白石水库近期河道水沙特性变化分析

高　宇

(辽宁省白石水库管理局，辽宁 朝阳　122000)



白石水库近期河道水沙特性变化分析

高宇

(辽宁省白石水库管理局，辽宁 朝阳122000)

【摘要】近年来，随着白石水库流域各项综合治理工程的修建，河道受到了更多人为因素干扰，水沙条件发生极大改变。新的水沙条件使大凌河中下游河段产生了新的演变趋势。本文以白石水库流域上窝堡(大城子)、朝阳、义县、凌海4座水文测站实测水沙数据为基础，分析研究白石水库流域近期来水来沙特性，以及水沙在时间和空间上的趋势走向，为大凌河保护区流域日后的综合治理提供决策依据。

【关键词】白石水库； 水沙条件； 径流量； 输沙量

1概述

大凌河是辽宁省西部地区最大的河流，全长435km，流域面积23263km2，多年平均径流量17.32亿m3。大凌河宫山咀水库以上地势较陡，河道坡度在5‰以上，宫山咀水库以下地势趋向平缓，河道坡度在1‰左右。流域内植被覆盖率较低，水土流失状况严重，洪峰陡涨陡落。随着白石水库流域内河道治理整治工程的进行，上下游的水沙条件发生较大变化，在新的水沙条件下，白石水库流域附近河道出现新的演变趋势。本文依据大凌河干支流主要水文测站实测径流量、含沙量数据，分析白石水库流域水沙特性。

2水沙来源

大凌河是多沙河流，以干流控制水文站分段，上窝堡以上泥沙主要来自北支(哈巴气站，占50.7%)；上窝堡到朝阳站河段长82.6km，支流老虎山河和第二牤牛河来沙占34.4%，而干流上游来沙占40.7%，上—朝区间来沙占24.9%；朝阳站—白石水库河段，干流上游来沙占49.0%，支流牤牛河来沙占52.6%，再加上凉水河子来沙占3.6%；白石水库—凌海站河段长96.65km，干流上游来沙即比凌海输沙量大15.9%(即多240万t)，另有支流细河来沙占11.4%(171.95万t)，两者合在一起，进比出多的27.3%(411.95万t)的泥沙将淤积在本河段中。

2.1水沙沿时间变化特点

2.1.1水沙年际变化

水沙年际变化图可以直观地看出流域多年来的来水、来沙情况；年径流量与输沙量双累积曲线能够反映出流域的水沙变化特性，若水沙特性发生了趋势性变化，关系线上将表现出明显的转折，即斜率发生变化。图1为4个水文站1988—2005年的年际来水来沙的变化曲线，图2为4个水文站1988—2005年的年径流量与输沙量双累积值变化曲线。图1中的实线代表径流量，虚线代表输沙量。

图1　1988—2005年水文站年际水沙变化

图2　1988—2005年水文站径流量-输沙量双累积关系

根据图1可以看出，4个水文站年径流量变化的趋势基本相似，1994年、1995年、1998年的年径流量相对比较大，说明这些年份有一定量级的洪水过程。其中，朝阳、义县和凌海三个水文站在1994年达到了最大值，分别为14.41×108m3、28.75×108m3和45.4×108m3，但是上窝堡水文站与其他3个略有不同，其最大年径流量发生在1995年，为10.27×108m3。从年际输沙量曲线变化情况可以看出，4个水文站的输沙量均在1994年达到了最大值，说明大凌河在1994年发生了较大洪水，携带了大量的泥沙，而上窝堡在2001年输沙量超过年径流量，该年大凌河径流量相对沙量明显减小。

根据图2观察分析径流量-输沙量双累积的变化趋势，各站水沙双累积曲线具有相同的特征。1993年以前，各站来水来沙关系基本维持不变状态；1994—1996年来水来沙关系较为稳定；1997—2001年曲线明显变缓，表明年输沙量相对于年径流量明显减少。

2.1.2水沙年内变化

大凌河流域内的泥沙具有“大水带大沙，小水带小沙”的独特性。由图3可知，4个站之间的径流量和输沙量的年内分配差异较小，全都是集中在7—8月，其多年平均径流量在8月达到最大值，多年平均输沙量在7月达到最大值。从7月和8月的径流量与输沙量的对比图可以看出输沙量的年内分配比径流量更集中，各站7月和8月的径流量之和约占全年径流量的50%，而这两个月的输沙量之和已超过全年输沙量的75%。

图3　水文站多年平均月径流量-输沙量

2.2水沙的沿程变化特点

由图4和图5可见，1988—1996年的平均径流量和多年平均径流量沿程变化趋势基本一致，从上窝堡到凌海河段年径流量急剧增加，表明区间有多条较大支流汇入，如第二牤牛河、老虎山河、顾洞河、牤牛河等。另1988—1996年各水文站年均来水量值大于多年平均值，而1997—2005年明显小于多年平均值，表明河流进入枯水年。1997—2005年各站输沙量逐渐减少，沿程差异逐级变小，而与1988—1996年相比相差更大，1988—1996年与多年平均输沙量都表现为在上窝堡—义县河段沿程急剧增加，由于泥沙的沿程落淤，义县—凌海段泥沙又急剧减少。

图4　多年平均径流量沿程变化

图5　多年平均输沙量沿程变化

3结论

通过上述分析，大凌河中下游水沙来源、水沙沿时间的变化特点以及水沙沿程的变化特点，主要有以下几个方面：

a.从水沙的年际变化情况来看，大凌河中下游以1996年为分界线，1996年以前(包括1996年)的来水来沙量较大，其中1990年、1991年、1994年较为明显。

b.由水沙年内变化情况可知，流域内年径流量50%左右集中在7—8月，由于河道中下游的泥沙绝大多数是由上游流域内的暴雨洪水携带而来，洪峰的历时比沙峰的历时长，所以和年径流量的年内分配情况相比，输沙量在年内的分配更为集中，7月、8月这两个月的输沙量占全年输沙量的75%以上。

c.从来水来沙的沿程变化情况来看，1988—1996年各站年径流量与年输沙量都明显大于1997—2005年，年输沙量差异更为明显，从上窝堡至凌海，多年平均输沙量表现为逐站递减。2000年以后大凌河中下游开始进入枯水年，来水量来沙量都急剧减少，各站的年输沙量远远比多年平均输沙量要小。

参考文献

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[3]孙东坡,李国庆,朱太顺,等.治河及泥沙工程[M].郑州：黄河水利出版社，1999.

[4]邵学军,王兴奎.河流动力学概论[M].北京：清华大学出版社，2005.

Analysis on recent river water and sediment characteristic changes in Baishi Reservoir

GAO Yu

(Liaoning Baishi Reservoir Administration,Chaoyang 122000,China)

Abstract：In recent years,the river channel is affected by more human factors,water and sediment conditions are changed greatly with the construction of various comprehensive treatment projects in Baishi Reservoir Basin.New water and sediment conditions lead to new evolution trend on middle and downstream river sections in Daling River.In the paper,water and sediment data measured in four hydrologic stations on Baishi Reservoir basin are adopted as basis,including Wobao (Dachengzi),Chaoyang,Yixian and Linghai.Recent coming water and sediment characteristics in Baishi Reservoir basin and trend of water and sediment on time and space are analyzed and studied,thereby providing decision-making basis for subsequent comprehensive governance in river basin of Daling River protection zone.

Key words：Baishi Reservoir; water and sediment conditions; runoff volume; sediment discharge

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.06.011

中图分类号：TV148

文献标志码：A

文章编号：1005-4774(2016)06-0041-03