玛纳斯河流域水资源特性分析

〔摘要〕通过对玛纳斯河流域降水、径流、蒸发等水文、水资源要素进行分析阐述，对了解本流域水资源各因素时空变化规律，探知玛纳斯河水资源开发潜力，为合理配置本流域水资源提供帮助。

〔关键词〕玛纳斯河流域; 冰川储量; 地表水资源量; 分布; 特征

中图分类号:TV 213．4 文章标识码:B 文章编号:1009-0088(2011) 04-0109-02

1 流域概况

玛纳斯河流域发源于天山北麓依边哈比尔尕山，海拔5 000 m 以上的永久冰川地带，集水面积5 156km2，是准葛尔盆地南缘最大的一条降水融雪山区性河流。本流域包括塔西河、玛纳斯河、宁家河、金沟河、大南沟河和巴音沟河等6 条较大的内陆河流，由南向北最后归尾间玛纳斯湖。玛纳斯河是流域内最大的河流，全长324km，流域面积1．98 万km2。东西长140km，南北宽102 km，总耕地面积27．3 万hm2。冰川面积2 909．12 km2，冰川储量72 亿m3。地形由南向北呈明显的4 个阶梯: 南部高山区海拔3500m以上，终年积雪覆盖; 向北中高山区，海拔1 500 ～1 800 m 以上，地形陡峻; 低山丘陵区，海拔600 ～ 950 m，高差350 m左右;北部平原区海拔300 ～ 600 m。玛纳斯河流域地处欧亚大陆腹地，属典型的大陆性气候。区内降水时空分布很不均匀，在地理分布上，由南向北递减，高山区降水量700 ～1 000 mm; 低山丘陵区300 ～ 400 mm; 位于山前倾斜平原的石河子市区为197．2 mm; 沙漠边缘的莫索湾、小拐115 mm左右，年蒸发量1 500 ～ 2 000 mm，降水量年内分配的特点是春夏多于秋冬，春夏降水占全年的67%，秋冬季占33%。灌区内冬季严寒，夏季干燥炎热，最低气温为－ 42．8℃，最高气温43．1℃，属干旱的大陆性气候。日照2 550 ～ 3 100 h，无霜期148 ～ 187 d，是典型的荒漠绿洲和灌溉农业区。灌区的主要灌溉水源是河水、泉水和井水。水源河——玛纳斯河发源于天山北麓依连哈比尔尕山，主要靠高山融雪和降水补给。多年平均径流量约13．2 亿m3，径流年内分配很不平衡。灌区泉水年出水量3．65 亿m3，地下水可开采量4～ 7 亿m3。目前，农业灌溉用水占流域总用水量的92%左右。

2 降水

玛纳斯河流域降水主要来自西风高层气流，只有面迎西风并能使携水气流爬坡的高大山地(1 km 以上) 才能形成有效降水，其中高山冰川区年均降水量达700 ～ 1 000 mm，因而山地成为玛纳斯河的集水汇流区和水源涵养地，流域的径流主要来自山地，而平原区降水量仅110 ～ 200 mm 以下，蒸发却数倍于降水，无法形成径流。

2．1 降水量的分布

玛河流域地形差异极大，地形由海拔5 000 m上的高山下降为500 ～ 860 m 的平原，平原区地形也由冲洪积扇顶的800 m下降到玛纳斯湖底的257 m。降水量地区分布是不均匀的，各站实测年降水量变化在110 ～ 1 000 mm 之间，平原地区实测多年平均年降水量在110 ～ 200 mm 之间，形成降水量在地区分布上的差异。

2．2 降水量的年内与年际变化

玛纳斯河流域位于世界温带荒漠生物资源最丰富的准噶尔盆地南缘，属干旱的大陆性气候。平均降水量稀少，降水年内分配不均，集中程度较高，玛河降水量多集中于春夏两季。从玛河观测站多年平均值来看，春季占年降水量的31．2%，夏季占年降水量的35．8%，连续最大4 个月降水量占年降水量的53%，出现在5 ～ 8月; 玛纳斯河流域各雨量站年降水量Cv 值在0．28 ～0．36 之间，表明其年际变化也较大。

3 径流

3．1 径流的分布

玛纳斯河流域发源于天山北麓依边哈比尔尕山，这里水文、气候的垂直地带性规律十分明显，对流域的产流、汇流的形成具有重要的作用。高山区的冰雪融水和玛纳斯河上游的降水是该流域的主要径流水源。据资料显示，玛纳斯河流域全年22．95 亿m3 的径流中，冰川融水补给占46%，降雨占26%，降雪占18%，浅层地下水占8%，深层地下水占2%。

3．2 径流的年际与年内变化

径流的年内分配及年际变化随着径流的组成和补给类型而变化，与径流的组成有密切的关系。玛纳斯河连续最大4 个月径流量在6 ～ 9 月，占全年径流量的76．21%，最大月径流量与最小月径流量之比值为12．3，说明其年内变化较大，从玛纳斯河主要代表站肯斯瓦特的年径流量的变差系数及最大与最小年倍比来看，Cv 为0．19，最大年与最小年的比值为2．2，说明其年际变化平稳。

4 蒸发

4．1 水面蒸发量的分布

玛纳斯河流域水面蒸发量的地区分布在1 500 ～2 000 mm 之间，蒸发自南向北递增，玛河肯斯瓦特站年蒸发量1 439．9 mm，石河子市1 514．9 mm; 莫索湾1 942．1 mm。分布趋势是南部山区即玛河流域上游小，北部平原、荒漠区大。玛纳斯河出山口以上山区，水面蒸发量小于1 500 mm，北部平原与沙漠区，水面蒸发量在1 500 ～ 2 000 mm 之间。

4．2 干旱指数

干旱指数是反映地区气候干湿程度的指标。以年蒸发能力与年降水量之比表示，即r = E° /P。本节中水面蒸发能力以E601 蒸发量代表。当蒸发能力超过降水量，即r ＞ 1．0 时，说明该地区偏于干旱，r 值愈大干旱程度愈严重; 反之r ＜ 1．0 时，说明该地区气候湿润。因此，一般用干旱指数来进行气候的干湿分带。

根据玛纳斯河流域各站蒸发量资料计算，本流域干旱指数在6．3-11 之间，说明干旱程度较严重。根据所绘制的干旱指数等值线图分析，干旱指数分布的一般规律为; 由南向北，由西向东，干旱指数随着降水量的减少，水面蒸发量的增加而增大，山区小，平原大。

5 地表水资源

5．1 地表水资源总量

玛纳斯河流域地表水资源量，由控制站以上的多年平均年径流量与控制站以下至出山口以上等值线量算值之和，其径流量主要产自天山山脉，玛纳斯河流域地表水资源总量为25．32 亿m3。

5．2 地表水资源特征

(1) 玛纳斯河流域主要产水区为山区，而平原区基本为用水区，其产水量极少。玛纳斯河流域总面积为1．98 万km2。

(2) 地区分布不均匀，除山区产流，平原区不产流外，在产流区内其分布也是不均匀的，中部山区的山间盆地及山丘是产流区中径流深的低值区，径流深的高值区分布在降水量大的高山区和冰雪资源丰富的山结地带。

(3) 年内分配表现为夏季水多、冬季水少、春秋过渡的特点，出现来水与用水不同步的矛盾。本流域水资源年内分配不均匀，而年际变化相对平稳，符合干旱区河流的普遍规律。

参考文献

［1］万俊．水资源开发利用［M］．武汉．武汉大学出版社，2008

［2］赵松乔．中国干旱区自然地理［M］．北京．科学出版社，1985