柳河流域输沙能力探讨

石玉和

（辽宁省阜新水文局，辽宁 阜新123000）

1 柳河流域概况

柳河发源于阜蒙县老道山，在石门子站下游有乌根稿河汇入，再往下游，闹得海水库以上有养畜牧河汇入，后流经闹得海、彰武、新民，于新民县城南注入辽河。它是辽河下游右侧最大的多泥沙支流，河长297km，流域面积5725km2，流域内地形复杂多变，洪水暴涨暴落，多年平均径流量2.61亿m3，多年平均降雨量419mm，多年平均输沙量1037万t。

柳河是一条受季节影响很大的河流，径流的产生主要受降雨影响，暴涨暴落，非汛期经常出现断流现象。上游河道比降大、水流湍急。由于流域大部分地处半荒漠地带，河水经常携带大量泥沙下泄，是东北地区含沙量最大的河流，素有“小黄河”之称。其泥沙主要来源于上游及两大支流。其中养畜牧及乌根稿河流域内分布着大面积的流动沙丘及半沙漠地带，暴雨时水大流急使大量泥沙随流下泄。干流上游流经黄土丘陵区，植被较差、河岸陡，由于坡面径流携带和河水冲刷坍岸，使大量黄土进入河道，每当洪峰过后，河水犹如泥浆。

柳河闹德海水库以下比降减小，造成泥沙大量淤积。流河上游水土流失严重，下游河床淤积抬高，至彰武段河床高于两岸地面，成为悬河，给流域内带来许多灾害。

2 流域内基本资料

柳河流域内先后设立有三家子、白庙子（由于上游建了五星水库故采用2000年前的资料）、石门子、闹得海、彰武、新民等水文站（其中石门子、三家子、白庙子站均建有拦沙堰），积累了大量实测资料。

截止2010年基本资料如表1。

表1 柳河基本情况及资料系列

2.1 泥沙测验

由于柳河输沙量大，泥沙测验由专业人员用统一瓶式2000采样器，平水期每3～5d采样一次；洪水时控制整个洪峰变化过程，较小洪峰采样3～5次，较大洪峰采样5～7次，甚至更多，测验精度可靠。

2.2 流域内各站泥沙分布状况

各站多年平均径流、输沙状况如表2。

表2 各站多年平均径流量、输沙量

从表2可以看出，白庙子站多年平均输沙率最大，是石门子的3.51倍、三家子的3.39倍，其流域面积值为石门子的14.2%、三家子的41.3%。闹得海水库以上三站比较，石门子多年平均径流量最大，是三家子的1.47倍，是白庙子的7.44倍。可见上游乌根稿河的输沙能力最强。多年平均输沙量三家子占闹得海以上来沙的26%，白庙子占16%，石门子占33%。养畜牧河、乌根稿河及石门子以上柳河的1/3在内蒙境内。可见流河上游的泥沙主要来自内蒙境内的荒漠沙丘，其次为辽宁境内的丘陵区黄土。

2.3 柳河输沙沿程变化

按照从上至下的原则，干流石门子为480万t、考虑到三家子、白庙子、石门子为柳河上游汇流站，其三者多年平均输沙量之和为1054万t、闹得海1467万t、彰武556万t、新民587万t。从变化趋势来看，闹得海站多年平均输沙量最大，其上游呈上升趋势，说明输沙能力在沿程增大，流域以冲刷为主，是泥沙的主要来源。闹得海站以下呈下降趋势，说明输沙能力在减小，河道以淤积为主，河床摇摆不定。

2.4 输沙特性

由于柳河径流主要为天然降雨，受季节变化影响很大，年内主要径流集中在汛期，而年际间的水量丰枯相差又比较悬殊，导致柳河流域输沙过程很不均匀。

闹得海以上三站多年平均径流量、输沙量的年内分配如表3。

表3 闹得海多年平均径流量、输沙量分配情况 单位：%

从表3可以看出，闹得海站以上流域多年平均径流量汛期和非汛期几乎各占1/2，而多年平均输沙量汛期占84.7%，非汛期占15.3%。说明柳河的输沙主要是汛期的洪水输沙。因此，决定柳河流域输沙能力的主要因素是汛期洪水发生的频率和洪峰流量的大小。以闹得海水文站为例，从反映这两个指标的年径流来看，1964～2009年的46年间年径流总量超过3亿m3的有12年，而这12年的输沙总量为4.2亿m3，占46年总输沙量的62%。

综上所述，若石门子、三家子、白庙子三站上游没有拦沙堰，其输沙能力会更强，有了这些工程，削减了沙峰，减缓了水土流失的速度。即便这样，柳河的输沙能力也是很强的，输沙能力强意味着水土流失严重。要降低柳河的输沙能力，首先应从减少洪水发生的频率和削减洪峰流量两个方面来考虑，特别是主要沙源地内蒙境内的各支流，应考虑增加一些防洪滞洪拦沙工程；其次是植被覆盖、造林固沙防止水土流失。

3 结语

（1）通过对柳河流域各站现有实测资料对比分析和沿程输沙过程的变化，推算出柳河流域的输沙能力为年平均1470万t。

（2）对柳河流域的沙源、沿程变化、输沙特性和输沙能力变化进行了探讨，发现流域输沙主要为洪水输沙，为柳河的治理工作提供了依据。

（3）通过多年的治理，柳河的输沙能力虽然有所减弱，但防汛形势依然严峻。

［1］GB/T 50138—2010，水位观测标准［S］.

［2］水利电力部水利司.水文测验手册［K］.北京：水利电力出版社，1983.

［3］SL 460—2009，水文年鉴汇编刊印规范［S］.

［4］GB 50159—92，河流悬移质泥沙测验规范［S］.

［5］刘文光.水文分析与计算［M］.北京：水利电力出版社，1989.