简介: 分析了梧桐河流域自然地理概况及降水、蒸发、暴雨洪水、径流、水质等水文特性。
关键字:地理概况;水文要素;水文特性;梧桐河。
1 自然概况
梧桐河流域位于黑龙江省东北部汤原县、鹤岗市及所辖萝北县境内,在东经129°40′~130°53′与北纬47°11′~48°04′之间,梧桐河是松花江下游左岸较大支流之一,发源于小兴安岭山脉,邵家店北沟,流域面积4565km2。梧桐河流域地处小兴安岭东麓与三江平原交汇处。西部为小兴安岭东南麓,北部与嘉荫河流域接壤,东部与嘟噜河流域毗邻。上游小兴安岭东南山地为林区,有七个林场。干流两岸有鹤北镇、宝泉岭农垦分局、梧桐河农场场部、三个城镇和许多居民点。流域的西南部鹤岗市为我国重要煤碳生产基地,主要水利工程有中型水库2座,小型水库1座,是鹤岗市社会经济发展和居民生活用水的主要水资源。
1.1 地形地貌梧桐河流域地势为西北高,东南低,鹤北林业局以上及西北部为山区,山地起伏较大,坡度较陡,峰巅连绵,河谷纵横,海拔在200~1022m,植被多为森林覆盖,有各种杂树、松树很少,混交林多,有榆树、桦树、黄波力、水曲柳等,山脚下及河流两岸多为柳树、杂草、农作物等。鹤北林业局以下及鹤岗市东南部为平原区,地势平坦开阔,土质肥沃,为开垦的耕地,海拔在70~100m之间。
梧桐河流域上游山坡多为斑状花岗岩及麻岩组成,表层有很薄的腐质土。在河流两平原区多为冲积层,表面是黑壤土,厚度在0.5~0.8m左右,下层完全是细沙及卵石,河流两岸洼地为沼泽土、草甸土。
1.2 水系梧桐河水系为羽毛状,上窄下宽,流域平均宽大于35km,最大宽度为50km。右岸支流发达,较大一级支流在梧桐河右岸。有老梧桐河、西梧桐河、嘎拉基河、细鳞河、大石头河和鹤立河,占流域总面积的62%,其中流域面积大于300km2以上的支流有鹤立河、细鳞河。最大支流为鹤立河,其次为细鳞河,占流域总面积的16.8%和14.0%。宝泉岭站上游右岸较大支流流域面积占该站集水面积的63.2%。区域内发生的暴雨产生的洪水对该站有很大的影响,梧桐河水系见图。
1.3 气象特征梧桐河流域处于中高纬度地区,属大陆性季风气候,7月上旬至8月下旬,受东亚季风、太平洋付热带高压北进影响,冬季受西伯利亚冷空气入侵控制。四季变化明显,干湿、冷暖差异较大。夏季天气炎热多雨,有暴雨和连续阴雨天气,并受北上台风影响,冬季寒冷干燥,降水偏少;秋季早晚凉爽,降水减少;春季干旱多大风,有沙尘天气。流域内多年平均气温在1.5~3.6℃之间,年内7、8月份最热,最高气温37.7℃;1、2月份最寒冷,最低气温-38.8℃。无霜期145天左右,结冻天数190天左右,冻土层深1.4~2.0m。
2 水文特性
2.1 降水
2.1.1降水地区分布
梧桐河流域降水量时空分布不均,干支流上游山区为降水量高值区,年降水量一般在600mm以上,并由西向东、由北向南递减,鹤立河下游平原在550mm以下,山区明显大于平原区。
2.1.2降水量的年内分配
梧桐河流域降水量年内分配极不均匀,雨季主要集中在6~9月份,占年降水量的75.5%以上;冬季12月至次年3月降水量较小,不足全年的4.3%。降水量年内分配见表1.1。
表1.1 梧桐河流域各站多年平均降水量年内分配表 单位:mm
名称 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 |
王家店 | 4.5 | 5.3 | 10.4 | 23.5 | 49.2 | 97.4 | 133.9 | 146.2 | 68.1 | 30.8 | 12.6 | 7.4 |
百分比(%) | 0.8 | 0.9 | 1.8 | 4.0 | 8.3 | 16.5 | 22.7 | 24.8 | 11.6 | 5.2 | 2.1 | 1.3 |
宝泉岭 | 4.1 | 4.8 | 10.1 | 26.7 | 49.9 | 96.8 | 121.6 | 138.2 | 65.4 | 34.4 | 10.1 | 7.0 |
