人类活动对沱浍河水量平衡的影响

□王占峰 □李 博 □许 猛（商丘水文水资源勘测局）

1.问题的由来

沱河和浍河是两条近于平行的河流，区内下垫面和气候都基本相同，沱河流域多年平均降水量小于惠河流域6 mm，建闸前的1956年到1969年，沱河控制站永城闸水文站的年平均径流深为129.8 mm，浍河控制站黄口水文站年平均径流深162.4 mm，两站的比值为1.25，而1970年建闸后的两站的径流深相差却越来越大。见表1。

表1 沱、浍河径流深变化情况表

存在一个系统偏大问题：越是干旱年份两站的径流深比值越大，有几倍到几十倍。(平均年降水量采用流域内面上平均后的年平均降水量)

2.沱、浍河概况

2.1 沱河

属淮河流域洪泽湖水系，发源于黄河故道南侧，商丘县刘口集西南朱柚村，经虞城县西关，夏邑县司胡同北，永城市闫桥入皖境。省界以上河流长度132.7km。流域面积2348km2,集水面积100 km2以上的支流有毛河、虬龙沟等10条，30～100 km2的支流有33条。沱河永城闸水文站以上控制流域面积2237 km2，流域平均高度41.5 m，平均坡度1/5000，河流纵比降1/6250。流向由西北流向东南。

2.2 浍河

属淮河流域洪泽湖水系，发源于夏邑县业庙乡茅油坊，至永城县李口集南入皖境。省界以上河流长度58.4 km，流域面积1314km2,集水面积100km2以上的支流有：东沙河、铛马河、洛河、大涧沟，30～100km2的支流有18条。东沙河是浍河上游的主要支流，发源于黄河故道的南侧商丘县李庄乡，与沱河发源地仅相距数公里，流经虞城、夏邑、至大王集入浍河，河流长度105.7km，流域面积394km2。浍河黄口闸水文站以上控制面积1201km2，河流长度43.0km（自东沙河源地算起为119km），流域平均高度38.3m，平均坡度1/5000，河流纵比降1/5880,流向由西北向东南。

3.人类活动影响下地表水与地下水的变化

沱、浍河流域在20世纪70年代以前，地下水埋深平均在1～3m，汛期常溢至地表造成内涝，大范围上的坑、塘、库及各处沟壑都常年有水。20世纪70年代以后开采利用地下水的措施普遍实行，河道节节建闸，水利工程配套成龙，农田基本建设大规模兴起，使得地下水位不断的下降。20世纪70年代以前骨干河道的加深加宽，支沟的疏通提高了防洪排涝的能力，降低了地下水排泄基准面，也促使了地下潜水在20世纪70年代前后的减少，排泄基准面以上的水被疏干。

20世纪80年代以后两流域的中上游（夏邑胡桥以上）的坑塘库、沟河等全部干涸，河流多年断流，好些蓄水处成了人们的种植场所，且收成尚可。地下水位平均下降了6～8m，有的地方达15m以上。

多年来，农田基本建设连续不断地开展，平整土地，深耕深翻，打硅田，筑田埂，扩大复种指数，植树造林等，这些措施使降水在田间的停留时间延长，入渗增加，地表径流减少。工农业普遍使用地下水，且用水量与日俱增，加之建闸，兴修水利工程等，使得陆面蒸发量加大（和降水相比），地表水地下水减少。人类活动造成地表水、地下水、土壤水、蒸发等各项对降水的分配不断变化，反之变化后的各项对降水也构成了一定的影响。

人类活动对流域内几项参数的影响（1956-2010年）∶降水量在减少,有828.3mm→698.7mm（阶段平均值）;降水入渗系数（a表）在增大：约0.75→0.95;降水入渗补给地下水系数（a下）由0.23→0.08;地表水径流系数在减小：有0.18→0;地表水体：由有→无

两流域内总水量在减少，陆面蒸发在增大（和降水比）。

4.水文地质分析

4.1 地质概况

沱、浍河两流域系黄河、淮河冲击而成，自西北向东南微倾，平均坡度1/5000。上部2～15m厚的岩性自上游往下游依次为砂土→亚砂土→亚粘土→粘土组成，颗粒由粗变细，层位由厚变薄。其下：在古河床相中沉积由较厚中、粗、细沙层，分布在商丘到会亭一线，（两边摆动较大）这条线以北为古河床泛滥沉积物：亚砂土，亚粘土，粉细砂互层出现。夏邑县城以南以东为黄淮冲积物和浅互相沉积，上部亚粘土厚2～3 m，往下有1～2 m厚的黑色碳质淤泥层（为浅湖沉积物），再下是黑色亚粘土含钙质结核，厚4～5 m有较好的透水性，本区划为含水层，再下为1m左右厚的粉细砂，其下为亚粘土。

