第二牤牛河水沙特征探析

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本文作者：祖佳、楊志剛 單位：遼寧省水文水資源勘測(cè)局朝陽(yáng)分局

第二牤牛河屬大凌河一級(jí)支流，是一條多泥沙河流。其上游分南北兩支，南支發(fā)源于遼寧省建平縣富山鎮(zhèn)張福店村牛河梁與凌源市萬(wàn)元店鎮(zhèn)廟后交界處；北支發(fā)源于建平縣青峰山鄉(xiāng)孤家村長(zhǎng)皋山。河長(zhǎng)66km，流域面積1097km2。流域地處半干旱半濕潤(rùn)易旱地區(qū)，流域內(nèi)多低山丘陵。多年平均年徑流量0.0763×108m3，多年平均年輸沙量31.69×104t。第二牤牛河是建平縣和喀左縣工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需水量重要來(lái)源。

1水沙特性

1.1徑流量、輸沙量年際變化

第二牤牛河徑流量年際變化大。輸沙量年際變化與徑流量基本同步，且變幅更為劇烈（詳見(jiàn)圖1）。以葉柏壽水文站1960—2009年的50年實(shí)測(cè)系列資料分析，水量最豐的1962年是最枯的2009年的49倍，相應(yīng)年輸沙量則為96倍。將50年資料以年代劃分計(jì)算得出：20世紀(jì)60年代平均年徑流量、年輸沙量偏豐，分別是均值的2.32倍、2.31倍。70年代平均年徑流量接近均值；20世紀(jì)80年代以后平均年徑流量持續(xù)低于均值。尤其近10年平均年徑流量較均值減少50.2%。與徑流量相比較，20世紀(jì)70年代平均年輸沙量偏小，僅占均值53.2%；而20世紀(jì)80年代平均年輸沙量顯著增加；到20世紀(jì)90年代該值略有減小；2000年以后平均年輸沙量相對(duì)有所增加，詳見(jiàn)表1。

1.2徑流量、輸沙量年內(nèi)變化

第二牤牛河徑流量年內(nèi)分配極不均勻，主要集中在汛期。1960—2009年平均6—9月徑流量占全年的70.6%，其中7、8月徑流量占全年的52.2%。輸沙量年內(nèi)分配相對(duì)更為集中，多年平均6—9月輸沙量占全年輸沙量的98.1%，7、8月總量占全年的68.5%。詳見(jiàn)圖2。

2影響因素

2.1降水影響

2.1.1降水量

對(duì)第二牤牛河流域葉柏壽站1960—2009年的年降水量和汛期（6—9）降水量分別與年徑流量、年輸沙量進(jìn)行相關(guān)分析。經(jīng)計(jì)算相關(guān)系數(shù)得，年降水量與年徑流量、年輸沙量的關(guān)系系數(shù)r分別為0.53、0.52；而汛期降水量與年徑流量、年輸沙量的關(guān)系系數(shù)r分別為0.61、0.48。說(shuō)明降水是產(chǎn)生徑流和泥沙的重要影響因素。且汛期降水量與年徑流量相關(guān)性更強(qiáng)，而汛期降水量作為單個(gè)因子與年輸沙量的變化隨機(jī)性很大，呈一般相關(guān)關(guān)系。

2.1.2降水強(qiáng)度

降水強(qiáng)度作為影響因子比降水量對(duì)牤牛河流域的徑流量、輸沙量影響更為劇烈。由臺(tái)風(fēng)倒槽、局部強(qiáng)對(duì)流天氣形成的暴雨對(duì)流域內(nèi)河道水量特別是輸沙量變化產(chǎn)生很大影響。以年降水量相近的兩個(gè)年份為例說(shuō)明。1977年第二牤牛河流域降水量608.1mm，年徑流量0.076×108m3，年輸沙量14.5×104t；1984年降水量560.4mm，徑流量0.088×108m3，年輸沙量68.4×104t。這兩年比較降水量為1:0.9，徑流量為1:1.2，輸沙量的比值1：4.7。其原因在于1984年8月9—10日受強(qiáng)對(duì)流天氣影響，流域內(nèi)普降暴雨，出現(xiàn)大洪水，使輸沙量大增（最大3日輸沙量占年總量49.4%）。因此可見(jiàn)，降水強(qiáng)度對(duì)輸沙量變化影響十分顯著。

2.2人類活動(dòng)影響

2.2.1水土保持措施

1993年以來(lái)，國(guó)家加大對(duì)小流域的水土保持綜合治理力度［1］。通過(guò)葉柏壽站年徑流量與年輸沙量雙累積曲線看出：1993年以后曲線斜率有所下降，說(shuō)明水土保持措施有明顯收效，第二牤牛河流域年輸沙量有所減少。

2.2.2粗獷式采礦業(yè)的影響

2000年以來(lái)，隨著建平縣和喀左縣北部鐵礦開(kāi)采、制造業(yè)的興起，礦山開(kāi)采量迅速上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)［2］，2007年鐵礦石產(chǎn)量較1990年增長(zhǎng)約10倍。礦山開(kāi)采及礦渣的清倒造成牤牛河流域內(nèi)植被破壞，水土流失，河道輸沙量增加。從圖3可以看出，雙累積曲線從2000年開(kāi)始，斜率明顯增大。

3結(jié)語(yǔ)

第二牤牛河是一條多泥沙河流。徑流量年際變化大，且近30年水量減小。年內(nèi)分配集中在6—9月，占全年水量的70.6%。輸沙量年際、年內(nèi)變化與徑流量基本同步，且變幅更為劇烈。通過(guò)雙累積曲線和相關(guān)性分析方法，得出降水量和降水強(qiáng)度是水沙變化的主要影響因素。水土保持措施使得河道輸沙量減小。但2000年后，受礦山開(kāi)采和礦渣清倒影響，河道輸沙量有所增加。