(甘肅省酒泉水文水資源勘測(cè)局，甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

1 疏勒河流域概況

疏勒河位于甘肅省河西走廊西端，是我國(guó)西北部河西走廊三大內(nèi)陸河流之一。疏勒河位于疏勒南山與托來(lái)山之間，源于天竣縣沙果林那穆吉木嶺日阿吉爾峰。北西流至德令哈波羅溝附近，受野馬山阻擋，折向北流，出青海入甘肅境。在青海省先后匯入的較大支流有烏蘭溝，扎爾馬格曲和查干布爾斯曲。西北向進(jìn)入甘肅境內(nèi)，流經(jīng)肅北縣的高山草地，穿大雪山—托來(lái)南山間峽谷，過(guò)昌馬盆地。出昌馬峽以前為上游(昌馬堡至玉門市段，當(dāng)?shù)胤Q昌馬河)，水豐流急，出昌馬峽至走廊平地為中游，向北分流于大壩沖積扇面，有十道溝河之名。經(jīng)昌馬、玉門、飲馬農(nóng)場(chǎng)后，折向西流，接納榆林河、黨河后，入敦煌市西北的哈拉湖，尾閭為間歇性河道、消沒(méi)于新疆維吾爾自治區(qū)東部邊境的鹽沼之中。

圖1 疏勒河上下游各站輸沙量模比系數(shù)差積曲線圖

2 疏勒河泥沙變化特征

疏勒河自上而下設(shè)有昌馬堡、潘家莊兩個(gè)水文監(jiān)測(cè)站，本次泥沙特性分析采用1956-2016年61年系列，通過(guò)上下游相關(guān)性插補(bǔ)至同步期資料，對(duì)輸沙量、輸沙率、輸沙模數(shù)等泥沙水文要素進(jìn)行變化特征分析并與徑流量進(jìn)行相關(guān)性分析。點(diǎn)繪疏勒河上下游昌馬堡站、潘家莊站輸沙量模比系數(shù)差積曲線圖，見圖1，從圖中可以看出，疏勒河泥沙上下游變化趨勢(shì)基本一致，從1968年昌馬大壩水利樞紐等涉水工程的修建及受人為因素干擾影響，上下游輸沙量變化趨勢(shì)不一致的程度越來(lái)越大，總的來(lái)說(shuō)，1956-2016年間先后出現(xiàn)3個(gè)豐枯變化過(guò)程，其中最大的變化節(jié)點(diǎn)在1998年左右，初步判定疏勒河泥沙在這個(gè)時(shí)間段發(fā)生顯著的由枯轉(zhuǎn)豐的過(guò)程，發(fā)生跳躍性變化。

3 疏勒河泥沙年內(nèi)分配規(guī)律

從表1可以看出，疏勒河非汛期1-4月及10-12月輸沙量占比昌馬堡站1.89%，潘家莊站9.56%；徑流量占比昌馬堡站25.12%，潘家莊站45.7%。汛期5-9月輸沙量占比昌馬堡站98.16%，潘家莊站91.94%；徑流量占比昌馬堡站74.88%，潘家莊站54.3%。說(shuō)明疏勒河泥沙非汛期7個(gè)月泥沙很少，主要集中在汛期，伴隨汛期洪水向下游輸送，據(jù)《水文巡測(cè)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，可對(duì)疏勒河非汛期泥沙停測(cè)，采用汛期實(shí)測(cè)泥沙插補(bǔ)全年輸沙量,可對(duì)水文站測(cè)驗(yàn)方式進(jìn)行簡(jiǎn)化。疏勒河徑流量受水量來(lái)源組成年內(nèi)分配較均勻，汛期與非汛期徑流量上游較下游占比發(fā)生較大變化，其原因主要為區(qū)間水利工程截畜、水庫(kù)調(diào)度影響，使下游徑流受基流地下水補(bǔ)給，非汛期徑流量與汛期基本均等分配。

