青海省外流区各流域水文特征

青海省外流区各流域水文特征按河川径流的循环形成，青海省内河流可分为内、外流两大区域。以乌兰乌拉山－布尔汗布达山－日月山－大通山－线为分水岭，此线以南为外流区，占全省总面积的48.2%，分属黄河、长江和澜沧江三大流域[1]。1.省内黄河流域水文特征黄河水系黄河是祖国的第二条长河，是青海省最长的河流，发源于巴颜喀拉山北麓各姿各雅山。正源卡日曲，它与约古宗列曲汇合称为玛曲，玛曲东流入扎陵湖和鄂陵湖，之后顺山脉地势向东南流去，在青海省及毗邻的川、甘两省，形成一个著名的“S”形河曲，为“黄河九曲第一曲”。黄河从青海省民和县官亭镇附近出境。黄河在青海省境内的主要支流是湟水。湟水是黄河上游一条重要的支流，它发源于海晏县的包忽图山，流经海晏、湟源、湟中、西宁、平安、互助、乐都、民和等县市，在甘肃省河口镇的达川汇入黄河。干流长374km，流域面积16100km2，年径流总量约26.1亿m3。湟水虽小，但落差大，水流湍急，所经地区是全省人口稠密、工农业发达的地区，意义十分重大。近些年来，随着工农业生产的发展，湟水已不能满足需求，加之河流的污染，供需矛盾日益严峻，因此青海省引大(大通河)济湟(湟水)工程迫在眉睫。大通河是湟水最大的支流，它发源于祁连山支脉木里山，流经门源、甘肃连城等地，在民和县享堂汇入湟水。全长500km，流域面积12936km2，年径流总量23.1亿m3。落差大，水流湍急，水能资源丰富[2]。黄河在青海省干流长约1693km，年径流总量171.6亿m3，流域面积约12.1万km2。黄河在青海出境时的径流量为285.2亿m3，占整个黄河总径流量的49.2%，青海省是黄河流域最大的产流区和水源涵养区，加之其中下游河床明显高于两岸地区，河流一般难以补充入黄。因此，黄河上游径流量的多寡，直接影响到下游的断流与否。黄河上游径流量呈减少趋势，气候倾向率为每10年减少9.8m3/s，其减少趋势进入90年代尤为明显。这一变化趋势与黄河上游地区夏季降水量变化趋势一致，说明汛期降水量的减少是导致黄河上游流量减少的直接的气候因子。黄河上游水资源即径流量呈现出明显的年内变化，年径流总量主要集中在汛期，而90年代以来汛期降水量明显减少，又直接影响到径流量的减少[3]。河源地区属高原高寒气候，一年之内，无四季之分，长冬无夏，春秋相连；年平均气温-4℃，每年仅5～9月份日均气温在0℃以上，日内气温均较差为16.6℃。历年平均降水量为307.5mm，草原湿润系数为0.47～0.87。历年平均蒸发量为1264mm，年内月蒸发量以5～8月份最大。区域内每年12月至次年3月盛行偏西风，干旱多风是河源区气候的特征之一。河源区的主要气候特征是干旱、少雨、高寒、缺氧、风灾、雪灾、沙化并存。因该区地处高原，冰期较长，一般是“立冬结冰，端午开河”，多年平均封冻天数达157天，最大冰厚达1.43m[4]。黄河源头地区年平均气温呈逐年上升趋势。自进入80年代中后期，年平均气温上升趋势非常明显。黄河源区春季气温变化的特点是：80年代是相对低温期，进入90年代后，春季气温急剧回升，大部分温度超过平均值；黄河源区夏季气温年际间变化十分明显。90年代以来，黄河源区气温基本上呈上升趋势，特别是自1994年以来，气温呈现出连年偏高的特点；黄河源区秋季升温十分明显。自80年代中后期以来，秋季气温基本上呈连年偏高的趋势。黄河上游地区降水自80年代中后期，特别是进入90年代以来发生了重大变化。80年代中后期以后，全区冬季降水量呈明显的增多趋势，90年代降水量较1960年同期增加2倍多；春季降水量的变化趋势同样呈现出增多的趋势，且其增幅较冬季更加明显，其气候倾向率为3.6mm/10a；夏季降水量变化趋势却表现出显著的减少趋势，其倾向率为-6.5mm/10a；秋季及年降水量自1960年以来无明显的变化，保持相对的稳定性。降水是影响黄河上游水资源的主要气候因子，其中气温升高加剧了流域蒸发量的增大和干旱影响，减少了地表径流量[3]。