扎陵湖、鄂陵湖对黄河源头年径流的影响，本文主要内容关键词为：河源论文,头年论文,径流论文,扎陵湖论文,鄂陵湖论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：P333文献标识码：A 文章编号：0375—5444（2001）01—0075—08
青海省境内黄河干流区受人类活动影响小，工农业用水量很小，年径流变化主要受气候因素和自然地理条件制约。扎陵湖、鄂陵湖二大湖泊对黄河源头的年径流具有滞蓄、调节、水量消耗和水量供给作用。长期以来对扎、鄂二湖的年径流调节作用，一直存在着不同认识，本文采用实测水文资料分析扎、鄂二湖对黄河源头年径流的影响。
1 黄河源头地区自然地理概况
黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地。黄河上游第一县玛多县（即黄河沿）以上为源头区[1]。黄河沿以上干流长270km，流域面积20930km[2]。大部分地区海拔4100～4500m之间， 属高原湖泊沼泽地貌，湖泊沼泽众多，湖周围为丘陵地带，相对高差100～200m， 山头浑圆，地形变化平缓，植被稀疏低矮，为禾本科、豆科占优势的高山草甸，适宜牧业生产。气候属高寒的半干旱区， 多年平均降水量300mm左右，多年平均水面蒸发量在600 ～900mm 之间， 年日照时数2400～2800h，太阳总辐射量达6500MJ／m[2]。境内无绝对无霜期， 无四季之分，仅有冷暖两季之别，冷季漫长，多大风和沙暴，暖季短促，雪雨较多。这里环境恶劣，气压很低，人口密度不足1人／km[2]。
黄河源头河谷开阔，冰川广布，水系发育，支流众多。主要支流有加核曲、扎曲、卡日曲、多曲、勒那曲等。有一级支流54条，集水面积大于1000km[2]的4条，500～1000km[2]的3条，300～500km[ 2]的1条。黄河源头卡日曲汇口以下干流称玛曲，入扎陵湖后，从湖的南部流出，东行26km入鄂陵湖，出鄂陵湖后转东南流约65km为黄河沿，黄河沿以下干流称黄河。
黄河源头地区湖泊众多，有大小湖泊4077个，面积大于0.50km[ 2]以上湖泊48个，水面面积1664.6km[2]。 扎陵湖和鄂陵湖是全国海拔最高的淡水湖。鄂陵湖是黄河源头最大的湖泊，面积610.7km[2]，储水量约107.6×10[8]m[3]，平均水深17.6m，最大水深30.7m。扎陵湖是黄河源头第二大湖，面积526.1km[2]，储水量约46.7×10[8]m[3]， 平均水深8.90m，最大水深13.1m[2，3]。黄河源头水文、气象测站稀少，在源头20930km[2]的范围内，只有黄河沿水文站和玛多气象站。
黄河沿站水文资料始于1955年，玛多站气象资料始于1953年。经对黄河沿站1955～1998年44年径流系列进行频率分析， 多年平均径流量7.56×10[8]m[3]，丰水年（p＝25%）、平水年（p＝50%）、枯水年（p＝75%）和特枯年（p＝95%）的年径流量分别为10.4×10[8]m[ 3]、6.05×10[8]m[3]、3.18×10[8]m[3]和0.91×10[8]m[3]。 黄河沿站年径流的年际变化很大，丰、枯悬殊，历年最大年径流量2.47×10[ 9]m[3]（1983年），历年最小年径流量7.001×10[7]m[3]（1960年），历年最大最小相差35.3倍，变差系数C[,v]值高达0.81。1955～1998年44a输沙量统计，多年平均输沙量8.72×10[4]t，多年平均含沙量1.02kg／m[3]，输沙模数4.17t／（km[2]·a）。黄河源头来水来沙量很小，只占青海省境内黄河干流产水模数1.62×10[5]m[3]／km[2]的1／4，占黄河流域平均产水模数7.90×10[4]m[3]／km[2]的1／2。黄河源头年径流深只有36.1mm，只占青海省东部黄土高原区年径流深142mm的1／4， 属水资源贫乏地区[4，5]。
根据黄河沿以上的巡测资料，1992～1997年鄂陵湖出口的6 年平均径流量4.67×10[8]m[3]，同期黄河沿站径流量4.73×10[8]m[3]，黄河沿站95%以上径流量由扎、鄂二湖补给[3]。1999年9月在鄂陵湖下游的黄河源水电站建成蓄水后，黄河上游径流开始受到人为影响。
2 扎、鄂二湖对源头年径流年内变化影响
扎、鄂二湖滞蓄、调节是否改变了黄河沿站径流的年内变化，使其趋向均匀化，不能仅用黄河沿单站径流年内分配来判断年内分配是否均匀，径流年内分配是否均匀是相对比较而言的，只有通过与邻近站径流年内分配比较后，才能确定年内变化是否均匀。
2.1 与下游站径流年内分配比较
统计黄河沿站和下游吉迈站、唐乃亥站建站至1998年多年平均流量和年内分配及连续最大4个月径流量等，循化站统计至1985 年（因循化站上游龙羊峡水库1986年蓄水），见表1、表2。
