渭河下游支流石川河及赤水河水文站網(wǎng)布設(shè)淺析

(陜西省三門峽庫區(qū)渭南河務(wù)局，陜西 渭南 714000)

渭河是黃河的最大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥鼠山，流經(jīng)甘肅、寧夏、陜西三省(區(qū))，在陜西省潼關(guān)縣秦東鎮(zhèn)附近匯入黃河，咸陽隴海鐵路橋以下至渭河入黃口稱渭河下游。自1960年黃河三門峽水庫建成運用以來，受黃河潼關(guān)高程抬升的影響，渭河下游成為三門峽水庫的淹沒區(qū)及影響區(qū)。渭河下游的支流較多，左岸主要有涇河、石川河和北洛河，右岸主要有灃河、灞河、沋河、赤水河、遇仙河、石堤河、羅紋河、方山河、羅夫河、柳葉河和長澗河等支流，均為渭河下游的一級支流。

1 區(qū)域概況

1.1 渭河下游支流現(xiàn)有水文站網(wǎng)

涇河是渭河下游最大的一級支流，在涇河下游設(shè)有張家山水文站和桃園水文站。張家山水文站于1932年建站，桃園水文站于1966年建站，桃園水文站為陜西省三門峽庫區(qū)的專用水文站。

北洛河是渭河的第二大支流，北洛河下游設(shè)有狀頭水文站、朝邑水文站和南榮華水位站。狀頭水文站于1933年建站，朝邑水文站于1964年6月設(shè)站，南榮華水位站于1965年6月設(shè)站，2000年北洛河因站網(wǎng)調(diào)整，將朝邑水文站改為水位站，南榮華水位站改為水文站。

石川河是渭河下游左岸較大的支流，干流未布設(shè)控制站，僅在其主要的支流漆水河設(shè)有耀縣水文站，1959年5月設(shè)站，沮水河設(shè)有柳林水文站，1971年1月設(shè)站，冶峪河設(shè)有淳化水文站，1960年8月設(shè)站。

渭河下游南山支流較多，灃河上設(shè)有秦渡鎮(zhèn)水文站，1935年建站，灞河上設(shè)有馬渡王水文站，1952年建站。在渭南以東主要的南山支流中，僅羅夫河設(shè)有羅夫堡水文站，于1954年建站，其他支流上均未設(shè)立水文站。

1.2 石川河、赤水河流域概況

1.2.1 石川河流域

石川河是渭河下游較大的一級支流，流域面積4 478 km2，干流長度137 km，流經(jīng)陜西省銅川、咸陽和西安三個市十一個縣(區(qū))，包括銅川市的印臺區(qū)、王益區(qū)、宜君區(qū)，咸陽市的淳化縣、涇陽縣、三原縣，西安市的高陵區(qū)、閻良區(qū)和臨潼區(qū)，在臨潼區(qū)的交口鎮(zhèn)附近匯入渭河。流域內(nèi)為渭北黃土高塬溝壑區(qū)和渭河平原區(qū)，流域內(nèi)人口為207.14萬人，是陜西省重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。

石川河是渭河下游左岸除涇河和北洛河以外最大的支流，流域面積4 478 km2,干流尚未布設(shè)水文站，其支流漆水河的耀縣水文站，集水面積797 km2，沮水河的柳林水文站，集水面積674 km2，冶峪河的淳化水文站，集水面積282 km2。

1.2.2 赤水河流域

赤水河是渭河渭南以東南山支流中最大的支流，發(fā)源于秦嶺山脈北麓，主要涉及渭南市的臨渭區(qū)和華縣，赤水河流域面積300 km2，干流全長40.2 km，流域內(nèi)以丘陵山區(qū)為主，在赤水河的下段為平原區(qū)，在平原區(qū)的兩岸均設(shè)有堤防，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇洪水。

