渾河流域水文要素年際間及年內(nèi)演變過(guò)程分析

金 浩

(遼寧省水利水電科學(xué)研究院，沈陽(yáng) 110002)

1 概 述

渾河流域主要是由渾河和太子河兩大水系組成，總流域控制面積為27,300 km2，總長(zhǎng)度為828.3 km，渾河與太子河在遼寧鞍山三岔河附近匯合后，成為大遼河，大遼河穿過(guò)平原地區(qū)，最終經(jīng)過(guò)營(yíng)口注入渤海。

渾河發(fā)源于撫順市清原縣灣甸子鎮(zhèn)長(zhǎng)白山支脈的滾馬嶺西側(cè)，自東向西流經(jīng)撫順、沈陽(yáng)等大城市，流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)。渾河全長(zhǎng)415.4km，年徑流量24.04億m3，流域控制面積流域控制面積11481km2，

其中，山丘區(qū)占總流域面積的 69.7%，平原占30.3%。河流水系基本概況見(jiàn)表1。

表1 渾河流域河流水系基本概況

渾河流域地勢(shì)東南高，西北低，河道曲折，呈不規(guī)則河型，水系發(fā)育，水量豐富。大伙房水庫(kù)以上河段，流經(jīng)中低山丘陵，植被植被覆蓋率達(dá)79.2%；中、下游流經(jīng)遼河下游平原，河網(wǎng)交錯(cuò)，渠道縱橫，工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，灌溉方便。渾河水源主要來(lái)自上游山地降雨補(bǔ)給，河源以下自然落差588m。下游河口段地勢(shì)低洼，水面寬闊，非結(jié)冰期可通航。

渾河流域位于遼河流域的東南側(cè)，太子河為渾河一級(jí)支流。渾河流域東為長(zhǎng)白山，海拔在400-500m之間，西為遼河中下游平原，海拔在300m左右。地勢(shì)自北向南，由東向中、西部?jī)A斜：鐵嶺、沈陽(yáng)一帶，地面高程為40-60m，遼陽(yáng)、鞍山一帶地面高程僅4-7m[1]。

2 水文情勢(shì)變異特征

大伙房水庫(kù)位于渾河流域,該水庫(kù)始建于1958年建成，總庫(kù)容為22.68億m3，它是多年的調(diào)節(jié)水庫(kù)，水庫(kù)的運(yùn)行對(duì)河流的水文狀況影響很大，因此，在本次分析計(jì)算中，選擇北口前站，撫順站和邢家窩棚站三個(gè)代表站，北口前站位于渾河流域的大伙房水庫(kù)上游，撫順站位于撫順市區(qū)附近，位于大伙房水庫(kù)下游，興家窩棚站位于該流域的下游，其上游分布有沈陽(yáng)及撫順的大量農(nóng)田及企業(yè)[2]。具體分布見(jiàn)圖1。

圖1 渾河流域示意圖

北口前站、撫順站及下游的刑家窩棚站的多年平均徑流量分別為4.9、16.2及19.3億m3。 詳見(jiàn)圖2。

圖2 渾河沿程水文站多年平均徑流量變化過(guò)程

2.1 水文情勢(shì)年際變化過(guò)程

為了具體對(duì)渾河流域的水文狀況進(jìn)行具體分析，將渾河的徑流過(guò)程分為1956年至1980年，1981年至1999年，2000年至2018年三個(gè)時(shí)期，見(jiàn)圖3所示。

對(duì)北口前站該時(shí)段內(nèi)的年徑流量進(jìn)行分析，該站在1980年之前，1981-1999年和2000-2018年之間的年平均徑流量分別為4.0億m3，5.1億m3和5.0億m3，徑流量在前兩個(gè)時(shí)段內(nèi)稍有增加，在后兩個(gè)時(shí)段內(nèi)，徑流量沒(méi)有太大變化。見(jiàn)圖4所示。

圖3 北口前站各時(shí)間段平均徑流量變化過(guò)程

北口前至撫順站有較大支流匯入，此期間徑流明顯增大，由于缺乏1981年至1999年的部分流量數(shù)據(jù)，故在該時(shí)期流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)值略存在一定偏差，僅分析了1956年—1980年以及2000年—2018年這兩個(gè)時(shí)間段的徑流量變化，根據(jù)兩個(gè)時(shí)間段的徑流系列資料分析可知，其年平均徑流量分別為16.7億m3和17.6億m3，自2000年以來(lái)，流域的年平均徑流量逐年增加，請(qǐng)參見(jiàn)圖4。

圖4 撫順站各時(shí)間段平均徑流量變化過(guò)程

從撫順站到邢家窩棚站，由于區(qū)域間匯流的匯入而增加，從1956年以來(lái)遼中站的徑流過(guò)程分析，可以看出三個(gè)時(shí)期的年均徑流量分別為19.0億m3，19.9億m3和19.0億m3，在此期間徑流量變化不大，但是，與兩個(gè)上游站相比，年平均徑流量在2000年之后與1956年至1980年的徑流量平均值相同，其原因是2000年之后該地區(qū)用水量有所增加，見(jiàn)圖5。

