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调蓄汛期径流 减少入黄泥沙

作者:李怀有  来源:澳门匍京88807com  点击数:7090   www.88807.com:2010-8-23  

1 水沙空间分布的差异性
        黄河水沙异源,兰州以上多年平均径流量315.8亿m3,悬移质输沙量0.763亿t,含沙量0.727kg/m3;潼关以上多年平均径流量364.7亿m3,悬移质输沙量11.85亿t,含沙量25.7kg/m3。径流主要来自上游,泥沙主要来自中游的黄土高原地区[1]
        根据黄土高原地区的泾河流域水沙来源分析:支流马莲河雨落坪以上来水量占张家山以上来水量的24.3%,来沙量却达48.9%;雨落坪、杨家坪至张家山区间来水量占张家山以上来水量的32.5%,来沙量仅占16.8%[2]。泾河张家山以上含沙量达137.87kg/m3,是黄河兰州以上含沙量的189.6倍,是潼关以上含沙量的5.36倍,泾河的含沙率已经远远超过流速较慢的黄河下游径流的挟沙能力,必然造成黄河下游泥沙淤积,泾河流域是黄河最大的产沙支流。根据该区域地貌类型的划分,泾河流域的水主要来自黄土高塬沟壑区,其次是黄土丘陵沟壑区和土石丘陵区;沙主要来自于黄土丘陵沟壑区和高塬沟壑区,其他类型区很少,存在明显的水沙异源现象。
        根据西峰澳门匍京直营集团科学试验站对南小河沟流域多年观测研究结果表明:黄土高塬沟壑区水沙来源空间分布规律是:径流主要来自于塬面,泥沙主要来自于沟谷,塬面径流占流域总量的67.4%,泥沙占12.3%;坡面产流和产沙均比较小,分别占8.6%和1.4%;沟谷部位径流占流域总量的24.0%,泥沙占86.3%,沟谷中红土泻溜和沟床是泥沙主要产区。地形、地貌和土质是导致水沙差异的关键。
        根据西峰站对南下河沟流域内植物措施治理沟杨家沟和无治理对比沟董庄沟径流模数和侵蚀模数的比较[3],董庄沟径流模数8647m3/km2,杨家沟径流模数4675m3/km2,杨家沟林地面积占40%,径流模数减少45.9%;董庄沟侵蚀模数2068m3/km2,杨家沟侵蚀模数154.1m3/km2,侵蚀模数减少92.6%。下垫面也是导致水沙空间差异的重要原因。
2 水沙时间分布的差异性
        根据流经黄土高塬沟壑区的泾河流域径流量和输沙量的比较[2](表1),从年际分析,一般径流量大的年份输沙量也大,径流量小的年份输沙量也小,两者的最大值和最小值分别出现在同一年份;从年内分析,输沙量比径流量更集中在汛期,尤其是集中在7~8月,径流量除了汛期比较集中外,其他月份相对比较均衡,因此,水沙在年内分布具有显著差异,92.6%的泥沙主要来自汛期。


  表1                  泾河流域径流量与输沙量比较

指标
径流量
输沙量
多年平均
18.32亿m3
2.53亿t
汛期
10.20亿m3
2.34亿t
汛期占比
55.6%
92.6%
非汛期
8.13亿m3
0.19亿t
非汛期占比
44.4%
7.4%
7~8月
6.48亿m3
1.96亿t
7~8月占比
35.4%
77.4%
最大值(1964年)
41.91亿m3
7.26亿t
最小值(1972年)
8.47亿m3
0.42亿t


