黄河沿水文站泥沙侵蚀模数计算探讨

刘睿等

摘要 通过对黄河沿水文站水文资料的统计分析以及河源区环境、气候、自然地理的调查，对黄河沿水文站侵蚀模数计算提出了自己的观点，以期与相关专家探讨。

关键词 泥沙来源；输沙量；侵蚀模数计算；黄河河源区；黄河沿断面与鄂陵湖区间

中图分类号 TV214 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）14-0199-02

水文站侵蚀模数计算是以水文站输沙量和集水面积来计算，笔者曾在玛多水文巡测队工作近5年，对河源区水文情况有一定的了解，认为中华人民共和国水文年鉴《黄河流域水文资料》用其方法计算黄河沿水文站侵蚀模数是不当的，或者说是失误的。本文通过黄河沿水文站水文资料的统计分析以及河源区环境、气候、自然地理的调查，提出了自己的观点，与相关专家及同仁探讨。

1 测站概况

黄河沿水文站设立于1955年6月，其设站目的是为了研究黄河河源地区的水文特性，了解黄河河源地区水沙变化，为开发利用和治理黄河河源区水资源提供依据，是黄河河源区主要控制站。黄河沿水文站在青海省玛多县境内，位于东经98°10′、北纬34°53′，至河口距离5 194 km，集水面积20 930 km2，最低海拔4 035 m，平均海拔在4 300 m以上，断面位置位于黄河公路桥下，距玛多县城玛查理约4.0 km。

2 断面以上流域概况

2.1 地理地貌

黄河沿断面以上流域是黄河的源头地区，地势自西北向东南倾斜，海拔4 500～5 000 m，地形起伏不大，相对平坦，高差500～1 000 m，西北高，东南低，山间有平坦地、沙漠地、沼泽地。大地构造单元属巴颜喀拉褶皱带，构造线均作西北至东南走向，地貌轮廓明显受构造控制。源头地区占优势的地貌类型是宽谷和河湖盆地，它们多为断陷作用所形成。在海拔4 500 m以上多为石质山地，表面为黑灰色盖土、黑坨土、砂壤土与沙质覆盖，一般厚度为50 mm，最厚达1 m以上；流域内湖泊星罗棋布，据统计河源区的湖泊共有5 300余个，最具代表性的湖泊有鄂陵湖、扎陵湖、龙日阿错湖、星星海，其中扎陵湖、鄂陵湖被誉为黄河源头的两大明珠[1]。

2.2 气候概况

源头地区属高寒草原气候，一年之中无四季之分，只有冷暖之别，而通常又把冷、暖2季分别称为冬季和夏季。冬季漫长而严寒，干燥多大风，夏季短促而温凉，多雨。玛多县气象站资料分析，其温度、风力、降雨量情况如下：年平均气温 -4.1 ℃，除5—9月，各月平均气温在-3.0 ℃以下，最冷的1月为-16.8 ℃，1978年竟达-26.6 ℃，极端日最低气温-48.1 ℃，是青海省极端日气温最低的地方之一。最热月7月为7.5 ℃，极端日最高气温22.9 ℃，累年气温≤0.0 ℃日数为94.8 d。源头地区白天日射强，地面接受热量多，升温快，夜间散热量大，温度急剧下降，气温日较差大，年平均13.0 ℃。全年无绝对无霜期；大风日数多，从11月至次年4月最为频繁。大风的年际变化大，据玛多县气象站资料统计，最多的1966年达110 d，最少的年份仅出现12 d，最大风速34 m/s。年均降水量303.9 mm，但年际变化大，最多的年份达434.8 mm，最少的年份达84.0 mm。

3 扎陵湖与鄂陵湖概况

扎陵湖呈不对称的菱形，东西长，南北窄，鄂陵湖与扎陵湖由一天然堤相隔，形似蝴蝶。东西长35 km，南北宽21.6 km，面积526.1 km2，平均水深8.9 m，蓄水量达46.7亿m3。湖的东北部较深，最大水深13.1 m；西部较浅，水深一般只有1～2 m，最浅处只有几十厘米。扎陵湖湖心偏南是黄河的主流线，看上去，仿佛是一条宽宽的乳黄色的带子，将湖面分成两半，其中一半清澈碧绿，另一半微微发白，所以称“白色的长湖”。黄河在扎陵湖经过一番回旋之后，在巴颜郎玛山南面，进入一条宽逾300 m的河谷，河水在这里分成九股道，河宽一般在26～42 m之间，水深0.5～1.4 m，河道长25.4 km，散乱地穿过峡谷，流入鄂陵湖。鄂陵湖位于扎陵湖之东，与扎陵湖的形状恰好相反，鄂陵湖东西窄、南北长，犹如一个很大的宝葫芦。湖的面积为628 km2，比扎陵湖大100 km2，平均水深17.6 m，最深处超过30 m，蓄水量为107亿m3，相当于扎陵湖的1倍多。

