卢 彬,邓居礼
(甘肃省定西水文水资源勘测局,743000,定西)
渭河源头清源河水资源状况及其变化分析
卢 彬,邓居礼
(甘肃省定西水文水资源勘测局,743000,定西)
渭河源头;清源河;水资源状况;变化分析
清源河系渭河源头河流,发源于甘肃省渭源县南部的鸟鼠山,地形特征南部高,北部低,流域内有天然林分布,下垫面条件较好。流域面积114 km2,河长 28 km,河道比降为35.4‰。流域多年平均气温约6.0℃。
流域内设有渭源水文站,地处渭源县霸陵桥村,至河口距离2.5km;布设3处雨量站,分别为池沟、年家寨、渭源。
根据渭源水文站1992—2008年实测水文资料统计,多年平均年蒸发量(20 cm口径)1103.7mm,年降水量636.4mm,年径流量1834万m3,年输沙量5.44万t,含沙量 2.56 kg/m3。历年24小时最大降水量为137.4mm,历年实测最大流量149m3/s,历年实测最大含沙量311 kg/m3。流域内主要水利工程为峡口水库,总库容745万m3,兴利库容 718万 m3,防洪库容291 万 m3,死库容 14万 m3。
清源河流域多年平均年降水量为636.4mm,折合年降水总量7 255万m3。池沟雨量站年降水量最大,多年平均年降水量达734.7mm,渭源站最小,多年平均年降水量为491.6 mm。因此,流域内年降水量空间分布不均匀,在水平分布上由南部向北部逐渐减小,在垂直分布上山地的降水量大于河谷平川的降水量。降水量年内分配也极不均匀,5—9月降水量占全年的77%左右,其余月份仅占23%左右。降水量的年际变化较小,最大与最小年降水量的倍比在1.54~2.13之间,历年降水量总的变化趋势平稳。
清源河流域的河川径流主要由降水补给,一部分通过河谷直接流入河流,一部分渗入地下,延期以泉水形式转换为河川径流。通过对近15年实测水文资料系列的计算,流域出口渭源站的多年平均年径流量为1834万m3,最大 2811 万 m3(1993 年),最小 444.4万 m3(1997 年)。
(1)径流量的年内、年际变化
从渭源站径流的年内分布可以看出,水资源量主要集中在5—10月,占全年的76.9%,汛期的径流量主要由暴雨产生。径流的年际变化较大,年际变化值在0.376左右,最大年径流量与最小年径流量的比值在6.3左右。
(2)径流量变化趋势分析
水资源的变化趋势可以通过径流的演变规律来进行分析。点绘清源河渭源站的年径流量曲线(见图1),清源河年径流量总的变化过程呈衰减趋势。
点绘清源河流域年面雨量与年径流量的相关图(见图 2),在 2000年后出现了明显的转折点,其径流量相对减少,2000—2008年比 1992—1999年年径流量累计减少了18.5%,这是2000年峡口水库开始蓄水灌溉和水土保持等人类活动影响所致。
(3)降水与径流相关分析
由图2可知,2000年前清源河年径流量与流域年面降水量的相关系数达到0.98,相关方程式可表示为:
W2000年前=0.0949P+442.93
式中,W为年径流量,P为流域面降水量。
2000年后两者相关性较差,相关系数仅为0.38,相关方程式可表示为:
可以看出,流域内水利工程建设等人类活动,对降雨径流关系的影响非常明显,与径流量变化趋势的分析结果一致。
清源河两岸梁峁沟壑较多,南部山区森林草地覆盖,植被较好,产生泥沙较少;流域中下部植被较差,降雨侵蚀较上游大。清源河渭源站最大断面含沙量311 kg/m3,平水期水清见底,多年平均年输沙量5.439万t,侵蚀模数 477.1 t/(km2·a)。
清源河天然水化学特性主要以重碳酸盐类钙组水分布最广,氯化物组水次之,硫酸盐组水最小,矿化度约为249mg/L,总硬度约为124 mg/L,氟化物约为 0.20mg/L,水化学类型多为。
根据2008年入河排污口调查,清源河流域废污水排放总量为127万t,其中工业排放量为4.9万t,生活排放量为122万t。按污染物含量和废污水排放量计算所得的主要污染物质量合计为1272 t/a。
通过监测分析,清源河在渭源县城区以上普遍属Ⅱ、Ⅲ类水质;在县城区以下由于工业、生活废污水未经处理直接排放,河流水体受到较严重的污染,多属Ⅳ类水质。
渭河源头清源河水资源状况的变化,是自然因素和人为因素共同作用的结果。一方面渭河源头区生态环境急剧恶化,水土流失严重,加上水利工程引水,水资源严重短缺,源头区水污染加剧,影响下游地区用水安全;另一方面随着马铃薯加工业的迅速崛起及马铃薯用途的开发多元化,马铃薯已由传统的粮食作物转变成渭源县种植业中经济效益十分显著的经济作物,渭源县先后建起了3家大型马铃薯淀粉生产企业,截至2007年,全县共有小型淀粉生产企业36家。这些淀粉加工企业的兴起,解决了当地马铃薯的销售问题,但同时也给渭河源头清源河带来了污染。
加强渭河源头清源河水资源保护与治理,对保障生态安全及渭河、黄河的水源供给、防洪治淤、流域治理具有重大意义。首先要从根本上缓解渭河源头生态恶化,提升水源涵养能力。2007年,渭源县政府筹措资金63.82万元,在县城城区饮用水水源保护地建造水源涵养林40 hm2,有效地改善了水源地生态环境,起到了良好的水源涵养作用;当年,县政府还制定下发了渭源县县城生活饮用水保护和污染治理办法,为饮用水水源地的保护提供了保障。其次要加强渭河源头水污染防治工作,保护水资源。从2003年开始,渭源县人大常委会组织部分人大代表针对渭河的污染问题进行水污染防治法执法检查,并对全县的水污染问题进行了持续关注;2008年,为保护渭河源头水资源,渭源县境内的36家淀粉加工企业全部关闭,其中一家在关闭后实施了搬迁重建。
渭河是黄河水源的重要补给区,因此,渭河源头的生态恶化问题应及时采取有效措施,尽快治理。第一,高度关注渭河源头的生态保护与修复,从根本上缓解渭河源头生态恶化并提升水源涵养能力,杜绝和减少轻视环保、追求短期经济效益现象的发生;第二,要继续加大水污染防治法的宣传力度,组织开展环境保护方面的执法检查,督促有关部门对发现的问题及时予以整改,有效地促进环境保护;第三,建立水源地保护区,保护水源地及其沿岸的植被不受破坏,使水源地具备良好的蓄水能力,水源不受污染,真正达到源远流长;第四,对排向渭河源头的污水,要采取各种手段进行强制性处理,如法律制裁、经济处罚、市场调节等,对河流沿岸的垃圾堆放也应予以处理,以防渭河源头的垃圾被冲入河中影响水质。
[1]芮孝芳.水文学原理[M].北京:中国水利水电出版社,2005.
[2]赵宝璋.水资源管理[M].北京:水利水电出版社,1994.
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1000-1123(2011)03-0034-02
2010-02-22
卢彬(1976—),男,助理工程师,主要从事水文水资源分析研究。
责任编辑 张瑜洪