黄河中游河龙区间水沙特性分析

刘都喜，赵基元，催殿和，马文进

（黄委中游水文水资源局，山西 晋中 030600）

黄河中游河龙区间水沙特性分析

刘都喜，赵基元，催殿和，马文进

（黄委中游水文水资源局，山西 晋中 030600）

文章对黄河中游河口镇到龙门区间（以下简称区间）重要控制站头道拐、吴堡、龙门等水文站及支流无定河、窟野河等支流的水沙特性进行了系统分析。区间是黄河洪水主要来源区之一，是黄河多沙粗沙主要来源区。区间水少沙多，来水来沙年际变化大，年内分配不均，主要集中在汛期，来沙量这一特性更突出，甚至全年来沙量主要集中在几场洪水之中。区间支流洪水洪峰模数大，特点是暴涨暴落，历时短，含沙量大。

黄河中游；河龙区间；径流量；输沙量；含沙量；洪水

1 概述

河龙区间属温带大陆性季风气候，从南到北跨越半湿润、半干早和干旱三类气候带。区间黄河干流长 723 km，集水面积111 586 km2，占黄河流域面积的14.8%。流域面积大于1 000 km2的支流有21条。地貌的最大特征是沟壑纵横，支离破碎，植被条件总体较差，水土流失十分严重。区间是黄河的多沙粗沙主要来源区，又是黄河洪水主要来源区之一。区间多沙区面积7.16万km2，占全河多沙区面积的60.1%，占区间集水面积的64.2%。多沙粗沙区面积5.99万km2，占全河粗沙区面积76.2%，占区间多沙区面积83.7%，占区间集水面积53.7%。

2 径流量

河龙区间多年平均年径流量为53.15亿m3，仅占龙门站年径流量的19.0%，只占黄河年径流量的9.2%。说明区间是黄河流域产流量偏少的地区。区间多年平均年径流系数为0.111，在黄河流域六大分区中排第5位，为黄河流域多年平均年径流系数的60.3%，全国多年平均年径流系数的25.3%，属不容易产流的地区。区间干支流径流量年际变化大，年内分配不均。

2.1 区间干流

区间干流的径流由两部分构成，一是黄河上游河口镇以上来水，二是区间支流来水。在干流的年径流量中，河口镇以上来水占主导地位，河口镇以上来水占龙门站年径流量的81.0%。区间不同区域年径流深度在42.4～60.7 mm之间。河口镇和龙门最大年径流量都是最小年径流量的4.1倍，年径流量变差系数Cv值分别为0.33，0.30。汛期径流量占年径流量比重在47%左右。

2.2 区间支流

区间21条支流总径流量为37.41亿m3，占区间径流量的70.4%，占龙门径流量的13.3%。无定河、窟野河2条支流总径流量为18.48亿m3，占区间径流量的34.8%，占龙门径流量的6.6%。各支流年径流量最大与最小的比值在2.6～476之间，各支流控制站年径流量变差系数在0.21～1.26之间。区间汛期径流量为24.8亿m3，占年径流量的47.9%。支流汛期径流量占年径流量的比重在 39.0%～80.5%之间，大都在55%以上。

3 输沙量

黄河多年平均年输沙量为16亿t，居国内及世界各大江大河之首；多年平均输沙模数2 127 t/（km2·a），多年平均含沙量27.6 kg/m3（1919—1985年系列），也均居国内及世界各大江大河前列。

3.1 区间干流

龙门年输沙量构成以区间为主，河口镇以上来沙仅占龙门年输沙量的14.0%，区间多年平均年输沙量占龙门年输沙量的86.0%。河口镇至龙门年径流量、输沙量沿程变化情况，是年径流量在区间沿程增加较少，而输沙量沿程显著增加。吴堡、龙门比河口镇年径流量分别增加11.4%和23.4%左右，而年输沙量却分别是河口镇的3.3倍和6.2倍。

输沙量不仅年际变化大，而且年内分配也不均匀。各站变化幅度差别也较大，年输沙量变幅在10.7～44.7倍之间。

3.2 区间支流

各支流历年年输沙量最大与最小的比值差别很大，在18.8～810之间。其中比值为两位数的支流有12条，比值为三位数的支流有9条。各支流控制站年输沙量变差系数在0.74～1.62之间，其中在0.7～1.0之间的支流有11条，在1.0～1.2之间的支流有6条，大于1.2的支流有4条。