4.2 地下水流向

两流域地下水的流向与地表水的流向基本相同，有西北流向东南，水力坡度1/5000，但下游地段，夏邑县胡桥以东至永城大闸，沱河以北地下水由北向南流动，以南流向南东15°，大部分渗入浍河，酇城以南地下水由西向东流动。

4.3 闸上之水地下来

沱河的下游建有永城闸、张板桥闸、金黄邓闸等5座较大的拦河闸，常年有水可蓄，但闸门很少开启，这5座闸设计蓄水总能力为1600×104m3。上游建有6座拦河闸，蓄水能力为500×104m3，但经常无水可蓄。浍河上建有黄口闸、和顺闸2座，设计蓄水能力为1100×104m3，常年有蓄不完的水，闸门经常开启放水，上中游断流以后闸上的水体来源下文作出详细论述。

本区地下水的交替因水力坡度较小而以垂向变化为主，以侧向为辅，但在两流域的下游地段（过了夏邑县）地势明显低。而且上部岩性以亚粘土为主，下部为浅湖相沉积物和冲击物间而有之，颗粒较细，渗透系数较上中游明显减小，地下径流到此流动不畅，汇集而使地下水位升高。以往常形成内涝。

上部潜水与下部含水层无水力联系，大范围汇拢而来的地下径流遇到深挖的河道在没有地表径流的时候就不可小观了。就永城闸上而言，地下水渗入河谷向下游流去，遇到大闸拦挡的一部分积聚闸前，一部分被蒸发和利用，一部分潜入孔隙之中，向河道两侧渗去。这样形成闸前水位高于地下水位，闸中游有一与地下水位持平点，闸上游水位低于地下水位，形成闸前河水补给地下水，中间为回水零点，上游地下水补给河水。但是无论补给关系怎么在闸前变化，河里的水都是地下水补给，河谷成了排泄地下水的井与泉，这里只不过多了一个地下水变河水，河水变地下水的变化过程而已，其质属同一种水化学类型，其量基本相当，其它各闸与此相仿。大闸长期关闭，变化也长期进行。

下游多年面平均年降雨量为807.9 mm，水面蒸发为1115.1mm，蒸发大于降水，如没有地下水的补给，在地表径流消失以后河谷应是干的河谷，闸上也是干的闸上，根本谈不上有水可蓄，有水可放。

据2010年在沱河张板桥闸下和将口设立的两个测流断面所测得的70余份资料来看：中间2.7km的区间地下水补给河水的量为：2010年汛后＞0.02 m3/s，中间为0.02 m3/s。如采用0.02m3/s，来计算永城闸上地下水的补给量每年当在1000×104m3以上（一般年份）折合本流域径流深5mm。

5.沱、浍河水量失衡原因

沱、浍河的地表径流逐渐消失以后，控制站所得的流量实际上成了单一的地下水径流量或以地下水为主的径流量，沱、浍河的水量比实际上成了地下水的径流量比（或径流深比）。

两条河流在水文上分属两个流域，界限清晰；但在水文地质中两条河流却在同一个地质单元之中，它们的补给区、径流区、排泄区基本是一致的，浍河在地下径流的下方，且排泄地下水基准面—河床较其上方的沱河低了2～3m，这就决定了排入浍河的地下径流量较沱河多。

沱河在浍河的上方，排泄地下水基准面河床较浍河高2～3m，以前地下水位浅，相应的沱河截取的地下径流量就多些，20世纪70年代以后，地下水位渐渐下降，沱河截取的地下径流量就相应减少了，浍河也是如此,但没有沱河那么明显。

在汇水面积上，沱河地下水汇水面积略小于地表水汇水面积2237km2，而浍河不但占有了自己的1201km2，又几乎囊括了浍河的全部2237km2及下游包河的一小部分，这样浍河的地下水汇流面积约在3500km2，在其上方只不过被沱河截取了一部分，浍河在地下水汇集上占有水文地质上的有利条件。70年沱河建闸后，大闸长期关闭期间，闸上的存水除一部分漏失、利用和蒸发外，约3500km2上的地下径流量就基本都归浍河所有了（排泄基准面以上）。

两河流域各项情况基本相同，地表径流量也基本相同，为一等式，但这里的地下径流量却占了主导地位，而且两河不等，使等式变成了不等式，沱小于浍。沱河成了浍河的河中之河，沱河水成了浍河中的水中之水，这就是沱、浍河径流失衡的原因。