百分比(%) | 0.7 | 0.8 | 1.8 | 4.7 | 8.8 | 17.0 | 21.4 | 24.3 | 11.5 | 6.0 | 1.8 | 1.2 |
鹤岗 | 3.6 | 5.0 | 9.0 | 22.4 | 57.0 | 97.2 | 151.5 | 144.2 | 81.9 | 30.7 | 9.9 | 7.2 |
百分比(%) | 0.6 | 0.8 | 1.4 | 3.6 | 9.2 | 15.7 | 24.5 | 23.3 | 13.2 | 4.9 | 1.6 | 1.2 |
2.1.3降水量的年际变化
梧桐河流域降水量的年际变化较大,存在着明显的丰枯交替性,有些年份形成春旱秋涝,有些年份降水偏少出现干旱,而有的年份形成多日连绵阴雨天气,大范围的降水,从而造成洪涝灾害。历年最大年降水量为965.0mm(1994年),为历年平均值的1.6倍,历年最小年降水量为320.1mm(1999年),仅为历年平均值的54.3%。年降水量变差系数Cv值在0.27~0.32左右。
2.2 蒸发
陆上水面蒸发量年内分布很不均匀,见表2.1。4~8月份蒸发量约占多年平均蒸发量的71%,最大月蒸发量发生在5、6月份,占年蒸发量的32%,最小月蒸发量在12月份及次年1月份,占年蒸发量的2%左右。多年平均年水面蒸发量(20cm)在952.8~1280.2mm之间,最大年蒸发量为1555.3mm(20cm),发生在1979年,根据资料对比分析,地区上的分布趋势是由南向北逐渐递减。
表2.1 梧桐河流域各站多年平均蒸发量年内分配表单位:mm
站名 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 |
王家店 | 15.6 | 24.6 | 55.8 | 101.6 | 156.5 | 148.7 | 141.6 | 113.5 | 88.0 | 64.0 | 28.2 | 14.4 |
百分比(%) | 1.6 | 2.6 | 5.9 | 10.7 | 16.4 | 15.6 | 14.9 | 11.9 | 9.2 | 6.7 | 3.0 | 1.5 |
宝泉岭 | 4.8 | 12.0 | 32.3 | 67.1 | 145.5 | 95.9 | 92.9 | 75.4 | 62.9 | 38.8 | 15.0 | 4.7 |
百分比(%) | 0.7 | 1.9 | 5.0 | 10.4 | 22.5 | 14.8 | 14.4 | 11.6 | 9.7 | 6.0 | 2.3 | 0.7 |
鹤岗 | 13.0 | 23.4 | 66.4 | 141.0 | 219.5 | 199.6 | 182.8 | 154.2 | 129.7 | 98.5 | 37.5 | 14.6 |
百分比(%) | 1.0 | 1.8 | 5.2 | 11.0 | 17.2 | 15.6 | 14.3 | 12.1 | 10.1 | 7.7 | 2.9 | 1.1 |
2.3 径流
梧桐河径流量为降水补给、地下水补给和冬季降雪补给。其特点是融雪再分配和消冰水形成的春汛,春汛一般出现在4月上旬,降水补给形成的径流量占多年平均年径流量的80%以上。年最大流量多发生7月至8月中旬,冬季12月至3月为枯水期。
2.3.1径流量年内分配、年际变化
梧桐河径流量年内分配极不均匀,径流量主要集中在夏汛6~9月份,占全年水量的69%。从表2.2可以看出,春季4~5月份径流量占年平均径流量的16.0%;冬季12月份至3月份径流占年平均径流量的2.7%,最大月份径流量占年径流量的24.0%。
年径流量的年际变化大,变差系数Cv值为0.6,从资料分析可知,梧桐河干流宝泉岭站(1972年以后)年平均径流为7.113×108m3,上游梧桐镇站(1979年前)为8.235×108m3。通过上下游站资料分析可以看出,1955~1957年、1959~1961年、1971~1974年、