利用连续最大4 个月径流量和月最大径流量与月最小径流量比值来分析径流年内分配是否均匀。连续最大4 个月径流量在年内所占比重愈大，说明径流年内分配愈不均匀，最大最小月径流量比愈大，也说明径流年内分配不均。从表1看出，黄河沿站最大4个月径流量占全年56.3%，最大最小月径流量比为3.83，而下游吉迈、唐乃亥、循化站最大4 个月径流量占全年63.0%、60.1%、60.2%，最大最小月径流量比为10.5、 8.8、7.2，三站最大4个月径流量占全年百分比和最大最小月径流量比均大于黄河沿站，并且从吉迈站以下最大4 个月径流量占全年百分比和最大最小月径流量比呈有规律递减，也符合地区上水文规律变化，愈往下游随着水量增加，由于河道调节，径流年内分配趋于均匀。黄河沿站地处黄河源头，径流年内分配较下游循化站均匀，而黄河沿站径流量仅占循化站3.22%。认为由于扎、鄂二湖滞蓄、调节，使源头黄河沿站年径流量年内分配趋向均匀化。
表1 青海省境内黄河干流主要测站年径流及年内变化
Tab.1 Annual discharge change of the Yellow River in Qinghai Province
2.2 源头降雨与径流年内变化比较
统计分析黄河站1953～1999年降雨量及年内分配（表3）。 可以看出，黄河源头连续最大4个月降水量235.1mm，占年降水量74.7%，出现在6～9月份，而黄河站连续最大4个月径流量出现在7～10月份；最大月降水出现在7月份，最大月径流量出现10月份，较降水滞后2个多月，原因是湖泊滞蓄所致。黄河源头连续最大4 个月降水占全年百分比和最大最小降水比都大于径流变化，表明黄河源头降雨年内变化大于径流年内变化。
3 扎、鄂二湖对源头年径流年际变化影响
一般用年径流的变差系数C[,v]值来说明径流多年变化特性。 一个地区径流年际变化大，则C[,v]值大，反之则小。C[,v]值大，极值比也较大， 反之，极值比较小。从表4看出，黄河源头年径流C[,v]值高达0.81，最大与最小年径流量比高达35.3倍，为国内河流年径流C[,v]值最高地区之一。而下游吉迈、唐乃亥、循化站年径流C[,v]值为0.35、0.25和0.22，最大最小年径流量比为3.90、2.46和2.13，明显小于黄河沿站，C[,v] 值和极值比从上游吉迈站向下游循化站从大到小有规律递减，也符合地区上随着年径流深增加，C[,v]值变小这一水文规律。
分析源头黄河沿站年径流C[,v]和年径流量极值比很大的原因， 降雨量和蒸发量是地区水平衡中最重要因素，应作为分析源头年径流年际变化大原因的最重要参数。
3.1 降雨与年径流量关系
利用黄河沿站1955～1998年降水量与年径流量相关，发现二者相关不显著，相关系数r＝0.44。扎、 鄂二湖滞蓄改变了降雨与径流的关系，致使降水与径流关系不密切。从表5看出，年降水C[,v]值和极值比为0.21和2.64，远小于年径流C[,v]值和极值比， 年径流年际变化大于年降水年际变化，源头降水年际变化不是导致源头径流年际变化大的原因。
3.2 蒸发量与年径流量关系分析
3.2.1 湖面多年平均蒸发，水量损耗接近年径流量。 对黄河沿站1954～1999年蒸发量资料统计，20cm口径蒸发量器观测多年平均蒸发量1344.1mm，多年平均蒸发量C[,v]为0.089，连续最大4个月蒸发量（5～8月）占全年50.5%，最大最小年蒸发量比为1.36， 均小于黄河沿站径流年际变化和年内变化。根据青海省水文手册，黄河源头Х20蒸发器折算成E[,601]蒸发量的折算系数为0.565。将E[,601] 蒸发器蒸发量近似地代表大水体蒸发量，源头多年平均水面蒸发量为759.4mm。扎、 鄂二湖湖面面积1136.8km[2]计算，平均每年蒸发损耗水量约8.63×10[ 8]m[3]，接近黄河沿站多年平均径流量。 湖面蒸发是黄河源头水资源的主要消耗项。
表5 黄河沿站年降水与年径流量*
Tab.5 Annual precipitation and discharge distribution ofthe Huangheyuan station
年份年降水量年径流量年份年降水量年径流量
1955 416.3 9.956 1966
255.6
6.172
1956 256.0 2.852 1967
335.4
12.36
1957 329.7 3.619 1968
302.6
(12.2)
1958 439.4 5.723 1969
273.7
(2.39)
1959 292.0 3.096 1970
229.8
(3.55)
1960 247.8 0.70011971
346.2
(7.42)
1961 406.1 1.657 1972
