大凌河干流泥沙補(bǔ)給分析

常世華

(遼寧省綏中縣大中型水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 綏中 125200)

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大凌河干流泥沙補(bǔ)給分析

常世華

(遼寧省綏中縣大中型水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 綏中 125200)

摘要：大凌河位于遼寧省西部，是遼寧省西部最大的河流。大凌河干流地段的地勢由西北向東南高勢遞減，其上游為黃土和土石山區(qū)，林木較少，土壤侵蝕度極高，水土流失嚴(yán)重；中下游河道展寬，坡度變緩，淤積嚴(yán)重。河道上游演變變化趨勢不大，下游地勢平緩，水流平穩(wěn)，河床擺動基本不大。河流具有上游水少、砂少，下游水多、砂多的分布特性，是中國東北地區(qū)含沙量最大的河流之一。由于河流輸沙量大，泥沙造成河道和水庫淤積，要加大重視力度，保持水土資源，改善生態(tài)環(huán)境，為人類創(chuàng)造一個良好棲息環(huán)境。

關(guān)鍵詞：河流；流域；干流；河道演變；泥沙補(bǔ)給

1河流概況

大凌河位于遼寧省西部，是遼寧省西部最大的河流。大凌河上游分南、西兩支，有三源：南源出建昌縣黑山即南支，水量較大被視為干流；西源出自河北省平泉縣水泉溝，北源出自凌源縣萬元店鄉(xiāng)熱水湯村，西、北兩源共同構(gòu)成大凌河的西支；兩支到大城子附近會合。東北流經(jīng)努魯兒虎山和松嶺間縱谷，接納老虎山河、牤中河、西河等支流，到義縣轉(zhuǎn)向循醫(yī)巫閭山西側(cè)南流，在凌海市東南注入遼東灣，河口三角洲規(guī)模大，汊流發(fā)育[1]。大凌河宮山咀至凌海市大凌河入?？诙瘟?xí)慣稱作大凌河干流，流經(jīng)葫蘆島、朝陽、錦州3市的建昌、喀左、朝陽縣、雙塔區(qū)、北票市、義縣、凌海市，干流全長447 km，流域面積23 263 km2。

2河道泥沙補(bǔ)給分析

2.1來水來沙特性分析

2.1.1水沙的地域分布

大凌河是遼寧西部的著名的多沙河流，大凌河上游的南支來沙很少，建凌水庫每年下瀉7.47 萬 t，北支來沙稍多，也僅為250.28 萬 t，匯流后上窩鋪站多年平均輸沙量為510.59 萬 t，到中游朝陽站，輸沙量已猛增至1208.41 萬 t，到大凌河站又成倍增至2 466.82 萬 t，可見大凌河的泥沙來源主要是中游左側(cè)支流來沙，如支流牤牛河、老虎山河、第二牤牛河等均發(fā)源于內(nèi)蒙古奈曼旗、庫倫旗的半移動沙丘及黃土丘陵區(qū)，侵蝕模數(shù)均在2 400～3 000 t/km2·a，含沙量在40 kg/m3左右，導(dǎo)致干流輸沙量沿程成倍遞增[3]。義縣以下大凌河進(jìn)入平原區(qū)，河道展寬，泥沙落淤，故到凌海站時，輸沙量反而比中游減少[4]。

2.1.2暴雨洪水產(chǎn)沙特點(diǎn)

大凌河流域夏季多暴雨，泥沙多為暴雨徑流從流域面上沖蝕而來，所以輸沙量大部分集中在汛期的幾場洪水中。大凌河沙量的年內(nèi)分配比水量更為集中，汛期(6—9月)水量占全年的70%左右，而沙量則占全年總量的95%以上，其中7、8月是洪峰的多發(fā)期，該兩月輸沙量占全年總量的72～86%，而一次洪水的輸沙量又往往占很大的比重，如朝陽站多年平均汛期輸沙量為1187.77 萬 t，占全年總量的98.3%，7、8月的輸沙量為1014.38 萬 t，占全年總量的83.9%。大凌河流域輸沙量年際變化很大。據(jù)各站統(tǒng)計，年輸沙量最大值與最小值之倍比可達(dá)25～393倍，說明來沙主要集中在大水大沙年份。如朝陽站最大的1962年輸沙量為7773.54 萬 t，是最小值208.29 萬 t的37.3倍，是多年平均值1208.41 萬 t的6.4倍，1962年1 a沙量占1955—1985年31 a總沙量3.746億t的20.8%。

另外，從31 a系列中，豐、平枯年的分配情況看，8個豐沙年全部集中在1969年以前的15 a中，中沙年數(shù)偏少只有6 a，17個少沙、枯沙年大部分集中在1970年以后，形成連續(xù)枯沙年大部分集中在1970年以后，形成連續(xù)枯沙年組。年輸沙量的這種分布情況，和年徑流量的年際變化規(guī)律基本一致，水和沙有很好的相應(yīng)性。但由于暴雨洪水發(fā)生地點(diǎn)產(chǎn)沙條件的差異，即使前、后兩年徑流量相近，其輸沙量可以相差懸殊[5]。