4 河源地区泥沙含量

河源区流域地势平缓，扎鄂两湖以上植被较好，又有众多湖泊的滞洪拦沙，河水含沙量甚少，黄河沿水文站的泥沙主要来源于鄂陵湖以下黄河北岸的嘉特场膀陇巴至纳加朗曲等7条时令性支流，控制面积1 650 km2，在局部暴雨的作用下，水土流失严重，时令性河道流速大，冲刷能力强，含沙量增大；沙峰的大小随降水强度、区域、前期雨量、基础流量大小等因素的不同而变化，1979年7月26日沙峰前黄河主河道基础流量4.60 m3/s，支流出现洪峰流量26.7 m3/s，支流流量是干流流量的5倍，含沙量出现了黄河沿水文站建站以来的最大含沙量27.0 kg/m3，这种沙峰过程一般都在2 d左右基本结束，峰型尖瘦，且都发生在枯水年份；丰水年份沙峰过程较平缓，含沙量相对较小，例如丰水年份的1964年、1965年、1967年、1976年等，年最大含沙量分别为5.91、1.84、2.85、1.11 kg/m3，并且具有明显的基流与沙峰的反比关系。

5 黄河沿水文站侵蚀模数的计算

根据上文对河源区的地理地貌、气候概况、扎陵湖与鄂陵湖、河源地区泥沙的概述不难发现，鄂陵湖以上不管泥沙的大小，都被大小湖泊拦截，或者说能流到鄂陵湖以下的量很小；鄂陵湖输出的泥沙主要部分是每年开湖前后，因严酷的高原气候，大风携裹泥沙沉积冰面，冰融开河随流入黄河；另外，在雨季因暴雨使鄂陵湖边5～10 m宽的湖水变浑，部分泥沙流入黄河，凡此种种因量都很小，可以忽略不计，黄河沿水文站泥沙来源主要在鄂陵湖以下至黄河沿断面区间。

中华人民共和国水文年鉴《黄河流域水文资料》发布的黄河沿水文站的侵蚀模数[2]，是根据黄河沿水文站年输沙量与集水面积20 930 km2计算的，笔者认为这样是不正确或失真的，基本上不能反映河源区侵蚀模数的真实情况；鄂陵湖以上河源区因没有泥沙测验资料，只是感官判断，可以说泥沙资料在这方面是空白；鄂陵湖以下右岸支流少，面积比重小，故黄河沿输沙量占比不大；黄河沿水文站输沙量主要来源于鄂陵湖出水口至黄河沿断面区间左岸，在计算侵蚀模数时应以区间面积参加计算，根据黄河沿水文站沙量资料和总集水面积、区间面积计算的黄河沿水文站侵蚀模数如表1所示。

根据侵蚀模数统计表统计结果看，不同集水面积计算的侵蚀模数相差近10倍，跟集水面积相差倍率基本相同。

6 结语

（1）鄂陵湖以上河源区沙量小，且都被大小湖泊拦截了，基本上不能到达鄂陵湖以下河道。

（2）黄河沿水文站泥沙来源主要在鄂陵湖以下至黄河沿断面区间。

（3）黄河沿水文站侵蚀模数的计算是有误的，不能代表河源地区侵蚀模数情况。根据计算统计结果看，不同集水面积计算的侵蚀模数相差近10倍。

（4）黄河沿水文站年输沙量产生于鄂陵湖出水口至黄河沿断面区间，其侵蚀模数的计算，集水面积应采用区间面积，也只能反映该区间侵蚀模数情况[3-4]。

7 参考文献

[1] 韩荣.青海省志：长江黄河澜沧江志[M].郑州：黄河水利出版社，2000：217-275.

[2] 中华人民共和国水文年鉴 黄河流域水文资料：1956—2010年[Z].2011.

[3] 杜学礼，高国胜.依据库区泥沙淤积资料预测土壤侵蚀模数[J].水土保持应用技术，2006（6）：1-2.

[4] 朱翠凤，张桂杰，徐德增.凤鸣水库库区河段泥沙淤积分析[J].水利水电工程设计，2006（4）：20-21.endprint