柳河泥沙初步分析

1、柳河泥沙初步分析【摘要】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(duì)遼河的影響?！娟P(guān)鍵詞】柳河流域；泥沙來源【abstrat】theartileanalyzesharateristisfbasinfsedient,sedientsures,sedientextendedrangehanges,andsedientntheliahefliuhe.【keyrds】liuheriverbasin;sedientsures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

2、門統(tǒng)計(jì)，每年平均有6級(jí)以上大風(fēng)日69.3d，又多出如今干旱季節(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454.3，最大降雨強(qiáng)度124/h。多年平均降水總量為26.31億3，多年平均徑流量為3.4572億3，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(duì)19571988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

3、地。1.資料的統(tǒng)計(jì)分析首先對(duì)流域內(nèi)各控制站歷年降水、徑流、泥沙資料進(jìn)展統(tǒng)計(jì)，然后進(jìn)展均值、v值以及5，10，15年滑動(dòng)均值計(jì)算，并繪制滑動(dòng)特征值圖表進(jìn)展特征分析。1.1降水資料。對(duì)流域內(nèi)各控制站以上雨量站的19571988年歷年降雨量資料進(jìn)展統(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(duì)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(duì)最大3日暴雨進(jìn)展了統(tǒng)計(jì)，在計(jì)算流域平均最大3日暴雨量時(shí)，采用每個(gè)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

4、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600400之間。1.2徑流資料。對(duì)各控制站歷年實(shí)測和復(fù)原后的年徑流量進(jìn)展了統(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(gè)站的徑流量之和為區(qū)間徑流量。結(jié)果說明，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(gè)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

5、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69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(duì)各控制站歷年實(shí)測泥沙資料進(jìn)展統(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(gè)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)間大局部是負(fù)值，說明河道多數(shù)年份是淤積，個(gè)別年份沖刷。彰武到新民區(qū)間也是多數(shù)年份淤積

6、，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69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(gè)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)根本資料的統(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，只占鬧德海

7、總來沙量的48.4%，這說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4051k2，壩高41.5，沙庫容早已淤滿，總庫容經(jīng)常變化，目前最大庫容為1.93億3。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，沖淤根本平衡。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780.8

8、0萬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(gè)時(shí)期泥沙的變化規(guī)律，分時(shí)段5，10，15年對(duì)降雨、徑流、泥沙進(jìn)展統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)展各時(shí)段的滑動(dòng)均值計(jì)算，從計(jì)算效果看，都不同程度地反映了其變化規(guī)律。現(xiàn)以鬧德海和新民兩個(gè)控制站為例，以10年為一計(jì)算時(shí)段，在降雨量大致一樣的條件下，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(gè)時(shí)段降雨量根本接近在414.4448.6之間，但徑流和泥沙變化較大。時(shí)段1的徑流量為398.21063，時(shí)段2那么為259.01063，10年間減少13

9、9.21063，每年平均遞減4.2%，時(shí)段2到時(shí)段310年間減少58.21063，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(shí)段(1)時(shí)段(2)，10年間減少1700.2萬t，每年平均

10、遞減8.3%，時(shí)段(2)到時(shí)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一樣(10年滑動(dòng)均值在510.8551.1)的情況下，徑流、泥沙變化也呈減少趨勢。徑流量由時(shí)段(1)(19591968年)到時(shí)段(2)(19691978年)，10年減少146.91063，平均每年遞減3.7%，時(shí)段(2)到時(shí)段(3)，10年間減少徑流量63.51063，每年平均遞減2.2%。泥沙變化更為明顯，時(shí)段(1)為1408.1萬t，時(shí)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(shí)段(3)沙量為327.6萬t，與時(shí)段(2)相比，10年間減少了29

11、7.4萬t，每年平均遞減6.3%。為了便于比擬，現(xiàn)將鬧德海水庫和新民站各時(shí)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(shí)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擬明顯的，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(gè)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(duì)減少，從10，15年滑動(dòng)均值看，雖有下降趨勢，但幅度不大。而洪峰、洪量那么變化非常顯著，隨著時(shí)間的推移，每年都有削減，這和輸沙量減少是對(duì)應(yīng)的。5.柳河泥沙對(duì)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經(jīng)濟(jì)開展的一項(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(duì)柳河入遼河控制站-新民水文站19571988年3