太子河流域水文特性分析与评价

张志斌

(辽宁省本溪水文局，辽宁本溪 117000)



太子河流域水文特性分析与评价

张志斌

(辽宁省本溪水文局，辽宁本溪 117000)

[摘要]利用太子河流域多年的水文观测资料，采用累积距平法对太子河流域的径流量、降水量、蒸发量、洪水、水质等水文特性进行数据分析，分析结果表明：太子河流域径流量、降水量年内分配不均匀，显现出明显的季节性变化，最大值出现在7、8月份，是洪涝灾害多发期，最小值出现在12月至次年3月；蒸发量最大值出现在5、6月份，常见春旱现象，对农作物生长极为不利；上游水质较好，下游水质污染严重，必须采取有效的治理措施。

[关键词]太子河；水文；径流量；降水量

太子河是辽宁省的主要水系，流经辽宁省多个重要工业城市，其流域不仅是辽宁省重要的产粮区，也是我国重工业基地之一。水文特性是影响河流生态系统的重要因素，决定着河流流域的生态、经济、社会的发展状况。受太子河流域地形地貌、气象条件、河流水系、水利工程、人类活动等多种因素的影响，使得太子河流域面临着抗旱防涝、水资源短缺、结构性水污染等问题。为此，本文利用1960-2012年太子河流域水文站、雨量站的实测资料，对太子河流域水文特性进行分析研究，以期为太子河流域水资源的合理开发利用，以及有效开展防洪减灾工作提供可靠依据。

1研究区概况

太子河流域处于辽宁省中部地区，呈东西向，是浑太流域的子流域。太子河东侧为鸭绿江支流浑江，南临大洋河，西北接浑河，流经本溪市、辽阳市、鞍山市等城市，流域面积为13 883 km2，流域内农业、工业较为发达。太子河河长413 km，上游分南北两支，其中北支发源于新宾县红石砬子山，向西流经平顶山、苇子峪、二道河子等村；南支发源于本溪县东营坊乡羊湖沟草帽顶子山麓，向西北流经碱厂、南甸子、北甸子等村镇，南北支在本溪汇合为太子河干流。太子河在三岔河附近与浑河汇合，汇入大辽河，最终于营口注入渤海，太子河的支流主要包括海城河、兰河、南沙河、汤河、细河、北沙河等。

1.1地形地貌

太子河流域地势呈东高西低，东部多为低山丘陵，西部为辽河冲积平原，流域内以山地为主，占总面积的69%；其次为平原，占总面积的24.9%；最后为丘陵，占总面积的6.1%。太子河上游位于长白山中部山区，流域内植被良好、森林茂密，河道多处于山谷之间，河床没有明显冲淤，较为稳定；太子河中游位于辽宁平原与长白山山区之间的过渡带，该地带多丘陵，使得河道比降较陡，在河道两岸均建有堤防；太子河下游位于典型的冲积平原，河道呈弯曲型，河床较为不稳，河道两岸是农业灌溉区，所以太子河下游成为了重点防洪区域。

1.2气象条件

太子河流域属温带季风气候，夏季以东南风为主，冬季以西北风为主，具备四季分明、冷暖分明、干湿分明的特点。太子河流域的平均径流深度为288.1 mm，降水量在700～900 mm之间，且年际和年内各月份变化较大，其丰水期和枯水期呈现出鲜明的季节性特点，在特殊气象条件下甚至会出现断流现象。

1.3水利工程

太子河流域内现有58座水库，其中3座为大型水库，5座为中型水库，50座为小型水库。观音阁水库、葠窝水库和汤河水库是太子河干流上的大型控制工程，观音阁水库总库容21.68亿 m3，集水面积2 795 km2；汤河水库总库容7.23亿 m3，集水面积1 228 km2；葠窝水库总库容7.91亿 m3，集水面积6 175 km2。

2研究方法

本文对太子河流域水文特性的研究主要采用累积距平法对径流量、降水量、蒸发量、洪水的变化趋势进行分析。所采用的资料为太子河流域54处雨量观测站以及4处水文站(羊胡子沟站、汤河水库站、小市站、海城站)在1960-2012年期间的数据资料，利用Excel分析软件整理、统计相关数据。笔者认为累积距平法是一种用于判断变化趋势的有效方法，通过观察累积距平曲线，可以划分不同的变化阶段，从而有利于分析不同研究对象的变化规律和特征。对于时间序列，在某一时刻的累积距平表示为：

3结果分析

3.1太子河流域水文特性

3.1.1径流量变化规律

根据太子河流域1960-2005年的天然径流量资料显示：太子河流域的年平均径流量为14.0亿 m3，1964年出现最大年径流量，为31.2亿 m3，1992年出现最小年径流量，为6.56亿 m3。同时，太子河流域径流量存在年内分配不均匀的特点，最大径流量出现在 7、8月份，约占全年径流量的52%，最小径流出现在12月至次年3月，仅占全年径流量的7.5%。