1983~1985年、1996~1998年为丰水年组。最大年径流量为13.9×108m3,最小年径流量为2.36×108m3,发生在1979年。
2.4 暴雨、洪水
梧桐河流域受太平洋付热带高压北上影响,暴雨洪水多发生在7、8月份,最大1日降水量124.3mm,最大3日降水量213.0mm,都发生在1961年,1980年以前洪水涨落平缓,近几年洪水涨急落缓。洪峰持续时间与降水强度,暴雨中心有关,洪峰持续时间最长达到27~48小时,最短为1小时左右。根据资料可知,梧桐河干流最大洪峰流量为1900m3/s,发生在1961年8月份,超过400m3/s洪峰流量有7次。
2.5 枯水
每年有一次枯水径流阶段,即本年12月份至次年2月份,河流处在封冻期,这期间为地下水补给,流量逐渐减少,占年径流量的1.8%左右,最小月占年径流量的0.2%。
表2.2 梧桐河径流量年内分配表 单位:108m3
站名 | 年限 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 |
梧桐镇 | 1995~1971 | 0.0270 | 0.0148 | 0.0386 | 0.5624 | 0.6803 | 0.8580 | 1.283 | 2.202 | 1.514 | 0.7392 | 0.2747 | 0.0680 |
百分比(%) |
| 0.4 | 0.2 | 0.5 | 6.8 | 8.2 | 10.4 | 15.5 | 26.7 | 18.3 | 8.9 | 3.3 | 0.8 |
宝泉岭 | 1972~2003 | 0.0392 | 0.0221 | 0.0325 | 0.5323 | 0.6468 | 1.0366 | 1.0637 | 1.701 | 0.9807 | 0.7258 | 0.2407 | 0.0922 |
百分比(%) |
| 0.6 | 0.3 | 0.5 | 7.5 | 9.0 | 14.6 | 14.9 | 24.0 | 13.7 | 10.2 | 3.4 | 1.3 |
3 泥沙
宝泉岭水文站断面以上至鹤北林业局一带平原区为农田,特别是近20多年来山区坡地也开垦农田,原有的植被遭到破坏,表层土壤受风化、降水、径流侵蚀,以及季节变化影响,含沙量也逐年增大,水土流失严重。七十年代最大含沙量仅为1130g/m3,九十年代初最大含沙量达到4910g/m3,是七十年代的4.3倍,相同的年径流量产生输沙量的九十年代明显大于八十年代。从表3.1可知,输沙量主要集中在4~8月份,占年平均输沙量的85%。最大月平均输沙量在8月份,其次在6月份,12月份至次年3月份输沙量最小,占年输沙量的14%。有资料以来,最大年输沙量为16.3万吨,发生在1985年,其次年输沙量为15.9万吨。
表3.1 梧桐河干流输沙量年内分配表 单位:万吨
站名 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 |
宝泉岭 | 0.0275 | 0.0240 | 0.0277 | 0.880 | 0.776 | 1.75 | 1.15 | 1.91 | 0.636 | 0.344 | 0.0704 | 0.0277 |
百分比(%) | 0.4 | 0.3 | 0.4 | 11.5 | 10.2 | 23.0 | 15.1 | 25.1 | 8.3 | 4.5 | 0.9 | 0.3 |
4 冰情
梧桐河流域处在中高纬度地区,整个冬季寒冷,河水一般在10月末开始结冰,4月中旬终冰,11月中旬封冻,4月初解冻,上半年和下半年平均封冻天数共计145天,最大冰厚1.82m。
5 水质
梧桐河上游山区林木茂盛,覆盖良好,梧桐河鹤北林业局河段,鹤立河红旗乡以下河段、细鳞河水库 段以及小鹤立河均为地表水Ⅱ类或亚Ⅳ类水质;梧桐河宝泉岭段、鹤立河在鹤大交通公路段为省Ⅴ类水质,主要污染物为高锰酸盐指数,五日生化需氧量、个别时期氨氮超标。
参考文献:
(1)佳木斯水文水资源勘测局《黑龙江省鹤岗市城市水资源规划报告》,2002年8月。