伊洛河產(chǎn)匯流分析

摘 ?要：本文通過對伊洛河流域1959～2016年間人口、耕地、灌溉面積、水平梯田、河灘造地的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上;通過對靈口水文站1959～2016年實(shí)測降雨、徑流和蒸發(fā)資料的分析，實(shí)現(xiàn)對伊洛河流域1959～2016年河川徑流量、地表水資源量、年降水量和年蒸發(fā)量的定量分析，在分析的基礎(chǔ)上得出伊洛河流域產(chǎn)匯流環(huán)境變化初步結(jié)論。發(fā)現(xiàn)伊洛河流域降雨系列、徑流系列和水面蒸發(fā)系列呈緩慢下降趨勢，為今后伊洛河流域水資源開發(fā)利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：伊洛河;產(chǎn)匯流變化;

1、概況

1.1流域概況

伊洛河是黃河三門峽以下的最大支流。

伊洛河發(fā)源于秦嶺主脊----海拔2028.4m的龍岡山東南側(cè)的木盆溝腦，即洛南縣洛源鎮(zhèn)的龍?zhí)度?。在本省境?nèi)的河段長129.8km，流域面積為3145.7 km2，多年平均徑流量為65058萬m3，年平均流量17.0m3/s，年平均輸沙量97.4萬噸，年平均含沙量1.81kg/m3，年平均降水量683.1mm，蒸發(fā)量810mm，干旱指數(shù)1.19。

伊洛河在本省境內(nèi)河谷形態(tài)特征，上段和下段是狹窄的峽谷，中段是開闊的川源。從發(fā)源地到保安段，基本上是峽谷，河床中為卵石，兩岸多為石質(zhì)山地，坡度在30度左右。保安至廟灣段為開闊的川源，河谷寬闊分布有灣、灘，河床中多為沙、卵石;兩岸地形起伏不大，局部地方有懸崖陡壁。廟灣至蘭草河口段為峽谷段，河床中為細(xì)沙、卵石，兩岸為石質(zhì)山地。

1.2暴雨和洪水特性

伊洛河流域暴雨最早產(chǎn)生在4月，最遲在10月，但量級和強(qiáng)度較大的暴雨一般產(chǎn)生在7～9月份。伊洛河上游暴雨分為兩種類型：一種是鋒面雨，其特點(diǎn)是歷時長，強(qiáng)度均勻，籠罩面積大，另一類是雷暴雨，其特點(diǎn)是雨量集中，歷時短、強(qiáng)度大、籠罩面積小。伊洛河洪水分為桃汛、夏汛和秋汛，其中夏汛最大。洪水最早出現(xiàn)在4月，其洪量較小，年最大洪水一般發(fā)生在7～9月，根據(jù)石門峪和靈口水文站資料統(tǒng)計(jì)，7～9月洪水占81.4%，10月由于受淋雨影響，亦有洪水發(fā)生。

2、人類活動影響流域產(chǎn)匯流環(huán)境調(diào)查分析

2.1基本情況

人類活動對洛河產(chǎn)匯流影響主要有兩個方面：一方面洛河流域興建了大量的水利水保工程，減少了部分流域徑流量，并且逐漸修建的工程措施攔截了部分徑流量;另一方面，洛河1970年以來梯田、造林、種草、壩地規(guī)模、數(shù)量等變化情況，興建水利水保工程等使得流域的下墊面條件發(fā)生了較大的變化，增加了流域的蓄水能力，兩者共同作用使流域徑流總量和洪峰流量減少。由于人類活動的影響，降雨與徑流的關(guān)系也隨之改變，使得洛河流域的產(chǎn)匯流規(guī)律發(fā)生變化。

2.2 洛南縣社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)規(guī)模變化

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際查勘，核查，搜集查閱社會經(jīng)濟(jì)資料，經(jīng)過分析計(jì)算可以看出，從1959年起，洛南縣人口處于穩(wěn)定的增長狀態(tài)，其中1960年30.26萬人增加到2016年45.71萬人。

從1959年起，洛河流域洛南縣耕地面積處于緩慢的減少狀態(tài)，根據(jù)原始數(shù)據(jù)，可以看出，不同的時期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在著結(jié)構(gòu)性的差異，經(jīng)過改正，消除結(jié)構(gòu)性差異。其中1960年54.96萬畝，2016年耕地面積48.06萬畝。

2.3流域用水量變化

從1959年起，洛南縣用水量處于穩(wěn)定的增長狀態(tài)，其中1959年-1989年平均用水量4476.35萬噸，1990-2000年平均用水量4476.35萬噸，2001年至2010年平均用水量4476.35萬噸，2011至2016年平均用水量4476.35萬噸。其中用水量最大值出現(xiàn)在2016年，為4476.35萬噸，最小值出現(xiàn)在1965年為20.29萬噸。

