柳河泥沙初步分析

【摘要】本文分析了柳河流域的泥沙特性、泥沙来源、泥沙延程变化，以及柳河泥沙对辽河的影响。【关键词】柳河流域；泥沙来源
【abstract】the article analyzes characteristics of basin of sediment, sediment sources, sediment extended range changes, and sediment on the liaohe of liuhe.【key words】liuhe river basin; sediment sources
柳河系辽河支流,位于辽河干流右岸,上游有三条较大支流,柳河是辽河下游一条多沙河流,素有“小黄河”之称。流域内多沙漠和丘陵，属半干旱季风大陆性气候。据彰武县气象部门统计，每年平均有6级以上大风日69.3d，又多出现在干旱季节。一年内降雨量75% ~ 80%集中在汛期，且常以暴雨形式出现。强风、暴雨、地形及土壤特点，使该流域风蚀、水蚀严重。流域内植被稀疏，旱季一到，黄沙滚滚，雨季一到，洪水横流，泥沙俱下。该流域多年平均降雨量454.3mm，最大降雨强度124mm/h。多年平均降水总量为26.31亿m3，多年平均径流量为3.4572亿m3，径流系数仅0.13。多年平均年输沙量780.80万t。流入辽河水量虽不大，但沙量较大，经对1957 ~ 1988年32年资料统计，由新民站输入辽河的多年平均沙量占辽河来沙量的39.6%，1982年占92.1%，所以说该流域是辽河下游主要泥沙来源地。
1. 资料的统计分析首先对流域内各控制站历年降水、径流、泥沙资料进行统计，然后进行均值、cv值以及5，10，15年滑动均值计算，并绘制滑动特征值图表进行特征分析。1.1降水资料。对流域内各控制站以上雨量站的1957 ~ 1988年历年降雨量资料进行统计计算，求其流域平均降雨量，计算方法采用算术平均法。五六十年代雨量站较稀，代表性相对差些。经分析，本流域最大3日暴雨是流域产生洪水、造成水土流失的主要因素，所以对最大3日暴雨进行了统计，在计算流域平均最大3日暴雨量时，采用每个站的年内最大值。流域内各站出现最大3日暴雨的日期有可能不完全一致，但历年都是同样的统计方法，前后有一定的可比性。从计算机计算出的大年夜流域平均年降水量成果看，50年代末60年代初的10年，比80年代约大10%，3日暴雨约大15%，有逐渐由丰变枯的趋势。从地区分布上看，降水量由东南向西北递减。其值在600 ~ 400mm之间。1.2径流资料。对各控制站历年实测和还原后的年径流量进行了统计分析。按照各站所处的地理位置，三家子加白庙子加石门子，再加该三站到闹德海区间的径流量应等于闹德海的径流量。由于敬意无实测资料，故用闹德海的径流量减去3个站的径流量之和为区间径流量。结果表明，大多数年份有区间径流，也有少数年份为负值，其原因除测验有一定误差外，库区蓄积也是一个主要因素。闹德海到彰武区间都是正值，说明区间径流较大，而彰武到新民区间径流量为负值的年份较多，除测验方面的误差和引洪淤灌工程的存在以外，还因为这一河段河道渗漏严重，河水大量补给地下水，很少有地面径流产生。该流域径流的年内分配，也很不均匀，汛期径流量较大，多年平均6 ~ 9月份流量占全年径流量的61.1%，非汛期径流量占全年径流量的38.9%。1.3泥沙资料。对各控制站历年实测泥沙资料进行统计，与径流量情况一样，闹德海输沙量减去上游三家子、白庙子、石门子3个站输沙量之和为区间来沙量，大多数年份区间沙量较大，说明库区有冲刷现象，少数大水年份区间为负值，库区有所淤积，多年统计冲淤平衡。闹德海到彰武区间大部分是负值，说明河道多数年份是淤积，个别年份冲刷。彰武到新民区间也是多数年份淤积，少数年份冲刷。输沙量的年内分配极不均匀，汛期相当集中，多年平均6 ~ 9月份输沙量占全年输沙量的73.1%以上，非汛期只占26.9%，1968年汛期4个月输沙量点全年输沙量的99.1%。
2. 柳河泥沙来源及沿程变化分析从以上各项基本资料的统计分析看出：柳河泥沙主要来自闹德海水库以上流域。