圖5 邢家窩棚站各時(shí)間段平均徑流量變化過(guò)程

從以上分析可以看出，渾河流域從上到下區(qū)間的流量有所增加，流域的徑流大部分集中在北口站與撫順?biāo)恼局g，自2000年以來(lái)，隨著下游沈陽(yáng)和撫順的用水量增加，從而導(dǎo)致下游流量相應(yīng)減少。

2.2 水文情勢(shì)年內(nèi)變化過(guò)程

為分析渾河流域水文狀況的逐年變化，對(duì)流域三個(gè)代表性水文站的月平均流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見(jiàn)圖6-圖9。

北口前站位于撫順大伙房水庫(kù)上游的渾河上，該站的月平均流量變化主要反映了該流域的徑流變化過(guò)程。根據(jù)北口前站的上述三個(gè)時(shí)段月平均流量過(guò)程的統(tǒng)計(jì)分析，每月流量過(guò)程沒(méi)有太大變化， 7，8月份徑流量占全年徑流量的58%，2000年之后，7月的月平均流量有所下降，8月份的月平均流量有所增加，其他月份的流量在該時(shí)段沒(méi)有明顯變化。

圖6 北口前站各段月平均流量變化

撫順站位于渾河流域大伙房水庫(kù)下游，其上游入庫(kù)流量對(duì)撫順站月平均流量變化過(guò)程具有一定的影響，根據(jù)撫順站三個(gè)時(shí)期月平均流量的統(tǒng)計(jì)分析可知，撫順站的年徑流量主要集中在5-8月，月平均流量占年徑流量的75%。

撫順站年內(nèi)的流量過(guò)程受到大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)，這與上游北口前站的來(lái)水流量過(guò)程不同，在7月和8月，水庫(kù)承擔(dān)了防洪任務(wù)，減少了下泄水量。2000年之后，8月平均流量明顯增加，而其他月份沒(méi)有顯著變化。 圖7顯示了撫順?biāo)恼灸陜?nèi)流量過(guò)程變化。

撫順站年平均流量的變化過(guò)程受到大伙房水庫(kù)出庫(kù)流量所控制，這與上游北口前口水文站的來(lái)水過(guò)程不同，上游來(lái)水量由大伙房水庫(kù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)農(nóng)田灌溉需求很大時(shí)，大水房水庫(kù)在5月和6月增加放水量排水，水庫(kù)承擔(dān)著七月和八月的防洪任務(wù)，此時(shí)減少下泄水量，而2000年之后，8月的平均流量增加明顯，而其他月份與其他段的平均流量相比沒(méi)有顯著變化，圖7為撫順站月平均流量變化過(guò)程。

圖7 撫順站各段月平均流量變化過(guò)程

邢家窩棚站位于渾河流域下游，各月平均流量變化過(guò)程受上游來(lái)水、大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)以及區(qū)間取用水的影響。

根據(jù)1956年以來(lái)邢家窩棚站月平均流量變化過(guò)程的分析統(tǒng)計(jì)來(lái)看，年徑流主要集中在每年的7、8月，占該站的年徑流量的48%，與上游撫順站的月平均流量變化過(guò)程相比較，由于下游農(nóng)田灌溉用水量的增加，5-8月的農(nóng)業(yè)灌溉期導(dǎo)致下游斷面流量明顯減少，分別減少33%、30%、7%和19%，而其它月份由于上游來(lái)水和區(qū)間來(lái)水，其下游流量不斷增加，見(jiàn)圖8-圖9所示。

圖8 邢家窩棚站月平均流量變化過(guò)程

圖9 2000-2018年渾河流域代表站月均流量變化過(guò)程

對(duì)年內(nèi)徑流量變化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，渾河流域上述時(shí)段內(nèi)的月平均流量變化不大，且都呈現(xiàn)出相同的規(guī)律。

渾河流域的徑流均集中在七八月，大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)后，在農(nóng)業(yè)灌溉高峰期的5月和6月，為確保下游農(nóng)業(yè)灌溉用水而增加下泄流量，而7月和8月由于為了水庫(kù)防洪的需要，減少下泄流量，渾河流域由于下游有大量的農(nóng)田，在五月至八月的灌溉用水高峰期取水導(dǎo)致下游河道流量減少，因此，渾河流域的徑流主要受大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)作用的影響，以確保下游防洪安全。

2.3 水文情勢(shì)演變

結(jié)果表明，渾河流域自上而下的河道流量不斷增加，流域徑流主要集中在北口前至撫順站之間，在撫順站以下，由于農(nóng)業(yè)灌溉用水量的不斷增加，河流在灌溉高峰期時(shí)河道流量相對(duì)減小，對(duì)水文狀況年際變化的分析表明，自2000年以來(lái)，渾河流域下游沈陽(yáng)和撫順的用水量增加，導(dǎo)使得下游流量逐漸減少。

3 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)渾河流域演變規(guī)律來(lái)看，渾河流域的洪水主要集中在每年的7，8月份，受到大伙房水庫(kù)調(diào)節(jié)后，在農(nóng)業(yè)灌溉高峰期的5月和6月，為確保下游農(nóng)田灌溉的需求，大伙房水庫(kù)增加了下泄流量，到7月和8月，水庫(kù)在防洪時(shí)段內(nèi)減少了下泄流量，由于流域下游分布著大量農(nóng)田，這樣就需要大伙房水庫(kù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在5月—8月下游河道流量逐漸減少。