黃河沿水文站泥沙侵蝕模數(shù)計算探討

劉睿等

摘要 通過對黃河沿水文站水文資料的統(tǒng)計分析以及河源區(qū)環(huán)境、氣候、自然地理的調(diào)查，對黃河沿水文站侵蝕模數(shù)計算提出了自己的觀點，以期與相關(guān)專家探討。

關(guān)鍵詞 泥沙來源；輸沙量；侵蝕模數(shù)計算；黃河河源區(qū)；黃河沿斷面與鄂陵湖區(qū)間

中圖分類號 TV214 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）14-0199-02

水文站侵蝕模數(shù)計算是以水文站輸沙量和集水面積來計算，筆者曾在瑪多水文巡測隊工作近5年，對河源區(qū)水文情況有一定的了解，認(rèn)為中華人民共和國水文年鑒《黃河流域水文資料》用其方法計算黃河沿水文站侵蝕模數(shù)是不當(dāng)?shù)?，或者說是失誤的。本文通過黃河沿水文站水文資料的統(tǒng)計分析以及河源區(qū)環(huán)境、氣候、自然地理的調(diào)查，提出了自己的觀點，與相關(guān)專家及同仁探討。

1 測站概況

黃河沿水文站設(shè)立于1955年6月，其設(shè)站目的是為了研究黃河河源地區(qū)的水文特性，了解黃河河源地區(qū)水沙變化，為開發(fā)利用和治理黃河河源區(qū)水資源提供依據(jù)，是黃河河源區(qū)主要控制站。黃河沿水文站在青海省瑪多縣境內(nèi)，位于東經(jīng)98°10′、北緯34°53′，至河口距離5 194 km，集水面積20 930 km2，最低海拔4 035 m，平均海拔在4 300 m以上，斷面位置位于黃河公路橋下，距瑪多縣城瑪查理約4.0 km。

2 斷面以上流域概況

2.1 地理地貌

黃河沿斷面以上流域是黃河的源頭地區(qū)，地勢自西北向東南傾斜，海拔4 500～5 000 m，地形起伏不大，相對平坦，高差500～1 000 m，西北高，東南低，山間有平坦地、沙漠地、沼澤地。大地構(gòu)造單元屬巴顏喀拉褶皺帶，構(gòu)造線均作西北至東南走向，地貌輪廓明顯受構(gòu)造控制。源頭地區(qū)占優(yōu)勢的地貌類型是寬谷和河湖盆地，它們多為斷陷作用所形成。在海拔4 500 m以上多為石質(zhì)山地，表面為黑灰色蓋土、黑坨土、砂壤土與沙質(zhì)覆蓋，一般厚度為50 mm，最厚達(dá)1 m以上；流域內(nèi)湖泊星羅棋布，據(jù)統(tǒng)計河源區(qū)的湖泊共有5 300余個，最具代表性的湖泊有鄂陵湖、扎陵湖、龍日阿錯湖、星星海，其中扎陵湖、鄂陵湖被譽為黃河源頭的兩大明珠[1]。

2.2 氣候概況

源頭地區(qū)屬高寒草原氣候，一年之中無四季之分，只有冷暖之別，而通常又把冷、暖2季分別稱為冬季和夏季。冬季漫長而嚴(yán)寒，干燥多大風(fēng)，夏季短促而溫涼，多雨?，敹嗫h氣象站資料分析，其溫度、風(fēng)力、降雨量情況如下：年平均氣溫 -4.1 ℃，除5—9月，各月平均氣溫在-3.0 ℃以下，最冷的1月為-16.8 ℃，1978年竟達(dá)-26.6 ℃，極端日最低氣溫-48.1 ℃，是青海省極端日氣溫最低的地方之一。最熱月7月為7.5 ℃，極端日最高氣溫22.9 ℃，累年氣溫≤0.0 ℃日數(shù)為94.8 d。源頭地區(qū)白天日射強，地面接受熱量多，升溫快，夜間散熱量大，溫度急劇下降，氣溫日較差大，年平均13.0 ℃。全年無絕對無霜期；大風(fēng)日數(shù)多，從11月至次年4月最為頻繁。大風(fēng)的年際變化大，據(jù)瑪多縣氣象站資料統(tǒng)計，最多的1966年達(dá)110 d，最少的年份僅出現(xiàn)12 d，最大風(fēng)速34 m/s。年均降水量303.9 mm，但年際變化大，最多的年份達(dá)434.8 mm，最少的年份達(dá)84.0 mm。

3 扎陵湖與鄂陵湖概況

扎陵湖呈不對稱的菱形，東西長，南北窄，鄂陵湖與扎陵湖由一天然堤相隔，形似蝴蝶。東西長35 km，南北寬21.6 km，面積526.1 km2，平均水深8.9 m，蓄水量達(dá)46.7億m3。湖的東北部較深，最大水深13.1 m；西部較淺，水深一般只有1～2 m，最淺處只有幾十厘米。扎陵湖湖心偏南是黃河的主流線，看上去，仿佛是一條寬寬的乳黃色的帶子，將湖面分成兩半，其中一半清澈碧綠，另一半微微發(fā)白，所以稱“白色的長湖”。黃河在扎陵湖經(jīng)過一番回旋之后，在巴顏郎瑪山南面，進入一條寬逾300 m的河谷，河水在這里分成九股道，河寬一般在26～42 m之間，水深0.5～1.4 m，河道長25.4 km，散亂地穿過峽谷，流入鄂陵湖。鄂陵湖位于扎陵湖之東，與扎陵湖的形狀恰好相反，鄂陵湖東西窄、南北長，猶如一個很大的寶葫蘆。湖的面積為628 km2，比扎陵湖大100 km2，平均水深17.6 m，最深處超過30 m，蓄水量為107億m3，相當(dāng)于扎陵湖的1倍多。

