泾河水沙特性及变化分析
泾河水沙特性及变化分析
孙世雷１，王贞珍２，季海滨３，祝　娇３
（１．黄河水利委员会三门峡库区水文水资源局，河南三门峡４７２０００；
２．黄河水利委员会水文局，河南郑州４５０００４；３．黄河水利委员会河南水文水资源局，河南郑州４５０００４）
［关键词］含沙量；径流量；输沙量；泾河
［摘　要］泾河是渭河的最大支流，多年平均径流量１３．７７亿ｍ３、输沙量２．３６４亿ｔ、含沙量１７２ｋｇ／ｍ３
。为研究泾河水沙
变化情况，计算了泾河不同年代水沙量及洪水发生情况，并分析了变化原因。受人类活动影响，尤其是退耕还林、淤地坝等水利工程建设及经济发展取用水大幅增加等，导致近年来泾河水沙量大幅减少，洪水特性也发生了明显变化，洪水次数减少，洪峰流量变小。
［中图分类号］Ｐ３３３  ［文献标识码］Ｂ  ［文章编号］１０００－０９４１（２０１８）１１－００４２－０２
  泾河是渭河的最大支流，发源于宁夏泾源县六盘
山东麓，河长４５５．１ｋｍ，流域面积４．５４２万ｋｍ２
，占渭河
流域面积的３３．７％。泾河流域地形特点为西北高东南低，北部为贺兰山、鄂尔多斯高原，南为秦岭山脉，西为六盘山脉，东为子午岭山系。流域内地形支离破碎，植
被稀少，林草面积仅占１
０％左右［１］
，水土流失严重，水土流失面积占渭河流域水土流失面积的７３．１％，为黄
土高原严重水土流失区和渭河泥沙主要来源区［
２］
。近年来，泾河中上游气候变化、用水增多、降水减少等导致泾河水沙特性及洪水特性发生了明显变化，为研究泾河水沙量逐年代的变化情况，分析泾河水沙锐减及水资源短缺的原因，本研究选取泾河干流把口站张家山水文站和主要支流马莲河把口站雨落坪水文站，统计分析两站１９３２—２０１５年径流量、输沙量、含沙量及洪水资料，以期能为预防和减少泾河水沙灾害，以及泾河流域综合治理提供数据支撑。１　泾河水文特征
泾河干流河谷开阔，一般在１ｋｍ以上，在平凉至泾川间谷宽２～３ｋｍ。泾河径流量主要集中在汛期
（
７—１０月），汛期径流量、输沙量分别为９．８０亿ｍ３
、２．１４４亿ｔ，分别占年径流量、年输沙量的７１．２％、
９０．７％［３］。泾河泥沙主要来源于支流马莲河［４］
。马莲
河河长３
７４．８ｋｍ，是黄河水系输沙量最大的二级支流，由于彬县断泾以上为白垩系红砂岩及第四系黄土，质地疏松，极易受冲刷，再加上秦汉后大量开垦，因此流域内水土流失非常严重。
张家山站多年平均流量为４
３．７ｍ３
泾
／ｓ，历年最高水位在４２２．７０～４３０．７０ｍ之间，最高水位变幅８．０ｍ，最高水位一般发生在７～８月；历年最大流量在３９８～９２００
ｍ３／ｓ之间，最大流量变幅８８０２ｍ３
／ｓ，最大流量一般也发生在７
～８月；历年最大含沙量在４８１～１０４０ｋｇ／ｍ３
之间，最大含沙量变幅５５９ｋｇ／ｍ３
，最大含沙量一般发
生在６～８月。
雨落坪站多年平均流量为１
３．６ｍ３
／ｓ，历年最高水位在９８９．７１～９９９．０１ｍ之间，最高水位变幅９．３０ｍ，最高水位一般发生在７～８月；历年最大流量在１４５～
５２２０ｍ３／ｓ之间，最大流量变幅５０７５ｍ３
／ｓ，最大流量
一般也发生在７～８月；历年最大含沙量在６７１～１０５０
ｋｇ／ｍ３之间，最大含沙量变幅３７９ｋｇ／ｍ３，最大含沙量一般发生在６～８月［５］。可见，泾河流域张家山站、雨落
坪站的水位、流量、含沙量变幅均较大。２　泾河水沙变化及原因分析２．１　泾河水沙变化
以张家山站为例，分析泾河水沙在不同时期的变化特征。
（１）径流量。１９３２—２０１５年张家山站各年代平均年径流量分别为１６．４３、１７．８４、
１４．３６、１７．９６、１２．５０、
１３．２９、１２．９９、７．２６亿ｍ３，其中２０世纪６０年代水量最
丰，４０年代次之，２１世纪初（２０００—２０１５年）水量最枯。从２０世纪６０年代开始水量变化总体呈下降趋势，相比２０世纪６０年代，７０年代平均年径流量减少了３０．４％，８０年代减少了２６．０％，９０年代减少了２７．７％，
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２４·中国水土保持ＳＷＣＣ　２０１８年第１１期
近期减得最多，减少了５９．６％，平均年径流量比多年平均值偏小４７．３％。
