對近期黃河來水量特點的分析與認識

史輔成，張 冉

（1.黃河勘測規(guī)劃設計有限公司，河南 鄭州 450003；2.河海大學水文水資源學院，江蘇 南京 210098）

對近期黃河來水量特點的分析與認識

史輔成1，張 冉2

（1.黃河勘測規(guī)劃設計有限公司，河南 鄭州 450003；2.河海大學水文水資源學院，江蘇 南京 210098）

自上世紀九十年代以來，黃河來水量總體呈偏枯態(tài)勢。1990至2011年的 22年間，未發(fā)生豐水及偏豐水年，多為偏枯與枯水年份，間有平水年。經統計，最長的枯水與偏枯連續(xù)年份為 9年。與歷史上 1922～1932年連續(xù)枯水段相比較，從枯的程度與年數上，1922～1932年更為嚴重。在近期 22年偏枯系列中，上游與中下游多數年份枯與偏枯性質同步。但也有幾年上游為偏豐年，這有利于上游大型水庫蓄水，進行多年調節(jié)，以豐補欠，滿足全河工農業(yè)及生態(tài)需水。但也要作好全河遭遇 1922～1932年連續(xù)枯水段的預案準備。

連續(xù)枯水段；一致性處理；龍羊峽水庫；天然徑流量

20世紀90年代以來，黃河流域來水總體呈偏枯態(tài)勢，由于黃河來水量偏枯，使 20世紀 90年代黃河頻繁斷流。從 1999年開始，實施全河水量統一調度以來，取得了較好的效果，在總體偏枯的系列年里，黃河未發(fā)生斷流現象，而且最大限度滿足了流域內經濟社會發(fā)展的需水量。

本文擬就本次偏枯系列中最長連續(xù)枯水段的起止年份及年數、本次連續(xù)枯水段與歷史上 1922～1932年連續(xù)枯水段對比分析以及花園口偏枯系列與上游唐乃亥站歷年天然徑流量的豐、枯水年對應情況等三方面進行分析討論，便于在今后全河水量統一調度中參考借鑒。

1 20世紀 90年代以來最長的連續(xù)枯水段起止年份及年數

根據全國水資源評價的統一要求，黃河流域水資源調查評價的時段為 1956～2000年，經資料一致性處理后，花園口水文站多年平均河川天然徑流量為 532.8億m3。由于 2000年以后直至2011年仍然沒有出現豐水或偏豐年份，為了了解枯水及偏枯的連續(xù)年數，將花園口水文站資料延長到 2012年，2001～2012年采用《黃河水資源公報》中的數據。

前面提到的“一致性處理”，是在推求斷面天然徑流量時，首先要還原斷面以上工農業(yè)用水量。但是，由于人類活動改變了下墊面條件，使河川徑流量有所變化，如水土保持措施使地表徑流有所減少，修建水庫增大了水面蒸發(fā)，地下水過量開采影響了地表徑流量等。為使黃河天然徑流量反映現狀下墊面條件，需要將過去下墊面沒有改變時天然徑流量扣除以上各項徑流的減少量，即稱為天然徑流量的“一致性處理”。

按照以往確定年徑流量豐、枯性質的原則，將豐、枯等級按歷年天然徑流量與多年平均徑流量的比值即模比系數分為五等，模比系數 K＞1.3為豐水，1.3＞K＞1.1為偏豐，1.1＞K＞0.9為平水，0.9＞K＞0.75為偏枯，K＜0.75為枯水。按此標準，花園口水文站 1989～2012年的豐、枯等級見表1。

表 1中 1989～2000年的天然徑流量采用《黃河流域水資源調查評價》中的成果；2001～2012年采用《黃河水資源公報》中的成果。

從表1中可知，1989年花園口天然徑流量為660億 m3，屬豐水年；2012年為 603.2億 m3，屬偏豐年。自1990～2011年的 22年間，黃河來水量都在平水年以下，平均天然徑流量為 444.0億 m3，僅占 1956～2000年多年平均徑流量 532.7億 m3的83.3%，雖然系列中有 7個平水年，從整體上來看還是偏枯系列。再將其中連續(xù)不間斷的偏枯年與枯水年定為連續(xù)枯水段，則最長的連續(xù)枯水段為1994～2002年共 9年，其平均天然徑流量為392.6億 m3，只占 1956～2000年花園口水文站天然徑流量的 73.7%。至于 2003～2011年的 9年間，黃河來水量雖也呈偏枯態(tài)勢，但中間夾有 3個平水年，2003年和 2005年分別達到 562億 m3和 555億 m3，均超出1956～2000年均值 532.7億m3，故不能算在連續(xù)枯水段中。