渭河渭南以東的八條南山支流均發(fā)源于秦嶺山脈的北麓，流域內(nèi)主要為土石山區(qū)和丘陵山區(qū)，各支流出峪口后進(jìn)入陜西關(guān)中東部平原區(qū)，在平原地區(qū)各支流均建有支流堤防，并與渭河下游防洪大堤相銜接。渭河渭南以東南山支流除受本河洪水影響外，主要受渭河洪水倒灌淤積的影響，河道沖刷變化大，且以淤積為主要趨勢。渭河渭南以東南山支流河道的基本情況列于表1。

表1 渭河渭南以東南山支流基本情況統(tǒng)計表

1.3 石川河、赤水河水文氣象

石川河的支流較多，主要有漆水河、沮河和冶峪河，根據(jù)漆水河的耀縣水文站，沮水河的柳林水文站和冶峪河的淳化水文站的實測資料統(tǒng)計，其年平均水量分別為2 628萬 m3、5 265萬 m3和1 504萬 m3，年平均沙量分別為58.8萬 t、49.0萬 t和27.3萬 t。該三個水文站控制的流域面積相對較小，根據(jù)初步推算，石川河流域的年水量約為3.10億 m3。

渭河渭南以東八條南山支流僅羅夫河設(shè)有羅夫堡水文站，于1954年6月設(shè)立至今，根據(jù)實測資料統(tǒng)計，實測最大洪峰流量340 m3/s(1998年)，多年平均徑流量0.394 2億 m3，10 a一遇的洪峰流量為257 m3/s。渭河渭南以東的南山支流主要流經(jīng)土石山區(qū)，水流含沙量較低，其最大含沙量為5 kg/m3左右。渭河渭南以東南山支流除羅夫河外，其它各支流的水量和設(shè)計流量均以羅夫河羅夫堡站為基準(zhǔn)站，用面積比擬法推算而得。渭河渭南以東南山支流的年平均流量、年平均水量以及支流本河防洪標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計流量列于表2。

表2 渭河渭南以東南山支流基本水文情況表

石川河流域和渭河渭南以東的南山支流均屬于暖溫帶半濕潤半干旱大陸性氣候區(qū)，其特點是春季空氣干燥，氣溫增高快，日溫差變化大，多冷空氣侵入；夏季干燥多雷陣雨，降雨量相對集中；秋季多陰雨，天氣涼爽；冬季寒冷干燥，多寒潮和霜凍天氣。根據(jù)石川河流域有關(guān)雨量站和氣象站的降水量資料統(tǒng)計，多年平均降水量為586 mm，多年平均氣溫為13.4℃，歷年最高氣溫41.8℃，最低氣溫-16℃，最大風(fēng)速15.2 m/s，最大凍土層深度0.37 m。渭河渭南以東南山支流根據(jù)渭南氣象站40余a的資料統(tǒng)計，多年平均降雨量558.4 mm，多年平均氣溫13.5℃，歷年最高氣溫40.4℃，最低氣溫-16.7℃，歷年最大風(fēng)速15.3 m/s，最大凍土層深度0.24 m。

2 流域水文站網(wǎng)存在的主要問題

2.1 石川河流域存在的主要問題

2.1.1 站網(wǎng)布設(shè)不完善

石川河流域主要有三條支流，如上所述，在漆水河上設(shè)有耀縣水文站，在沮水河上設(shè)有柳林水文站，在冶峪河上設(shè)有淳化水文站，三個水文站的集水面積為1 753 km2，僅占石川河流域面積4 478 km2的39.1%，因此，整個流域沒有設(shè)置一個流域的控制水文站，站網(wǎng)布設(shè)不完善。

2.1.2 已設(shè)水文站的代表性差

石川河流域主要流徑渭北黃土高塬溝壑區(qū)和渭河平原區(qū)，其產(chǎn)匯流條件不同，已設(shè)立的三個支流水文站，主要設(shè)立在渭北黃土高塬溝壑區(qū)，一是已設(shè)三個水文站不能代表整個石川河流域的產(chǎn)匯流條件，二是不能控制石川河流域水文情況。因此，已設(shè)水文站的代表性差。

