徐州市水文特性.doc

徐州市水文特性(江蘇省水文水資源勘測局徐州分局，江蘇，徐州 郵編 221006)摘要：介紹了徐州市的自然地理環(huán)境狀況,根據(jù)多年的水文統(tǒng)計(jì)資料，分析了降水、蒸發(fā)、徑流、泥沙和水質(zhì)等水文特性，為區(qū)域合理開發(fā)利用和保護(hù)水資源及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供水文依據(jù)。關(guān)鍵詞：徐州; 水文; 特性Hydrological characteristics of Xuzhou CitySHI-Gui-Ju1, QIAN-Xue-Zhi2, ZHENG-Chang-Ling3, ZHANG-Jing4CHEN-Wei-Dong5, WU-Cheng-Geng6,(Xuzhou Branch of Jiangsu Hydrology and Water Resources Survey Bureau, Xuzhou 221006, Jiangsu Province)Abstract: In this paper, natural geological environment in Xuzhou City is introduced. Moreover, we analyze rainfall, evaporation, runoff, silt and water quality main hydrological characteristics, which provide hydrological foundation for regional water resources utilization and protection and agricultural sustainable development.Keywords: Xuzhou City; Hydrology; Characteristics1 自然地理概況1.1地理位置徐州市位于江蘇省西北部，東經(jīng)1162211840，北緯33433458，東西長約210km，南北寬約140km，土地總面積11258km2。屬于淮河流域中下游，東襟黃海，西接中原，南屏江淮，北扼齊魯，在全國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有連接?xùn)|西、溝通南北、雙向開放、梯度推進(jìn)的戰(zhàn)略優(yōu)勢；京滬、隴海兩大鐵路干線在此交匯，京杭大運(yùn)河傍城而過，多條國道、省道高速公路在此匯合，昔日的兵家必爭之地，現(xiàn)為全國重要交通樞紐和聯(lián)系東西、南北經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略要地。徐州市總?cè)丝?72.89萬，下轄二市三縣五區(qū)，即邳州市、新沂市、豐縣、沛縣、睢寧縣、云龍區(qū)、鼓樓區(qū)、泉山區(qū)、賈汪區(qū)和銅山區(qū)。徐州是中國歷史文化名城，今為淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城市,江蘇省重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)的三大都市和四個(gè)特大城市之一。1.2地形地貌徐州市地貌，根據(jù)成因和區(qū)域特征自西向東大致可分為豐、沛黃泛沖積平原，銅、邳、睢低山剝蝕平原，沂、沭河洪積沖積平原三個(gè)地貌區(qū)。全市地形由平原和山丘崗地兩部分組成，以平原為主，約占全市總面積的90%，屬黃淮平原的一部分，地勢低平，海拔一般在2050m之間，大致由西北向東南降低，系黃河、淮河的支流長期合力沖積而成。丘陵崗地約占10%，為魯中南低山丘陵向南延續(xù)部分，海拔高度一般在100300m之間，多屬頂平坡緩的侵蝕殘丘。1.3 氣候特征徐州市位居中緯度地區(qū)，屬暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，既受東南季風(fēng)影響，又受西北季風(fēng)控制，氣候資源較為豐富，有利于農(nóng)作物的生長。其主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：四季分明，光照充足，雨熱同期。春季多風(fēng)少雨，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥，雨雪稀少。以中運(yùn)河為界，東部屬暖溫帶濕潤季風(fēng)區(qū)，西部屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)區(qū)；全市平均日照時(shí)數(shù)2100h左右，日照率52%57%，年平均氣溫14左右。1.4 河流水系徐州市區(qū)域內(nèi)的水系可分為三個(gè)：即廢黃河水系、沂沭泗水系、濉安河水系。廢黃河是歷史上的黃河故道，自成獨(dú)立水系，是沂沭泗水系和濉安河水系的分水嶺，徐州境內(nèi)長196km，流域面積885 km2。廢黃河北側(cè)為沂沭泗水系，境內(nèi)面積8479 km2，流域內(nèi)主要骨干河道有沂河、沭河、中運(yùn)河及邳蒼分洪道，并有南四湖及駱馬湖兩座湖泊調(diào)蓄洪水。廢黃河以南為濉安河水系，境內(nèi)面積2020 km2，又分為濉河和安河水系。