黃河小浪底水文站歷年水沙變化分析

寶擁軍，寶福明，郭佳靜

（黃委河南水文水資源局，河南 鄭州450004）

黃河小浪底水文站，設(shè)立于1955年4月，集水面積69.4萬km2，至河口距離896km，系根據(jù)線的原則規(guī)劃為大河重要控制站。1991年9月1日，因修建小浪底水庫，向下游遷移4km，變更為小浪底（二）站，并兼作小浪底水庫的出庫站。

1 測站基本情況

1.1 測驗(yàn)河段

小浪底（二）站測驗(yàn)河段長400m，河道順直，沙卵石河床，斷面沖淤變化較小，河道寬約330 m，低水時(shí)右岸有近100m的串溝?；緮嗝嬉陨?00m處是小浪底黃河公路大橋，產(chǎn)生較大洪水時(shí)，可以利用大橋投放浮標(biāo)施測流量；基本斷面下游18km處是西霞院反調(diào)節(jié)水庫大壩，水庫正常蓄水時(shí)，對測站基本水尺水位有一定影響。

1.2 斷面布設(shè)

測驗(yàn)河段內(nèi)共設(shè)7個(gè)斷面，基本水尺斷面、流速儀測流斷面兼浮標(biāo)中斷面（基下100m），上比降斷面兼上浮標(biāo)斷面（基上150m）、下比降斷面兼下浮標(biāo)斷面（基下250m），上下比降（兼浮標(biāo)）斷面間距400m。

1.3 測驗(yàn)設(shè)施及方式

小浪底站測驗(yàn)基本設(shè)施為吊船過河纜道，流量在5000m3/s以下時(shí)，使用吊船測驗(yàn)、斷面索直讀起點(diǎn)距、重鉛魚測深、流速儀測速，橫式采樣器按2∶1∶1垂線混合法取單樣及施測輸沙率；流量超過5000m3/s時(shí)，利用上游黃河大橋投放浮標(biāo)測流，在主流邊一線按2∶1∶1垂線混合法采取單沙水樣。

2 水沙變化特點(diǎn)

2.1 來水量的變化特點(diǎn)

小浪底（一）站自1960年起，受黃河三門峽水庫調(diào)控影響，水位漲落變化較為頻繁，加之三小間（三門峽至小浪底）的126km的區(qū)間加水，年內(nèi)來水量表現(xiàn)為極度不均，多集中在汛期7—10月份。

1991年該站下遷后，測驗(yàn)河段和斷面發(fā)生了較大變化。1997年小浪底工程截流后，水位漲落變化較為頻繁。年內(nèi)來水量具有兩個(gè)明顯變化特性：其一，雖然來水量仍主要集中在汛期（7—10月份），但各月水量和所占年水量的比重則明顯減少；其二，年內(nèi)水量分配趨于均勻化，非汛期的3，4月份則有明顯增多，占全年的21%。

1998年至1999年的2年間，年來水總量明顯減少。1998，1999年徑流量均為180億m3，比1991年至1997年徑流量均值減少55億m3，到2000，2001年徑流均為150億m3，比1991年至1999年徑流量均值減少71億m3。

1999年10月底以后，該站主要受小浪底水庫的調(diào)控影響，明顯表現(xiàn)為出庫站的特性。水位日變化極為急?。涣髁咳兆兎嘞嗖钶^大，表現(xiàn)為白天小、夜間大，晝夜之差竟達(dá)500～1500m3/s之多，而年內(nèi)變化則表現(xiàn)為3，4月大，汛期較小，其它月份相對均衡的特點(diǎn)。

2000—2001 年，徑流量再次減小，僅有153.7億m3，比1991—1997年均值減少81億m3。

2.2 斷面水流特性

洪水主要來自小浪底水庫下泄流量。在調(diào)水調(diào)沙時(shí)，西霞院水庫敞泄的情況下，水位流量關(guān)系基本為單一曲線。西霞院蓄水運(yùn)用，斷面水位受其回水影響嚴(yán)重，造成水位流量關(guān)系測點(diǎn)散亂，流量推估困難。除調(diào)水調(diào)沙以及洪水期水庫排沙以外,河水清澈,含沙量為零。洪水期受水庫的排沙影響，含沙量一般較大。

小浪底水庫排沙時(shí)，由于右岸灘流流速相對較緩，斷面左岸主流部分首先出現(xiàn)河水渾濁，表現(xiàn)為短暫的“平面異重流”現(xiàn)象，且右岸灘流首先出現(xiàn)淤積，隨著后期泥沙增大，流速明顯增加，灘流部分河床開始沖刷，變化急劇時(shí)甚至出現(xiàn)波浪式朔源沖刷現(xiàn)象。

2.3 泥沙變化特性

1999年底小浪底水利樞紐工程開始蓄水運(yùn)用，不但使該站斷面的水量正常規(guī)律發(fā)生了根本變化，而且使其洪水的懸移質(zhì)含沙量也發(fā)生相應(yīng)的變化。2000—2001年泥沙變化具有其明顯的特性。第一是含沙量和輸沙量極度減少、年平均含沙量僅為0.88kg/m3，年輸沙量分別為0.042億t和0.23億t，2005—2009年輸沙量分別為0.449，0.400，0.705，0.462，0.0361億t，其均值約為1991年—1999年平均輸沙量的2%，約為1990年前的1%；第二是含沙量完全集中在汛期（7—10月），非汛期為零；第三是由于水庫異重流影響，時(shí)常表現(xiàn)為流量小、含沙量大，如2000年最大斷面含沙量為15.5kg/m3，2001年為198kg/m3，而相應(yīng)流量分別僅為432m3/s和119m3/s。

隨著小浪底水利樞紐工程的長期運(yùn)用，小浪底站斷面的水、沙變化特性，將不斷地通過對測驗(yàn)資料的分析研究，逐步系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和掌握，從而為黃河防汛、治理開發(fā)、水資源調(diào)度管理等決策提供可靠的技術(shù)支撐。