2.4水土保持工程建設(shè)

洛南縣從1959年起，建設(shè)了一些列的水體保持非工程措施，主要包括建水平梯田、河灘造地等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，洛南縣水平梯田面積處于緩慢的增加狀態(tài)，

截至2014年底，洛南縣共建塘壩157座，蓄水能力70.37萬m3，設(shè)施灌溉面積2520畝，有效灌溉面積1435畝。

2.5水庫

截至2014年底，全縣共建成水庫22座，其中（一）型5座、（二）型17座、總庫容1348萬m3。張坪水庫工程于2013年5月建設(shè)，2015年12月建成運(yùn)行。工程建成后，年增加供水能力2169萬m3，能有效保障縣城和四十里梁塬13.6萬人的生產(chǎn)生活及11.36萬畝農(nóng)田灌溉用水需要。

3.地表水資源量分析

3.1基本資料

本次評價靈口水文站的資料全部收集和選用，采取干支流對比、相鄰流域?qū)Ρ?、極值對比、降水徑流合理性分析，及上下游水量平衡對照檢查等方法，重點(diǎn)審查了資料的一致性和連續(xù)性。經(jīng)審查資料前后是一致的、連續(xù)的，不需作一致性修正。

可靠性分析：靈口水文站為國家重要水文站。1959年設(shè)立以來，嚴(yán)格按照行業(yè)頒布的技術(shù)規(guī)范和省水文局下達(dá)的《測站任務(wù)書》進(jìn)行觀測和測驗(yàn)，資料經(jīng)在站整編，商洛水文局審查，陜西省水文局復(fù)審，黃河流域機(jī)構(gòu)匯編刊印，資料系列可靠性較好。

一致性分析：流域上游自1959年設(shè)立水文站以來先后新建水庫19座，總庫容1061.85萬m3。按照蓄水先后進(jìn)行還原計(jì)算使系列具有一致性。

3.2河川年徑流量分析

從計(jì)算的資料可以看出，伊洛河河川徑流量從1959～2016年是個緩慢下降的趨勢，1990年之前是河川徑流量比較大，1990年～2000年河川徑流量最小，近幾年河川徑流量有所增加。

3.3伊洛河天然地表水資源量

從計(jì)算的資料可以看出，伊洛河地表水資源量從1959～2016年是個緩慢下降的趨勢，1990年之前是地表水資源量比較大，1990年～2000年地表水資源量最小，近幾年地表水資源量有所增加。

3.4地表徑流的地區(qū)分布

伊洛河年徑流深的地區(qū)變化與降水量的地區(qū)分布極為相似，受地形及下墊面條件的影響，地帶性差異更明顯。多年平均徑流量6.26億m3，山區(qū)海拔高度大，地勢抬升明顯，是降雨量分布的高值區(qū)，自產(chǎn)徑流量大。從分析結(jié)果可以看出近20年總體徑流量有所減小呈下降趨勢，這與近植樹造林、水土保持成效有關(guān)。

3.5多年平均天然徑流的年內(nèi)分配

從靈口水文站統(tǒng)計(jì)分析來看，徑流的年內(nèi)分配特點(diǎn)是：汛期徑流集中，非汛期徑流量稀少，年內(nèi)分配極不均勻。徑流主要集中在6～10月，占全年徑流量的比例在65.9%，最大月徑流量發(fā)生在9月份。非汛期徑流量占年徑流量的比例在34.1%之間，最小月徑流量發(fā)生在2月份。

3.6徑流的年際變化

伊洛河地表水資源量以1964年為最大，為19.8億m3，折合徑流深691.1mm，超過多年平均的316%;地表水資源量以1995年為最小，為1.95億m3，折合徑流深85.3mm，占多年平均的31.2%;地表水資源的年際變化與降水量年際基本一致，系列各時段的洪枯狀況：1970～1980年為枯水年，1980～1990年為豐水年。

3.5地表水資源量分析結(jié)論

（1）從計(jì)算的資料可以看出，伊洛河地表水資源量從1959～2016年是個緩慢下降的趨勢，1990年之前是地表水資源量比較大，1990年～2000年地表水資源量最小，近幾年地表水資源量有所增加。

（2）伊洛河年徑流深的地區(qū)變化與降水量的地區(qū)分布極為相似，受地形及下墊面條件的影響，地帶性差異更明顯。多年平均徑流量6.26億m3，山區(qū)海拔高度大，地勢抬升明顯，是降雨量分布的高值區(qū)，自產(chǎn)徑流量大。從分析結(jié)果可以看出近20年總體徑流量有所減小呈下降趨勢，這與近植樹造林、水土保持成效有關(guān)。