2.1.3 石川河的水資源和洪水不能準(zhǔn)確掌握

石川河是渭河下游臨潼～華縣站河段的最大支流，占該區(qū)間流域的48.7%，石川河的水量和洪水是渭河下游水量和洪水的組成部分，它直接影響到渭河下游的水量平衡、河道沖淤和渭河洪水的峰值。

2.2 渭河渭南以東南山支流存在的主要問題

2.2.1 站網(wǎng)布設(shè)不完善

在渭南以東的南山支流主要有赤水河、遇仙河、石堤河、羅紋河、方山河、羅夫河、柳葉河和長澗河等八條河流，僅羅夫河于1954年設(shè)立了羅夫堡水文站，羅夫河流域面積為140 km2，而遇仙河的流域面積為141.5 km2，赤水河的流域面積達(dá)300 km2。因此，南山支流最大的支流上沒有設(shè)立水文站，華縣、華陰兩縣(市)地域?qū)拸V，僅設(shè)立一個水文站，充分說明了渭南以東南山支流的站網(wǎng)布設(shè)不夠完善。

2.2.2 已設(shè)水文站的代表性差

羅夫河羅夫堡水文站是渭河渭南以東南山支流唯一一個水文站。羅夫河為土石山區(qū)為主的河流，流域內(nèi)未建水庫，基本上華陰市境內(nèi)的南山支流屬此類情況。而華縣境內(nèi)的南山支流與羅夫河的地形地貌、水利工程設(shè)置均不一樣。一是該區(qū)域的支流主要流經(jīng)的是丘陵山區(qū)，二是在支流上多建有水庫，在華縣境內(nèi)支流上建有箭峪水庫、橋峪水庫、小夫峪攔河壩等，在赤水河的支流澗峪河上又建立了澗峪水庫。因此已建的羅夫堡水文站作為渭河渭南以東的南山支流的代表站由于下墊面條件的差異，其代表性也較差。南山支流各支流的水量計算和設(shè)計洪水計算均采用以羅夫堡站為參證站的面積比擬法計算而得，其代表性較差，水文計算成果的精度無法檢驗。

2.2.3 南山支流防洪難度大

秦嶺地區(qū)是陜西省暴雨區(qū)之一，支流上游山區(qū)經(jīng)常降大到暴雨，由于山高坡陡，匯流快，在老西潼公路以上河段流程短、比降大、流速快，暴雨形成山洪進(jìn)入庫區(qū)全過程一般是2～4 h，降雨匯流時間很短，例如1998年羅夫河羅夫堡水文站出現(xiàn)洪峰流量340 m3/s，羅夫河堤防洪水漫溢，支堤出現(xiàn)決口，從匯流到形成洪峰才4 h左右，同時華陰的長澗河、柳葉河、羅夫河共造成決口8處。由于支流匯流時間短，給支流防洪帶來極大的困難。

3 設(shè)站必要性分析

3.1 設(shè)立石川河交口鎮(zhèn)水文站的必要性

3.1.1 監(jiān)測石川河的徑流量和洪水的需要

石川河流域現(xiàn)已在支流上設(shè)有三個水文站。但僅控制整個流域面積的39.1%，水文測站控制條件差，流域的徑流量及洪水情況不能準(zhǔn)確掌握，石川河交口鎮(zhèn)是石川河的一個出口站，在此建設(shè)石川河交口鎮(zhèn)水文站，一方面對于監(jiān)測石川河流域徑流量和洪水情況是非常必要的；另一方面，對渭河下游的水量調(diào)度、水資源的開發(fā)利用都將發(fā)揮重要的作用。

3.1.2 石川河水資源配置的需要

石川河是一條水資源相對缺乏的河流，在石川河下游河段往往形成斷流的情況。設(shè)立石川河交口鎮(zhèn)水文站，根據(jù)監(jiān)測的徑流資料和洪水資料，對石川河的水資源配置極為重要。實施石川河的水資源合理調(diào)度，一方面可以更好的為流域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，同時對保障石川河的生態(tài)基流也有重要作用。因此，在石川河設(shè)立交口鎮(zhèn)水文站是十分必要的。