濉河水系主要有銅山的奎河、閘河等河流組成，經(jīng)安徽后流入洪澤湖。安河水系主要有龍河、潼河、徐沙河等河流組成，流經(jīng)安河后匯入洪澤湖。徐州市主要河流及干支流分布詳見圖1。2水文特征2.1 降水量2.1.1降水量的地域分布由于受地理位置、地形地貌和氣候條件的影響，全市降水量地域分布欠均勻，其分布的總趨勢自西北向東南方向遞增，全市多年平均降水量825.2mm，西北部的豐縣閘站多年平均降水量為740.8mm，到東南部的睢寧站多年平均降水量遞增為880.8mm。從流域分布看，東部沂沭區(qū)、洪澤湖水系的降水量大于西部泗運(yùn)區(qū)的降水量，東部地區(qū)的邳州、新沂、睢寧地區(qū)的多年平均降水量在800900mm之間，而西部豐、沛地區(qū)多年平均降水量在600800mm之間。圖1 徐州市主要河流水系示意圖Fig.1 Sketch map of main rivers in Xuzhou city2.1.2降水量的年際變化由于受大氣環(huán)境的影響,該地區(qū)降水量年際間變化幅度較大，豐、枯水年周期變化也比較明顯。（1）豐、枯水年變化幅度大：從各站多年資料系列統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得出歷年最大年降水量與最小年降水量比值在2.53.5之間，極值差一般在7001000mm之間；極值比最大量為3.24，出現(xiàn)在豐縣閘；極值差最大為931.6mm，出現(xiàn)在睢寧站；極值比最小值為2.53，出現(xiàn)在藺家壩站；極值差最小為782.8mm，出現(xiàn)在塂上站。其余各站特征值變化詳見表1。（2）豐、枯水年的變化周期：本區(qū)降水有連豐、連枯和豐、枯交替的特點(diǎn)。連豐、連枯2年出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，最長的連豐期是5年，為19601964年，K豐值（豐水期平均年降水量與多年平均降水量系列的比值）的變幅為1.121.44。最長的連枯期是4年，為19861989年，K枯值（枯水期平均年降水量與多年降水量系列的比值）的變幅為0.610.88之間。豐枯交替小的周期為25年左右；大的周期為815年，平均周期11年左右。以年份為橫坐標(biāo)，以降水量與多年平均降水量比值的差值累計(jì)值（Ki-1）為縱坐標(biāo)繪制的年降水量差積曲線可以反應(yīng)年降水量豐枯變化情況，徐州市年降水量差積曲線見圖2。表1 徐州市代表站降雨量特征值表Table1 The eigenvalues of rainfall for the representative stations in Xuzhou City站 名多年平均降雨量歷年最大歷年最小比值Cv資料年限年降雨量年份年降雨量年份豐縣閘740.81215.62003374.920053.24 0.231953-2010沛城閘764.11209.32003408.319882.96 0.261932-2010藺家壩826.81382.62003546.020052.53 0.211951-2010塂 上812.61228.51974445.719882.76 0.221956-2010徐 州808.81360.01963536.219882.54 0.211948-2010運(yùn) 河873.81386.21974519.719992.67 0.231950-2010新 安847.01363.41974511.719662.66 0.231950-2010睢 寧880.81489.32007557.719782.67 0.241951-2010雙 溝870.91387.52007543.619682.55 0.241954-2010注:降水量單位:mm圖2 徐州市年降水量差積曲線Fig.2 The difference product curves of annual rainfall in Xuzhou City2.1.3降水量年內(nèi)分配表2是徐州市雨量代表站歷年來多年平均降水量的月分配表，從表中可明顯看出，徐州市降水量四季變化明顯，年內(nèi)分配很不均勻，春冬少，夏秋多。年內(nèi)降水量主要集中在汛期（69月），其平均降水量564.1mm，占全年降水量的68.4%，非汛期的13月和1112月只占全年降水量的18.7%。7、8月份降水最多，兩個(gè)月之和占年降水量的46.5%。其中7月降水量最大，占全年降水量的27.5%，特大暴雨也常發(fā)生在7、8月份。如1977年7月17日徐州站日降水量達(dá)358.7mm；干旱多出現(xiàn)在非汛期，枯水年常常出現(xiàn)大面積干旱，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來很大影響。詳細(xì)降水量年內(nèi)變化見表2。2.2蒸發(fā)選用運(yùn)河、新安、沛城閘作為代表站，均采用E601型蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)量觀測。本文統(tǒng)計(jì)了30多年的蒸發(fā)資料，其結(jié)果列于表3。