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局朝陽分局

第二牤牛河屬大凌河一級支流，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)孤家村長皋山。河長66km，流域面積1097km2。流域地處半干旱半濕潤易旱地區(qū)，流域內多低山丘陵。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)經濟發(fā)展所需水量重要來源。

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（詳見圖1）。以葉柏壽水文站1960—2009年的50年實測系列資料分析，水量最豐的1962年是最枯的2009年的49倍，相應年輸沙量則為96倍。將50年資料以年代劃分計算得出：20世紀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70年代平均年輸沙量偏小，僅占均值53.2%；而20世紀80年代平均年輸沙量顯著增加；到20世紀90年代該值略有減小；2000年以后平均年輸沙量相對有所增加，詳見表1。

1.2徑流量、輸沙量年內變化

第二牤牛河徑流量年內分配極不均勻，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%。輸沙量年內分配相對更為集中，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%。詳見圖2。

2影響因素

2.1降水影響

2.1.1降水量

對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、年輸沙量進行相關分析。經計算相關系數(shù)得，年降水量與年徑流量、年輸沙量的關系系數(shù)r分別為0.53、0.52；而汛期降水量與年徑流量、年輸沙量的關系系數(shù)r分別為0.61、0.48。說明降水是產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性更強，而汛期降水量作為單個因子與年輸沙量的變化隨機性很大，呈一般相關關系。

2.1.2降水強度

降水強度作為影響因子比降水量對牤牛河流域的徑流量、輸沙量影響更為劇烈。由臺風倒槽、局部強對流天氣形成的暴雨對流域內河道水量特別是輸沙量變化產生很大影響。以年降水量相近的兩個年份為例說明。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日受強對流天氣影響，流域內普降暴雨，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，降水強度對輸沙量變化影響十分顯著。

2.2人類活動影響

2.2.1水土保持措施

1993年以來，國家加大對小流域的水土保持綜合治理力度［1］。通過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，隨著建平縣和喀左縣北部鐵礦開采、制造業(yè)的興起，礦山開采量迅速上升。據(jù)統(tǒng)計［2］，2007年鐵礦石產量較1990年增長約10倍。礦山開采及礦渣的清倒造成牤牛河流域內植被破壞，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年開始，斜率明顯增大。

3結語

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。年內分配集中在6—9月，占全年水量的70.6%。輸沙量年際、年內變化與徑流量基本同步，且變幅更為劇烈。通過雙累積曲線和相關性分析方法，得出降水量和降水強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，受礦山開采和礦渣清倒影響，河道輸沙量有所增加。