3.1.3 三門峽水庫防洪和水量平衡的需要

石川河是渭河下游臨潼～華縣河段重要的一級支流，其流域面積占華縣站集水面積的4.2%，占臨潼～華縣站區(qū)間流域面積的48.7%，其洪水匯入渭河必然對下游華縣河段洪峰流量的大小帶來一定的影響。與此同時，石川河匯入渭河水量的多少，對渭河下游的水量平衡也起較大的作用。因此，在石川河的尾閭段設(shè)立交口鎮(zhèn)水文站，對渭河下游的洪水和水量平衡是十分必要的。

3.2 設(shè)立赤水河樊家村水文站的必要性

3.2.1 為南山支流的防洪提供技術(shù)支撐

南山支流比降大、流速快，匯流時間短，暴雨形成山洪進(jìn)入庫區(qū)的歷時一般為2～4 h。一是對支流洪水的量級不確定，二是幾乎沒有洪水的預(yù)見期。當(dāng)?shù)胤姥床块T只好一下雨就上堤，使防汛工作處于盲目性。通過在赤水河樊家村設(shè)立水文站，積累水文資料，在摸清流域產(chǎn)匯流特性的基礎(chǔ)上，利用在南山支流上游建立的雨量遙測系統(tǒng)所積累的雨量資料，可以增長洪水的預(yù)見期，從而為渭河渭南以東的南山支流的防洪提供技術(shù)支撐。

3.2.2 南山支流水資源開發(fā)利用的需要

渭河渭南以東南山支流均發(fā)源于秦嶺北麓，一是含沙量小，二是水質(zhì)條件好。南山支流水資源情況由于缺少實測資料而無法確定。特別是渭南及其以東地帶人口密集，城鎮(zhèn)化水平較高，是渭南市重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，水資源的合理開發(fā)利用是直接關(guān)系到當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的大事。通過赤水河樊家村水文站的設(shè)置，可以掌握南山支流的水資源狀況。因此，設(shè)立赤水河樊家村水文站，是南山支流水資源開發(fā)利用、合理配置的需要。

3.2.3 摸清流域產(chǎn)匯流特性的需要

赤水河是渭河渭南以東南山支流最大的一條河流。在華陰市境內(nèi)的南山支流其上游均為土石山區(qū)，在華縣境內(nèi)的南山支流，其上游基本上都建有水庫，例如在赤水河上游雖然建有箭峪水庫和澗峪水庫，但集水面積僅為145.3 km2，為整個流域面積的一半左右，且流域內(nèi)多以丘陵山區(qū)為主的地形地貌特性。通過在赤水河設(shè)立樊家村水文站，其資料成果能充分反映華縣境內(nèi)南山支流的產(chǎn)匯流特性，設(shè)立樊家村水文站是完全必要的。

3.3 符合流域水文站網(wǎng)建設(shè)的要求

石川河交口鎮(zhèn)水文站和赤水河樊家村水文站是陜西省三門峽庫區(qū)除涇河和北洛河外較大的一級支流，石川河的流域面積達(dá)4 478 km2，已設(shè)在支流上的三個水文站控制流域面積僅為整個流域面積的39.1%，沒有一個控制站。赤水河是渭河下游渭南以東眾多支流中最大的一條支流，控制流域面積達(dá)300.0 km2，是地跨華縣、華陰市、潼關(guān)縣三個地區(qū)南山支流中最大的支流，因此設(shè)立石川河交口鎮(zhèn)水文站和赤水河樊家村水文站是完全必要的。同時，陜西省水文局中小流域及山洪災(zāi)害布設(shè)站也沒有在石川河中下游和赤水河布設(shè)水文站。

