浅析北洛河下游河道断流特点及影响因素

2015-07-25 07:53刘锦萍
陕西水利 2015年6期
关键词:荣华断流径流量

◎刘锦萍

1 北洛河下游基本情况

北洛河是渭河的一级支流,也是渭河的第二大支流,发源于陕西省定边县白于山南麓的魏梁山,于大荔县东南汇入渭河,流域面积26905km2,干流总长680.3km,河道平均比降1.5‰。

北洛河下游为状头洛惠渠大坝以下至入渭口河段,长132.5km,主要流经陕西省关中东部的平原地区。北洛河为蜿蜒型河道,滩槽分明,下游无大的支流汇入,虽然有些支沟,但均属间隙性河道,水量大小取决于降雨情况。北洛河下游为黄河三门峡水库的淹没区和影响区,河道冲淤变化大,自三门峡水库1960年9月15日建成运用以来至2013年汛后,共淤积泥沙2.8581亿m3,总体以淤积为主要趋势。

北洛河下游状头水文站,设立于1933年5月。三门峡水库建成运用后,于1964年6月设立了朝邑水文站,1965年6月设立了南荣华水位站。2000年北洛河下游站网调整,将朝邑水文站改为水位站,将南荣华水位站改为水文站。

2 北洛河下游断流基本情况

通过对1964年以来状头、南荣华、朝邑三个水文(水位)站的水文资料进行统计分析得出,状头水文站无河道断流情况;南荣华水文站有29年出现断流情况,断流累计天数为672天,平均每年断流23.2天,其中2001年断流历时最长,断流时间长达72天;朝邑水位站有34年出现了河道断流情况,断流累计天数为868天,平均每年断流25.5天,其中1997年断流历时最长,断流时间长达87天。因此,北洛河下游断流情况很严重。

2.1 断流特点分析

2.1.1 北洛河下游断流是大中流域近期出现的特殊现象

根据北洛河下游状头、南荣华、朝邑站的实测资料分析,1975年以前,北洛河下游从未出现断流现象,而自1975以后,南荣华站和朝邑站多数年份都出现连续多日的河道断流现象,例如朝邑站1997年6月6日~30日连续24天河道断流,2005年5月1日~28日连续28天河道断流。所以,北洛河下游河道断流是大中流域近期出现的特殊现象。

2.1.2 北洛河下游河道断流在年内分布不均且相对集中

1975年以来,南荣华站共出现断流672天,且各月均有断流情况,出现断流天数最多的时间相对集中,3月份93天5月份115天,6月份161天,7月份150天;朝邑站共出现断流868天,除2月份外其余各月均有断流情况,出现断流天数也相对集中,3月份100天,5月份131天,6月份233天,7月份209天。不难得出,北洛河下游河道断流时间在年内相对集中,主要出现在3月、5月、6月和7月。其中以6月最为集中,南荣华站6月断流天数占总断流天数的24.0%;朝邑站6月断流天数占总断流天数的26.8%。因此,北洛河下游河道断流时间主要集中在6月份。

2.1.3 北洛河下游河道断流天数呈增加趋势

由于1970年以前北洛河未出现河道断流现象,所以着重统计了1970年以后北洛河下游南荣华站和朝邑站各年代的断流天数,详见表1。

表1 南荣华、朝邑站各年代断流天数表

图1 状头站1961-2013年年径流量过程线图

由表得知,1970年~1979年,南荣华站和朝邑站的断流天数分别为9天和33天;1980年~1989年,南荣华站和朝邑站断流天数分别为74天和106天;1990年~1999年,南荣华站和朝邑站断流天数分别为256天和300天;2000年~2013年,南荣华站和朝邑站断流天数分别为333天和429天。不难得出,北洛河下游河道断流天数呈现增长趋势。

3 北洛河下游断流的原因分析

表2 南荣华站历年断流天数与状头站相应时段日平均流量统计表

3.1 年径流量减小

3.1.1 状头站年径流量呈减小趋势

状头水文站是北洛河下游的进口站,根据1961年至2013年状头站历年年径流量绘制的过程线图(图1)得知,状头站的年径流量呈现递减趋势。

3.1.2 断流时段状头站的流量小

根据南荣华站历年的断流时段,统计出相应时段状头站的日平均流量,详见表2。

由表得知,南荣华站断流的时段,状头站相应的流量均较小。2012年状头站日平均流量最小,仅为0.463m3/s。一般情况下,南荣华站断流时段,相应状头站的日平均流量都在10m3/s以下。

表3 状头站1975年以来各月平均径流量统计表

3.2 洛惠渠引水对北洛河下游断流的影响

通过对洛惠局近20年的引水资料进行统计分析得出,洛惠局在北洛河的年平均引水量为2.161亿m3。

北洛河的年平均来水量为状头站的年平均径流量(6.662亿m3)与洛惠渠的年平均引水量(2.161亿m3)之和,为8.823亿m3,其中洛惠渠年平均引水量占24.5%,状头站年平均径流量占75.5%。不难看出,北洛河来水的四分之一被洛惠渠引走用以灌溉,从而减少了北洛河下游的来水量。特别在非汛期,大量的引水使河道水量更为减少。我们统计了北洛河下游1975年出现断流以来状头站各月的径流量情况,详见表3。

