張建國，趙興安

（1.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044004；2.黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475001）

0 引言

汾河發(fā)源于山西省寧武縣管涔山宋家崖，是黃河流域第二大支流，山西省第一大河，其流域面積39 471 km2，占全省面積的25%。 汾河上游段為源頭至古交山峽出口的蘭村處，河道長217 km，河道比降7‰，流域面積7 750 km2，占整個(gè)流域面積的19.6%。 汾河水庫位于汾河干流上游段婁煩縣下石家莊村，距發(fā)源地雷鳴寺122km，距省城太原83 km，是汾河第一座綜合利用的大型水利樞紐，也是山西省目前最大的水庫。 水庫控制流域面積5 268 km2，河網(wǎng)密度為0.35 km/km2， 溝壑密度為5～8 km/km2，溝道縱坡為4.5‰。 流域內(nèi)較大支流有嵐河、碾河、鳴水河、澗河等。

汾河水庫上游屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱缺水，夏季短暫、熱量不足，秋季低溫、霜凍早臨，冬季漫長、嚴(yán)寒少雪。 該區(qū)多年平均蒸發(fā)量為1 812.6 mm；無霜期110～150 d；多年平均降水量為494.2 mm，汛期6～9 月份降水量為全年的75.1%，其中7、8 月份最大，占全年降水量的47.6 %；多年平均來水量3.74×108 m3，汛期來水量占全年來水量的53%；多年平均來沙量1.16×107t，汛期來沙量占全年來沙量的94%[1～2]。

1 汾河水庫以上流域水土流失及治理情況

1.1 汾河水庫以上流域水土流失情況

汾河從發(fā)源地到流入水庫，地形破碎、溝壑縱橫、坡陡溝深，地面坡度7°～35°的面積占63.2%。 根據(jù)地面物質(zhì)組成及侵蝕特征，該區(qū)地貌可分為黃土丘陵溝壑區(qū)、土石山區(qū)和河谷階地區(qū)3 種類型。流域內(nèi)，年土壤侵蝕總量為2.37×107t，年均侵蝕模數(shù)為4 495 t/km2，年土壤侵蝕模數(shù)大于允許值500 t/km2的流域面積為3 688 km2，占控制流域面積的70%。

該流域黃土丘陵溝壑區(qū)面積為1 918 km2，占總面積的36.4%，年土壤侵蝕模數(shù)為10 820 t/km2，年均侵蝕量為2.08×107t，占控制流域年侵蝕量的87.7%，是水土流失嚴(yán)重地區(qū)，即汾河泥沙的主要來源區(qū)。土石山區(qū)面積為3 061 km2, 占控制流域總面積的58.1%；年土壤侵蝕模數(shù)為924 t/km2，年均侵蝕量為2.83×106t，占控制流域年侵蝕量的11.9%。河川階地面積為289 km2, 占控制流域總面積的5.5%；年土壤侵蝕模數(shù)為339 t/km2，年均侵蝕量9.80×104t，占控制流域年侵蝕量的0.4%。

1.2 汾河水庫上游流域水土流失治理情況

1988 年以來，在汾河水庫上游水土保持總體規(guī)劃指導(dǎo)下，按照因地制宜的原則，以縣鄉(xiāng)為依托、以村戶為基礎(chǔ)、以小流域?yàn)閱卧?、以多沙區(qū)為重點(diǎn)，對汾河水庫上游進(jìn)行了大規(guī)模的水土流失治理。 到2008 年，進(jìn)行了兩期水土流失綜合治理，共計(jì)完成治理面積1 691km2。其中：建設(shè)基本農(nóng)田382.78 km2，建設(shè)淤地壩118 座，控制流域面積787 km2，修梯田303.41 km2，完成河道整治69 km，完成植被建設(shè)1 319.33 km2（營 造 水 土 保 持 林1091.22 km2，種 草60.92 km2，栽經(jīng)濟(jì)林89.4 km2，封山育林77.79 km2），形成了有效的水土保持綜合防治體系， 大大減少了入庫泥沙量，取得了顯著的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益[3]。

2 水土保持措施對水庫泥沙淤積的影響

2.1 1962～2008 水庫淤積量變化分析

汾河水庫于1958 年7 月動工修建，1961 年正式投入使用。 設(shè)計(jì)庫容為7.21×108m3，其中調(diào)洪庫容1.18×108m3，興利庫容2.40×108m3。汾河水庫作為根治黃河淤積和下游防洪減災(zāi)的骨干性工程， 投入運(yùn)行47 年來， 防洪減災(zāi)效益50 余億元， 累計(jì)供水140 億m3，供水效益近70 億元。但水庫建成后，由于大量泥沙淤積，造成庫容迅速減少。 到2008 年，總淤積庫容已達(dá)到3.76×108m3， 占總庫容的52.1%。1962～2008 年汾河水庫淤積量變化過程如圖1 所示。

