新彊昌吉地区山溪性河流水温特性分析

新彊昌吉地区山溪性河流水温特性分析

李蓉

昌吉水文勘测局  新疆昌吉 831100

摘要：水温是水文观测的基础项目之一，也是水文资料的基本要素。影响水温变化的因素较多，如：气温、降水等，起主要因素是气温。本文选用头屯河制材厂水文站、白杨河水文站5年的水温、气温观测资料，从气温对水温的影响角度，分析和探讨水文在年内、年际及时空分布上的变化过程和规律。

关键词：水温;气温;影响因素 年内变化 年际变化

1. 流域河流的选取

本文选用发源于新疆天山北坡中段，具有区域代性的头屯河、白杨河两条代表性山溪性河流做为分析样本。

2. 资料选取

本文选用制材厂水文站、白杨河水文站5年（2017-2021）年（3-11月）的水温气温观测资料，典型年选用2018年，水温观测时间为定时观测，每日北京时间8：00,20:00;本文采用的统计资料为每日8:00观测的资料，最高、最低采用瞬时观测数值；在统计分析中均使用实测整编成果资料，未进行插补、延长处理；资料整编成果符合水利部颁发的SL247-2020《水文资料整编规范》要求。（注：由于水文资料管理条例保密条例的限制，本文选用的原始资料只能选用五年）

3. 流域概况

     3.1头屯河

    头屯河是新疆乌鲁木齐市与昌吉市的一条界河，东与乌鲁木齐河相邻，西与三屯河接壤，发源于天山山脉的哈拉乌成山北坡，是一条山溪性河流。其地理位置介于东经：86°42′ --  87°37′，北纬：43°10′-  44°44′之间 ，山区是头屯河径流的主要形成区。径流补给多样，既有高山冰川和永久性积雪融水补给，又有山区降水补给，头屯河制材厂水文站，属国家基本水文站，为头屯河流域基本代表站，地理位置：东经：87°00′，北纬：43°31′，以水文站为控制断面，河长47.5km，水文站海拔高程：2774m；集水面积 840 km2，多年平均年径流量2.268×108m3。

     3.2白杨河

白杨河位于新疆阜康市境内，发源于天山山脉东段博格达峰冰川东北侧，是一条山溪性河流，流经阜康市上户沟乡、滋泥泉子乡，流域面积1272平方千米。其地理位置介于东山区是白杨河径流的主要形成区。径流补给多样，既有高山冰川和永久性积雪融水补给，又有山区降水补给，白杨河水文站，属国家基本水文站，为白杨河流域基本代表站，地理位置：东经：88°32′，北纬：44°03′，以水文站为控制断面，河长32.0km，水文站海拔高程：1047m ；集水面积 252  km2，多年平均年径流量0.6851×108m3。

4. 典型年（2018年）水文与气温的变化规律

从图1 中可以看出，两站水温的变化随气温的变化而变化，气温降则水温降，气温升则水文升；3-5月水温随气温的升高而逐步上升，5-8月水温趋于一个相对稳定的阶段，8-10月水温随气温的降低而逐步降低1-3月，10-12月，当气温降低到0℃以下时，水文变化在0.2℃-1.4摄氏度之间，并逐渐趋于稳定。

5. 水温的年内变化

将多年各月的最高、平均、最低水温、气温进行平均，点绘各站的过程线如（2-4）即年水温变化模式图。年内水温和气温变化分为两个阶段，3-9月为上升段，8-11月为下降段。年内气温11、12月最低，当气温减低到0.0℃以下时水温也逐渐趋于稳定。七月份气温最高，水温也达到最高（个别年份出现在8月份）年内各月水温、气温变幅上下波动变化不大；见表1--表2

表2      2017年-2021年白杨河水文站平均水温平均数值             单位：℃

图2         2017-2021年制材厂站月平均水温过程线

图3         2017-2021年白杨河站月平均水温过程线

6. 水温的年际变化

2017-2021年水温年极值统计表          单位：℃

根据资料统计，制材厂站历年最高水温为18.9，最低水温为0.0；多年平均值为：18.1；多年极值变幅为18.1，白杨河站历年最高水温为17.2，最低水温为0.0，；多年平均值为：16.6；多年极值变幅为16.6，从以上统计分析可以看出，多年的水温变幅变化不大，证明年水温变化稳定，周期规律不明显。

7. 水温与气温的关系

水温的物理变化原因，是太阳的辐射的变化所引起的。反映太阳辐射的气象因子是气温，显然，气温与水温是有一定的相互关系。为寻求气温与水温的关系，对多年年平均气温、水温；月平均气温、水温和8：00时气温、水温分别作了分析。年平均气温与年平均水温显然是有良好的关系，由于两者本身的变幅都不大，气温和水温都用多年平均数值建立相关关系。

图4     制材厂站多年月平均水温、气温相关图

图5      白杨河站多年月平均水温、气温相关图

用多年平均气温与多年平均水温建立相关关系（见图），从图中可以明显看出，各关系点据成明显的带状分布于关系线两侧，无大的明显突出和偏离；制材厂站计算的相关系数r2为0.946。；白杨河站计算的相关系数r2为0.934。显然其相关系数较高。相关关系较好。

8. 结语

    通过对制材厂、白杨河两个水文站的气温、与水温的资料分析，从而了解了新疆天山北坡中段，头屯河、白杨河两条河流的水温变化的基本规律，以及水温与气温的相互关系，特别是所分析出的水温与气温的关系，不仅能够检验新疆天山北坡实测水温资料的精度，而且可以推算新疆天山北坡相邻站点停测年份的资料，为上下游水文测站相关分析提供参考依据

[作者简介]  李蓉（1987年）女，四川省南充市南部县人，新疆昌吉水文勘测局，工程师，主要从事水文勘测及资料整编工作。