葉爾羌河泥沙變化與河道趨勢分析

吾守爾·吾布里

（新疆維吾爾自治區(qū)喀什水文勘測局,新疆 喀什 844000）

1 概況

葉爾羌河位于新疆西南部，是塔里木河的三大源流之一，基本上呈東南向西北流向。葉爾羌河流域總面積8.73 萬km2，其中國內(nèi)面積8.44 萬km2[1]。流域全長1165 km。葉爾羌河干流上先后設(shè)有3 處國家重要水文站，其中卡群、48 團渡口、庫魯克欄干站地處上游，國家基本水文站衣干其渡口、民生渠首、艾里克他木、黑尼亞孜、肖塔站等6 處水文站，地處中下游。建有大小水庫9 座，水電站10 余處，以及縱橫交錯的引水渠，是當(dāng)?shù)厮_發(fā)的重點河流。為了給葉爾羌河水資源綜合開發(fā)和流域防洪治理提供科學(xué)支撐，現(xiàn)需對葉爾羌河泥沙變化及河道演變趨勢進行分析。

2 河道變化影響因素分析

2.1 流域地質(zhì)地貌

葉爾羌河地處塔里木盆地西南緣，流域地貌主要為山地和平原。兩者以大斷裂相隔，界線分明，地勢南高北低。海拔3000 m以上為高山區(qū)，無森林植被，絕大多數(shù)為荒漠山地，山勢陡峻，山體險峻，地面基巖裸露，溝壑縱橫。河流侵蝕下切強烈，河谷狹窄，河床縱坡大；海拔5000 m以上為現(xiàn)代冰川和永久積雪帶，為徑流的主要補給區(qū)。海拔1500 m～3000 m為中低山區(qū)，地貌形態(tài)表現(xiàn)為單斜狀斷塊翹起的山體，巖層穩(wěn)定，第四紀堆積物較厚。兩岸巖體形成自然屏障，河道形成自然態(tài)勢，水流湍急，下切較深。河谷中可見數(shù)級河流階地，除河谷有稀疏植被外，大多區(qū)域生態(tài)脆弱，草木稀疏，河床穩(wěn)定?？ㄈ核恼疽韵聻槠皆瓍^(qū)，多為戈壁沙漠，平均寬約70km，長約450 km。此處屬于塔里木盆地北緣，水流趨緩，河面較寬，呈游蕩形。除人類活動綠洲區(qū)以及河流兩岸的野生楊林、紅柳等外，基本無生物，較荒涼。山區(qū)為徑流形成區(qū)，平原區(qū)為徑流散失區(qū)。

2.2 河道防洪工程

葉爾羌河山區(qū)內(nèi)基本沒有防洪工程，在部分引水灌溉段或水利工程處有部分防洪工程。從2014 年起，先后投入140 億元啟動葉爾羌河流域綜合治理工程，主要涉及莎車縣、巴楚縣、澤普縣、麥蓋提縣以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第三師，共建防洪工程77 處，包括阿爾塔什水利樞紐和沿線堤防護岸等永久性防洪工程，共完成500 km的河道堤防建設(shè)，有效保護了沿岸人民生命財產(chǎn)安全，并對河道洪水形成一定的束縛。

2.3 洪水影響分析

葉爾羌河是南疆洪峰流量最大的河流，具有起漲速率快、洪峰值高特性，歷史上（1880 年）出山口卡群站曾發(fā)生過9140 m3/s的大洪水，而1961 年與1999 年實測最大洪峰流量分別為6270 m3/s和6070 m3/s，與當(dāng)年最小流量之比為144 倍和134 倍。葉爾羌河洪水主要類型為冰雪型、冰川潰壩型、暴雨型和混合型四種洪水，不同洪水類型具有不同泥沙特性。特別是潰壩型洪水，含沙量最高，具有沙峰高、沙量大，懸移質(zhì)泥沙消退過程較洪水過程慢等特點。如卡群水文站1961 年9 月4 日出現(xiàn)6270 m3/s的洪峰，日平均含沙量由洪水前的3 kg/m3，增加到洪水后的60.4 kg/m3，兩者相差20 倍多，其中日輸沙量最高達1218×104t，約占當(dāng)年輸沙量的20%。而且洪水比泥沙消退的快，即洪水退了泥沙量還未減小，如卡群站1983 年10 月的潰壩型洪水，洪水退了41 h，懸移質(zhì)泥沙輸沙率仍達76.7 kg/s，相當(dāng)于起漲前的20 倍。洪水的泥沙輸送對河道趨勢和河床都造成較大影響。葉爾羌河洪水對河床和河道趨勢變化影響較大，特別是當(dāng)大洪水時，對下游河槽、河床沖刷較大，在山外平原區(qū)，影響更大。

2.4 泥沙影響分析

泥沙對河床變化和河道淤積影響較大。葉爾羌河流域地表物質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，坡面松散，堆積廣布，在新疆是一條多泥沙的河流。葉爾羌河干流上的水文站均有泥沙測驗任務(wù)，流量泥沙實測資料系列較長。根據(jù)泥沙資料50 年實測數(shù)據(jù)，按照數(shù)理統(tǒng)計法，選取葉爾羌河資料系列較長的卡群、衣干其渡口、48 團渡口水文站作為研究對象[2]，對葉爾羌河泥沙進行分析。