4 河源地區(qū)泥沙含量

河源區(qū)流域地勢平緩，扎鄂兩湖以上植被較好，又有眾多湖泊的滯洪攔沙，河水含沙量甚少，黃河沿水文站的泥沙主要來源于鄂陵湖以下黃河北岸的嘉特場膀隴巴至納加朗曲等7條時令性支流，控制面積1 650 km2，在局部暴雨的作用下，水土流失嚴(yán)重，時令性河道流速大，沖刷能力強，含沙量增大；沙峰的大小隨降水強度、區(qū)域、前期雨量、基礎(chǔ)流量大小等因素的不同而變化，1979年7月26日沙峰前黃河主河道基礎(chǔ)流量4.60 m3/s，支流出現(xiàn)洪峰流量26.7 m3/s，支流流量是干流流量的5倍，含沙量出現(xiàn)了黃河沿水文站建站以來的最大含沙量27.0 kg/m3，這種沙峰過程一般都在2 d左右基本結(jié)束，峰型尖瘦，且都發(fā)生在枯水年份；豐水年份沙峰過程較平緩，含沙量相對較小，例如豐水年份的1964年、1965年、1967年、1976年等，年最大含沙量分別為5.91、1.84、2.85、1.11 kg/m3，并且具有明顯的基流與沙峰的反比關(guān)系。

5 黃河沿水文站侵蝕模數(shù)的計算

根據(jù)上文對河源區(qū)的地理地貌、氣候概況、扎陵湖與鄂陵湖、河源地區(qū)泥沙的概述不難發(fā)現(xiàn)，鄂陵湖以上不管泥沙的大小，都被大小湖泊攔截，或者說能流到鄂陵湖以下的量很??；鄂陵湖輸出的泥沙主要部分是每年開湖前后，因嚴(yán)酷的高原氣候，大風(fēng)攜裹泥沙沉積冰面，冰融開河隨流入黃河；另外，在雨季因暴雨使鄂陵湖邊5～10 m寬的湖水變渾，部分泥沙流入黃河，凡此種種因量都很小，可以忽略不計，黃河沿水文站泥沙來源主要在鄂陵湖以下至黃河沿斷面區(qū)間。

中華人民共和國水文年鑒《黃河流域水文資料》發(fā)布的黃河沿水文站的侵蝕模數(shù)[2]，是根據(jù)黃河沿水文站年輸沙量與集水面積20 930 km2計算的，筆者認(rèn)為這樣是不正確或失真的，基本上不能反映河源區(qū)侵蝕模數(shù)的真實情況；鄂陵湖以上河源區(qū)因沒有泥沙測驗資料，只是感官判斷，可以說泥沙資料在這方面是空白；鄂陵湖以下右岸支流少，面積比重小，故黃河沿輸沙量占比不大；黃河沿水文站輸沙量主要來源于鄂陵湖出水口至黃河沿斷面區(qū)間左岸，在計算侵蝕模數(shù)時應(yīng)以區(qū)間面積參加計算，根據(jù)黃河沿水文站沙量資料和總集水面積、區(qū)間面積計算的黃河沿水文站侵蝕模數(shù)如表1所示。

根據(jù)侵蝕模數(shù)統(tǒng)計表統(tǒng)計結(jié)果看，不同集水面積計算的侵蝕模數(shù)相差近10倍，跟集水面積相差倍率基本相同。

6 結(jié)語

（1）鄂陵湖以上河源區(qū)沙量小，且都被大小湖泊攔截了，基本上不能到達(dá)鄂陵湖以下河道。

（2）黃河沿水文站泥沙來源主要在鄂陵湖以下至黃河沿斷面區(qū)間。

（3）黃河沿水文站侵蝕模數(shù)的計算是有誤的，不能代表河源地區(qū)侵蝕模數(shù)情況。根據(jù)計算統(tǒng)計結(jié)果看，不同集水面積計算的侵蝕模數(shù)相差近10倍。

（4）黃河沿水文站年輸沙量產(chǎn)生于鄂陵湖出水口至黃河沿斷面區(qū)間，其侵蝕模數(shù)的計算，集水面積應(yīng)采用區(qū)間面積，也只能反映該區(qū)間侵蝕模數(shù)情況[3-4]。

7 參考文獻(xiàn)

[1] 韓榮.青海省志：長江黃河瀾滄江志[M].鄭州：黃河水利出版社，2000：217-275.

[2] 中華人民共和國水文年鑒 黃河流域水文資料：1956—2010年[Z].2011.

[3] 杜學(xué)禮，高國勝.依據(jù)庫區(qū)泥沙淤積資料預(yù)測土壤侵蝕模數(shù)[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2006（6）：1-2.

[4] 朱翠鳳，張桂杰，徐德增.鳳鳴水庫庫區(qū)河段泥沙淤積分析[J].水利水電工程設(shè)計，2006（4）：20-21.endprint