黃河中游河龍區間水沙特性分析

劉都喜，趙基元，催殿和，馬文進

（黃委中游水文水資源局，山西 晉中 030600）

黃河中游河龍區間水沙特性分析

劉都喜，趙基元，催殿和，馬文進

（黃委中游水文水資源局，山西 晉中 030600）

文章對黃河中游河口鎮到龍門區間（以下簡稱區間）重要控制站頭道拐、吳堡、龍門等水文站及支流無定河、窟野河等支流的水沙特性進行了系統分析。區間是黃河洪水主要來源區之一，是黃河多沙粗沙主要來源區。區間水少沙多，來水來沙年際變化大，年內分配不均，主要集中在汛期，來沙量這一特性更突出，甚至全年來沙量主要集中在幾場洪水之中。區間支流洪水洪峰模數大，特點是暴漲暴落，歷時短，含沙量大。

黃河中游；河龍區間；徑流量；輸沙量；含沙量；洪水

1 概述

河龍區間屬溫帶大陸性季風氣候，從南到北跨越半濕潤、半干早和干旱三類氣候帶。區間黃河干流長 723 km，集水面積111 586 km2，占黃河流域面積的14.8%。流域面積大于1 000 km2的支流有21條。地貌的最大特征是溝壑縱橫，支離破碎，植被條件總體較差，水土流失十分嚴重。區間是黃河的多沙粗沙主要來源區，又是黃河洪水主要來源區之一。區間多沙區面積7.16萬km2，占全河多沙區面積的60.1%，占區間集水面積的64.2%。多沙粗沙區面積5.99萬km2，占全河粗沙區面積76.2%，占區間多沙區面積83.7%，占區間集水面積53.7%。

2 徑流量

河龍區間多年平均年徑流量為53.15億m3，僅占龍門站年徑流量的19.0%，只占黃河年徑流量的9.2%。說明區間是黃河流域產流量偏少的地區。區間多年平均年徑流系數為0.111，在黃河流域六大分區中排第5位，為黃河流域多年平均年徑流系數的60.3%，全國多年平均年徑流系數的25.3%，屬不容易產流的地區。區間干支流徑流量年際變化大，年內分配不均。

2.1 區間干流

區間干流的徑流由兩部分構成，一是黃河上游河口鎮以上來水，二是區間支流來水。在干流的年徑流量中，河口鎮以上來水占主導地位，河口鎮以上來水占龍門站年徑流量的81.0%。區間不同區域年徑流深度在42.4～60.7 mm之間。河口鎮和龍門最大年徑流量都是最小年徑流量的4.1倍，年徑流量變差系數Cv值分別為0.33，0.30。汛期徑流量占年徑流量比重在47%左右。

2.2 區間支流

區間21條支流總徑流量為37.41億m3，占區間徑流量的70.4%，占龍門徑流量的13.3%。無定河、窟野河2條支流總徑流量為18.48億m3，占區間徑流量的34.8%，占龍門徑流量的6.6%。各支流年徑流量最大與最小的比值在2.6～476之間，各支流控制站年徑流量變差系數在0.21～1.26之間。區間汛期徑流量為24.8億m3，占年徑流量的47.9%。支流汛期徑流量占年徑流量的比重在 39.0%～80.5%之間，大都在55%以上。

3 輸沙量

黃河多年平均年輸沙量為16億t，居國內及世界各大江大河之首；多年平均輸沙模數2 127 t/（km2·a），多年平均含沙量27.6 kg/m3（1919—1985年系列），也均居國內及世界各大江大河前列。

3.1 區間干流

龍門年輸沙量構成以區間為主，河口鎮以上來沙僅占龍門年輸沙量的14.0%，區間多年平均年輸沙量占龍門年輸沙量的86.0%。河口鎮至龍門年徑流量、輸沙量沿程變化情況，是年徑流量在區間沿程增加較少，而輸沙量沿程顯著增加。吳堡、龍門比河口鎮年徑流量分別增加11.4%和23.4%左右，而年輸沙量卻分別是河口鎮的3.3倍和6.2倍。

輸沙量不僅年際變化大，而且年內分配也不均勻。各站變化幅度差別也較大，年輸沙量變幅在10.7～44.7倍之間。

3.2 區間支流

各支流歷年年輸沙量最大與最小的比值差別很大，在18.8～810之間。其中比值為兩位數的支流有12條，比值為三位數的支流有9條。各支流控制站年輸沙量變差系數在0.74～1.62之間，其中在0.7～1.0之間的支流有11條，在1.0～1.2之間的支流有6條，大于1.2的支流有4條。