表2 徐州市雨量站代表站多年平均降水量月分配表Table2 The month distribution of average precipitation of many year for therepresentative stations in Xuzhou City雨 量逐月多年平均降水量mm/占年降水量的百分比 汛 期全 年站 名123456789101112(6-9)(1-12)藺家壩14.120.231.043.561.7108.5238.7153.973.338.727.415.9574.4826.81.72.43.75.37.513.128.918.68.94.73.31.969.5100.0運(yùn) 河18.12332.552.168.3107246.4165.277.738.628.416.5596.3873.82.12.63.76.07.812.228.218.98.94.43.31.968.2100.0豐縣閘13.219.127.94655.894.8187.8149.071.536.924.414.4500.5740.81.82.63.86.27.512.825.420.19.75.03.31.967.6100.0沛城閘13.916.927.345.954.695189.2170.179.436.520.714.7533.6764.11.82.23.66.07.112.424.822.310.44.82.71.969.8100.0徐 州16.020.431.346.960.8105.1227.7143.276.135.927.017.6552.1808.02.02.53.95.87.513.028.217.79.44.43.32.268.3100.0塂 上14.221.529.148.864.495.3242.6160.769.635.219.411.8568.2812.61.72.63.66.07.911.729.919.88.64.32.41.569.9100.0新 安16.12330.752.765.199.4234166.179.635.32916579.0847.01.92.73.66.27.711.727.619.69.44.23.41.968.4100.0睢 寧18.426.939.554.168.2113.1237.2151.684.139.928.919585.9880.82.13.14.56.17.712.826.917.29.54.53.32.266.5100.0雙 溝19.225.234.656.572.8120.4242.1148.57640.122.914.7587.0872.92.22.94.06.58.313.827.717.08.74.62.61.767.2100.02.2.1水面蒸發(fā)量的變化趨勢全市多年平均蒸發(fā)量為873.9mm，最大年蒸發(fā)量1140.8mm，發(fā)生在1978年沛城閘站；最小年蒸發(fā)量669.8mm，發(fā)生在2003年新安站；月最大蒸發(fā)量189.6mm，發(fā)生在1977年7月沛城閘站。蒸發(fā)量在年內(nèi)分布很不均勻，全年蒸發(fā)主要集中在49月，其蒸發(fā)量占全年蒸發(fā)量的69.0%73.6%。1月蒸發(fā)量較小，6月蒸發(fā)量最大，兩者相差約5.8倍。2.2.2干旱指數(shù)干旱指數(shù)為年蒸發(fā)能力（即水面蒸發(fā)量）與年降水量的比值。干旱指數(shù)小于1表明該地區(qū)蒸發(fā)能力小于降水量，氣候濕潤；干旱指數(shù)大于1表明該地區(qū)蒸發(fā)能力大于降水量，氣候偏干燥。本市控制站多年平均干旱指數(shù)在1.1左右，屬于半濕潤氣候帶。其地域分布南部干旱指數(shù)小于北部，說明氣候南部地區(qū)較北部地區(qū)濕潤。徐州市代表站水面蒸發(fā)量特征值及干旱指數(shù)統(tǒng)計(jì)見表3。表3 徐州市代表站水面蒸發(fā)量及干旱指數(shù)表Table3 The evaporation capacities and drought indexes for therepresentative stations in Xuzhou City單位:mm站名降水量蒸發(fā)量干旱指數(shù)年最 大量時(shí)間年最 小量時(shí)間月最 大量時(shí)間月最小量時(shí)間資料年限運(yùn) 河873.8 878.5 1.0 1068.81981 739.2 1998 152.11979.68.81975.136沛城閘764.1 876.6 1.1 1140.81978 710.1 2005 189.61977.77.42006.136新 安847.0 866.6 1.0 997.51988 669.82003139.51985.66.42008.1332.3徑流2.3.1徑流量的年際變化年徑流量的年際變化除受降水強(qiáng)度、降水歷時(shí)等氣象因素影響外，還受流域、土壤和植被等因素影響。通過19562010年資料計(jì)算分析，從年徑流量系列變差系數(shù)Cv和年降水量系列變差系數(shù)Cv比較可以看出，徑流量的年際變化要明顯大于降水量的年際變化。本市降水量系列Cv值在0.210.26之間，而年徑流量系列Cv值則在0.690.91之間，年徑流量的Cv值是年降水量Cv的3倍多。全市歷年最大徑流量與最小徑流量的比值也高達(dá)幾十倍。徑流量年際變化也具有豐、枯年交替的特點(diǎn)，其豐枯比值為21.4883.52。豐枯年的變化規(guī)律與降水量的豐枯變化基本一致，豐水年與枯水年交替出現(xiàn)，周期多為25年。徐州市代表站天然年徑流量特征值見表4。