支流汛期输沙量占年输沙量在92.0%～99.5%之间，7—8月输沙量占年输沙量在78.8%～97.2%。

区间12条主要支流皇甫川、孤山川河、窟野河、秃尾河、佳芦河、无定河、清涧河、延水、岚漪河、湫水河、三川河、昕水河设站控制面积，占龙门以上控制面积的13.8%，年输沙量占龙门站年输沙量的58.0%。

4 含沙量

河口镇和龙门站多年平均含沙量分别为5.12和29.7 kg/m3，区间来水多年平均含沙量是头道拐平均含沙量的26.1倍。区间来水多年平均含沙量为135 kg/m3，是黄河多年平均含沙量的4倍。其中，府-吴区间来水多年平均含沙量高达145 kg/m3。

高含沙水流主要发生在地处黄土高原的黄土丘陵沟壑区和毛乌素沙漠的过渡地带，这一带河流的含沙量均很大。在21条支流中有14条支流实测最大含沙量在1 000 kg/m3以上，含沙量在1 300 kg/m3以上的支流有8条，含沙量在1 400 kg/m3以上的有6条，含沙量在1 500 kg/m3以上的有3条，含沙量在1 600 kg/m3以上的只有窟野河，共5站次，其中以窟野河温家川站实测含沙量1 700 kg/m3为最大。

5 洪水

河龙区间是黄河三大洪水来源区之一，洪水大而频发，洪水中挟带有大量泥沙是这一区域洪水的显著特征。区间洪水按其成因可分为暴雨洪水和融冰洪水两大类型，以暴雨洪水为主。

5.1 区间干流洪水在黄河的地位

区间吴堡站1976年8月2日洪峰流量24 000 m3/s洪水，是黄河流域有资料记载以来实测最大洪水，该站1842年洪峰流量32 000 m3/s洪水，在黄河流域调查洪水中并列第二位。这说明在黄河干流洪水中，区间大洪水地位十分突出。

经统计，龙门站大洪水一般均由吴堡站来水为主。在龙门站21次较大的实测洪水中（洪峰流量大于10 000 m3/s），有19次是以吴堡站来水为主组成的，出现概率为90.5%。

5.2 区间支流洪水是干流洪水的主要来源地

支流共发生10 000 m3/s以上大洪水8次，其中窟野河6次，皇甫川和孤山川河各1次。区间河流多属山溪性河流，洪水暴涨暴落。悖牛川新庙站1989年洪水，24 min水位上涨11.30 m，流最上涨7 650 m3/s。申家湾站1 958.07洪水，40 min水位上涨12.67 m，流量上涨3 980 m3/s。

1）支流洪水频发，是干流大洪水的来源地。除桃汛融冰会形成干流中小洪水外，府谷、吴堡和龙门站较大洪水，均由区间支流洪水形成。

2）支流洪水大、洪峰流量模数高。支流实测最大洪峰流量14 000 m3/s，发生在窟野河。洪峰流量大于10 000 m3/s的支流有窟野河、皇甫川和孤山川河3条；洪峰流量在8 000～10 000 m3/s之间的支流有无定河和延水2条。实测洪峰流量模数最大为孤山川河的 8.16 m3/（s·km2）；大于 1.0 m3/（s·km2）的支流有孤山川河、皇甫川、佳芦河、红河、窟野河、清涧河和延水7条。说明区间支流是洪峰流量和洪峰流量模数的高值区。

3）高含沙洪水演进情况复杂。19760802洪水，上游干支流洪峰叠加也只有21 500 m3/s，吴堡站却出现罕见的尖瘦形24 000 m3/s洪峰。1989年洪水，上游各支流合成流量19 900 m3/s，吴堡站却出现矮胖形洪峰12 400 m3/s。高含沙洪水使区间，一些支流曾出现浆河现象或揭河底。1958年7月10日，窟野河出现高含沙水流，并发生了浆河现象；小理河李家河站和芦河靖边站附近河段也曾发生过浆河现象。支流延水甘谷驿站测验河段附近也曾发生过几次揭河底现象。

［1］徐建华等.黄河中游多沙粗沙区区域界定输沙规律研究［M］.郑州：黄河水利出版社，2000，7.

［2］陈先德，等.黄河水文［M］.郑州：黄河水利出版社，1996.

［3］齐斌，马文进，薛耀文，等.黄河中游水文［M］.郑州：黄河水利出版社，2005，10.

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1002－0624（2011）06－0040－02

2011-02-26