浅析湖南省径流特性

摘要:2002年对湖南省水力资源进行了一次复查,与1979年水力资源调查相比能全面地反映湖南省的径流变化.

关键词:湖南省 径流 分布

水是人民生活和社会生产不可缺少的自然资源。随着人口的不断增长,人民物质生活和文化生活水平的提高,工农业生产的发展,对水的需求不断增长,加之水质的污染不断加重,水资源已成为当代人们共同关心的一个重大问题。大凡水利工程如发电、灌溉、防洪、城市供水等均莫不与径流有关。因此,我们必须充分了解径流变化规律,研究它们的时空分布情况,使水利工程技术臻于完善的境地。

影响径流因素

湖南省径流主要由降水形成。影响径流形成的主要因素有:(1)气候因素:包括降水、蒸发、气温等。(2)地理因素:地形、地质、土壤、植被等。(3)人类活动因素:兴修水利工程、发展农田灌溉、供水工程等。

流域概况

湖南省属长江和珠江两大流域,长江流域部分206650平方公里,占全省的97.7%,珠江流域部分5185平方公里,仅占全省的2.3%。省境内长江流域部分分属洞庭湖和鄱阳湖两个水系,前者面积占流域的99.1%,后者仅占0.9%。湖南省主要河流面积详见下表。省内河流众多,河网密布,主要河流多源于东、南、西边境的山地,以湘、资、沅、澧四水为最大。湘、资两大水系是由南向北流入洞庭湖;沅水自西南向东北,澧水自西向东、新墙河和汩罗江自东向西分别注入洞庭湖;长江的三口分流自北向南注入洞庭湖。洞庭湖纳“四水”、“三口”来水,于岳阳城陵矶汇入长江,形成以洞庭湖为中心的辐射状水系。省内河流众多,河网密布,5公里以上的河流有5341条,流域面积大于一万平方公里的就有九条,以湘、资、沅、澧四水为最大,是湖南省主要的水系。

湖南省境内主要河流面积表

流域

水系

河流名称

河流长度(km)

流域面积(km2)

全长

省内

全河

省内

长

江

洞

庭

湖

南

水

湘水

856

670

94660

85383

资水

653

653

28142

26738

沅水

1033

568

89163

51066

澧水

388

388

18583

15505

北

水

东洞庭湖

2685

南洞庭湖

6841

西洞庭湖

1928

其它

3606

其他入湖河流

13722

11091

流入长江

1124

1124

鄱阳湖

赣江

50

683

683

珠江

北江

147

4289

西江

73

992

总计

211835

径流的地区分布

径流的地区分布规律用径流深等表示,本次分析系列为42年(1960—2001年),根据96个区域代表站点绘出的径流深图,全省多年平均径流深变化在450~1500mm之间,平均866mm,折合水量1836亿立方米。其中:湘水840mm,折合水量717亿立方米;资水898mm,折合水量240亿立方米;沅水850mm,折合水量434亿立方米;澧水923mm,折合水量143亿立方米。径流主要靠降水补给,一般山地多于丘陵、平地,植被良好的山丘区,径流明显增大,全省年径流地区分布有四个高值区,三个低值区。

四个高值区分别为:

1.武陵山北支的澧水上游湘鄂两省交界处,五道水为中心。

2.以雪峰山脉南北两端为主体多个高值中心的高值区。

3.湘南、湘东南以五岭山脉一带为主的多个高值区,分别以阳明山、九嶷山和八面山为中心。

4.湘东北九岭山、幕埠山一带与江西修水的分界处。

三个低值区:

1.洞庭湖区低值区。

2.衡邵丘陵低值区,系本省主要干旱区。

3.沅水上游与贵州省交界处。

与1980年成果(湖南省水力资源普查)相比,分布情况基本上没变,但其值均明显提高,其中资、沅水变化较大,湘、澧水变化较小。其具体情况详见下表。

湖南省四水径流深比较表

水系

全省

湘水

资水

沅水

澧水

本次成果

866

840

898

850

923

1980年成果

766

766

813

770

846

相对差(%)