黄河源流域多年平均输沙量为8.38万t，其中7～l0月输沙量占年输沙量的70.2%[4]。悬移质输沙率与年径流量密切相关，但直接受源区的流水侵蚀、风蚀和冻融侵蚀等决定。黄河源区的干流4个代表性水文站中，黄河沿、吉迈站、玛曲站和唐乃亥站在1956～2011年系列的多年输沙量分别为9.2、111.0、504.0和1202.0万t，相应的平均含沙浓度分别为0.114、0.262、0.132和0.603kg/m3，相对于黄河中下游的高含沙水流，黄河源区是典型的水多沙少。1955～1990年黄河沿、吉迈站和玛曲站的年输沙量增加的趋势分别为0.28、1.44和10.28万t/a，这与源区在这个时期径流量同向增加有关。唐乃亥站于1956～1990年的年输沙量增加的趋势分别为33.7万t/a，1991～2011年的年输沙量减少的趋势为16.0万t/a，1956～1990年多年平均输沙量为1346.2万t，而1991～2011年的多年平均输沙量为962.6万t，这表明唐乃亥站多年平均输沙量1991年以来减少28.5%。1991年以来相对于1955～1990年唐乃亥站的年输沙量较大幅度减少的主要原因是源区径流量减少15.9%，其次与源区退耕还草的源区生态环境建设和大坝拦沙建设(如曲什安河梯级水库)有关。四个站点的年内变化周期是一致的，11～5月为少沙期，6～9月为主要产沙期，其中唐乃亥的6～9月产沙量占全年的84.7%，月输沙量最大值出现在7月和9月，1～3月处在枯水冰冻期，产沙量只占全年的0.6%。黄河沿、吉迈、玛曲和唐乃亥均在7月达到峰值[5]。2.省内长江流域水文特征长江水系长江是世界第三长河，祖国的第一大河，长江在青海省干流总长1206km，流域面积14.2万km2。长江发源于唐古拉山峰各拉丹冬(海拔6621m)西南侧的姜根迪如冰川，源头地区由沱沱河、朵尔曲、布曲、当曲和楚玛尔河汇合而成，沱沱河为长江的正源，以下称为通天河。通天河向东南流至玉树县巴塘河附近的直门达，此以下称金沙江，继续向东南流，入川藏境界[2]。省内长江流域年径流总量129.6亿km3。长江源区径流的日变化过程中，从凌晨1:00到9:00时段水位保持一个平稳的过程，9:00以后水位开始逐渐升高，到下午15:00左右达到峰值。这与气温的变化趋势一致，太阳辐射在9:00以后开始增强，气温和土壤温度逐渐升高,冻土活动层和间歇存在的地表积雪发生融化且水分在土壤中的运移速率加快，在下午15:00形成日水位峰值。全年径流量主要集中在5～9月，占全年径流总量的85%；降水主要集中在6～9月，占全年降水量的90%。年径流变化过程在6月和8月存在两个峰值，即存在一个春汛和夏汛过程，且春汛洪峰值明显小于夏汛。春汛过后有一个明显的枯水期，夏汛过后河道流量逐渐减小，直到河道冻结[6]。长江源地区是巨大山脉从北、西、南三面围限，形成三面环山的盆谷地态势。海拔多在4300～5000m，是青藏高原平均海拔最高的区域。当曲、沱沱河和楚玛尔河共同组成了长江的3个主要源流。是青藏高原的低温中心，属大陆性高原亚寒带和高原寒带。年平均气温-2.2℃,最冷月平均气温-13.0℃，最暖月平均气温9.7℃。年均降水量365mm，降水量由东南向西北逐渐减少，东部湿润区和西部干旱区景观差异显著[7]。长江江源地区地势高亢，终年气候寒冷，年均气温一般只有-5.5℃～４℃，大部分地区年均气温低于0℃，月均正温期只有5个月（5～9月），楚玛尔河流域五道梁一带仅6～9月份为正温期，曲麻莱以东玉树地区正温期达到7个月。在江源地区中部的沱沱河沿（集镇）年平均气温为-4.2℃，绝对最低温度为-33.8℃，冻结期长达７个月。然而，随着过去50年来全球变暖趋势的加强，青藏高原温度的升高已是不争的事实，温度的升幅也显著大于全国平均水平：源区的年平均气温从20世纪60年代开始缓慢上升，1991～2001年温度平均值比1991年以前30多年的平均值上升了0.20℃～0.88℃，平均上升0.39℃；近10年，平均气温比20世纪60年代增加了1.42℃。