域径流演变趋势分析

洮河流域径流演变趋势分析

畅俊杰1，高学军2，赵昌瑞1

（1.黄委会上游水文水资源局，甘肃 兰州 730030；2.黄委会宁蒙水文水资源局，内蒙古 包头 014014）

摘 要：本文对洮河流域水文特征进行了分析，发现该流域径流变化过程自1988

年以后逐渐变小，致使均值在时间域上发生了跳跃，跳跃量为55 m3/s，折合水

量为17.345亿m3。由于自然条件和人类活动的影响，洮河流域在未来一个较长

时段内将处于枯水段，年流量将在跳跃后的均值附近摆动。

关键词：洮河；径流；演变趋势；分析

1 前言

洮河是黄河上游较大的一级支流，红旗水文站是洮河的把口站，是我国西北

地区重要的水电站——刘家峡水库的入库站。其流量过程是水库电站科学管理、

合理调度、经济运行的主要依据。随着社会经济的快速发展，特别是中央提出了

开发大西北的战略决策，西北地区工农业生产将有一个迅速发展的时期。但是，

由于近年来气候异常，我国北方地区大范围持续干旱，天然来水量不断减少，水

资源供需矛盾将会日益加剧。正确认识河流来水量的变化趋势，科学合理地进行

调度，使之满足工农业生产和各部门的用水需求，使有限的水资源发挥最大的社

会效益和经济效益，具有非常重要的现实意义。 2 流域自然概况及水文特性

2.1 流域自然概况

洮河流域位于青藏高原东北部，东临渭源县，东北与兰州市相接，北连永靖

县，西靠临夏州，南与白龙江流域接壤，东南与宕昌县在分水岭交界。在东经

101°36′～104°20′，北纬34°03′～36°01′之间。发源于青海省海南州

境内的西倾山北麓勒尔当，源地海拔高程4260m，干流全长673Km，平均坡度

27.0‰，集水面积为25527km2。河水流出青海后向东流经甘肃省甘南州碌曲、临

潭、卓尼县后至定西地区的岷县北折，再穿过临洮跨越临夏州的东乡到永靖县刘

家峡水库坝上2km处汇入黄河，水系及测站分布见图1。（略）

流域上游地处甘南高原中部，地势高亢，海拔在3000～4000m之间，属高寒

湿润气候，多年平均气温为2.3℃，多年平均降水量为610mm，多集中在7～9

月。域内山地阳坡为草地，阴坡有灌木丛和草本植物，植被良好。河流侵蚀作用

微弱，河水清澈。流域中游上段地处甘南东部高山森林区，主要为岷山山地，其

特点是山高谷深，森林面积大，主要山脉海拔高程均在4000m左右，这里既有甘

南高原主要的原始森林分布带，也有宽阔的草原，除洮河北岸岷县地段外，水土

流失很小，水质良好；中下段南边为太子山林区，主峰超过3500～4000m，北边

为甘南高原东缘与陇中黄土高原及陇南山地的接壤区，海拔约在2300～3000m

之间。境内由东到西从温带半湿润区向高寒湿润区过度，气候高寒阴湿，夏秋变

化剧烈，灾害性天气频繁，多年平均气温为5.7℃，多年平均降水量600mm，7～

9月降水集中，约占年降水量的65%以上。流域下游为甘南中部干旱黄土丘陵区，

山地海拔高程大都在1800～2200m左右，属温带干旱半干旱气候区，多年平均气

温7.0℃，多年平均降水量300㎜左右，境内大部分面积被黄土覆盖，由于河流

切割，地表起伏，沟谷纵横，山岭密布，呈典型的黄土丘陵地貌。其特点是树木

草丛极少，土石外露，植被很差，水土流失特别严重，水质较差。遇暴雨易产生洪水，挟带大量的泥沙汇入河道，是洮河的主要产沙区，其多年平均输沙量为

0.286亿t，约占刘家峡水库入库沙量的36%，对电站安全运行和水库的使用寿

命有很大影响。流域内报汛水文站、雨量站基本情况见表1。

表1 洮河流域水情站网基本情况统计

站 名

报汛项目 海拔高程

(m) 地 理 位 置

多 年 均 值

设站

年份

E

N

雨量（mm）

流量（m3/s）

碌 曲

雨量、流量

3100

102°28′

34°36′

606.1

31.4

1980

下巴沟

雨量、流量

2790

103°00′

34°43′

626.7

50.5

1960

岷 县 雨量、流量 2286

104°04′

34°28′

556.4

110

1941

李家村

雨量、流量

1920

103°49′

35°16′

565.2

137

1944

三甲集

雨量、流量

1780

103°44′

35°33′

394.5

9.09

1966

红 旗

雨量、流量

1750

103°34′

35°48′

308.9

151

1954

2.2 流域水文特性

2.2.1 降水时空分布规律