4 疏勒河泥沙年際變化規(guī)律

從表2可以看出，疏勒河上下游徑流量相差較大，而輸沙量相差不大，是因?yàn)槟嗌持饕杏谘雌诤樗陂g，而區(qū)間水利工程對(duì)非洪水徑流引調(diào)調(diào)蓄利用率高，汛期洪水的調(diào)蓄、利用程度低。疏勒河輸沙量?jī)烧綜v值為0.72和0.75，徑流量Cv值為0.27和0.25，上下游代表站徑流比3.7，泥沙比1.5，泥沙與徑流量的上下游相關(guān)性較好，最大值發(fā)生年份基本一致，說(shuō)明輸沙量大的年份水量也一定是豐水年，而極值比輸沙量差別較大，徑流量差別小，說(shuō)明泥沙主要受汛期暴雨過(guò)程影響，降水強(qiáng)度、降水歷時(shí)等因素影響最為顯著，區(qū)域內(nèi)植被覆蓋稀疏、土質(zhì)松軟，泥沙來(lái)源主要為強(qiáng)度大、雨量大的降水過(guò)程對(duì)下墊面的侵蝕、沖刷，易形成含沙量極高的洪水過(guò)程向下游輸送。

5 疏勒河泥沙不同時(shí)段變化規(guī)律

采用距平分析法對(duì)疏勒河各年代泥沙變化進(jìn)行分析，并點(diǎn)繪泥沙變化過(guò)程線及不同時(shí)段均值變化圖，表3說(shuō)明疏勒河泥沙上下游變化規(guī)律一致，昌馬堡站與潘家莊站均為鋸齒狀的增長(zhǎng)過(guò)程，1956-1996這40 a的時(shí)間疏勒河輸沙量較穩(wěn)定呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，但在1997-2006這10 a間輸沙量發(fā)生跳躍性增長(zhǎng)，明顯高于均值，這也與前文中的疏勒河輸沙模數(shù)分析輸沙量變化過(guò)程結(jié)果一致(見圖2和圖3)。

表1 疏勒河泥沙與徑流量年內(nèi)分配表

表2 疏勒河泥沙特征值及典型年輸沙量統(tǒng)計(jì)表

圖2 昌馬堡站輸沙量變化過(guò)程及不同時(shí)段均值變化過(guò)程圖

分析原因主要為這個(gè)階段是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展最迅速的時(shí)間段，也是人類活動(dòng)對(duì)河道、上游祁連山生態(tài)環(huán)境影響最顯著的時(shí)間段，河道采砂、水利工程施工、上游植被破壞等一系列的人類活動(dòng)使地表裸土增加，暴雨洪水挾沙能力顯著增大，水土流失等使祁連山區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生非常嚴(yán)重的破壞。隨著當(dāng)?shù)貙?duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和觀念的轉(zhuǎn)變及國(guó)家對(duì)上游祁連山區(qū)生態(tài)環(huán)境治理強(qiáng)度的加大，近年來(lái)疏勒河流域水土保持效果顯著，裸土面積得到有效控制，徑流挾沙能力也在降低，但年輸沙量仍高于多年均值，說(shuō)明疏勒河輸沙量還遠(yuǎn)未達(dá)到較好水平。

圖3 潘家莊站輸沙量變化過(guò)程及不同時(shí)段均值變化過(guò)程圖

表3 疏勒河不同年代泥沙均值及距平分析表

6 疏勒河泥沙變化趨勢(shì)分析

對(duì)疏勒河泥沙輸沙量變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，分別對(duì)昌馬堡站和潘家莊站泥沙變化趨勢(shì)進(jìn)行回歸分析并擬合趨勢(shì)方程，見表3，采用坎德爾秩次相關(guān)法、斯波曼秩次相關(guān)法、線性趨勢(shì)回歸法進(jìn)行顯著性水平α=0.05的趨勢(shì)性檢驗(yàn)，兩站的檢驗(yàn)結(jié)果均為顯著性增大，詳細(xì)檢驗(yàn)結(jié)果見表3。