表4 徐州市代表站天然年徑流量特征值表Table4 The eigenvalues of crude run-off for the representative stations in Xuzhou City河名站名歷年最大歷年最小極值比Cv平均年徑流量年徑流量年份年徑流量年份復(fù)新河豐縣閘8965197801981-0.842310沿 河沛城閘15571196301988-0.912743沂 河港上44231320058760198350.49 0.69145638中運(yùn)河運(yùn)河1288506196315428198883.52 0.85347638沭 河新安15964019577431200221.48 0.7351889注:徑流量單位:萬m32.3.2徑流量的年內(nèi)分配徑流量的年內(nèi)分配極不均勻，徑流量主要集中在汛期69月，汛期徑流量占全年徑流量的7090%之間，汛期徑流量又集中在78月，78月徑流量占全年徑流量的5075%。最大徑流量一般出現(xiàn)在8月份，年內(nèi)枯水期徑流量很?。?4月僅占年徑流的13.6%。詳見徐州市各代表站多年徑流量月分配表5。表5 徐州市代表站年徑流量月分配表Table5 The month distributons of crude run-off for the representative stations in Xuzhou City徑流量單位：萬m3河名站名典型年出現(xiàn)年份月徑流量年徑流量6-9月徑流量123456789101112沂河塂上偏豐年19959723 3967 3803 912 198 44 10392 91066 48730 23382 17315 6401 215934 150232 %4.5 1.8 1.8 0.4 0.1 0.0 4.8 42.2 22.6 10.8 8.0 3.0 枯水年19994393 1824 59 0 0 0 1029 0 0 4098 3473 477 15352 1029%28.6 11.9 0.4 0.0 0.0 0.0 6.7 0.0 0.0 26.7 22.6 3.1 多年平均271618882082165824374200378164996122344993265824022145638114321%1.9 1.3 1.4 1.1 1.7 2.9 26.0 34.3 15.3 6.8 4.5 2.8 沭河新安偏豐年2005000007931848129998155522370465061689520264824 %0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 19.4 31.5 16.3 24.9 6.8 0.2 枯水年19920000007339675194900099639963%0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 73.7 6.8 19.6 0.0 0.0 0.0 多年平均410401344564875213322332205646740250910396695858051769%0.7 0.7 0.6 1.0 1.5 3.6 38.1 35.1 11.5 4.3 1.8 1.1 中運(yùn)河運(yùn)河偏豐年20049294904583837698329408570917195316355533748469235355532726421217 %1.7 1.7 1.6 1.4 0.6 0.0 16.1 32.3 30.7 6.3 0.9 6.6 枯水年1999147616111835396660265158126153455391420222891684107760425142%1.9 2.1 2.4 5.1 7.8 6.6 16.3 4.5 5.0 26.1 11.5 10.8 多年平均918574307670634981998737735399120166368361941692712859344660239845%2.7 2.2 2.2 1.8 2.4 2.5 21.3 26.5 19.3 10.5 4.9 3.7 2.4泥沙2.4.1主要河流泥沙的特點(diǎn)運(yùn)河區(qū)域的泥沙主要來源于暴雨對坡面的侵蝕以及洪水對河床的沖刷。流域內(nèi)土壤因受侵蝕外移的泥沙向河流匯集。沂河和沭河內(nèi)除流域自身產(chǎn)生的泥沙外，還有一部分來自于上游沂蒙山區(qū)來水夾帶的泥沙。通過計(jì)算分析，本流域各河流年平均含沙量在0.311.57/m之間，多年平均輸沙率在5.7017.29/s，年輸沙量在17.9854.64萬t。2.4.2泥沙的年內(nèi)變化及淤積情況本流域內(nèi)河流泥沙量主要集中在汛期6-9月，約占全年的6598%；最大日平均輸沙量9010萬t，發(fā)生在1991年7月25日塂上站；最大含沙量16.5/m，發(fā)生在1966年7月22日運(yùn)河站。1980年前降水為豐水年，徑流量大，自然植被差，河流泥沙顯著偏大，河槽淤積較嚴(yán)重。1980年以后，降水進(jìn)入枯水期，徑流量減少泥沙也相應(yīng)減少；流域上游山東境內(nèi)橡膠壩等蓄水工程逐級(jí)攔截，導(dǎo)致過境水泥沙含量大大減少，河床淤積現(xiàn)象已基本不存在。2.5水質(zhì)2.5.1水質(zhì)污染狀況及水質(zhì)評(píng)價(jià)根據(jù)環(huán)境監(jiān)測中心2011年資料，