290.8
(10.67)
1962 184.0 4.865 1973
256.7
(5.39)
1963 245.5 3.067 1974
394.9
(5.92)
1964 333.1 10.15 1975
484.8
(24.1)
1965 262.2 10.87 1976
318.4
17.82
年份年降水量年径流量年份年降水量年径流量
1977 233.7 6.39 1988
204.7
2.87
1978 263.6 5.04 1989
485.6
20.12
1979 247.9 1.89 1990
293.5
11.06
1980 283.2 1.34 1991
330.2
3.877
1981 368.9 13.4 1992
383.3
4.337
1982 330.8 20.0 1993
362.5
11.03
1983 316.2 24.7 1994
329.6
6.37
1984 285.5 12.4 1995
335.1
2.288
1985 338.4 5.15 1996
311.9
1.916
1986 291.7 4.04 1997
317.3
2.449
1987 303.9 3.76 1998
343.4
3.521
* ( )内径流量为缺测插补值。
3.2.2 水面蒸发量与年径流量关系。 黄河沿站年径流量随着水面蒸发量增大而减小（表7）。对黄河沿站1955～1998 年径流量与年水面蒸发量作相关分析，相关系数r＝－0.68，相关关系较显著， 二者之间关系可用以下线性公式表示：
E[,w]＝815.3－7.40W（3—1）
式中E[,w] 为年水面蒸发量（mm）；W为年径流量（10[8]m[3]）。
从以上分析看出，黄河源头扎、鄂二湖对黄河沿站年径流量变化有着直接影响。在枯水年份，蒸发量大于来水量，蒸发量占主导地位，湖水位下降，由于湖口出处高程是一定的，上游来水补充由蒸发引起亏水，只有超过静储量，才会下泄，这样使得黄河沿径流量更小，甚至断流[3]。 枯水年湖面强烈蒸发是导致黄河源头年径流年际变化大的主要根源，枯水年湖面蒸发加大了黄河源头年径流枯水程度。在黄河源头蒸发量大于1400mm（Х20）的18a中，有12a是枯水年，占66.7%。蒸发作为黄河源头扎、鄂二湖水量的主要消耗项，在源头枯水年时，成为影响年径流最主要因子。
4 扎、鄂二湖对源头年径流调节分析
扎、鄂二湖对黄河源头年径流起着年调节、还是多年调节作用，通过黄河沿站与下游吉迈站丰、平、枯水年同时出现机率来作出分析。虽然二站年径流丰、平、枯水年变化频繁，交替出现，但是同处一条河上游，自然地理条件和气候特征相似，丰、平、枯水年同步出现机率应较高。假如是扎、鄂二湖是多年调节，就会改变黄河沿站年际之间水量及丰、平、枯水年规律，与吉迈站丰、平、枯水年不对应；如果是年调节，二站丰、平、枯水年同步出现机率较高。同时，黄河沿站年径流量只占吉迈站年径流量18.4%，不存在黄河沿站丰、平、枯水年在水量上所占比重很大，直接导致吉迈站丰、平、枯水年的同步出现现象。经分析二站的年径流量存在显著的相关关系，相关系数r＝0.90， 二站的年径流量相关方程为：
W[,黄河沿]＝0.474W[,吉迈]－11.4
（4—1）
式中W[,黄河沿]表示黄河沿站年径流量（10[8]m[3]）；W[,吉迈]表示吉迈站年径流量（10[8]m[3]）
表7 1955～1998年黄河沿站径流量与水面蒸发量变化*
Tab.7 The variation of annual discharge and surfaceevapration characteristics of the Huangheyuan station during1953～1998
年径流量
Х20观测折算E[,601]
年份 /10[8]m[3] 蒸发量/mm
/mm
19559.956 1241.6701.5
19562.852 1566.8885.2
19573.619 1402.1792.2
19585.723 1478.6835.4
19593.096 1535.7867.7
1960
0.7001 1575.0889.9
19611.657 1430.6808.3
19624.865 1431.2808.6
19633.067 1442.8815.2
196410.15 1317.0744.1
196510.87 1154.2652.1
19666.172 1397.4789.5
196712.36 1160.6655.7
1968(12.2)1205.2680.9
1969(2.39)1410.4796.9
1970(3.55)1399.7790.8
1971(7.42)1356.4766.4
1972
(10.67)1442.5815.0
