关于青藏高原闭合流域水平衡要素的推算问题
问题的提出:在青藏高原地区水文站稀少,尤其在大面积的内陆闭合流域地区,更是缺少水文资料,在水资源评价工作中,如何解决和评价这一区域水资源问题,成为全国水资源评价工作中的一大难题。兰州设计院陈同心和综考会陈传友先生先后从水平衡的思路,对该地区各有关流域进行分析计算。作者当时参加全国水资源评价工作,在他们工作的基础上作了进一步的分析,兹将成果整理于后。
一、闭合流域水平衡要素分析的原理
1.设流域水资源总量为W,包括河川径流量及不重复的地下水补给量,则W=F湖·E湖-F湖·P湖=F湖(E湖-P湖)……①
W=W1+W2
W1=河川径流量W2—不重复的地下水补给量,主要指直接由地下水补给湖泊的水量。由于W2相对W1很小,所以可近似地写为W≈W1
R为陆地(流域)径流深。
在公式②中,可看到若要求R,就要解决三个未知数,即K、E湖、P湖。其中K是可以通过量算流域面积和湖泊面积而求得,P湖可从周边极少雨量记录而近似推得,而E湖即湖面实际蒸发量则比较难求。
2.设流域平均降水量为P,亦可认为湖面降水量与流域平均降水量相近,即P湖≒P,则
W=Pα(F-F湖),可写为P=
式中α为流域平均径流系数,F′=F-F湖,即流域陆地面积。
接前式:
假定设α≈0.2(在下垫面条件一致,同一气候带条件下)
可计算如下表
3.从④式可知流域总径流量直接与湖泊补给系数有关,而湖泊补给系数可从实际地图上量取。
藏北内陆区指冈底斯山和念青唐古拉山以北地区,从总体上看分布有许多湖盆地,一些大湖泊则分布在南部;北部的羌塘高原一则湖泊稀少,且湖泊面积很小,因此,可以将整个藏北内陆区分为三部分,即纳木错片,包括从安多到纳木错,为东部片;色林错—扎日南木错片,包括色林错至扎日南木错等湖泊区,即西南部,第三片为北片,即藏北羌塘高原许多内流湖泊。
从以上三片的特点可以看出,它们的湖泊补给系数差别很大,明显看出东南部和西南部比较湿润。此外可可西里也可划分为1片,其湖泊面积(补给系数)明显较北部片要大,显然比其西部要湿润。
藏北地区湖泊面积及分区
4.湖泊补给系数与干旱指数
即F'·R=E0·F湖
r—干旱指数
于是,我们可以列出下表,以示它们之间的关系。
上表有关数字基本是平衡的,这样就可得到我们所需要的P和R,这些数值在全国的径流深图和降水图中可以反映出来,这也就弥补了藏北广大的羌塘高原及青海西南部的水文空白区,使全国有关水文图件完整。通过以上分析,使我们采用这些数据时,有了一定的理论基础,和客观自然地理条件的依据。
二、关于湖面降水量扣除与否,有两个概念
1.如果是吞吐湖,湖面降水量应作为流域径流量计算,因为这部分水量,已经反映在下游实测资料中,例如黄河上游玛多水文站以上的还原
计算如下:
玛多实测径流量6.61×108m3,流域面积20930km2,上游湖泊面积总计1237km2,玛多E601=861mm,折算为大水体蒸发乘0.9折算系数,则可算得:
W还原=W实列+F湖·E0
=17.31×108m3
R还=17.31/20903=82.7mm
此数与其北侧托索湖流域还原后的数字73mm非常接近,属合理。
2.如果是闭塞湖,有两种理解,即
①作为内陆河流,其径流来源于河流上游山区;其下游尾闾湖区认为是天然水资源的耗水区,所以湖面降水量不作为水资源计算。
②考虑湖泊的生态平衡(水量平衡)则应计算湖泊本身的降水补给量。
③从水资源计算的目的及实践出发,对于内陆河流尾闾湖面降水量,可以不参加计算。亦即湖面蒸发中既包括了汇入湖泊的河川径流量,也包括了湖面降水量,即公式①所示内容。
2009年7月重新整理
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