柳河泥沙初步分析

本文分析了柳河流域的泥沙特性、泥沙來源、泥沙延程變化，以及柳河泥沙對遼河的影響。柳河流域；泥沙來源
The article analyzes characteristics of basin of sediment, sediment sources, sediment extended range changes, and sediment on the Liaohe of Liuhe.Liuhe river basin; Sediment sources
柳河系遼河支流,位于遼河干流右岸,上游有三條較大支流,柳河是遼河下游一條多沙河流,素有“小黃河”之稱。流域內(nèi)多沙漠和丘陵，屬半干旱季風(fēng)大陸性氣候。據(jù)彰武縣氣象部門統(tǒng)計(jì)，每年平均有6級以上大風(fēng)日69.3d，又多出現(xiàn)在干旱季節(jié)。一年內(nèi)降雨量75% ~ 80%集中在汛期，且常以暴雨形式出現(xiàn)。強(qiáng)風(fēng)、暴雨、地形及土壤特點(diǎn)，使該流域風(fēng)蝕、水蝕嚴(yán)重。流域內(nèi)植被稀疏，旱季一到，黃沙滾滾，雨季一到，洪水橫流，泥沙俱下。該流域多年平均降雨量454.3mm，最大降雨強(qiáng)度124mm/h。多年平均降水總量為26.31億m3，多年平均徑流量為3.4572億m3，徑流系數(shù)僅0.13。多年平均年輸沙量780.80萬t。流入遼河水量雖不大，但沙量較大，經(jīng)對1957 ~ 1988年32年資料統(tǒng)計(jì)，由新民站輸入遼河的多年平均沙量占遼河來沙量的39.6%，1982年占92.1%，所以說該流域是遼河下游主要泥沙來源地。
1. 資料的統(tǒng)計(jì)分析首先對流域內(nèi)各控制站歷年降水、徑流、泥沙資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后進(jìn)行均值、Cv值以及5，10，15年滑動均值，并繪制滑動特征值圖表進(jìn)行特征分析。1.1降水資料。對流域內(nèi)各控制站以上雨量站的1957 ~ 1988年歷年降雨量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，求其流域平均降雨量，計(jì)算方法采用算術(shù)平均法。五六十年代雨量站較稀，代表性相對差些。經(jīng)分析，本流域最大3日暴雨是流域產(chǎn)生洪水、造成水土流失的主要因素，所以對最大3日暴雨進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，在計(jì)算流域平均最大3日暴雨量時，采用每個站的年內(nèi)最大值。流域內(nèi)各站出現(xiàn)最大3日暴雨的日期有可能不完全一致，但歷年都是同樣的統(tǒng)計(jì)方法，前后有一定的可比性。從計(jì)算機(jī)計(jì)算出的大年夜流域平均年降水量成果看，50年代末60年代初的10年，比80年代約大10%，3日暴雨約大15%，有逐漸由豐變枯的趨勢。從地區(qū)分布上看，降水量由東南向西北遞減。其值在600 ~ 400mm之間。1.2徑流資料。對各控制站歷年實(shí)測和還原后的年徑流量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。按照各站所處的地理位置，三家子加白廟子加石門子，再加該三站到鬧德海區(qū)間的徑流量應(yīng)等于鬧德海的徑流量。由于敬意無實(shí)測資料，故用鬧德海的徑流量減去3個站的徑流量之和為區(qū)間徑流量。結(jié)果表明，大多數(shù)年份有區(qū)間徑流，也有少數(shù)年份為負(fù)值，其原因除測驗(yàn)有一定誤差外，庫區(qū)蓄積也是一個主要因素。鬧德海到彰武區(qū)間都是正值，說明區(qū)間徑流較大，而彰武到新民區(qū)間徑流量為負(fù)值的年份較多，除測驗(yàn)方面的誤差和引洪淤灌工程的存在以外，還因?yàn)檫@一河段河道滲漏嚴(yán)重，河水大量補(bǔ)給地下水，很少有地面徑流產(chǎn)生。該流域徑流的年內(nèi)分配，也很不均勻，汛期徑流量較大，多年平均6 ~ 9月份流量占全年徑流量的61.1%，非汛期徑流量占全年徑流量的38.9%。1.3泥沙資料。對各控制站歷年實(shí)測泥沙資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，與徑流量情況一樣，鬧德海輸沙量減去上游三家子、白廟子、石門子3個站輸沙量之和為區(qū)間來沙量，大多數(shù)年份區(qū)間沙量較大，說明庫區(qū)有沖刷現(xiàn)象，少數(shù)大水年份區(qū)間為負(fù)值，庫區(qū)有所淤積，多年統(tǒng)計(jì)沖淤平衡。鬧德海到彰武區(qū)間大部分是負(fù)值，說明河道多數(shù)年份是淤積，個別年份沖刷。彰武到新民區(qū)間也是多數(shù)年份淤積，少數(shù)年份沖刷。輸沙量的年內(nèi)分配極不均勻，汛期相當(dāng)集中，多年平均6 ~ 9月份輸沙量占全年輸沙量的73.1%以上，非汛期只占26.9%，1968年汛期4個月輸沙量點(diǎn)全年輸沙量的99.1%。
2. 柳河泥沙來源及沿程變化分析從以上各項(xiàng)基本資料的統(tǒng)計(jì)分析看出：柳河泥沙主要來自鬧德海水庫以上流域。
