白石水庫近期河道水沙特性變化分析

高　宇

(遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽　122000)

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白石水庫近期河道水沙特性變化分析

高宇

(遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽122000)

【摘要】近年來，隨著白石水庫流域各項(xiàng)綜合治理工程的修建，河道受到了更多人為因素干擾，水沙條件發(fā)生極大改變。新的水沙條件使大凌河中下游河段產(chǎn)生了新的演變趨勢。本文以白石水庫流域上窩堡(大城子)、朝陽、義縣、凌海4座水文測站實(shí)測水沙數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析研究白石水庫流域近期來水來沙特性，以及水沙在時(shí)間和空間上的趨勢走向，為大凌河保護(hù)區(qū)流域日后的綜合治理提供決策依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】白石水庫； 水沙條件； 徑流量； 輸沙量

1概述

大凌河是遼寧省西部地區(qū)最大的河流，全長435km，流域面積23263km2，多年平均徑流量17.32億m3。大凌河宮山咀水庫以上地勢較陡，河道坡度在5‰以上，宮山咀水庫以下地勢趨向平緩，河道坡度在1‰左右。流域內(nèi)植被覆蓋率較低，水土流失狀況嚴(yán)重，洪峰陡漲陡落。隨著白石水庫流域內(nèi)河道治理整治工程的進(jìn)行，上下游的水沙條件發(fā)生較大變化，在新的水沙條件下，白石水庫流域附近河道出現(xiàn)新的演變趨勢。本文依據(jù)大凌河干支流主要水文測站實(shí)測徑流量、含沙量數(shù)據(jù)，分析白石水庫流域水沙特性。

2水沙來源

大凌河是多沙河流，以干流控制水文站分段，上窩堡以上泥沙主要來自北支(哈巴氣站，占50.7%)；上窩堡到朝陽站河段長82.6km，支流老虎山河和第二牤牛河來沙占34.4%，而干流上游來沙占40.7%，上—朝區(qū)間來沙占24.9%；朝陽站—白石水庫河段，干流上游來沙占49.0%，支流牤牛河來沙占52.6%，再加上涼水河子來沙占3.6%；白石水庫—凌海站河段長96.65km，干流上游來沙即比凌海輸沙量大15.9%(即多240萬t)，另有支流細(xì)河來沙占11.4%(171.95萬t)，兩者合在一起，進(jìn)比出多的27.3%(411.95萬t)的泥沙將淤積在本河段中。

2.1水沙沿時(shí)間變化特點(diǎn)

2.1.1水沙年際變化

水沙年際變化圖可以直觀地看出流域多年來的來水、來沙情況；年徑流量與輸沙量雙累積曲線能夠反映出流域的水沙變化特性，若水沙特性發(fā)生了趨勢性變化，關(guān)系線上將表現(xiàn)出明顯的轉(zhuǎn)折，即斜率發(fā)生變化。圖1為4個(gè)水文站1988—2005年的年際來水來沙的變化曲線，圖2為4個(gè)水文站1988—2005年的年徑流量與輸沙量雙累積值變化曲線。圖1中的實(shí)線代表徑流量，虛線代表輸沙量。

圖1　1988—2005年水文站年際水沙變化

圖2　1988—2005年水文站徑流量-輸沙量雙累積關(guān)系

根據(jù)圖1可以看出，4個(gè)水文站年徑流量變化的趨勢基本相似，1994年、1995年、1998年的年徑流量相對(duì)比較大，說明這些年份有一定量級(jí)的洪水過程。其中，朝陽、義縣和凌海三個(gè)水文站在1994年達(dá)到了最大值，分別為14.41×108m3、28.75×108m3和45.4×108m3，但是上窩堡水文站與其他3個(gè)略有不同，其最大年徑流量發(fā)生在1995年，為10.27×108m3。從年際輸沙量曲線變化情況可以看出，4個(gè)水文站的輸沙量均在1994年達(dá)到了最大值，說明大凌河在1994年發(fā)生了較大洪水，攜帶了大量的泥沙，而上窩堡在2001年輸沙量超過年徑流量，該年大凌河徑流量相對(duì)沙量明顯減小。