流域内多年平均降水量在300～650mm之间，呈自东南向西北递减的趋势。

各站降水量年际变化相对较小，从上游到下游变差系数大致在0.2～0.25之间。

但各区域的降水情况又有差别：从红旗站到岷县站多年平均降水量随着高程的增

加而增大，高程在1750～2286m之间变化，降水量变幅为310～600mm，趋势非

常明显；岷县站以上至河源，降水量随着高程的增加变化趋势不大，高程在

2286～4416m之间变化，降水量变幅在600～620mm之间。洮河流域各雨量站多

年平均降水量沿河流向上游随高程的变化情况如图2所示。（略）

2.2.2 径流的补给来源

径流补给来源主要为大气降水，由于降水时空分布不同形成不同的补给成

分，习惯将其划分为暴雨补给、地下水补给和冰雪融水补给三大类型。暴雨补给

是河流产生洪水的来源，主要集中在5～10月；地下水补给是降水经流域下垫面

下渗后缓慢从地下含水层流出补给河流；冰雪融水是冰川和固体降水量消融形成

地表径流。因此，流域内径流的变化可直接反映气侯的变化，年径流量丰枯主要

决定于汛期大范围的成雨天气形势。

2.2.3 径流的区域性分布 径流的分布受降水、气候、地形、植被、土壤、地质及人类活动的影响。流

域内岷县站上游的区域植被较好，下垫面条件基本一致，降水相对较多，因而天

然径流量随流域面积的增加逐步增大。碌曲站以上集水面积为5043km2，天然来

水量9.334亿m3，径流模数为7.469 ；下巴沟～岷县区间集水面积为5906

km2，来水量为16.131亿m3，径流模数8.500 ，为洮河流域产水率最高的

区域。其原因是这一区域主要是森林分布带，它有明显的涵养水源的作用。岷县

站以下区域植被条件逐渐变差，降水量相对变小，区域的产水率也相应减少。岷

县～李家村区间集水面积为4781 km2，来水量为8.515亿m3，径流模数为5.647

；李家村～红旗区间集水面积为5280 km2，来水量为5.992亿m3，径流模

数为3.598 。各区间径流模数见表2。从表2可以看出，红旗站72.95%

的水量来自于岷县站，说明岷县站以上流域是洮河的主要产流区。

表2 洮河干流各产流区径流模数

测站名 流 域

面 积

（km2） 占红旗

站面积

比（%） 多年平

均流量

（m3/s） 占红旗站平

均流量比

（%） 天然来水

量（108m3） 年径流

模数

(

) 区 间面

积（km2） 区 间

来水量

（108m3） 区 间

径流模数

(

)

碌 曲

5043

20.19

31.4

20.79

10.155

6.385

下巴沟

9006

36.06

50.5

33.44

19.489

6.862

3963

9.334

7.469

岷 县

14912

59.71

110

72.85

35.320

7.511

5906

16.131

8.500

李家村

19693

78.86

137

90.73

43.835

7.058

4781

8.515

5.647

红 旗

24973

100

151

100

49.827

6.327

5280

5.992

3.598

2.2.4 径流的年内分配

径流的年内分配因受补给条件的影响四季分明，一般规律是：冬季由于河流

封冻，最小流量出现在1～2月份，这一时期为枯季径流， 1～3月来水量占年

总量的8.97﹪；4月以后气温明显升高，流域积雪融化和河网储冰解冻形成春汛

流量显著增大，4～5月来水量占年来水量的13.79﹪，这一时节正值农田苗水春

灌时期。夏秋两季是流域降水较多且集中的时期，也是河流发生洪水的时期， 6～

10月来水量占年来水量的63.96﹪，11～12月为河流退水段，流量逐渐减小，

11～12月来水量占年来水量的10.28﹪。各月径流量占年总量的百分比见表3。

表3 洮河红旗站多年平均径流量年内分配（1955～2002年）

月 份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

全年

流量(m3

/s)

48.5

50.5

61.4

90.9

151

174

233

261

285

222

113

68.8

147

径流量(亿m3)

1.299

1.222

1.645

2.356

4.044

4.510

6.241

6.991

7.387

5.946

2.929

1.843

46.413