3水沙功能的差异性
        水资源是人类赖以生存的最基本的战略资源,而土地资源是人类进行生产活动依赖的重要资源。对于黄土高塬沟壑区,是水资源紧缺地区,但是该区域是黄土高原黄土平均厚度最大的区域,是重要的沙源区,为当地农业生产提供了较好的土壤条件,该区域“缺水不缺沙”;在黄河下游地区,黄河水资源是解决沿黄两岸工农业用水和生态用水的重要保障,而每年淤积在河道中的约4亿t泥沙形成难以根治的危害,输送到河口的约12亿t泥沙使黄河三角洲每年扩展2.4~12.1km2,河口段每年向海淤进30~330m[4]。水沙在不同区域功能的差异性尤其突出。
4 水沙效益的差异性
        由于水沙功能的差异导致不同区域水沙效益的差异。对于黄河下游地区,黄河水资源是解决沿黄两岸城市工业用水、农村生产和生活用水以及生态用水的主要水源,通过跨流域调水,也是缓解京津地区水资源紧张的有效手段,黄河沿岸各省(区)每年引用黄河水300亿m3左右,占黄河年均天然径流量的一半以上;而每年的引沙量约2亿t,仅占黄河下游多年平均来沙量的1/8~1/6,因而加重了黄河下游河道主槽的淤积,20世纪60年代,下游平滩流量为6000~7000m3/s,到2002年,部分河段2000 m3/s左右的流量就可出现严重漫滩,对该区域而言,水资源是一种紧缺资源,而泥沙淤积成为难以根治的危害。
        对于黄土高塬沟壑区,光热资源充足,水资源是制约农业发展,也是制约当地经济发展的主要因素。虽然该区域拥有丰富的土壤资源,但是水力侵蚀造成塬面不断被蚕食,沟头不断伸向塬心,沟岸扩张,沟床下切,伴随土壤养分流失,恶化水质,土壤侵蚀成为该区域的一大危害。
        黄土高原澳门匍京直营集团工作的方略是塑造协调的水沙关系,使黄河泥沙在河口的造陆运动能够继续,同时减少泥沙在河道中的淤积,不至于形成大的危害。黄土高塬沟壑区土壤侵蚀主要类型为水力侵蚀和重力侵蚀,而水力同时也是促进和加重重力侵蚀危害的重要原因。水的流动性产生的挟沙能力是导致当地水力侵蚀的核心原因,因而,通过对径流的调控达到对泥沙的调控,径流的调控利用就成为构建协调的水沙关系的主要技术手段。黄河水利委员会提出了建设黄河水沙调控体系,黄土高原的澳门匍京直营集团工作在建设黄河水沙调控体系中大有可为,应该是黄河水沙调控体系中根本性、基础性措施。以泾河流域为例,也就是用汛期10.20亿m3、相当于黄河潼关以上2.8%径流量的拦蓄利用,减少了汛期2.40亿t、相当于黄河潼关以上19.7%的输沙量。对于黄土高塬沟壑区,采取“调蓄汛期径流,减少入黄泥沙”是构建黄土高塬沟壑区水沙调控体系的技术关键,也就是就地拦蓄汛期的雨洪资源,达到就地入渗、集蓄、截留、转化或利用,大幅度减少泥沙的流失,减轻黄河下游泥沙淤积危害。泾河流域作为黄河产沙量最大的支流,在建设黄河水沙调控体系中具有重要地位。

参考文献:
[1] 水利部黄河水利委员会.2002年黄河水资源公报[M],郑州:黄河水利出版社,2002
[2] 冉大川. 泾河流域水沙特性及减水减沙效益分析[J]. 黄土高原水土流失及其综合治理研究——西峰水保站试验研究成果及论文汇编(1989~2003)[M],郑州:黄河水利出版社,2005:70-76.
[3] 李  倬. 论林木的固沟减蚀作用[J]. 黄土高原水土流失及其综合治理研究——西峰水保站试验研究成果及论文汇编(1989~2003)[M],郑州:黄河水利出版社,2005:77-82.
[4] 尹明泉,李  采.黄河三角洲河口段海岸线动态及演变预测[J].海洋地质与第四纪地质,2006(6),35-40

(责任编辑:张竿)  
 
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