石玉和
(遼寧省阜新水文局,遼寧 阜新123000)
柳河發(fā)源于阜蒙縣老道山,在石門子站下游有烏根稿河匯入,再往下游,鬧得海水庫以上有養(yǎng)畜牧河匯入,后流經(jīng)鬧得海、彰武、新民,于新民縣城南注入遼河。它是遼河下游右側(cè)最大的多泥沙支流,河長297km,流域面積5725km2,流域內(nèi)地形復(fù)雜多變,洪水暴漲暴落,多年平均徑流量2.61億m3,多年平均降雨量419mm,多年平均輸沙量1037萬t。
柳河是一條受季節(jié)影響很大的河流,徑流的產(chǎn)生主要受降雨影響,暴漲暴落,非汛期經(jīng)常出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。上游河道比降大、水流湍急。由于流域大部分地處半荒漠地帶,河水經(jīng)常攜帶大量泥沙下泄,是東北地區(qū)含沙量最大的河流,素有“小黃河”之稱。其泥沙主要來源于上游及兩大支流。其中養(yǎng)畜牧及烏根稿河流域內(nèi)分布著大面積的流動沙丘及半沙漠地帶,暴雨時水大流急使大量泥沙隨流下泄。干流上游流經(jīng)黃土丘陵區(qū),植被較差、河岸陡,由于坡面徑流攜帶和河水沖刷坍岸,使大量黃土進(jìn)入河道,每當(dāng)洪峰過后,河水猶如泥漿。
柳河鬧德海水庫以下比降減小,造成泥沙大量淤積。流河上游水土流失嚴(yán)重,下游河床淤積抬高,至彰武段河床高于兩岸地面,成為懸河,給流域內(nèi)帶來許多災(zāi)害。
柳河流域內(nèi)先后設(shè)立有三家子、白廟子(由于上游建了五星水庫故采用2000年前的資料)、石門子、鬧得海、彰武、新民等水文站(其中石門子、三家子、白廟子站均建有攔沙堰),積累了大量實測資料。
截止2010年基本資料如表1。
表1 柳河基本情況及資料系列
由于柳河輸沙量大,泥沙測驗由專業(yè)人員用統(tǒng)一瓶式2000采樣器,平水期每3~5d采樣一次;洪水時控制整個洪峰變化過程,較小洪峰采樣3~5次,較大洪峰采樣5~7次,甚至更多,測驗精度可靠。
各站多年平均徑流、輸沙狀況如表2。
表2 各站多年平均徑流量、輸沙量
從表2可以看出,白廟子站多年平均輸沙率最大,是石門子的3.51倍、三家子的3.39倍,其流域面積值為石門子的14.2%、三家子的41.3%。鬧得海水庫以上三站比較,石門子多年平均徑流量最大,是三家子的1.47倍,是白廟子的7.44倍??梢娚嫌螢醺搴拥妮斏衬芰ψ顝?qiáng)。多年平均輸沙量三家子占鬧得海以上來沙的26%,白廟子占16%,石門子占33%。養(yǎng)畜牧河、烏根稿河及石門子以上柳河的1/3在內(nèi)蒙境內(nèi)??梢娏骱由嫌蔚哪嗌持饕獊碜詢?nèi)蒙境內(nèi)的荒漠沙丘,其次為遼寧境內(nèi)的丘陵區(qū)黃土。
按照從上至下的原則,干流石門子為480萬t、考慮到三家子、白廟子、石門子為柳河上游匯流站,其三者多年平均輸沙量之和為1054萬t、鬧得海1467萬t、彰武556萬t、新民587萬t。從變化趨勢來看,鬧得海站多年平均輸沙量最大,其上游呈上升趨勢,說明輸沙能力在沿程增大,流域以沖刷為主,是泥沙的主要來源。鬧得海站以下呈下降趨勢,說明輸沙能力在減小,河道以淤積為主,河床搖擺不定。
由于柳河徑流主要為天然降雨,受季節(jié)變化影響很大,年內(nèi)主要徑流集中在汛期,而年際間的水量豐枯相差又比較懸殊,導(dǎo)致柳河流域輸沙過程很不均勻。
鬧得海以上三站多年平均徑流量、輸沙量的年內(nèi)分配如表3。
表3 鬧得海多年平均徑流量、輸沙量分配情況 單位:%
從表3可以看出,鬧得海站以上流域多年平均徑流量汛期和非汛期幾乎各占1/2,而多年平均輸沙量汛期占84.7%,非汛期占15.3%。說明柳河的輸沙主要是汛期的洪水輸沙。因此,決定柳河流域輸沙能力的主要因素是汛期洪水發(fā)生的頻率和洪峰流量的大小。以鬧得海水文站為例,從反映這兩個指標(biāo)的年徑流來看,1964~2009年的46年間年徑流總量超過3億m3的有12年,而這12年的輸沙總量為4.2億m3,占46年總輸沙量的62%。
綜上所述,若石門子、三家子、白廟子三站上游沒有攔沙堰,其輸沙能力會更強(qiáng),有了這些工程,削減了沙峰,減緩了水土流失的速度。即便這樣,柳河的輸沙能力也是很強(qiáng)的,輸沙能力強(qiáng)意味著水土流失嚴(yán)重。要降低柳河的輸沙能力,首先應(yīng)從減少洪水發(fā)生的頻率和削減洪峰流量兩個方面來考慮,特別是主要沙源地內(nèi)蒙境內(nèi)的各支流,應(yīng)考慮增加一些防洪滯洪攔沙工程;其次是植被覆蓋、造林固沙防止水土流失。
(1)通過對柳河流域各站現(xiàn)有實測資料對比分析和沿程輸沙過程的變化,推算出柳河流域的輸沙能力為年平均1470萬t。
(2)對柳河流域的沙源、沿程變化、輸沙特性和輸沙能力變化進(jìn)行了探討,發(fā)現(xiàn)流域輸沙主要為洪水輸沙,為柳河的治理工作提供了依據(jù)。
(3)通過多年的治理,柳河的輸沙能力雖然有所減弱,但防汛形勢依然嚴(yán)峻。
[1]GB/T 50138—2010,水位觀測標(biāo)準(zhǔn)[S].
[2]水利電力部水利司.水文測驗手冊[K].北京:水利電力出版社,1983.
[3]SL 460—2009,水文年鑒匯編刊印規(guī)范[S].
[4]GB 50159—92,河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范[S].
[5]劉文光.水文分析與計算[M].北京:水利電力出版社,1989.