1973(5.39)1395.5788.5
1974(5.92)1240.0700.6
1975(24.1)1169.9661.0
197617.82 1228.7694.2
年径流量
Х20观测折算E[,601]
年份 /10[8]m[3] 蒸发量/mm
/mm
19776.39 1260.5712.2
19785.04 1309.0739.6
19791.89 1496.7845.6
19801.34 1379.9779.6
198113.4 1366.1771.8
198220.0 1178.8666.0
198324.7 1065.8602.2
198412.4 1365.9771.7
19855.15 1281.9724.3
19864.04 1297.7733.2
19873.76 1411.7797.6
19882.87 1478.9835.6
1989
20.12 1209.1683.1
1990
11.06 1292.6730.3
1991
3.877 1438.8812.9
1992
4.337 1239.7700.4
1993
11.03 1315.6743.3
19946.37 1476.7834.3
1995
2.288 1395.0788.2
1996
1.916 1301.8735.5
1997
2.449 1216.7687.4
1998
3.521 1309.3739.8
* Х20折算E[,601]系数0.565。
统计分析黄河沿站、吉迈站多年平均径流量保证率曲线及划分、平、枯水年划分标准，确定丰、平、枯水年。
丰、平、枯水年的划分标准，采用按一定保证率（p ）的年径流量来划分[6]，即：p≤12.5%为特丰年，称丰水；12.5%＜p≤37 .5%为偏丰年；37.5%＜p≤62.5%为平水；62.5%＜p≤87.5%为偏枯水，称枯水；87.5%＜p为特枯水。
根据以上划分标准和黄河沿、吉迈站多年平均流量保证率，对二站1958～1998年间有33年的同步实测年径流量进行丰、平、枯水年划分（表8）。
表8 黄河沿、吉迈站历年丰、平、枯对照*（单位：10[8]m[3]）
Tab.8 Comparison of moist,normal and dry year atHuangheyan station vs Jimai station
年径流量 丰、平、枯
年份 黄河沿 吉迈 黄河沿 吉迈
1958 5.723 33.66平 平
1959 3.096 21.29
偏枯 特枯
1960 0.7001 23.5
特估 特枯
1961 1.657 31.07
偏枯 偏枯
1962 4.865 37.11 平平
1963 3.067 50.49
偏枯 偏丰
1964 10.15 40.58
偏丰平
1965 10.87 44.34
偏丰 偏丰
1966 6.172 41.36 平平
1967 12.36 54.02
偏丰 偏丰
1976 17.82 62.79
特丰 偏丰
1977
6.39 31.0 平丰
1978
5.04 34.9 平平
1979
1.89 31.3
偏祜 偏枯
1980
1.34 35.6
特枯平
1981
13.4 59.4
偏丰 偏丰
1982
20.0 61.9
特丰 特丰
年径流量 丰、平、枯
年份黄河沿 吉迈黄河沿吉迈
198324.773.7 特丰特丰
198412.453.7 偏丰偏丰
19855.1541.3平 平
19864.0429.0 偏枯偏枯
19873.7628.4 偏枯偏枯
19882.8723.8 偏枯偏枯
1989
20.1270.0 特丰特丰
1990
11.06
37.18 偏丰 平
1991
3.87729.0 偏枯偏枯
1992
4.337
32.53 偏枯偏枯
1993
11.03
57.23 偏丰偏丰
19946.3730.2平偏枯
1995
2.288
25.13 偏枯偏枯
1996
1.916
22.34 偏枯特枯
1997
2.449
24.27 偏枯偏枯
1998
3.521
37.34 偏枯 平
* 黄河沿站1968～1975年停测。
从表8看出，在二站有同步实测资料的33年中，丰、平、 枯水年同步出现年份为26年，机率为78.8%，年径流量不同步机率只有21.2%。在不同步年份中，除1963年黄河沿偏枯，吉迈偏丰和1980年黄河沿特枯，吉迈为平水年差二个级别外，其余仅差一个级别。认为扎、鄂二湖对于源头年径流是年调节，不是多年调节。
黄河源头扎、鄂二湖滞蓄、调节改变了黄河沿站径流年内分配使其均匀化，在枯水年，蒸发加剧了枯水程度，加大了径流年际变化，并没有对径流量形成多年调节和改变年径流丰、枯规律。
收稿日期：2000—09—23；修订日期：2000—11—20