三家子站流域面積占鬧德海水庫以上總面積的20.4%，多年平均輸沙量為449.84萬t，占鬧德海以上產(chǎn)沙量的30.1%；白廟子站流域面積占鬧德海水庫以上總面積的8.4%，多年平均輸沙量為258.9萬t，占鬧德海以上產(chǎn)沙量的15%，石門子站面積占鬧德海水庫流域面積的59.5%，多年平均輸沙量為803.36萬t，只占鬧德�？倎砩沉康�48.4%，這表明三家子以上和白廟子以上內(nèi)蒙古自治區(qū)的奈曼旗、庫倫旗是柳河泥沙的主要來源，見表1。6鬧德海水庫總控制面積為4051Km2，壩高41.5m，沙庫容早已淤滿，總庫容經(jīng)常變化，目前最大庫容為1.93億m3。大水年淤積，庫容變小，平枯水年沖刷，庫容逐漸增大，1970年改建采用了“冬蓄春放汛期閘門敞開”的調(diào)度方式，20年來鬧德海水庫的實(shí)測庫容并沒有多大變化，沖淤基本平衡。鬧德海水庫以上多年平均產(chǎn)沙量1661.29萬t。鬧德海 ~ 彰武區(qū)間平均每年淤積684.39萬t，彰武~新民區(qū)間平均每年淤積196.10萬t，鬧德海 ~新民區(qū)間總淤積量為880.49萬t。國而新民排入遼河的沙量每年平均為780.80萬t，見表1。即鬧德海水庫每年排出的沙量有53%淤積在鬧德海~新民間，剩余47%的沙量排入遼河。 3. 柳河泥沙的年際變化分析柳河各站泥沙的年際變化很顯著，見表2。為了分析各個時期泥沙的變化，分時段（5，10，15年）對降雨、徑流、泥沙進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行各時段的滑動均值，從計(jì)算效果看，都不同程度地反映了其變化規(guī)律�，F(xiàn)以鬧德海和新民兩個控制站為例，以10年為一計(jì)算時段，在降雨量大致相同的條件下，分析降雨、徑流、泥沙三者之間的變化關(guān)系。計(jì)算表（略）。3個時段降雨量基本接近（在414.4 ~448.6mm之間），但徑流和泥沙變化較大。時段（1）的徑流量為398.2×106m3，時段（2）則為259.0×106m3，10年間減少139.2×106m3，每年平均遞減4.2%，時段（2）到時段（3）10年間減少58.2×106m3，每年平均遞減2.5%。表2柳河各站輸沙量年際變化站名最大年輸沙量最小年輸沙量（萬t）年份（萬t）年份最大與
最小比值三家子2140.00196621.101981101.0白廟子1633.0219631.3319821227.8石門子7823.01196315.601982501.5鬧德海4790.00196342.401982113.0彰　武4503.90196396.8198846.5新　民3501.00196394.6198837.0泥沙減少的趨勢比徑流更明顯，時段(1)～時段(2)，10年間減少1700.2萬t，每年平均遞減8.3%，時段(2)到時段(3)10年間減少沙量589.3萬t，平均每年遞減6.3%。新民站在降水量大致相同(10年滑動均值在510.8~551.1mm)的情況下，徑流、泥沙變化也呈減少趨勢。徑流量由時段(1) (1959~1968年)到時段(2) (1969~1978年)，10年減少146.9×106m3，平均每年遞減3.7%，時段(2)到時段(3)，10年間減少徑流量63.5×106m3，每年平均遞減2.2%。泥沙變化更為明顯，時段(1)為1408.1萬t，時段(2)為625.5萬t，10年間減少沙量為782.6萬t，平均每年遞減7.8%，時段(3)沙量為327.6萬t，與時段(2)相比，10年間減少了297.4萬t，每年平均遞減6.3%。為了便于比較，現(xiàn)將鬧德海水庫和新民站各時段每年平均減少徑流量和沙量情況摘列見表3。表3每年平均減少徑流、泥沙情況表（%）站名時段每年平均減少徑流量每年平均減少輸沙量鬧德海
6.3上表數(shù)據(jù)的變化，說明柳河流域由于水土保持工作的開展，攔沙蓄水的效益是比較明顯的，徑流量平均每年減少3.2%，沙量平均每年減小7.2%。
4. 洪水的變化分析暴雨是產(chǎn)生洪水的主要因素，也是水土流失的重要因素。統(tǒng)計(jì)分析鬧德海、石門子流域平均最大3日暴雨的發(fā)生情況及歷年變化，是衡量洪水變化的一個重要手段。從電算成果可知50年代末60年代初暴雨較頻繁，而七八十年代暴雨相對減少，從10，15年滑動均值看，雖有下降趨勢，但幅度不大。而洪峰、洪量則變化十分顯著，隨著時間的推移，每年都有削減，這和輸沙量減少是對應(yīng)的。
5. 柳河泥沙對遼河的影響遼河貫穿遼寧省中部平原。治理遼河是保證遼寧省國民的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)，“遼河不治，遼寧不寧”。由于遼河下游泥沙主要來自柳河，所以治遼必先治柳。通過對柳河入遼河控制站-新民水文站1957~1988年32年實(shí)測沙量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，多年平均年排入遼河的沙量為780.80萬t，而近10年(1979 ~ 1988年)平均每年排入遼河的沙量為327.6萬t，每年平均遞減6.3%。因此，只要努力做好柳河上游水土保持工作，柳河泥沙對遼河的威脅將會逐漸減小。以上分析是根據(jù)柳河流域各水文控制站、雨量站連續(xù)32年實(shí)測降雨、徑流、泥沙以及最大3日暴雨、洪峰、洪量資料，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析得出的結(jié)果。

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