表1 花園口站 1989～2012年歷年天然徑流量及豐、枯等級表

2 1994～2002年連續(xù)枯水段與 1922～1932年連續(xù)枯水段的分析比較

黃河陜縣（三門峽）自 1919年開始設站觀測水文數據，其中 1922～1932年是連續(xù) 11年枯水段?，F對 1994～2002年與 1922～1932年兩個連續(xù)枯水段進行對比分析。

由于花園口水文站沒有 1922～1932年實測資料，故用陜縣（三門峽站）1922～1932年天然河川徑流量與三門峽水文站 1994～2002年天然河川徑流量進行對比分析。

表2中的 1994～2000年的經一致性處理后的天然徑流量采用《黃河流域水資源調查評價》中的成果；2001～2012年采用《黃河水資源公報》中的成果；1922～1932年歷年天然水量采用陜縣水文站實測水量加上 20世紀 60年代調查推算的斷面以上灌溉用水量。

表2 三門峽（陜縣）1994～2002年與 1992～1932年連續(xù)枯水段對比表

為了使基礎資料具有可比性，1922～1932年天然徑流量亦應反映近期下墊面對徑流量的影響。但是，《黃河流域水資源調查評價》中只有 1956～2000年天然徑流量一致性處理值，現采用 1956～1965年三門峽斷面 10年一致性處理的平均值 38.7億m3，作為 1922～1932年的歷年天然徑流量的減少量，兩個枯水段的天然年徑流量如表 2。

從表2可以看出，1994～2002年 9年連續(xù)枯水段的天然徑流量均值為 353.4億 m3，其中有5個偏枯年和 4個枯水年?？菟沃刑烊粡搅髁孔畲蟮臑?1999年 424.8億 m3；最小的為2002年267.2億m3。1922～1932年 11年連續(xù)枯水段的天然徑流量均值為329億 m3，其中有4個偏枯年和7個枯水年?？菟沃刑烊粡搅髁孔畲蟮臑?925年 408億 m3，最 小 的 為1928年 的218億m3。值得注意的是，1994～2002年連續(xù)枯水段中最長的枯水年為 2000～2002年連續(xù) 3年，而1922～1932年最長的枯水年為 1928～1932年連續(xù) 5年。所以，從連續(xù)枯水段年數、枯水段天然徑流量均值等方面均是 1922～1932年較1994～2002年更為嚴重，所以要作好遭遇更長連續(xù)枯水段調度運用的預案和準備，以使大災之年各方面損失降到最小程度。

3 花園口水文站與上游唐乃亥水文站連續(xù)枯水年系列天然年徑流量豐、枯對比分析

唐乃亥水文站位于黃河上游干流上，控制流域面積 121972km2，僅占全河流域面積的 16.2%，但其多年平均天然流量為 205.1億 m3，占全河天然徑流量的 38.5%，是黃河最主要的徑流量來源地區(qū)。唐乃亥水文站又是黃河上最大的多年調節(jié)水庫龍羊峽水庫的入庫站。因此，分析其在枯水段中與花園口水文站的豐、枯對應關系對全河水量統一調度來說有其特殊意義。

表3 唐乃亥站 1989～2010年歷年天然徑流量及豐、枯等級表

表 3中的天然徑流量1989～2000年采用《黃河流域水資源調查評價》中的數據；2001～2012年采用《黃河水資源公報》上數據。

表 1與表 3對照可以看出，表 1中花園口水文站 1989年為豐永年，1990～2011年天然徑流量均值為 444億 m3，只占 1956～2000年多年均值532.7億m3的83.3%。在這22年時段里，沒有出現豐水年和偏豐年，共出現 7個平水年、6個偏枯年、9個枯水年。而唐乃亥水文站 1989年為豐 水年，1990～2011年 天 然 徑流 量 均值 為178.4億m3，占唐乃亥水文站 1956～2000年多年均值 205.1億 m3的 86%，較花園口水文站相應成果多出 2.7個百分點。從表 1和表 3中還可以看出，兩水文站平水、偏枯、枯水完全對應的占 12年，相差一個等級的有 7年，這7年中一站是枯，一站是偏枯，都屬于枯水性質的占 4年。也就是說，上、下水文站偏枯及枯水同步性質的占多數，這是由于唐乃亥水文站徑流量占花園口水文站徑流量的比例較大，因此上、下游有一定的同步性。

