黃河河源區(qū)黃河沿水文站以上泥沙來源分析

劉強++黎曙++孔令貴

摘要 由于黃河河源區(qū)水文測驗站點稀少，資料缺乏，對河源區(qū)泥沙來源的探討分析帶來了一定困難。本文以黃河沿站水文資料為基礎(chǔ)，再加上筆者在河源區(qū)巡測查勘的見識、理解，對黃河河源區(qū)黃河沿水文站以上泥沙來源進行初步分析與探討，以期有一個基本的了解和認識。

關(guān)鍵詞 泥沙；來源；黃河沿水文站；黃河河源區(qū)

中圖分類號 TV14 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0190-02

Analysis on Source Sediment Above Hydrometric Station Along Yellow River in Source Area of Yellow River

LIU Qiang LI Shu KONG Ling-gui

（Yellow River Conservancy Commission Upstream Hydrology and Water Resources Bureau，Lanzhou Gansu 730030）

Abstract Because of hydrological test site scarce and lack of data of source regions of the Yellow River，discussion and analysis of source sediment from source regions were difficult.In this paper，mainly used hydrometric data along the Yellow River，combined with the author′s knowledge and understanding in the source regions survey，source sediment above hydrometric station along the Yellow River in source regions of the Yellow River was analyzed，so as to have a basic understanding and cognition.

Key words sediment；source；hydrometric station along the Yellow River；source regions of the Yellow River

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，河流水資源開發(fā)日益加劇，河流泥沙問題成為制約水利工程建設(shè)的關(guān)鍵因素之一。研究黃河源頭泥沙的特性、來源和分布，可以有效保護黃河源頭水資源和生態(tài)。由于黃河河源區(qū)水文測驗站點稀少，資料缺乏，對河源區(qū)泥沙來源的探討分析帶來了一定困難，本文以黃河沿站水文資料為主，加上筆者在河源區(qū)巡測查勘的見識、理解，對黃河河源區(qū)黃河沿水文站以上泥沙來源進行初步分析與探討，以期有一個基本的了解和認識。

1 自然地理概況

黃河河源區(qū)氣候?qū)俑吆敫珊祬^(qū)，年平均降水量250～310 mm，年日照時數(shù)2 600～2 800 h。四季之間無明顯差別，僅有冷暖之別，冷季達8個月，多大風(fēng)和沙暴。海拔4 100～4 600 m，屬高原湖泊、沼澤地貌，地形變化平緩。黃河河源區(qū)內(nèi)的湖泊很多，達5 300個以上。湖面總面積為1 270.77 km2，其中水面面積0.5～1.0、1.0～5.0、5.0～10.0、>10.0 km2的湖泊分別為25、16、2、3個。黃河流域最大的湖泊為鄂陵湖，其水域面積為610.7 km2，儲水量為107.6億m3左右；第二大湖泊為扎陵湖，面積為526.1 km2，儲水量為46.7億m3左右[1]。

2 黃河源頭泥沙及其來源

2.1 黃河源頭年徑流特征

1955年最早開始記錄黃河沿站水文數(shù)據(jù)，1968—1975年停測，為插補缺測年份徑流量，采用下游吉邁站與黃河沿站1958—1998年實測同步系列年徑流作相關(guān)分析，相關(guān)關(guān)系較顯著，相關(guān)系數(shù)r=0.90。

W黃河沿=0.38W吉邁-7.71（1）

式（1）中，W吉邁為吉邁水文站年徑流量（億m3）；W黃河沿為黃河沿水文站年徑流量（億m3）。

根據(jù)公式（1）可以插補出黃河沿站1968—1975年缺測的年徑流量。通過分析可知，黃河沿站多年平均徑流量為7.59億m3，豐水年（P=25%）、平水年（P=50%）、枯水年（P=75%）、特枯年（P=95%）的年徑流量分別為10.4億、6.05億、3.18億、0.91億m3。年際變化很大，豐水年和枯水年之間的懸殊很大，歷年最小年徑流量出現(xiàn)在1960年，為0.700 1億m3；最大年徑流量出現(xiàn)在1983年，為24.7億m3。年徑流變差系數(shù)CV值為0.80，說明黃河沿站的源頭徑流變化非常不穩(wěn)定。由于湖泊調(diào)節(jié)，年內(nèi)分配比較均勻，連續(xù)最大徑流量、最大月徑流量、最小月徑流量分別出現(xiàn)在7—10月、10月、2月，分別占全年的56.30%、15.20%、3.95%。7月為最大月降水量，最大月徑流比最大月降水晚2個月[2]。

2.2 黃河源頭年輸沙量插補延長

黃河源頭黃河沿站對輸沙量的徑流量的實測都是同時進行的，1955—1998年，同步實測資料有36年，由于 1999年9月黃河源頭徑流受到電站蓄水的人為影響，所以多年平均輸沙量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)截至1998年。1968—1975年未進行黃河沿站的徑流量和輸沙量的實測，利用年徑流量插補資料，分析黃河沿站36年實測年輸沙量與相應(yīng)年徑流量的相關(guān)性，結(jié)果表明年輸沙量和年徑流量之間的關(guān)系較顯著，其相關(guān)系數(shù)r=0.89，具體可用下式表示：

WS=1.365W-1.66（2）

式（2）中，W為黃河沿站的年徑流量（億m3）；WS為黃河沿站的年輸沙量（萬t）。

雖然黃河沿水文站的水沙來源不同，但其氣候變化是相同的，鄂陵湖以上年來水量大，鄂陵湖以下產(chǎn)水和產(chǎn)沙量的變化趨勢與鄂陵湖以上年來水量同步，因而認為式（2）是合理的[3]。

