渭河下游径流量变化初步分析

作者:蒲锐    文章来源:陕西水利    点击数:5791    更新时间:2011/8/16

摘要 渭河是黄河的最大支流。本文分析了三门峡水库建库以来渭河下游径流量的变化情况。分析认为,渭河下游不仅径流量逐渐减少,而且洪水的场次和量级都呈减小趋势,这给渭河下游的河道冲淤、防洪以及生态环境都带来了极为不利的影响。因此,当前形势下,加快“引汉济渭”建设、推进渭河水量调度常态化、实施科学的防洪调度等举措尤为紧迫。

关键词 径流量;变化;分析;渭河下游

中图分类号:TV121+.4 文献标识码:A

1 渭河下游的基本情况

渭河是黄河最大的一级支流,发源于甘肃省渭源县鸟鼠山,流经甘肃、宁夏、陕西三省(区),在陕西省潼关县港口附近汇入黄河。干流全长818km,流域面积13.48 km2。从咸阳陇海铁路桥以下至入黄口,河道长为208km,称渭河下游。

三门峡水库自1960 年建成运用以来,渭河下游成了三门峡水库的淹没区和影响区,河道两岸先后修建了防御50 年一遇洪水的防洪大堤和防御5 年一遇洪水的移民围堤,同时为控制河势,在河道上修有多处控导工程和险工。随着潼关高程(潼关[] 断面1000m3/s 的水位)的逐渐抬升,渭河下游泥沙淤积严重,到2009 年渭河下游共淤积泥沙12.6887 亿m3,目前渭河下游处于泥沙淤积严重的时期。

渭河下游支流较多,左岸主要的支流有泾河和北洛河,而右岸的支流小而短,主要有沣河、灞河、沋河、赤水河、罗夫河等。

2 渭河下游的径流量变化分析

2.1 不同时期年径流量的变化

渭河下游的径流量主要以渭河干流和泾河来水为主。渭河下游以咸阳站为干流的入口基本站,泾河以张家山站为基本站,渭河下游以临潼站为基本站。笔者统计了泾、渭河下游主要水文站各时期的年径流量见表1。渭河下游临潼站1961 年以来的径流量变化过程详见图1

表1 泾河、渭河下游不同时期径流量变化表  单位:亿m3

图1 临潼站年径流量过程线图

从表1 和图1 中可以看出,渭河下游的年径流量呈减少趋势,特别是20 世纪90 年代,临潼站其时段平均径流仅占多年平均径流量的61.5%,渭河下游处于枯水时段。21 世纪以来,仍然是枯水时段,2001 年~2009 年的平均年径流量仅占多年平均径流量的74.9%,充分说明了渭河下游年径流量减少趋势是十分明显的。同时从表1 中还可以看出,渭河干流(咸阳站)来水自20 世纪90 年代以来就一直处于枯水时期,90 年代的年平均径流量占多年平均的50.0%21 世纪以来的平均径流量占多年平均径流量的63.3%。特别是泾河的来水量也呈逐年减少的趋势,到21 世纪年平均径流量仅占多年平均径流量的66.4%。因此,渭河下游径流量明显减少的趋势是渭河下游和泾河流域径流量共同减少的结果。

2.2 径流量在年内的变化

渭河下游以临潼站为代表站,笔者统计了20 世纪70 年代以来不同时期临潼站汛期(6月~10 )和非汛期(11 月~5 )径流量的变化情况,见表2

表2 临潼站不同时期汛期与非汛期径流量变化表  单位:亿m3

从表2 中可以看出,临潼站在非汛期的来水总的来讲变化不是很大,其中20 世纪90 年代的非汛期径流量相对较小,占非汛期多年平均的78.7%,径流量最丰的为20 世纪80 年代,非汛期径流量占多年平均的133.3%,其余时期的变化不是很大。但是汛期渭河下游的径流量变化较大,基本上呈逐渐减少的趋势,特别是20 世纪90 年代汛期的径流量占多年平均汛期径流量的65.1%,为汛期的最枯时段。

从上述分析说明,渭河下游径流量呈减少趋势,主要是汛期来水量减小所致。

2.3 年度洪水场次的变化

在渭河下游,一般2000m3/s 的洪水为常见洪水,本次统计了临潼站20 世纪70 年代以来不同时期Q2000m3/s 的洪水次数及其不同时期的最大洪峰流量,见表3

表3 临潼站不同时期洪水场次统计表

从表3 可以看出,一方面自20 世纪70 年代以来,渭河下游在年内的洪水场次减少很明显,特别是20 世纪90 年代以来共发生Q2000m3/s 的洪水次数共14 场,年平均发生Q2000m3/s 的次数为0.74 场,说明渭河下游一年当中汛期有时还没有较大的洪水发生。另一方面,渭河下游发生洪水的量级也在减小,上世纪70 年代最大流量为6050m3/s80 年代最大流量7610m3/s,而90 年代的最大流量仅为4270m3/s2000 年以来最大流量也只有5270m3/s,从上述分析明显看出,渭河下游径流量减少的变化主要表现在洪水场次减少和洪水量级的减小所造成。