由表得知,状头站非汛期的径流量占全年径流量的比例很小,非汛期(11~5月)的径流量仅占全年径流量的31.4%,其中1月份所占比例最小,仅为2.7%。

从以上分析得出,由于洛惠渠的引水减少了北洛河下游的来水量,再加上状头以下沿河的河道抽水,致使北洛河下游频繁出现断流情况。

3.3 沿河抽水是北洛河下游断流的重要原因之一

3.3.1 北洛河下游沿河抽水站的基本情况

(1)北洛河下游蒲城县境内的抽水站情况

通过实地调查,北洛河下游蒲城县境内共设置抽水站28个,总抽水能力41.75m3/s。最大的为孙镇的下寨抽水站,其装机抽水能力达27.97m3/s,最小的为永丰镇河城抽水站,其抽水能力0.050m3/s。

(2)北洛河下游大荔县境内的抽水站设置情况

通过实地调查,北洛河下游大荔县境内状头~南荣华河段共设置抽水站11个,总抽水能力0.314m3/s,其中最大的为羌白镇梁家抽水站,抽水能力0.120m3/s,最小的为段家镇北至抽水站,抽水能力0.010m3/s。

大荔县境内南荣华~朝邑河段共设置抽水站11个,总抽水能力0.386m3/s,其中抽水能力最大的为官池北丁抽水站,抽水能力0.088m3/s,而抽水能力最小的为席家和蔡邓抽水站,其抽水能力均为0.010m3/s。

以上数据表明,北洛河下游大荔县境内虽然设置的抽水站数量较多,但总的抽水能力较小;而蒲城县境内不但抽水站数量多,而且抽水能力也大。

3.3.2 河道大量抽水是北洛河下游断流的主要原因之一

从以上调查和统计资料分析得出,北洛河下游状头以下河段设置的50个抽水站的总抽水能力达42.45m3/s,尽管在状头站断面没有断流发生,但当北洛河上游来水量较小时,沿途抽水站已将水基本抽完,再加上水面蒸发和地下水补给,南荣华和朝邑河段就频繁出现断流现象。另外从北洛河下游抽水站的分布和抽水能力来看,状头~南荣华河段抽水站最多,达39处,其抽水能力占所有抽水站抽水能力的99.1%。随着下游抽水能力的增大,南荣华和朝邑河段的断流现象将更加严重。因此,北洛河下游沿河的河道抽水是形成北洛河下游断流的重要原因之一。

4 北洛河下游断流带来的影响

4.1 河道生态环境进一步恶化

第一,河道生态用水得不到保障。由于河道的断流,河道失去了自身的生命力,丧失了河道水流的自净能力,工业和城市污水的排入造成河道严重污染,使水环境进一步恶化。

第二,河道生物链不复存在。由于河道的断流,河道里的湿地不存在,水里的微生物等因河流干涸而死亡,水生植物也由于缺水而死亡,从而使河流的生态环境遭到严重的破坏。

第三,地下水得不到有效的补给。由于河道的断流,严重的影响到北洛河下游沿岸地下水的有效补给,从而影响到沿岸群众的生活用水,也给当地的工农业生产用水带来后患。

4.2 不利于河道泥沙的冲刷

北洛河下游属冲淤型河道,随着洪水的涨落,河道有冲有淤。特别是三门峡水库建成运用以来,随着潼关高程的不断抬升,北洛河下游泥沙淤积严重,根据实测淤积资料计算,截至到2013年汛后北洛河下游共淤积泥沙2.8581亿m3,使得北洛河下游状头站以下河段为全河段淤积,其淤积的重心在北洛河下游的中下段,同流量水位抬升3m~4m。

根据北洛河下游断流资料统计,朝邑河段连续断流时间最长达28天。由于北洛河下游的断流,河床干裂板结,当发生一般小洪水时极不容易形成河道冲刷,只有当发生较长历时的较大洪水时才能使河道发生冲刷。因此,北洛河下游的断流,对河道泥沙的冲刷极为不利,这给北洛河下游的减淤和防洪抗灾带来严重的影响。

5 防止河道断流的建议

根据多年实测资料分析得出,北洛河下游径流量的年际变化较大,且年内径流量分布不均。因此,北洛河下游在洪水期,大量的水量付之东流,而枯水期则往往出现断流情况。

鉴于北洛河下游的来水特性,为防止北洛河下游的断流现象,我们提出如下建议:

(1)建议在北洛河干流或主要支流上修建多年调节水库,合理利用和调度水资源,防止北洛河下游河道断流,保障其工农业生产用水和河道生态用水需求,这是最根本的措施。

(2)建议开展北洛河下游的用水管理和水量调度,维护其用水秩序,是防止北洛河下游断流的重要措施。陕西水利

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