13.1

9.7

10.5

10.4

9.1

径流的年内分配

径流的年内分配取决于径流的补给来源,河川径流不仅随时间变化,同一条河流的上下游和各支流的径流年内分配也不尽相同,这是各种水量平衡要素综合反映的结果。全省多年平均连续最大四个月径流一般出现在4~7月,这四个月中,沅水分配比例较高,澧水次之,资水最低。与1980年成果相比,四水皆有所减少,湘水由原来的第二位降到第三位,澧水由原来的第三位升到第二位。详细分析湘、资、沅、澧四条水系径流年内分配情况,四条水系各不相同,湘水、资水丰水期由原来的4~7月转变为3~7月,沅水为4~7月,澧水则为4~8月。这四个月的径流量一般占全年径流量的53%~61%。本省汛期为4~9月,汛期径流量约占全年径流量的67%~77%,与1980年成果相比均略有降低。由此可知径流量在汛期是非常集中的。枯季为12月至次年2月,这三个月的径流量占全年径流量的比例:沅、澧水一般小于10%,湘水、资水在13%~15%左右,与1980年成果相比均有所提高。

径流的月分配很不均匀。从全省平均情况来看,最大月径流量以6月份为最大,其次是5月份,12月、1月为最小,湘水5月份最大;资、沅水为6月份;澧水为七月份。湘、资水12月份最小,沅、澧水则为元月份最小。一般最大月为最小月的5倍左右,个别站可达10倍以上。与198

0年成果相比,资、沅水月最大由5月份变为6月份,且5~6月份分配较为均匀,澧水月最大由6月份变为7月份;而月最小资水由元月份变为12月份。

其具体情况详见下表:

湖南省湘、资、沅、澧出口站多年径流量月分配表 水系 站名 年份 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 丰水期(4--7月) 汛 期 (4--9月) 湘水 湘潭 本次 3.9% 5.8% 9.1% 15.2% 16.8% 15.6% 9.2% 7.1% 5.3% 4.3% 4.2% 3.5% 56.7% 69.0% 80年成果 3.2% 4.0% 7.8% 14.6% 20.7% 16.9% 10.0% 7.2% 5.1% 3.6% 3.8% 3.1% 62.2% 74.4% 资水 桃江 本次 4.4% 5.6% 8.5% 12.6% 14.3% 14.7% 11.6% 8.0% 5.7% 4.9% 5.5% 4.2% 53.2% 66.9% 80年成果 3.4% 4.3% 8.2% 12.8% 19.6% 14.8% 11.1% 7.6% 4.8% 4.5% 4.8% 4.1% 58.4% 70.7% 沅水 桃源 本次 2.7% 3.7% 5.6% 11.2% 15.4% 18.6% 15.3% 8.3% 5.9% 5.3% 5.1% 2.9% 60.5% 74.7% 80年成果 2.4% 2.7% 5.4% 11.8% 20.2% 17.1% 14.1% 8.3% 5.0% 4.8% 5.3% 2.9% 63.1% 76.5% 澧水 石门 本次 2.0% 2.9% 5.6% 9.5% 13.6% 17.5% 18.4% 10.4% 7.0% 5.8% 4.9% 2.4% 59.0% 76.4% 80年成果 1.7% 1.8% 5.1% 10.8% 16.9% 17.0% 16.8% 10.3% 6.6% 6.2% 4.5% 2.3% 61.5% 78.4%

径流的多年变化

年径流的多年变化主要指年径流量的年际变化幅度及其变化过程。径流补给来源的变化是影响径流多年变化的直接因素。流域面积的大小、地质及地貌情况、森林土壤、湖泊沼泽对径流的多年变化也有不同程度的影响。关于径流的多年变化过程可以从系列代表性分析中看出。据资料分析:其丰、枯周期平均为9年,最长的达18年,最短的只有2年。与1980年成果相比,周期明显缩短,变化幅度增大。

径流年际间变化幅度的大小通常以年径流变差系数Cv值来表示,总的趋势是:以雪峰山为界,东部大于西部,以湘水流域为最大,澧水上游以上、雪峰山南端为最小。与1980年成果相比,趋势基本上一致,其值有所变化。

径流年际间变化幅度还可以从历年年径流极大值和极小值的比较中分析。全省极大值与极小值的倍比变化在2~5之间。其中以湘水最大,资、沅变化略小,大面积的干旱出现在1963年,湘水、资水流域各站点均出现了历年最小流量。最大流量湘水发生在1996年,资水发生在1994年,澧水发生在1998年,其余各地丰、枯年份无明显规律。

综上所述,径流的历年变化表明:山区变化小,丘陵、平原区变化大;湘水、资水变化大,沅水和澧水变化小。