根據(jù)圖2觀察分析徑流量-輸沙量雙累積的變化趨勢，各站水沙雙累積曲線具有相同的特征。1993年以前，各站來水來沙關(guān)系基本維持不變狀態(tài)；1994—1996年來水來沙關(guān)系較為穩(wěn)定；1997—2001年曲線明顯變緩，表明年輸沙量相對(duì)于年徑流量明顯減少。

2.1.2水沙年內(nèi)變化

大凌河流域內(nèi)的泥沙具有“大水帶大沙，小水帶小沙”的獨(dú)特性。由圖3可知，4個(gè)站之間的徑流量和輸沙量的年內(nèi)分配差異較小，全都是集中在7—8月，其多年平均徑流量在8月達(dá)到最大值，多年平均輸沙量在7月達(dá)到最大值。從7月和8月的徑流量與輸沙量的對(duì)比圖可以看出輸沙量的年內(nèi)分配比徑流量更集中，各站7月和8月的徑流量之和約占全年徑流量的50%，而這兩個(gè)月的輸沙量之和已超過全年輸沙量的75%。

圖3　水文站多年平均月徑流量-輸沙量

2.2水沙的沿程變化特點(diǎn)

由圖4和圖5可見，1988—1996年的平均徑流量和多年平均徑流量沿程變化趨勢基本一致，從上窩堡到凌海河段年徑流量急劇增加，表明區(qū)間有多條較大支流匯入，如第二牤牛河、老虎山河、顧洞河、牤牛河等。另1988—1996年各水文站年均來水量值大于多年平均值，而1997—2005年明顯小于多年平均值，表明河流進(jìn)入枯水年。1997—2005年各站輸沙量逐漸減少，沿程差異逐級(jí)變小，而與1988—1996年相比相差更大，1988—1996年與多年平均輸沙量都表現(xiàn)為在上窩堡—義縣河段沿程急劇增加，由于泥沙的沿程落淤，義縣—凌海段泥沙又急劇減少。

圖4　多年平均徑流量沿程變化

圖5　多年平均輸沙量沿程變化

3結(jié)論

通過上述分析，大凌河中下游水沙來源、水沙沿時(shí)間的變化特點(diǎn)以及水沙沿程的變化特點(diǎn)，主要有以下幾個(gè)方面：

a.從水沙的年際變化情況來看，大凌河中下游以1996年為分界線，1996年以前(包括1996年)的來水來沙量較大，其中1990年、1991年、1994年較為明顯。

b.由水沙年內(nèi)變化情況可知，流域內(nèi)年徑流量50%左右集中在7—8月，由于河道中下游的泥沙絕大多數(shù)是由上游流域內(nèi)的暴雨洪水?dāng)y帶而來，洪峰的歷時(shí)比沙峰的歷時(shí)長，所以和年徑流量的年內(nèi)分配情況相比，輸沙量在年內(nèi)的分配更為集中，7月、8月這兩個(gè)月的輸沙量占全年輸沙量的75%以上。

c.從來水來沙的沿程變化情況來看，1988—1996年各站年徑流量與年輸沙量都明顯大于1997—2005年，年輸沙量差異更為明顯，從上窩堡至凌海，多年平均輸沙量表現(xiàn)為逐站遞減。2000年以后大凌河中下游開始進(jìn)入枯水年，來水量來沙量都急劇減少，各站的年輸沙量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比多年平均輸沙量要小。

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Analysis on recent river water and sediment characteristic changes in Baishi Reservoir

GAO Yu

(Liaoning Baishi Reservoir Administration,Chaoyang 122000,China)

Abstract：In recent years,the river channel is affected by more human factors,water and sediment conditions are changed greatly with the construction of various comprehensive treatment projects in Baishi Reservoir Basin.New water and sediment conditions lead to new evolution trend on middle and downstream river sections in Daling River.In the paper,water and sediment data measured in four hydrologic stations on Baishi Reservoir basin are adopted as basis,including Wobao (Dachengzi),Chaoyang,Yixian and Linghai.Recent coming water and sediment characteristics in Baishi Reservoir basin and trend of water and sediment on time and space are analyzed and studied,thereby providing decision-making basis for subsequent comprehensive governance in river basin of Daling River protection zone.

Key words：Baishi Reservoir; water and sediment conditions; runoff volume; sediment discharge

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.06.011

中圖分類號(hào)：TV148

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1005-4774(2016)06-0041-03