圖1 汾河水庫1962-2008 年淤積量變化過程Fig.1 Sediment volume changes of Fen river reservoir in 1962～2008

由圖1 可見，水庫淤積量有6 個(gè)明顯峰期，即1967、1974、1978、1982、1988 和1996 年。 其中，1967年淤積量最大，為4.99×107m3。 隨著時(shí)間推移，累計(jì)淤積量增加緩慢，特別是20 世紀(jì)90 年代以后，出現(xiàn)的峰值僅有1 次(1996 年)，為1.15×107m3。 這說明，自20 世紀(jì)90 年代以后， 進(jìn)入汾河水庫的泥沙量大大減少。 從圖1 還可以看出，淤積隨時(shí)間推移呈現(xiàn)下降趨勢。 1962～1984 年的23 年間，汾河水庫的累計(jì)淤積量為3.06×108m3， 占總淤積量的81.4%；而1985～2008 年的24 年間，累計(jì)淤積量為0.70×108m3，僅占總淤積量的18.6%。

2.2 淤積量與水土保持的關(guān)系

水庫淤積是水庫所控制流域自然因素和人為因素引起水土流失綜合作用的結(jié)果。它不僅受降雨，特別是暴雨時(shí)空分布的影響，而且也受人類活動，尤其是水土保持?jǐn)r蓄作用的影響。

汾河水庫淤積隨時(shí)間推移呈現(xiàn)下降趨勢。這雖然有降水量及來水量減少因素的影響，但汾河上游各項(xiàng)水土保持項(xiàng)目的實(shí)施也起到了顯著作用。 根據(jù)人類活動對汾河水庫淤積影響及水土保持措施分步實(shí)施的階段，將分析時(shí)段劃分為3 個(gè)時(shí)段：1962～1987年（水土保持前期）、1988～1997 年（水土保持一期）和1998～2008（水土保持二期）。 選取汛期降水量與治理期相同或相近的時(shí)段進(jìn)行對比分析，可以看出水土保持措施對水庫淤積的影響（如表1 所示）。 從表1 可以看出：1988～1997 年（治理一期）的年均降水量、汛期降水量與1962～1987 年相近，而年淤積量分別為5.00×106m3和1.20×107m3， 減少率達(dá)到58.3%，汛期來水量減少22.9%。 1998~2008 年的年降水量和汛期的降水量與1962~1987 年大體相同，而年淤積量分別為1.00×106m3和1.20×107m3，減少率達(dá)到91.7%，汛期來水量減少65.4%。 因此，水土保持措施的實(shí)施，使入庫水量和淤積量明顯減少，且水庫的淤積量減少明顯于來水量的減少， 說明上游水土保持措施起到了攔水?dāng)r沙的作用[4～5]。

表2 水土保持措施對汾河水庫淤積影響的定量分析Table 2 Quantitative analysis of effect of soil and water conservation measure to Fen river reservoir sediment

3 結(jié)語

水土資源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，水土保持對于保護(hù)水土資源、減少水庫淤積和改善生態(tài)環(huán)境具有重要作用。 對汾河水庫1962~2008 年淤積量變化及人為影響因素（即水土保持效果）的分析表明，水庫約94%的來沙量來自汛期，汛期的降水量及來水量是造成水庫淤積的主要原因。 但水庫淤積量總體呈減小趨勢，減小幅度最明顯的是1998年以后。 這說明汾河上游水土保持項(xiàng)目的實(shí)施發(fā)揮了顯著作用[6]。

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[2] 郝福華. 汾河水庫流域水土保持治理減沙與徑流變化分析[J]. 水利水電技術(shù)，2009，40（5）:61-63.

[3] 胡彩虹,吳澤寧，高宗強(qiáng). 汾河水庫淤積驅(qū)動因子分析[J].干旱區(qū)研究，2009，26(1):109-113.

[4] 范堆相. 山西水資源評價(jià)[M]. 北京:中國水利水電出版社,2005.

[5] 杜向潤. 從汾河水庫上游泥沙淤積變化看上游水保治理成效[J]. 山西水利科技，2002，（4）:74-75.

[6] 張顯雙，李秋梅，李紅蕊，等. 水土保持是水土資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)[J]. 水土保持研究，2007，14（6）:79-80.