（3）伊洛河流域徑流的年內(nèi)分配特點(diǎn)是：汛期徑流集中，非汛期徑流量稀少，年內(nèi)分配極不均勻。徑流主要集中在6～10月，占全年徑流量的比例在65.9%，地表水資源的年際變化與降水量年際基本一致，系列各時段的洪枯狀況：1991～2000年為枯水年，1980～1990年為豐水年。

（4）伊洛河流域徑流各月的多年變化，不論豐水年、平水年、枯水年非汛期（枯季）徑流在減少，汛期除洪水時段外平水期徑流也在減少，說明流域內(nèi)人類活動影響頻繁，可能是水量減少的原因。

4.降水變化及其對地表水的影響

流域內(nèi)，降水是徑流的唯一補(bǔ)給源，降水的分布、變化直接影響到徑流的分布及變化。為保證資料的代表性和可靠性，選取流域內(nèi)觀測資料年限在50年以上的石門峪、李垣、古城、洛南、張坪、巡檢和靈口7處雨量站資料進(jìn)行分析，資料系列從1956～2016年，對個別資料不全的站點(diǎn)作適當(dāng)插補(bǔ)。

分析結(jié)果可以看出，50年代是降雨量比較大，70年代最少，從1956～2016年間，伊洛河流域降水量總的變化趨勢呈緩慢下降趨勢。

4.1降水量的年內(nèi)分配和年際變化

4.1.1降水量的年內(nèi)分配

伊洛河降水量年內(nèi)四季分配不均，主要降水集中在汛期6-10月，挑選了洛南為區(qū)域代表站，逐站進(jìn)行典型年和多年平均年降水量的月分配，典型年包括頻率為20%的偏豐年、50%的平水年、75%的偏枯年、95%的枯水年，洛南以洛南站為代表，春、夏、秋、冬四季降水量分別占全年降水量的21.7%、56.7%、18.9%、2.3%，汛期連續(xù)四個月降水量占全年降水量的71.2%。

4.1.2降水量的年內(nèi)際分配

從分析結(jié)果可以看出，50年代是降雨量比較大，70年代最少，從1956～2016年間，伊洛河流域降水量總的變化趨勢呈緩慢下降趨勢。

5.蒸發(fā)變化分析

（1）伊洛河流域多年平均蒸發(fā)量810.1㎜，1960～2005年蒸發(fā)量變化呈下降趨勢。1965年～1975年年蒸發(fā)量最大，1995～2005年年蒸發(fā)量較小。

（2）伊洛河流域冬季氣溫低，蒸發(fā)量小，1月份或12月份出現(xiàn)年內(nèi)最小值;夏季氣溫高，水面蒸發(fā)量大，全流域最大月蒸發(fā)量的出現(xiàn)時間在6月份。

（3）伊洛河流域蒸發(fā)量年際變化較大，最大蒸發(fā)量1115.4㎜，發(fā)生在1972年，最小蒸發(fā)量578.3㎜，發(fā)生在2003年。極值比Km達(dá)1.9。

（4）干旱指數(shù)r是反映地區(qū)氣候干濕程度的指標(biāo)，是水面蒸發(fā)能力（用E601型水面蒸發(fā)量）與年降水量的比值。當(dāng)干旱指數(shù)r>1時，說明水面蒸發(fā)能力大于降水量，氣候偏于干旱;當(dāng)干旱系數(shù)r<1時，說明降水量超過水面蒸發(fā)能力，氣候偏于濕潤，大的愈多，氣候愈加濕潤。伊洛河流域干旱指數(shù)為1.19，說明，該區(qū)域氣候偏于干旱。

6.主要人類活動影響流域產(chǎn)匯流環(huán)境因子分析

6.1降水量對河川徑流量的影響

1956年-2016年，隨著降水量的豐枯周期性變化，地表水資源量也呈豐枯周期性變化，降水量多的年份，地表水資源量也多，降水量少的年份，地表水資源量也少。90年代，由于降水量急劇減少，使地表水資源量減少到50年代以來的最低值。

伊洛河歷年平均降水量呈豐枯周期性變化，20世紀(jì)50年代至今，50、80年代降水量多，70、90年代降水量少。80年代降水最多，90年代降水最少，90年代平均值比多年平均值減少69.3mm，2000年之后降水量有所增加。

6.2水庫（含閘壩）攔蓄徑流的影響

水庫的攔蓄作用主要是改變水庫下游的時空分布，對次洪水而言，還可能消減一次洪水的洪量。截至2014年底，全縣共建成水庫22座，其中?。?）型5座、小（2）型17座、總庫容1348萬m3。張坪水庫工程于2013年5月建設(shè)，2015年12月建成運(yùn)行總庫容995萬m3。因此，在大洪水時，水庫究竟是減少下游洪水，還是加大下游洪水，需要作具體分析才能作出判斷，但有一點(diǎn)可以肯定水庫的攔蓄將不同程度改變流域的產(chǎn)匯流環(huán)境。