三家子站流域面积占闹德海水库以上总面积的20.4%，多年平均输沙量为449.84万t，占闹德海以上产沙量的30.1%；白庙子站流域面积占闹德海水库以上总面积的8.4%，多年平均输沙量为258.9万t，占闹德海以上产沙量的15%，石门子站面积占闹德海水库流域面积的59.5%，多年平均输沙量为803.36万t，只占闹德海总来沙量的48.4%，这表明三家子以上和白庙子以上内蒙古自治区的奈曼旗、库伦旗是柳河泥沙的主要来源，见表1。6闹德海水库总控制面积为4051km2，坝高41.5m，沙库容早已淤满，总库容经常变化，目前最大库容为1.93亿m3。大水年淤积，库容变小，平枯水年冲刷，库容逐渐增大，1970年改建采用了“冬蓄春放汛期闸门敞开”的调度方式，20年来闹德海水库的实测库容并没有多大变化，冲淤基本平衡。闹德海水库以上多年平均产沙量1661.29万t。闹德海 ~ 彰武区间平均每年淤积684.39万t，彰武~新民区间平均每年淤积196.10万t，闹德海 ~新民区间总淤积量为880.49万t。国而新民排入辽河的沙量每年平均为780.80万t，见表1。即闹德海水库每年排出的沙量有53%淤积在闹德海~新民间，剩余47%的沙量排入辽河。

3. 柳河泥沙的年际变化分析柳河各站泥沙的年际变化很显著，见表2。为了分析各个时期泥沙的变化规律，分时段（5，10，15年）对降雨、径流、泥沙进行统计，并进行各时段的滑动均值计算，从计算效果看，都不同程度地反映了其变化规律。现以闹德海和新民两个控制站为例，以10年为一计算时段，在降雨量大致相同的条件下，分析降雨、径流、泥沙三者之间的变化关系。计算表（略）。3个时段降雨量基本接近（在414.4 ~448.6mm之间），但径流和泥沙变化较大。时段（1）的径流量为398.2×106m3，时段（2）则为259.0×106m3，10年间减少139.2×106m3，每年平均递减4.2%，时段（2）到时段（3）10年间减少58.2×106m3，每年平均递减2.5%。表2柳河各站输沙量年际变化站名最大年输沙量最小年输沙量（万t）年份（万t）年份最大与
最小比值三家子2140.00196621.101981101.0白庙子1633.0219631.3319821227.8石门子7823.01196315.601982501.5闹德海4790.00196342.401982113.0彰　武4503.90196396.8198846.5新　民3501.00196394.6198837.0泥沙减少的趋势比径流更明显，时段(1)～时段(2)，10年间减少1700.2万t，每年平均递减8.3%，时段(2)到时段(3)10年间减少沙量589.3万t，平均每年递减6.3%。新民站在降水量大致相同(10年滑动均值在510.8~551.1mm)的情况下，径流、泥沙变化也呈减少趋势。径流量由时段(1) (1959~1968年)到时段(2) (1969~1978年)，10年减少146.9×106m3，平均每年递减3.7%，时段(2)到时段(3)，10年间减少径流量63.5×106m3，每年平均递减2.2%。泥沙变化更为明显，时段(1)为1408.1万t，时段(2)为625.5万t，10年间减少沙量为782.6万t，平均每年递减7.8%，时段(3)沙量为327.6万t，与时段(2)相比，10年间减少了297.4万t，每年平均递减6.3%。为了便于比较，现将闹德海水库和新民站各时段每年平均减少径流量和沙量情况摘列见表3。表3每年平均减少径流、泥沙情况表（%）站名时段每年平均减少径流量每年平均减少输沙量闹德海
6.3上表数据的变化，说明柳河流域由于水土保持工作的开展，拦沙蓄水的效益是比较明显的，径流量平均每年减少3.2%，沙量平均每年减小7.2%。
4. 洪水的变化分析暴雨是产生洪水的主要因素，也是水土流失的重要因素。统计分析闹德海、石门子流域平均最大3日暴雨的发生情况及历年变化，是衡量洪水变化的一个重要手段。从电算成果可知50年代末60年代初暴雨较频繁，而七八十年代暴雨相对减少，从10，15年滑动均值看，虽有下降趋势，但幅度不大。而洪峰、洪量则变化十分显著，随着时间的推移，每年都有削减，这和输沙量减少是对应的。
5. 柳河泥沙对辽河的影响辽河贯穿辽宁省中部平原。治理辽河是保证辽宁省国民经济发展的一项战略任务，“辽河不治，辽宁不宁”。由于辽河下游泥沙主要来自柳河，所以治辽必先治柳。通过对柳河入辽河控制站-新民水文站1957~1988年32年实测沙量的统计计算，多年平均年排入辽河的沙量为780.80万t，而近10年(1979 ~ 1988年)平均每年排入辽河的沙量为327.6万t，每年平均递减6.3%。因此，只要努力做好柳河上游水土保持工作，柳河泥沙对辽河的威胁将会逐渐减小。以上分析是根据柳河流域各水文控制站、雨量站连续32年实测降雨、径流、泥沙以及最大3日暴雨、洪峰、洪量资料，经过统计分析得出的结果。