4 設(shè)站可行性分析

4.1 具備設(shè)站的河道條件

1)擬設(shè)的石川河交口鎮(zhèn)水文站位于陜西省西安市臨潼區(qū)交口鎮(zhèn)，油高公路(臨潼油槐鎮(zhèn)～高陵縣城)交口橋(K13+172)上游300 m處，距入渭口1.5 km。該測驗河段河道基本順直，較為順直的河段達(dá)0.7 km，河勢穩(wěn)定；測驗斷面距304縣道僅300 m，交通便利，為交口鎮(zhèn)水文站的建設(shè)和觀測工作提供良好的基礎(chǔ)條件。

2)擬設(shè)的赤水河樊家村水文站位于陜西省渭南市赤水鎮(zhèn)樊家村，測驗斷面位于老西潼公路(陜西省217縣道)下游50 m處，測驗河段河勢穩(wěn)定，河道順直，為卵石河床，沖淤變化不大，交通便利，為水文站的建設(shè)和觀測工作提供良好的基礎(chǔ)條件。

3)從石川河交口鎮(zhèn)水文站斷面和赤水河樊家村水文站斷面位置來看，處于交通便利河段，且河道順直、穩(wěn)定，測驗斷面不受上下游橋梁壅水對斷面水流的影響，能保證測驗成果的精度，更主要的是便于日常的測驗工作。

4.2 水文技術(shù)的發(fā)展為建站提供了條件

近些年來，隨著水文技術(shù)的快速發(fā)展，水位自動遙測設(shè)備、自動測流設(shè)備及快速精準(zhǔn)的測量設(shè)備等技術(shù)層面上已經(jīng)完全成熟，并在全國范圍內(nèi)得到普遍的應(yīng)用，收到了良好的效果，使水文自動監(jiān)測工作成為現(xiàn)實，這給石川河交口鎮(zhèn)水文站、赤水河樊家村水文站和渭河渭南以東南山支流的建設(shè)和今后的日常測驗工作提供了條件。

5 結(jié)語

(1)設(shè)立水文站后該區(qū)域水文站網(wǎng)更加完善。渭河下游特別是三門峽庫區(qū)范圍是陜西省的重點防汛地區(qū)之一，該范圍內(nèi)各河流的水情和河道的沖淤情況對防汛起著重要的作用。石川河是渭河下游除涇河和北洛河以外流域面積最大的支流，赤水河是渭河渭南以東最大的支流。石川河交口鎮(zhèn)和赤水河樊家村設(shè)立水文站后，將使該區(qū)域的水文站網(wǎng)更加完善，測站控制條件更加合理。

(2)對渭河下游防洪減災(zāi)將發(fā)揮更大的作用。一方面將監(jiān)測渭河下游較大的石川河和赤水河的來水量和洪水情況，對于提高洪水預(yù)報的精度和渭河下游的水量平衡以及監(jiān)測水資源情況發(fā)揮重要作用；另一方面可以提高渭河南山支流洪水預(yù)報的預(yù)見期。目前渭河渭南以東南山支流僅羅夫河設(shè)有羅敷堡水文站，屬于土石山區(qū)為主，流域內(nèi)無水庫的支流，而赤水河屬于高原丘陵山區(qū)為主且流域內(nèi)有水庫的支流，配合建成的渭河南山支流雨量監(jiān)測系統(tǒng)，可以提高渭河渭南以東南山支流的洪水預(yù)報的預(yù)見期。

(3)提高本地區(qū)水資源監(jiān)測和服務(wù)能力。一方面使我省重點防汛區(qū)域內(nèi)的站網(wǎng)整體功能得到了提高，資料范圍擴(kuò)大，提高了為社會服務(wù)的能力，擴(kuò)大了服務(wù)的項目；另一方面，水文站的建設(shè)，使用的是目前先進(jìn)的測驗設(shè)施和設(shè)備，水位觀測為自動遙測、傳輸系統(tǒng)，流量測驗為雷達(dá)測流纜道系統(tǒng)，從而提高了水文測報的技術(shù)水平。