6.3 引水、用水對河川徑流的影響

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)用水、城市環(huán)境用水、生態(tài)用水、居民生活用水不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)截至2014年底，洛南縣累計(jì)建設(shè)引水工程410處。主要用于農(nóng)田灌溉的有177處，灌溉面積12811.5畝;用于解決人畜飲水的有233處，解決飲水困難人口34.79萬人。1995年以前建成的232處（農(nóng)業(yè)灌溉有105處，用于解決人畜飲水的有127處）1995-2014年建成178處（農(nóng)業(yè)灌溉有68處，用于解決人畜飲水的有110處）。截至2014年底，洛南縣共建塘壩157座，蓄水能力70.37萬m3，設(shè)施灌溉面積2520畝，有效灌溉面積1435畝。據(jù)2012年水利普查資料顯示，截至2014年底，全縣共有機(jī)井1121眼，當(dāng)年灌溉面積11.21萬畝。

6.3 城市化對流域下墊面的影響

隨著洛南縣城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市土地利用方式發(fā)生了結(jié)構(gòu)性的改變，據(jù)統(tǒng)計(jì)從1959年起，洛南縣建設(shè)用地穩(wěn)定增長。如清除樹木、平整土地、路面硬化、建造房屋、公路建設(shè)等，大大增加了不透水面積，減少了雨水下滲，增大了下游河道洪水強(qiáng)度。另外，城市排水也增加了下游河道的洪峰。

6.4水土保持對流域下墊面的影響

調(diào)查伊洛河1959年以來梯田、造林、種草、壩地規(guī)模、數(shù)量等變化清苦，興建水利水保工程等使得流域下墊面條件發(fā)生了較大的變化，增加了流域的蓄水能力，由于工程措施攔截和蓄水能力增加共同作用使流域徑流總量和洪峰流量減少。由于人類活動的影響，降雨與徑流的關(guān)系也隨之改變，使得伊洛河流域的產(chǎn)匯流規(guī)律發(fā)生不同程度的變化。

6.5人類活動對地表水資源量的影響

1980年以來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，人口的增加，人類活動對地表水資源量的影響日益顯著，總用水量逐年增長，相應(yīng)的耗水量也逐漸增大。

7.結(jié)論

隨著人類活動影響的加劇，流域的下墊面條件發(fā)生了顯著變化，改變了流域入滲、蒸發(fā)、徑流等水文過程的特征，對流域的水資源、次洪水都有顯著影響。

（1）經(jīng)對1956-2016年系列徑流量分析得出，伊洛河流域地表水資源量呈緩慢下降的趨勢。1990年之前是地表水資源量比較大，1990年～2000年地表水資源量最小，近幾年地表水資源量有所增加。多年平均地表水資源量6.26億m3，折合徑流深224.2mm。

（2）經(jīng)對1956-2016年系列降水量分析得出，樣本系列不是一個完整周期，還需要增加觀測積累資料系列。就60年積累的系列資料分析，伊洛河流域降水量總的變化趨勢是緩慢下降趨勢。五十年代降雨量大，七十年代雨量小。伊洛河流域多年平均降水量737.5mm。

（3）經(jīng)對靈口水文站系列蒸發(fā)資料分析得出，伊洛河流域多年平均蒸發(fā)量810.1㎜，1960～2016年蒸發(fā)量變化呈下降趨勢。1965年～1975年年蒸發(fā)量最大，1995～2005年年蒸發(fā)量較小。

（4）經(jīng)對次雨洪關(guān)系分析得出，流域內(nèi)出現(xiàn)同樣量級的降雨量，產(chǎn)生的洪水總量在增大，非汛期、平水期的枯季徑流量在減少，流域內(nèi)截留、入滲地下蓄水量在增加。

（5）從分析認(rèn)為，洛南縣工業(yè)、農(nóng)業(yè)及居民生活用水方面對年徑流量影響不大，對非汛期河道徑流有一定影響。建議加大蓄水水源工程建設(shè)，攔蓄洪水資源，補(bǔ)充非汛期枯季的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水量;建議在河灘地帶發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖、水田農(nóng)業(yè)，攔蓄洪水量，枯季彌補(bǔ)河道水量;建議在縣城以上工業(yè)、城鎮(zhèn)區(qū)域，截留雨水資源，用于解決枯季工業(yè)生產(chǎn)和生活用水。

作者簡介：賀新渭（1972.9-），男，陜西商洛人，工程師，主要從事水文情報預(yù)警預(yù)報工作。