柳河流域輸沙能力探討

石玉和

（遼寧省阜新水文局，遼寧 阜新123000）

1 柳河流域概況

柳河發(fā)源于阜蒙縣老道山，在石門子站下游有烏根稿河匯入，再往下游，鬧得海水庫(kù)以上有養(yǎng)畜牧河匯入，后流經(jīng)鬧得海、彰武、新民，于新民縣城南注入遼河。它是遼河下游右側(cè)最大的多泥沙支流，河長(zhǎng)297km，流域面積5725km2，流域內(nèi)地形復(fù)雜多變，洪水暴漲暴落，多年平均徑流量2.61億m3，多年平均降雨量419mm，多年平均輸沙量1037萬(wàn)t。

柳河是一條受季節(jié)影響很大的河流，徑流的產(chǎn)生主要受降雨影響，暴漲暴落，非汛期經(jīng)常出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。上游河道比降大、水流湍急。由于流域大部分地處半荒漠地帶，河水經(jīng)常攜帶大量泥沙下泄，是東北地區(qū)含沙量最大的河流，素有“小黃河”之稱。其泥沙主要來源于上游及兩大支流。其中養(yǎng)畜牧及烏根稿河流域內(nèi)分布著大面積的流動(dòng)沙丘及半沙漠地帶，暴雨時(shí)水大流急使大量泥沙隨流下泄。干流上游流經(jīng)黃土丘陵區(qū)，植被較差、河岸陡，由于坡面徑流攜帶和河水沖刷坍岸，使大量黃土進(jìn)入河道，每當(dāng)洪峰過后，河水猶如泥漿。

柳河鬧德海水庫(kù)以下比降減小，造成泥沙大量淤積。流河上游水土流失嚴(yán)重，下游河床淤積抬高，至彰武段河床高于兩岸地面，成為懸河，給流域內(nèi)帶來許多災(zāi)害。

2 流域內(nèi)基本資料

柳河流域內(nèi)先后設(shè)立有三家子、白廟子（由于上游建了五星水庫(kù)故采用2000年前的資料）、石門子、鬧得海、彰武、新民等水文站（其中石門子、三家子、白廟子站均建有攔沙堰），積累了大量實(shí)測(cè)資料。

截止2010年基本資料如表1。

表1 柳河基本情況及資料系列

2.1 泥沙測(cè)驗(yàn)

由于柳河輸沙量大，泥沙測(cè)驗(yàn)由專業(yè)人員用統(tǒng)一瓶式2000采樣器，平水期每3～5d采樣一次；洪水時(shí)控制整個(gè)洪峰變化過程，較小洪峰采樣3～5次，較大洪峰采樣5～7次，甚至更多，測(cè)驗(yàn)精度可靠。

2.2 流域內(nèi)各站泥沙分布狀況

各站多年平均徑流、輸沙狀況如表2。

表2 各站多年平均徑流量、輸沙量

從表2可以看出，白廟子站多年平均輸沙率最大，是石門子的3.51倍、三家子的3.39倍，其流域面積值為石門子的14.2%、三家子的41.3%。鬧得海水庫(kù)以上三站比較，石門子多年平均徑流量最大，是三家子的1.47倍，是白廟子的7.44倍?？梢娚嫌螢醺搴拥妮斏衬芰ψ顝?qiáng)。多年平均輸沙量三家子占鬧得海以上來沙的26%，白廟子占16%，石門子占33%。養(yǎng)畜牧河、烏根稿河及石門子以上柳河的1/3在內(nèi)蒙境內(nèi)。可見流河上游的泥沙主要來自內(nèi)蒙境內(nèi)的荒漠沙丘，其次為遼寧境內(nèi)的丘陵區(qū)黃土。

2.3 柳河輸沙沿程變化

按照從上至下的原則，干流石門子為480萬(wàn)t、考慮到三家子、白廟子、石門子為柳河上游匯流站，其三者多年平均輸沙量之和為1054萬(wàn)t、鬧得海1467萬(wàn)t、彰武556萬(wàn)t、新民587萬(wàn)t。從變化趨勢(shì)來看，鬧得海站多年平均輸沙量最大，其上游呈上升趨勢(shì)，說明輸沙能力在沿程增大，流域以沖刷為主，是泥沙的主要來源。鬧得海站以下呈下降趨勢(shì)，說明輸沙能力在減小，河道以淤積為主，河床搖擺不定。

2.4 輸沙特性

由于柳河徑流主要為天然降雨，受季節(jié)變化影響很大，年內(nèi)主要徑流集中在汛期，而年際間的水量豐枯相差又比較懸殊，導(dǎo)致柳河流域輸沙過程很不均勻。

鬧得海以上三站多年平均徑流量、輸沙量的年內(nèi)分配如表3。

表3 鬧得海多年平均徑流量、輸沙量分配情況 單位：%

從表3可以看出，鬧得海站以上流域多年平均徑流量汛期和非汛期幾乎各占1/2，而多年平均輸沙量汛期占84.7%，非汛期占15.3%。說明柳河的輸沙主要是汛期的洪水輸沙。因此，決定柳河流域輸沙能力的主要因素是汛期洪水發(fā)生的頻率和洪峰流量的大小。以鬧得海水文站為例，從反映這兩個(gè)指標(biāo)的年徑流來看，1964～2009年的46年間年徑流總量超過3億m3的有12年，而這12年的輸沙總量為4.2億m3，占46年總輸沙量的62%。

綜上所述，若石門子、三家子、白廟子三站上游沒有攔沙堰，其輸沙能力會(huì)更強(qiáng)，有了這些工程，削減了沙峰，減緩了水土流失的速度。即便這樣，柳河的輸沙能力也是很強(qiáng)的，輸沙能力強(qiáng)意味著水土流失嚴(yán)重。要降低柳河的輸沙能力，首先應(yīng)從減少洪水發(fā)生的頻率和削減洪峰流量?jī)蓚€(gè)方面來考慮，特別是主要沙源地內(nèi)蒙境內(nèi)的各支流，應(yīng)考慮增加一些防洪滯洪攔沙工程；其次是植被覆蓋、造林固沙防止水土流失。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）通過對(duì)柳河流域各站現(xiàn)有實(shí)測(cè)資料對(duì)比分析和沿程輸沙過程的變化，推算出柳河流域的輸沙能力為年平均1470萬(wàn)t。

（2）對(duì)柳河流域的沙源、沿程變化、輸沙特性和輸沙能力變化進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)流域輸沙主要為洪水輸沙，為柳河的治理工作提供了依據(jù)。

（3）通過多年的治理，柳河的輸沙能力雖然有所減弱，但防汛形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

［1］GB/T 50138—2010，水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］水利電力部水利司.水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)［K］.北京：水利電力出版社，1983.

［3］SL 460—2009，水文年鑒匯編刊印規(guī)范［S］.

［4］GB 50159—92，河流懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)規(guī)范［S］.

［5］劉文光.水文分析與計(jì)算［M］.北京：水利電力出版社，1989.