第二牤牛河水沙特征探析

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本文作者：祖佳、杨志刚 单位：辽宁省水文水资源勘测局朝阳分局

第二牤牛河属大凌河一级支流，是一条多泥沙河流。其上游分南北两支，南支发源于辽宁省建平县富山镇张福店村牛河梁与凌源市万元店镇庙后交界处；北支发源于建平县青峰山乡孤家村长皋山。河长66km，流域面积1097km2。流域地处半干旱半湿润易旱地区，流域内多低山丘陵。多年平均年径流量0.0763×108m3，多年平均年输沙量31.69×104t。第二牤牛河是建平县和喀左县工业经济发展所需水量重要来源。

1水沙特性

1.1径流量、输沙量年际变化

第二牤牛河径流量年际变化大。输沙量年际变化与径流量基本同步，且变幅更为剧烈（详见图1）。以叶柏寿水文站1960—2009年的50年实测系列资料分析，水量最丰的1962年是最枯的2009年的49倍，相应年输沙量则为96倍。将50年资料以年代划分计算得出：20世纪60年代平均年径流量、年输沙量偏丰，分别是均值的2.32倍、2.31倍。70年代平均年径流量接近均值；20世纪80年代以后平均年径流量持续低于均值。尤其近10年平均年径流量较均值减少50.2%。与径流量相比较，20世纪70年代平均年输沙量偏小，仅占均值53.2%；而20世纪80年代平均年输沙量显著增加；到20世纪90年代该值略有减小；2000年以后平均年输沙量相对有所增加，详见表1。

1.2径流量、输沙量年内变化

第二牤牛河径流量年内分配极不均匀，主要集中在汛期。1960—2009年平均6—9月径流量占全年的70.6%，其中7、8月径流量占全年的52.2%。输沙量年内分配相对更为集中，多年平均6—9月输沙量占全年输沙量的98.1%，7、8月总量占全年的68.5%。详见图2。

2影响因素

2.1降水影响

2.1.1降水量

对第二牤牛河流域叶柏寿站1960—2009年的年降水量和汛期（6—9）降水量分别与年径流量、年输沙量进行相关分析。经计算相关系数得，年降水量与年径流量、年输沙量的关系系数r分别为0.53、0.52；而汛期降水量与年径流量、年输沙量的关系系数r分别为0.61、0.48。说明降水是产生径流和泥沙的重要影响因素。且汛期降水量与年径流量相关性更强，而汛期降水量作为单个因子与年输沙量的变化随机性很大，呈一般相关关系。

2.1.2降水强度

降水强度作为影响因子比降水量对牤牛河流域的径流量、输沙量影响更为剧烈。由台风倒槽、局部强对流天气形成的暴雨对流域内河道水量特别是输沙量变化产生很大影响。以年降水量相近的两个年份为例说明。1977年第二牤牛河流域降水量608.1mm，年径流量0.076×108m3，年输沙量14.5×104t；1984年降水量560.4mm，径流量0.088×108m3，年输沙量68.4×104t。这两年比较降水量为1:0.9，径流量为1:1.2，输沙量的比值1：4.7。其原因在于1984年8月9—10日受强对流天气影响，流域内普降暴雨，出现大洪水，使输沙量大增（最大3日输沙量占年总量49.4%）。因此可见，降水强度对输沙量变化影响十分显著。

2.2人类活动影响

2.2.1水土保持措施

1993年以来，国家加大对小流域的水土保持综合治理力度［1］。通过叶柏寿站年径流量与年输沙量双累积曲线看出：1993年以后曲线斜率有所下降，说明水土保持措施有明显收效，第二牤牛河流域年输沙量有所减少。

2.2.2粗犷式采矿业的影响

2000年以来，随着建平县和喀左县北部铁矿开采、制造业的兴起，矿山开采量迅速上升。据统计［2］，2007年铁矿石产量较1990年增长约10倍。矿山开采及矿渣的清倒造成牤牛河流域内植被破坏，水土流失，河道输沙量增加。从图3可以看出，双累积曲线从2000年开始，斜率明显增大。

3结语

第二牤牛河是一条多泥沙河流。径流量年际变化大，且近30年水量减小。年内分配集中在6—9月，占全年水量的70.6%。输沙量年际、年内变化与径流量基本同步，且变幅更为剧烈。通过双累积曲线和相关性分析方法，得出降水量和降水强度是水沙变化的主要影响因素。水土保持措施使得河道输沙量减小。但2000年后，受矿山开采和矿渣清倒影响，河道输沙量有所增加。