支流汛期輸沙量占年輸沙量在92.0%～99.5%之間，7—8月輸沙量占年輸沙量在78.8%～97.2%。

區間12條主要支流皇甫川、孤山川河、窟野河、禿尾河、佳蘆河、無定河、清澗河、延水、嵐漪河、湫水河、三川河、昕水河設站控制面積，占龍門以上控制面積的13.8%，年輸沙量占龍門站年輸沙量的58.0%。

4 含沙量

河口鎮和龍門站多年平均含沙量分別為5.12和29.7 kg/m3，區間來水多年平均含沙量是頭道拐平均含沙量的26.1倍。區間來水多年平均含沙量為135 kg/m3，是黃河多年平均含沙量的4倍。其中，府-吳區間來水多年平均含沙量高達145 kg/m3。

高含沙水流主要發生在地處黃土高原的黃土丘陵溝壑區和毛烏素沙漠的過渡地帶，這一帶河流的含沙量均很大。在21條支流中有14條支流實測最大含沙量在1 000 kg/m3以上，含沙量在1 300 kg/m3以上的支流有8條，含沙量在1 400 kg/m3以上的有6條，含沙量在1 500 kg/m3以上的有3條，含沙量在1 600 kg/m3以上的只有窟野河，共5站次，其中以窟野河溫家川站實測含沙量1 700 kg/m3為最大。

5 洪水

河龍區間是黃河三大洪水來源區之一，洪水大而頻發，洪水中挾帶有大量泥沙是這一區域洪水的顯著特征。區間洪水按其成因可分為暴雨洪水和融冰洪水兩大類型，以暴雨洪水為主。

5.1 區間干流洪水在黃河的地位

區間吳堡站1976年8月2日洪峰流量24 000 m3/s洪水，是黃河流域有資料記載以來實測最大洪水，該站1842年洪峰流量32 000 m3/s洪水，在黃河流域調查洪水中并列第二位。這說明在黃河干流洪水中，區間大洪水地位十分突出。

經統計，龍門站大洪水一般均由吳堡站來水為主。在龍門站21次較大的實測洪水中（洪峰流量大于10 000 m3/s），有19次是以吳堡站來水為主組成的，出現概率為90.5%。

5.2 區間支流洪水是干流洪水的主要來源地

支流共發生10 000 m3/s以上大洪水8次，其中窟野河6次，皇甫川和孤山川河各1次。區間河流多屬山溪性河流，洪水暴漲暴落。悖牛川新廟站1989年洪水，24 min水位上漲11.30 m，流最上漲7 650 m3/s。申家灣站1 958.07洪水，40 min水位上漲12.67 m，流量上漲3 980 m3/s。

1）支流洪水頻發，是干流大洪水的來源地。除桃汛融冰會形成干流中小洪水外，府谷、吳堡和龍門站較大洪水，均由區間支流洪水形成。

2）支流洪水大、洪峰流量模數高。支流實測最大洪峰流量14 000 m3/s，發生在窟野河。洪峰流量大于10 000 m3/s的支流有窟野河、皇甫川和孤山川河3條；洪峰流量在8 000～10 000 m3/s之間的支流有無定河和延水2條。實測洪峰流量模數最大為孤山川河的 8.16 m3/（s·km2）；大于 1.0 m3/（s·km2）的支流有孤山川河、皇甫川、佳蘆河、紅河、窟野河、清澗河和延水7條。說明區間支流是洪峰流量和洪峰流量模數的高值區。

3）高含沙洪水演進情況復雜。19760802洪水，上游干支流洪峰疊加也只有21 500 m3/s，吳堡站卻出現罕見的尖瘦形24 000 m3/s洪峰。1989年洪水，上游各支流合成流量19 900 m3/s，吳堡站卻出現矮胖形洪峰12 400 m3/s。高含沙洪水使區間，一些支流曾出現漿河現象或揭河底。1958年7月10日，窟野河出現高含沙水流，并發生了漿河現象；小理河李家河站和蘆河靖邊站附近河段也曾發生過漿河現象。支流延水甘谷驛站測驗河段附近也曾發生過幾次揭河底現象。

［1］徐建華等.黃河中游多沙粗沙區區域界定輸沙規律研究［M］.鄭州：黃河水利出版社，2000，7.

［2］陳先德，等.黃河水文［M］.鄭州：黃河水利出版社，1996.

［3］齊斌，馬文進，薛耀文，等.黃河中游水文［M］.鄭州：黃河水利出版社，2005，10.

X505

B

1002－0624（2011）06－0040－02

2011-02-26