（２）输沙量。张家山站历年平均年输沙量为２．３６４亿ｔ。在２０世纪４０年代平均年输沙量最大，为３．３４３亿ｔ，是历年平均年输沙量的１．４１倍，时段内年最大与最小输沙量比值为４．３２；２０世纪３０年代平均年输沙量次之，为３．１２２亿ｔ，是历年平均年输沙量的１．３２倍，时段内年最大与最小输沙量比值为３．７５；２０００—２０１５年平均年输沙量最小，为０．９９８亿ｔ，为历年平均年输沙量的４２．２％，时段内年最大与最小输沙量比值为７．６１。张家山站在２０世纪５０、６０、７０年代输沙量大于均值，８０年代小于均值，９０年代与均值相当，２０００年以
后输沙量明显减少，比均值偏小５７．８％。结合泾河干流各站监测资料，泾河干流各站在２０世纪３０至７０年代输沙量较大，８０年代以后衰减趋势比较明显，２０００年以后年输沙量明显小于多年平均值。因此，泾河干流年输沙量变化大体可分为３个阶段，即１９３２—１９５０年为特别丰沙期，１９５１—１９７９年为相对丰沙期，１９８０—２０１５年为枯沙期。
（３）含沙量。张家山站历年平均含沙量为１７２ｋｇ／ｍ３，历年最大年平均含沙量为４１５ｋｇ／ｍ３（１９３３年），历年最小年平均含沙量为２９．５ｋｇ／ｍ３（２０１１年），实测最大含沙量为１０４０ｋｇ／ｍ３（１９６３年９月１１日）。张家山站２０世纪３０、４０、５０、９０年代平均含沙量较大，２０００年以后则明显减少。
２．２　泾河水沙变化原因分析
对泾河流域影响水沙特征的气候因子和人类活动因子进行分析发现，人类活动是影响泾河水沙的主要原因。①退耕还林还草。从１９９９年开始，在四川、陕西、甘肃３省进行试点，试点范围包括泾河主要来水来沙区，从保护和改善生态环境出发，将易造成水土流失的坡耕地有计划、有步骤地停止耕种，按照适地适树的原则，因地制宜开展植树造林，逐步恢复了森林植被，也减少了泾河径流量和输沙量。②水利工程建设。１９９８年以后国家逐步加大了水利工程投资，在泾河上游建设了多处淤地坝，起到了滞洪、拦泥、淤地、蓄水、建设农田、发展农业生产、减少泥沙的目的。③经济发展。近年来泾河流域
地区经济快速发展，对泾河水资源的需求量越来越大，河流开发利用率逐年提高，用水量增加导致河道水资源量减少。因此，近年来泾河径流量和输沙量均大幅减少，径流量减少趋势更为明显，含沙量也有所减小，但相比径流量与输沙量，含沙量减小趋势不明显。３　泾河洪水特征分析
泾河在历史上曾多次发生较大洪水，在１９１１、１９３３、１９３６、１９３７、１９４０、１９４５、１９５４、１９５６、１９５８、１９６４、１９６６、１９６８、１９７３、１９８１、１９９６、２００３年都发生了３５００ｍ３／ｓ以上的较大洪水。特别是１９１１年泾河洪峰流量达１４７００ｍ３／ｓ，１９３３年８月８日实测最大洪峰流量达９２００ｍ３／ｓ。根据实测资料统计，１９１１—２０１５年张家山站共发生３５００ｍ３／ｓ以上洪水１６次（１９１１年为调查洪水），均发生在７月上旬至９月上旬，其中７、８、９月分别发生７、７、２次，且洪水基本以支流马莲河来水为主。
以张家山站１９３２年以后发生的２７次２０００ｍ３／ｓ以上洪水，分析泾河洪水时间变化特征。２７次洪水中发生在２０世纪３０、４０、５０、６０、７０年代的分别为４、５、５、３、４次，９０年代发生了５次，之后２０００—２０１５年仅发生了１次。同时，泾河张家山站２０世纪３０—９０年代各时段洪峰流量的累计平均值分别为２６７９、３０８４、２７５４、２３３７、２３４３、１２３５、１９９４ｍ３／ｓ，而２０００年以后仅为１１５３ｍ３／ｓ。这些数据均说明随着时间推延，尤其是进入２１世纪之后，泾河张家山站洪水频次明显减少，且洪峰流量减小的趋势也比较明显。泾河
洪水具有暴涨暴落、峰量高、含沙量大、冲刷水深较大的特点，但从２０世纪９０年代以来泾河洪水特性发生了明显变化，除了洪水次数和洪峰流量减少，还表现在发生时间更加集中、高含沙中小洪水次数增加、河道淤积加重。
［参考文献］
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［２］王小永．泾、渭河洪水遭遇分析浅议［Ｊ］．陕西水利，２０１１（１）：１１５－１１６．
［３］焦恩泽．黄河水库泥沙［Ｍ］．郑州：黄河水利出版社，２００４：５０－５３．
［４］程龙渊．三门峡库区水文泥沙实验研究［Ｍ］．郑州：黄河水利出版社，１９９９：２０－２２．
［５］赵文林．黄河泥沙［Ｍ］．郑州：黄河水利出版社，１９９６：１６１－１６２．
［作者简介］孙世雷（１９７６—），男，山东夏津县人，高级工程师，硕士，主要从事水文测报、水文技术研究、水文规
划及水文设施设计等工作。
［收稿日期］２０１８－０８－０１
（责任编辑　李杨杨）
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