7 疏勒河泥沙變化跳躍性分析

根據(jù)有序聚類分析法分析判斷，疏勒河泥沙變化趨勢(shì)跳躍性檢驗(yàn)t檢驗(yàn)結(jié)果為跳躍點(diǎn)前后均值差異顯著，秩和檢驗(yàn)結(jié)果為前后兩樣本來(lái)自不同總體，游程檢驗(yàn)結(jié)果為前后兩樣本來(lái)自同一總體。其中昌馬堡站跳躍前均值275.2×104t，跳躍后均值495.4×104t，跳躍量為220.2×104t，最可能的跳躍年份為為1998年，即1956至1998年為前一樣本，1999至2016年為后一樣本；潘家莊站跳躍前均值152.4×104t，跳躍后均值296.9×104t， 跳躍量為144.6×104t，最可能的跳躍年份為1995年，即1956至1995年為前一樣本，1996至2016年為后一樣本。具體分析結(jié)果見表5。

表4 疏勒河泥沙變化趨勢(shì)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

表5 疏勒河泥沙變化趨勢(shì)跳躍分析結(jié)果表

點(diǎn)繪疏勒河昌馬堡站和潘家莊站輸沙量雙累積曲線，如圖4，上下游昌馬堡站和潘家莊站輸沙量雙累積曲線擬合較好，線性呈一直線，說(shuō)明疏勒河上下游各站相關(guān)關(guān)系良好，但在1997-2006年區(qū)間內(nèi)曲線點(diǎn)據(jù)發(fā)生間隔性變化，曲線呈斷裂狀，但上游昌馬堡站和下游潘家莊站相關(guān)性較好，變化趨勢(shì)一致。這主要是因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間段內(nèi)疏勒河輸沙量相鄰年份間出現(xiàn)較大幅度的變化，點(diǎn)據(jù)間隔年份為1995年、1998年，正是這幾年間，疏勒河流域受人工干預(yù)影響最大的時(shí)間段，這也說(shuō)明了疏勒河輸沙量變化趨勢(shì)發(fā)生跳躍性變化，印證了跳躍年份檢驗(yàn)結(jié)果的合理性。

圖4 昌馬堡站輸沙量累積值

8 結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)繪制疏勒河泥沙上下游代表站模比數(shù)差積曲線、趨勢(shì)過(guò)程線得出上下游代表站各出現(xiàn)三個(gè)不同程度的豐枯變化過(guò)程，且相關(guān)性較好，資料代表性較高。

(2)疏勒河泥沙年內(nèi)分配汛期與非汛期差距顯著，上下游代表站汛期占比91.9%～98.2%，泥沙絕大部分是通過(guò)汛期向下游輸移；疏勒河徑流量年內(nèi)分配汛期與非汛期差距不顯著，上下游代表站汛期占比54.3%～74.9%，說(shuō)明徑流與泥沙相關(guān)性不是很顯著，疏勒河泥沙輸移動(dòng)力來(lái)源為集中在汛期的暴雨洪水，并與暴雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度等因素影響較大。

(3)疏勒河泥沙趨勢(shì)性檢驗(yàn)，疏勒河泥沙演變?yōu)轱@著性增大過(guò)程，疏勒河泥沙跳躍性檢驗(yàn)，上下游代表站均在1995-1998年間發(fā)生跳躍性變化，這與當(dāng)?shù)卮罅啃藿ㄌ菁?jí)電站、水庫(kù)及水利工程影響的年份相一致。

(4)疏勒河泥沙1996-2006年間顯著高于多年均值，這個(gè)階段也是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展最迅速的時(shí)間段，也是人類活動(dòng)對(duì)河道、上游祁連山生態(tài)環(huán)境影響最顯著的時(shí)間段，河道采砂、水利工程施工、上游植被破壞等一系列的人類活動(dòng)使地表裸土增加，暴雨洪水挾沙能力顯著增大，水土流失等使祁連山區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生非常嚴(yán)重的破壞，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾異常突出。