由于受海拔高度和地形地貌等因素的影响，不同地区的气温变化幅度不尽相同，其中曲麻莱、玉树等地区升幅较大，西部的沱沱河等地区升温幅度较小。不同月份气温的升幅也不相同。长江源区升温幅度年内最大的时段是春末夏初5月、6月份和下半年9～11月份，温度平均上升0.90℃，大于年均温度升高幅度；而年内温度最高的7月、8月份升温幅度并不大，平均上升仅0.4℃，小于年均温度上升幅度。因此从总体上来说，长江江源区冬半年气温升高幅度较大，即呈现出气候暖干化的变化趋势，这与我国北方大部分地区近百年以来出现的暖冬现象是一致的。长江江源地区平均海拔在4500～5000ｍ，属高原亚寒带半湿润、半干旱区，日照时数较长，每年约达2800ｈ，年总辐射量高达670kJ/cm2。降水主要来自孟加拉湾暖湿气流，年降水量自东南向西北递减，界于500～200mm左右。年降水200～400mm，5～9月降水量占全年的90％～95％。由于源区的年平均气温在0℃以下，最暖月气温也只为４℃～10℃，降水、蒸发及日照变化不明显，因此固态降水占很大比重。总体来说，降水近50年的长期变化趋势总体上不明显，而在近10年的降水有明显增加趋势。降水量序列各尺度震荡的形成原因可能与青藏高原热力作用和动力作用以及大气环流演变密切有关[8]。3.省内澜沧江流域水文特征澜沧江水系澜沧江是一条国际河流，在青海省内称扎曲，发源于唐古拉山北侧加里苟孔桑公玛峰(海拔5500m)东南坡，向南流经西藏、云南等省区，流出国境称为湄公河[2]。省境内干流河长448km，流域面积18509km2。河流水系发育，支流密布，流域面积在300km2以上的支流共33条[9]。澜沧江干流在青海境内称为扎曲河，河水自西北流向东南，在囊谦县大如达村以下约4km处进入西藏境内。澜沧江流域降水丰富，径流量大且稳定，河道落差大，水力资源丰富。其中澜沧江干流在青海境内流域面积18581km2，多年平均流量148m3/s，境内河道总长448.3km，天然落差1553m；一级支流子曲河，发源于杂多县境内杂格俄玛拉东侧，流向东南，出境断面控制流域面积12645km2，多年平均流量137.0m3/s，境内河道总长276.9km，天然落差1491m；一级支流吉曲河，发源于唐古拉山北麓瓦尔公山东南侧，平行干流，流向东南，至青藏交界处，出境断面控制流域面积11284km2，多年平均流量98.4m3/s，境内河道总长253.3km，天然落差853m[10]。澜沧江流域的上段，地处青藏高原中部，具有气温低，光照充足，干湿季分明，雨热同季等高原大陆性气候特征。同时，由于地形起伏较大，尤其是东部地区山高沟深，高差显著，因此还具有垂直带分布明显等山地气候特点。全年气候严寒、少雨，无明显的四季之分，只有冷暖两季之别。冷季长达8～9个月，暖季只有3～4个月。降水集中在6～9月，无绝对无霜期。年均温0.180℃，平均最低气温(1月)-11.30℃，平均最高气温(7月)11.O0℃，极端最低气温-25.70℃，极端最高气温20.50℃，年日照2575.9小时，年蒸发量1458.6mm，年降水量548.5mm，年总辐射量685.3kJ／cm2，年积温1306.30℃。受气候条件的影响，布当渠的冰期较长。根据多年实测冰情资料可以看出，在10月上旬，水流中就出现冰花，10月中下旬到11月上旬，河道即出现流冰。最早结冰期为11月10日，流冰期11月20日至来年3月份，热力因素是影响河流开河的主要因素。河流的终止流冰时间一般在3月下旬，最晚则出现在4月下旬。流域内降水量的分布，东部多于西部，南部多于北部，随着海拔升高而减少。孜曲、扎曲和解曲的中下游地区年降水量多于450mm，尤以扎青至昂赛-带可达500～520mm，为全县的多雨地带；而北部和南部的高寒山区以及莫曲和当曲流域，年降水在350～400mm之间。因受西南季风的影响，干湿季分明，从11月至翌年4月为干季。5月开始，降水量明显增多