2.1.3上游水庫攔沙的作用

大凌河中游的閻王鼻子水庫于1999年開始落閘蓄水?？値烊轂?0.908 億m3，控制流域面積為9 482 km2，設(shè)計淤積年限為30 a，入庫沙量3.765 億 t，排沙量為1.988 億 t，排沙比率為52.8%，說明自閻王鼻子水庫建成后水庫攔截近1/2[2]。白石水庫于2000年9月主體竣工，總庫容為16.45 億m3，控制流域面積為17649 km2，白石水庫的入庫沙量是閻王鼻子水庫的出庫沙量加區(qū)間支流來沙之和。白石水庫的運(yùn)用方式為大洪水年的汛期敞泄排沙，入庫沙量為6.05×108t出庫沙量為2.34×108t，排沙比率為38.7%。

2.2床沙的組成分析

大凌河流域懸移質(zhì)泥沙顆粒組成比較單一，都以粉沙為主，各站每年平均中值粒徑d50變化在0.0155～0.0214 mm，平均粒徑變化在0.0237～0.0322 mm。只有涼水河因來沙中摻雜粉煤，顆粒組成偏細(xì)，中值粒徑d50=0.0127 mm。上窩鋪到朝陽之間不包括支流的區(qū)間(上、葉、德、朝區(qū)間)流域面積為2872 km2，多年平均來沙量為296.02 萬 t。區(qū)間單位流域面積輸沙量值(輸沙模數(shù)K)K區(qū)=1 030.7t/km2·a,故閻王鼻子壩址到朝陽區(qū)間653 km2，流域面積相應(yīng)來沙量為67.305 萬 t。

由此可以推算閻王鼻子壩址處的多年平均輸沙量為1141.105 萬 t，干流庫末端木頭城子出多年平均入庫沙量為786.45 萬 t，支流老虎山河來沙量為354.65 萬 t。

2.3泥沙補(bǔ)給分析

2.3.1各主要測站懸移質(zhì)輸移特性

大凌河流域有泥沙觀測項目的水文站12處，其中干流有建凌、哈巴氣、上窩鋪、朝陽、大凌河、錦縣等6站，支流有葉柏壽、德力吉、涼水河子、迷力營子、六合成、復(fù)興堡等6站。大凌河各站除錦縣1960年7月開始測沙外，其他各站基本上是從1955年左右開始測沙的，輸沙資料均統(tǒng)計到1985年如表1所示[6]。

表1　大凌河主要測站懸移質(zhì)多年平均輸沙量表

2.3.2主要測站推移質(zhì)輸沙量估算

由于大凌河無推移質(zhì)基礎(chǔ)資料，故本次計算大凌河推移質(zhì)總輸沙量時采用推懸比進(jìn)行估算(統(tǒng)計至1985年)。閻王鼻子水庫下游至白石水庫下游的河道沙量主要來源為水庫的排沙及區(qū)間支流泥沙匯入。推懸比是指通過河流某斷面推移質(zhì)沙量與懸移質(zhì)沙量的比值，山區(qū)性河流慣取0.1～0.3。推懸比α公式：

α=W推/W懸=0.1～0.3

(1)

式中：W推、W懸分別為同一斷面推移質(zhì)、懸移質(zhì)輸沙量，t。

本次計算α采用0.2，則大凌河各站對應(yīng)多年平均推移質(zhì)輸沙量見下表2。

表2　大凌河主要測站推移質(zhì)多年平均輸沙量表

從表2可以看出大凌河主要測站上的主要干流河長331.65 km。通過河流斷面推移質(zhì)沙量與懸移質(zhì)沙量的比值計算，該段干流移質(zhì)多年平均輸沙量總為1272.36×104t，支流移質(zhì)多年平均輸沙總量為464.754×104t。從數(shù)據(jù)分析，移質(zhì)輸沙量較大。

3結(jié)語

通過對大凌河干流的河道演變和泥沙補(bǔ)給及輸沙量分析，大凌河干流的河道上游演變變化趨勢不大，下游地勢平緩，水流平穩(wěn)，河床擺動基本不大；干流的河流具有上游水少、砂少，下游水多、砂多的分布特性[7]，是中國東北地區(qū)含沙量最大的河流之一。為此，要加大水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)，增加林草植被覆蓋度，控制水土流失，保持水土資源，還河道一個良好的生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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[7]劉凱.大凌河泥沙特性分析[J].黑龍江水利科技，2014(11)：87-88.

文章編號：1007-7596(2016)02-0033-03

[收稿日期]2015-11-28

[作者簡介]常世華(1974-)，男，遼寧綏中人，工程師，從事水庫移民、水土保持、河道、水資源等方面研究。

中圖分類號：TV14；TV85

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B