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柳河泥沙初步分析
本文分析了柳河流域的泥沙特性、泥沙來(lái)源、泥沙延程變化，以及柳河泥沙對(duì)遼河的影響。柳河流域；泥沙來(lái)源The article analyzes characteristics of basin of sediment, sediment sources, sediment extended range changes, and sediment on the Liaohe of Liuhe.Liuhe river basin; Sediment sources
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)彰武縣氣象部門統(tǒng)計(jì)，每年平均有6級(jí)以上大風(fēng)日69.3d，又多出現(xiàn)在干旱季節(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454.3mm，最大降雨強(qiáng)度124mm/h。多年平均降水總量為26.31億m3，多年平均徑流量為3.4572億m3，徑流系數(shù)僅0.13。多年平均年輸沙量780.80萬(wàn)t。流入遼河水量雖不大，但沙量較大，經(jīng)對(duì)1957 ~ 1988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(lái)沙量的39.6%，1982年占92.1%，所以說(shuō)該流域是遼河下游主要泥沙來(lái)源地。
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)行統(tǒng)計(jì)，然后進(jìn)行均值、Cv值以及5，10，15年滑動(dòng)均值，并繪制滑動(dòng)特征值圖表進(jìn)行特征分析。1.1降水資料。對(duì)流域內(nèi)各控制站以上雨量站的1957 ~ 1988年歷年降雨量資料進(jìn)行統(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)行了統(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(shì)。從地區(qū)分布上看，降水量由東南向西北遞減。其值在600 ~ 400mm之間。1.2徑流資料。對(duì)各控制站歷年實(shí)測(cè)和還原后的年徑流量進(jìn)行了統(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(wú)實(shí)測(cè)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)果表明，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(cè)驗(yàn)有一定誤差外，庫(kù)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(shuō)明區(qū)間徑流較大，而彰武到新民區(qū)間徑流量為負(fù)值的年份較多，除測(cè)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6 ~ 9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(cè)泥沙資料進(jìn)行統(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(lái)沙量，大多數(shù)年份區(qū)間沙量較大，說(shuō)明庫(kù)區(qū)有沖刷現(xiàn)象，少數(shù)大水年份區(qū)間為負(fù)值，庫(kù)區(qū)有所淤積，多年統(tǒng)計(jì)沖淤平衡。鬧德海到彰武區(qū)間大部分是負(fù)值，說(shuō)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，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6 ~ 9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(lái)源及沿程變化分析從以上各項(xiàng)基本資料的統(tǒng)計(jì)分析看出：柳河泥沙主要來(lái)自鬧德海水庫(kù)以上流域。
三家子站流域面積占鬧德海水庫(kù)以上總面積的20.4%，多年平均輸沙量為449.84萬(wàn)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(kù)以上總面積的8.4%，多年平均輸沙量為258.9萬(wàn)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(kù)流域面積的59.5%，多年平均輸沙量為803.36萬(wàn)t，只占鬧德�？倎�(lái)沙量的48.4%，這表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(kù)倫旗是柳河泥沙的主要來(lái)源，見(jiàn)表1。6鬧德海水庫(kù)總控制面積為4051Km2，壩高41.5m，沙庫(kù)容早已淤滿，總庫(kù)容經(jīng)常變化，目前最大庫(kù)容為1.93億m3。大水年淤積，庫(kù)容變小，平枯水年沖刷，庫(kù)容逐漸增大，1970年改建采用了“冬蓄春放汛期閘門敞開(kāi)”的調(diào)度方式，20年來(lái)鬧德海水庫(kù)的實(shí)測(cè)庫(kù)容并沒(méi)有多大變化，沖淤基本平衡。鬧德海水庫(kù)以上多年平均產(chǎn)沙量1661.29萬(wàn)t。鬧德海 ~ 彰武區(qū)間平均每年淤積684.39萬(wàn)t，彰武~新民區(qū)間平均每年淤積196.10萬(wàn)t，鬧德海 ~新民區(qū)間總淤積量為880.49萬(wàn)t。國(guó)而新民排入遼河的沙量每年平均為780.80萬(wàn)t，見(jiàn)表1。即鬧德海水庫(kù)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(jiàn)表2。為了分析各個(gè)時(shí)期泥沙的變化，分時(shí)段（5，10，15年）對(duì)降雨、徑流、泥沙進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行各時(shí)段的滑動(dòng)均值，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，在降雨量大致相同的條件下，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)段降雨量基本接近（在414.4 ~448.6mm之間），但徑流和泥沙變化較大。時(shí)段（1）的徑流量為398.2×106m3，時(shí)段（2）則為259.0×106m3，10年間減少139.2×106m3，每年平均遞減4.2%，時(shí)段（2）到時(shí)段（3）10年間減少58.2×106m3，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(wàn)t）年份（萬(wàn)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(shì)比徑流更明顯，時(shí)段(1)～時(shí)段(2)，10年間減少1700.2萬(wàn)t，每年平均遞減8.3%，時(shí)段(2)到時(shí)段(3)10年間減少沙量589.3萬(wàn)t，平均每年遞減6.3%。新民站在降水量大致相同(10年滑動(dòng)均值在510.8~551.1mm)的情況下，徑流、泥沙變化也呈減少趨勢(shì)。徑流量由時(shí)段(1) (1959~1968年)到時(shí)段(2) (1969~1978年)，10年減少146.9×106m3，平均每年遞減3.7%，時(shí)段(2)到時(shí)段(3)，10年間減少?gòu)搅髁?3.5×106m3，每年平均遞減2.2%。泥沙變化更為明顯，時(shí)段(1)為1408.1萬(wàn)t，時(shí)段(2)為625.5萬(wàn)t，10年間減少沙量為782.6萬(wàn)t，平均每年遞減7.8%，時(shí)段(3)沙量為327.6萬(wàn)t，與時(shí)段(2)相比，10年間減少了297.4萬(wàn)t，每年平均遞減6.3%。為了便于比較，現(xiàn)將鬧德海水庫(kù)和新民站各時(shí)段每年平均減少?gòu)搅髁亢蜕沉壳闆r摘列見(jiàn)表3。表3每年平均減少?gòu)搅鳌⒛嗌城闆r表（%）站名時(shí)段每年平均減少?gòu)搅髁棵磕昶骄鶞p少輸沙量鬧德海
6.3上表數(shù)據(jù)的變化，說(shuō)明柳河流域由于水土保持工作的開(kāi)展，攔沙蓄水的效益是比較明顯的，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(shì)，但幅度不大。而洪峰、洪量則變化十分顯著，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(guó)民的一項(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(lái)自柳河，所以治遼必先治柳。通過(guò)對(duì)柳河入遼河控制站-新民水文站1957~1988年32年實(shí)測(cè)沙量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，多年平均年排入遼河的沙量為780.80萬(wàn)t，而近10年(1979 ~ 1988年)平均每年排入遼河的沙量為327.6萬(wàn)t，每年平均遞減6.3%。因此，只要努力做好柳河上游水土保持工作，柳河泥沙對(duì)遼河的威脅將會(huì)逐漸減小。以上分析是根據(jù)柳河流域各水文控制站、雨量站連續(xù)32年實(shí)測(cè)降雨、徑流、泥沙以及最大3日暴雨、洪峰、洪量資料，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出的結(jié)果。
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