3 径流量变化的影响分析

3.1 对生态环境的影响

根据前面的分析,渭河下游年径流量呈减少的趋势,特别是20 世纪90 年代以来水量减小幅度较大。随着经济社会的快速发展,渭河下游沿岸城市建设规模的扩大,城镇人口剧增,工业废水、生活污水的排放量与日俱增。在径流量减少的情况,渭河下游河道纳污自净能力降低,水质污染呈加剧发展趋势,因而水环境恶化,生态环境失去平衡。根据渭河下游环保部门设置的咸阳铁路桥、耿镇桥、新丰桥、沙王渡、树园、吊桥等观测断面的观测资料显示,渭河下游均为劣Ⅴ类水,属严重污染,主要污染物为CODMnBOD5、氨氮、石油类等,因此,随着渭河下游径流的减少,河道纳污自净能力的降低,对河道的生态环境带来较大的影响。

河道的污染状况随着流量增加其河道纳污自净能力而增大,径流量的大小决定着河道的生态环境状况。因此,要改善目前渭河下游的生态环境,一方面应严格控制污染物的排放量,另一方面应增大河道的基流,才能增大河道的纳污自净能力,改善渭河下游的生态环境。

3.2 对河道冲淤的影响

渭河下游河道具有冲淤变化大、河势变化剧烈的显著特点。根据实测资料分析,渭河下游的冲淤随着流量的变化而变化。当为小水大沙时,河道一般出现淤积,随着流量的增大,河道产生冲刷。例如在20 世纪80 年代初期,渭河下游径流量较大,河道产生冲刷,1981 年临潼水文站最大洪峰流量7610m3/s,华县站最大洪峰流量5380m3/s,是三门峡水库建库以来的最大值,年径流量为96.6 亿m3,主槽冲刷,汛后主槽过洪能力达到4500m3/s,接近建库前的水平。1995 年,华县站最大洪峰流量仅1500m3/s,年径流量仅为17.51 亿m3,且渭河下游多次出现小水大沙过程,河道产生严重淤积。1995 年渭河下游淤积泥沙0.7551 亿m3,华县站主槽过洪能力仅为800m3/s,是三门峡建库以来最小值。因此,随着渭河下游径流量变小趋势的加剧,必然造成渭河下游河道萎缩的加剧,失去河道的应有功能。

3.3 对河道防洪带来的影响

渭河下游既定的防洪标准为50 年一遇设计洪水,随着径流量减小的趋势,如前所述,加剧了渭河下游的泥沙淤积。截至2009 年,渭河下游共淤积泥沙12.6887 亿m3,目前泥沙淤积是较为严重的。随着泥沙淤积的发展,同流量水位便不断上升,根据渭河下游实测资料分析,当河道发生淤积时,同流量水位就抬升,例如三门峡建库初期的1963 年,华县站洪峰流量为4570m3/s,洪水位为338.45m1981 年,华县站洪峰流量为5380m3/s,相应洪水位为341.05;随着泥沙淤积的发展,到2003 年华县站洪峰流量为3570m3/s,相应洪水位高达342.76m。不难看出,随着渭河下游径流量不断减少,泥沙淤积不断增加,同流量洪水位在不断的抬升。因此,渭河下游在建库初期兴建的防洪大堤经过了多次加高培厚,但目前为止,其防洪大堤仍然达不到既有的设防标准。根据对渭河下游警戒流量和保证流量的分析成果,华县河段已加高培厚的堤防的保证流量仅为8400m3/s 左右,仅相当于20 年一遇洪水的河道过洪能力。

4 结论与建议

通过对渭河下游近50 年的径流量变化的初步分析,渭河下游径流量呈逐渐减少的趋势,特别是在20 世纪80 年代后期至21 世纪初期,是径流量最枯的时段,且在汛期的水量减少相对较大,一方面是洪水场次的减少,另一方面是洪水量级的减小,而非汛期的径流量的变化幅度相对较小。径流量的减少对渭河下游生态环境,河道冲淤和河道防洪都带来了极为不利的影响。

为解决渭河下游河道进一步萎缩的问题,建议进一步加快省内南水北调———“引汉济渭”工程建设,进一步推进渭河水量调度常态化,同时实施科学的防洪调度,以尽快改变渭河下游河道淤积严重、防洪形势严峻、生态环境恶化的局面,从而为支持流域经济社会可持续发展提供水资源保障。

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