但是，從表 3中也可以看到，唐乃亥水文站1999年為 243.5億 m3、2009年為 247億 m3，屬于偏豐年，但花園口該二年是偏枯年。這是由于黃河上游與黃河中游的天氣系統與暴雨成因不同所致，這種情況將有利于全河水量調度。在花園口站都屬于枯水系列時，唐乃亥站每隔幾年出現一次豐水或偏豐年份，有利于龍羊峽水庫蓄水，供給全河枯水系列的需水。龍羊峽水庫總庫容247億 m3，裝機容量 128萬 kW，是黃河最上游的“龍頭水庫”。通過水量調節(jié)，除滿足上游多座電站發(fā)電外，尚可提供全河枯水系列中的生產、生活、生態(tài)需水量。例如：2005年，花園口天然徑流量為555億 m3，屬于平水年，而唐乃亥站天然徑流量為 255億 m3，屬于偏豐年。由于入庫水量較 豐，2005年11月 份 水 庫 蓄 水 位 達2597.62m，距正常蓄水位2600m僅差2.38m，最大蓄水量達 238億m3，這也是自 1986年龍羊峽蓄水運用以來蓄水量最大的一年。隨后的 2006、2007、2008年花園口天然水量分別為 403、490、398億 m3，只占多年平均來水量的 75%、92%、75%。為滿足發(fā)電及國民經濟用水，除去年內汛期蓄水、非汛期補水外，自 2005年 11月至 2008年 6月，龍羊峽水庫發(fā)揮了多年調節(jié)補水作用，蓄水量由 238億 m3泄至 144億 m3，3年間共補水94億 m3，最 大限 度地 滿足了 連續(xù) 枯水 年 發(fā)電、工農業(yè)及河口地區(qū)生態(tài)用水。2009年唐乃亥水文站全年徑流量達 247億 m3，屬偏豐年，11月份蓄水量又達 224億m3；2012年唐乃亥來水量284m3，屬豐水年，龍羊峽蓄水量又達220億 m3，可供今后遇枯水年份向全流域補水之用。但也應看到，1968年水電部曾組織有關單位對 1922～1932年黃河上中游進行全面調查，結果為黃河全流域均出現此 11年連續(xù)枯水段，如遇到這種情況，黃河水資源供需將面臨嚴峻形勢。

4 結論

通過以上分析，可以得出以下幾點認識：

（1）20世紀 90年代以來，黃河來水量整體呈偏枯態(tài)勢。其中 1994～2002年 9年為連續(xù)枯水段，為黃河上 1919年有實測資料以來第二個年數最長的連續(xù)枯水段。

（2）從連續(xù)枯水年年數及天然徑流量上比較，歷史上的 1922～1932年較 1994～2002年更為嚴重，要作好遭遇更長連續(xù)枯水段的預案準備。

（3）從 1990～2011年 22年的偏枯系列中，花園口水文站與唐乃亥水文站歷年豐、枯對比來看，多數年份上、下游偏枯及枯水性質基本對應，但唐乃亥水文站出現了幾個偏豐水年，這有利于龍羊峽水庫進行多年調節(jié)，為全河工農業(yè)發(fā)展及生態(tài)用水提供水資源保障。

［1］史輔成，慕平.1990年以來的枯水段與 1922～1932年枯水段的對比分析及思考［J］.人民黃河，1999（03）：1-2.

［2］史輔成.龍羊峽水庫在黃河水量統一調度中 的“龍 頭”作 用［N］.黃河報，2011-1-13（3）.

P333

A

1672-2469（2015）08-0029-04

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2015.08.010

史輔成（1934年—），男，教授級高級工程師。