3.1.2降水量变化规律

根据太子河流域内现有雨量观测站所提供的降水量资料可知：1965-2012年期间，太子河流域平均年降水量为792.1 mm，2010年的降水量最大，为1 306.4 mm，1989年的降水量最小，为564.1 mm。从相关数据可以看出，太子河流域降水量的年际变化呈现出不规则的丰枯交替、时丰时枯特点。太子河流域于1961-1962年、1976-1984年、1988-1989年、1996-2000年出现连续枯水期，于1963-194年、1985-1987年、1994-1995年出现连续丰水期，其他年份为平水期。同时，受季风气候的影响，太子河流域降水量带有明显季节性，使其年内降水量的分配极为不均匀。太子河流域的雨季为5、6月份，降水全盛期为7、8月份，约占全年降水量的50%，而12月至次年3月的降水量仅占全年降水量的10%左右。

3.1.3蒸发量变化规律

根据1981-2005年的太子河流域蒸发量资料显示：太子河流域年平均水面蒸发量为1 045 mm，1989年出现最大年蒸发量，即1 411 mm；1996年出现最小年蒸发量，即891.4 mm，具体情况如图1所示。受季风气候的影响，太子河水面蒸发量的年内分配不均匀，蒸发量最大为5-6月份，占全年32%左右，蒸发量最小为11月至次年2分月，占全年7%左右。

图1　太子河水面蒸发量的年际变化图

3.1.4洪水特征

太子河流域处于热带海洋气团与极地大陆气团的交接地带，7月中旬，因太平洋副高加强北上，易出现暴雨；而8月下旬，太平洋副高南撤，暴雨基本结束。也就是说，太子河流域的暴雨多发生在7月中旬至8月中旬，并呈现出水量大、涨水快的特点，易引发洪水。近期在该流域发生洪水的年份为1995年，洪峰流量为每秒2 070 m3。

3.1.5水质状况

根据2006-2012年太子河流域水环境监测中心对水功能区水样的检测结果显示：老官砬子以上河段为Ⅰ、Ⅱ类水质，以下河段一般为Ⅴ、Ⅵ水质。从太子河流域水质的整体情况来看，上游水质明显好于下游水质，支流水质明显好于干流水质。太子河进入市内后的河段，除水库段之外，基本为Ⅴ类水质，污染物严重超标，主要包括高锰酸盐、氨氮、挥发酚等。

3.2讨论

根据太子河流域水文特性分析结果显示：太子河流域的径流量、降水量变化呈现出明显的季节性特征，即7、8月份的径流量、降水量大，12月至次年3月的径流量、降水量小，这对农业、工业、社会生活等方面造成了不利影响，为此太子河中上游建成了多个水库和翻板坝，起到了调节下游径流量的良好作用；太子河流域的蒸发量年内分配不均匀，5、6月份的蒸发量大，由于太子河流域的农作物生长处于少雨季节，加之这一期间内会出现水面蒸发量峰值，从而导致太子河流域经常出现春旱现象；太子河流域7月中旬至8月中旬是暴雨多发期，由于太子河流域的一些支流河道比降较大，如兰河、细河、汤河等，所以一旦出现暴雨，便极易引发突发性洪水，进而造成洪涝灾害；受太子河流域污染物超标的影响，市内河段及下游地下水受到一定程度污染，对流域内的生态环境也带来了诸多负面影响，为此必须采取有效措施对水质污染进行控制。

4结语

通过太子河流域水文特性的分析研究，认为在开发、利用太子河流域的水资源时，必须充分考虑太子河流域降水量、径流量、蒸发量、洪水、水质的变化特征，制定切合实际的水资源可持续发展管理策略，确保该流域的水资源能够满足本溪市、辽阳市、鞍山市等城市的经济发展需求，逐步解决抗旱防涝、水资源短缺、结构性水污染等问题。为此，建议应采取以下有效措施：

1)促进雨水资源化。根据太子河流域降水量的年内变化特点，在每年7、8月份着重开展雨水收集工作，将收集的雨水作为工业、农业、补充地下水的水源，用以缓解流域内的用水压力。

2)做好防洪减灾工作。妥善处理好太子河流域的水资源开发利用与水灾防治，根据流域水文特性制定防洪总体规划。充分发挥各大水库在调节太子河流域基流中的作用，减少汛期基流，增加枯水期基流，保障农业生产和工业生产的用水需求，降低旱涝灾害发生几率。

3)加强水污染防治。针对太子河流域下游水质污染严重问题，一方面加强水环境质量状况监测，加大水资源管理执法力度，严格控制污水排放；另一方面提高污水处理率，增强污水回用能力，缓解水资源短缺与需求之间的矛盾。

参考文献

[1]张楠.张远.孔维静.太子河流域水生态功能Ⅱ级区的划分[J].环境科学研究.2013(5).

[2]咸伟.谈太子河流域水能资源现状及开发管理[J].农业与技术.2012(5).

[3]宋策.李靖.周孝德.基于水生态分区的太子河流域水生态承载力研究[J].西安理工大学学报.2012(1).

[4]张婷.张楠.张远.1967—2006年太子河流域径流系数的变化特征[J].应用生态学报.2011(6).

[5]万峻.刘红艳.张远.太子河流域河流生态功能评价及其管理策略[J].应用生态学报.2013(10).

[中图分类号]P331

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)02-0122-02

[作者简介]张志斌( 1982-)，男，辽宁康平人，工程师，主要从事水文测验、水文预报、水资源评价论证等工作。

[收稿日期]2015-11-16