2.3 黃河源頭泥沙來源

河源區(qū)流域地勢變化不明顯，扎鄂兩湖以上的植被較好，又有很多湖泊滯洪攔沙，因而河水中的含沙量很少。7條時令性支流鄂陵湖以下黃河北岸的嘉特場膀隴巴至納加朗曲等是造成黃河沿水文站泥沙的主要來源，一旦出現(xiàn)暴雨，就會造成嚴重的水土流失，河道的大流速造成很強的沖刷能力，使得黃河沿水文站的泥沙增多；區(qū)域、降水強度等因素的不同，會造成沙峰也各異。黃河沿站徑流量、輸沙量年內(nèi)分配不同步，這是因為黃河沿水文站沙量主要來源于鄂陵黃區(qū)間，水量主要來自鄂陵湖以上[4]。

2.4 黃河源頭輸沙量特征

經(jīng)過多年數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，黃河沿站多年平均輸沙量為8.72萬t，多年平均含沙量為0.11 kg/m3。一般在6—9月出現(xiàn)連續(xù)最大4個月輸沙量，占全年的71.9%，較連續(xù)最大4個月徑流量提前1個月；7月、3月分別出現(xiàn)最大、最小月輸沙量，分別占全年的27.6%、0.8%。1989年，黃河沿站輸沙量最大，為40.7萬t；1956年，黃河沿站輸沙量最小，為 0.301萬t。年輸沙量的年際變化明顯大于年徑流量年際變化[5]。

2.5 黃河源頭輸沙模數(shù)分布

黃河源頭多年平均輸沙模數(shù)4.17 t/（km2·年），是黃河流域輸沙模數(shù)最小的地區(qū)之一。根據(jù)黃河沿站多年平均輸沙量求出鄂陵湖出口至黃河沿站、鄂陵湖以上、鄂陵湖以下的多年平均輸沙模數(shù)分別為34.9、5.0～10.0、20.0～40.0 t/（km2·年）。估算出年均進入扎、鄂兩湖泥沙量約為13萬t，大部分淤積在湖內(nèi)[6]。

3 黃河源頭年徑流量和年輸沙量變化

雖然黃河源頭湖泊能夠滯洪攔沙，源頭產(chǎn)沙狀況無法僅僅從黃河沿站的來沙量來判斷，但是在實測中發(fā)現(xiàn)泥沙的主要來源是鄂陵湖以下，因而在一定程度上不同時期源頭水沙變化也能代表水沙量變化。如果將1955—1998年多年的平均值作為基準，則黃河沿站20世紀50年代后期、60年代和90年代的水沙量都小于基準值；70年代屬于平水期，徑流量、輸沙量分別較基準值增加16.70%、8.03%；80年代是豐水期，徑流量、輸沙量分別較基準值增加44.2%、60.6%；90年代徑流量、輸沙量分別較基準值減少30.6%、35.8%[7-8]。

4 結(jié)語

黃河源頭輸沙模數(shù)相對為小，主要是因為海拔在4 000 m以上，氣候寒冷，地表凍結(jié)時間長，地廣人稀，人類活動影響小，同時湖泊、沼澤多，地勢相對平坦，降水量少且為固體降水，對地表侵蝕、沖刷能力較小。黃河沿站年際水沙變化是同步的，但受湖泊調(diào)節(jié)、水沙異源等影響，水沙增、減大，變化也復(fù)雜；年際水沙變化主要受年徑流豐、平、枯周期性變化的影響。黃河源頭區(qū)水沙量變化基本上是穩(wěn)定的。黃河源頭區(qū)沙量主要來自黃河沿至鄂陵湖出水口區(qū)間。

5 參考文獻

[1] 王少軍，張志，華學(xué)理.黃河源區(qū)兩湖生態(tài)環(huán)境遙感分析[J].人民黃河，2001，23（11）：27-28.

[2] 權(quán)雄章.關(guān)于黃河沿水文站泥沙侵蝕模數(shù)計算的探討[J].黃河水文水資源，2012（3）：36-37.

[3] 吳國祥.黃河源頭斷流現(xiàn)象成因分析[J].水土保持通報，2000，20（1）：5-8.

[4] 李萬壽.扎陵湖、鄂陵湖對黃河源頭年徑流的影響[J].地理學(xué)報，2001，56（1）：75-82.

[5] 劉強.黃河源頭地區(qū)泥沙來源初步分析[C]//中國水力發(fā)電工程學(xué)會水文泥沙專業(yè)委員會第七屆學(xué)術(shù)討論會論文集（上冊）.杭州：中國水力發(fā)電工程學(xué)會水文泥沙專業(yè)委員會第七屆學(xué)術(shù)討論會，2007：4.

[6] 李州英.黃河源頭地區(qū)水沙特征研究[C]//中國水力發(fā)電工程學(xué)會水文泥沙專業(yè)委員會第七屆學(xué)術(shù)討論會論文集（下冊）.杭州：中國水力發(fā)電工程學(xué)會水文泥沙專業(yè)委員會第七屆學(xué)術(shù)討論會，2007：4.

[7] 李萬壽.黃河源頭地區(qū)泥沙來源的初步分析[J].泥沙研究，2005（1）：67-72.

[8] 李萬壽.黃河源頭地區(qū)泥沙特性研究[J].人民黃河，2004（8）：13-14.