由于山區(qū)河段地形支離破碎，使得葉爾羌河泥沙主要來源于庫魯克欄干水文站以上干流段，水沙趨勢一致。以庫魯克蘭干水文站為界，上游為多沙帶，庫魯克欄干水文站多年平均年輸沙量2140×104t，占卡群水文站年輸沙量的77%左右，在新疆諸河流中其輸沙量最大[3]。下游年輸沙量則不足2%，泥沙大多在此開始沉積，其中卡群水文站的66%的懸移質(zhì)泥沙都在下游沉積，受河水主流西導(dǎo)作用，致使下游東河灘河段河床有明顯抬高趨勢，河道淤積現(xiàn)象十分明顯。葉爾羌河各水文站懸移質(zhì)泥沙特性見表1。

表1 葉爾羌河各參證站懸移質(zhì)泥沙特征表 單位：輸沙量：萬t；含沙量：kg/m3

從表中可以看出，葉爾羌河泥沙輸送高度集中在汛期。按季節(jié)劃分，葉爾羌河輸沙量從大至小依次為夏季、秋季、冬季，年內(nèi)分配不均，輸沙量自上游向下游逐漸遞減，隨汛期（6 月～8 月）洪水增大而增大。連續(xù)最大四個月（6 月～9 月）輸沙量占全年輸沙量的97.2%，懸移質(zhì)輸沙量最小月為2 月。

3 沖淤變化及河勢分析

葉爾羌河上游即庫魯克欄干水文站出山口以上河段，兩岸以山體為屏障，呈自然狀態(tài)，沒有人為干擾和大的變化，平面上河流擺動不大，河床較為穩(wěn)定。出山口后，河道兩岸無山體束縛，便向兩岸擴散，使得河床加寬。隨著流程的延長，河床縱坡趨緩，特別是下游地區(qū)，河水減速，沙石開始緩慢沉淀淤積。淤積的沙石依次為推移質(zhì)卵礫石、大粒徑小粒徑沙石等。

位于出山口下游25 km處有蘇蓋提吐乎護岸工程，該處地段河道縱坡1/250，為砂卵石河床，河寬2000 m～3000 m，兩岸絕大部分為耕地。沿河分布有流域性骨干工程西岸輸水總干渠。本河段由于河道坡度大、流速大，對兩岸沖刷嚴重，河道主流時而發(fā)生變化，為游蕩性河床。

從蘇蓋提吐乎護岸工程至庫木庫勒防洪工程場址河段，河床拓寬明顯，河床組成為沙礫石，為第四系松散沉積，河槽抗侵蝕能力較弱，區(qū)間尚有一定的產(chǎn)沙能力。這是因為在卡群水文站以下修建的各級引水樞紐，在修建引水工程的同時都建有排沙設(shè)施。受人為因素影響，大量泥沙在渠首被排于閘前、閘后，造成淤積集中，增加了下泄水中的挾沙，改變了河流自然形態(tài)。部分河段，因為淤積嚴重，已很難分清主河道與漫灘。當(dāng)出現(xiàn)特大洪水時，河道漫灘可達20 km～40 km。庫木庫勒工程位于依干其渡口—民生渠首河段，此段河道縱坡平緩，接近河道穩(wěn)定坡降。但河床為粉細砂，河岸又多為砂土或亞砂土，在洪枯流量變幅極大的運行條件下，沖淤變化劇烈，河道游蕩性很大，河床一般寬2000 m～3000 m。汊流發(fā)育，主槽不穩(wěn)定，河床沖淤變化情況復(fù)雜，加劇了洪澇發(fā)生的危險。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

（1）從整個流域來說，葉爾羌河上淤受山谷束縛，河道穩(wěn)定、狹窄，河床下切較深。下游河道較寬，河床不穩(wěn)定，呈游蕩型變化。河道呈漫灘趨勢，洪水自然災(zāi)害較大。

（2）葉爾羌河泥沙主要來源于上游，深淀淤積于下游。下游河道變化受人為引水和排沙影響干擾較大。

（3）葉爾羌河河道的變化主要受洪水沖刷和泥沙淤積影響，要保障河勢穩(wěn)定減少淤積，就要加強兩岸的防洪工程和控導(dǎo)工程建設(shè)，可以有效減少危害。

4.2 建議

（1）在葉爾羌河水資源開發(fā)利用和防洪工程建設(shè)中，要統(tǒng)一兼顧，統(tǒng)籌解決。在引水工作中，盡量將泥沙排在岸堤上，或者是遠離防洪工程，避免人為造成的泥沙淤積產(chǎn)生新的自然災(zāi)害。

（2）葉爾羌河目前河床寬在1000 m～4000 m之間，因此在防洪工程規(guī)劃中，要根據(jù)不同河段情況和河勢情形進行具體規(guī)劃，充分利用已有工程和提防，不能降低河道的行洪能力。