北汝河水文特性分析

□王紅濤（河南省洛陽水文水資源勘測局）

□郎 毅（黃河水利委員會河南水文水資源局）

□劉 緩（河南省農(nóng)田水利水土保持技術(shù)推廣站）

1.地理概況

1.1 地理位置

北汝河位于河南省西南部洛陽、平頂山兩市，屬于淮河流域潁河水系沙河的支流，介于東經(jīng)112°00′～113°60′、北緯33°45′～34°20′之間，流域外南與長江、北與黃河兩大流域相鄰，總面積5670 km2，占河南省面積的3%左右。伏牛山脈延伸全境，上游為山地、中游多為丘陵或臺地，下游為平原。地勢總趨勢西南高東北低，西南北3面為山地和丘陵，似簸箕形狀。

1.2 氣候

北汝河區(qū)域?qū)儆谂瘻亍霛駶櫄夂騾^(qū)，處于南北方過渡地帶。冬春季節(jié)干燥多風，降水量偏少，夏秋季節(jié)降水比較集中，多年平均降水量在750 mm左右，降水日數(shù)在100 d左右，汛期降水量約占年總降水量的62%，區(qū)域內(nèi)實測最高氣溫42℃，最低氣溫-12℃，多年平均氣溫14℃左右，年平均相對濕度為64.5%，無霜期一般在220 d左右。

1.3 土壤、植被、水文地質(zhì)

深山區(qū)多為石渣土，部分山群之間亦有紅粘土，但其植被覆蓋較好，水土流失不嚴重。丘陵地區(qū)多為紅粘土夾石或石灰?guī)r結(jié)構(gòu)，并分布在坡地的下部，植被較差，且多數(shù)為莊稼地，水土流失比較嚴重，平原地區(qū)多為紅壤分布。

本區(qū)域上中游位于伏牛山區(qū)，群峰交錯，斷塊發(fā)育，形成懸崖陡壁和起伏不平的山區(qū)丘陵地形，河床發(fā)育較好，干流彎曲較大，河槽呈“U”形，支流呈“V”形，且坡降較大。下游河槽彎曲變小，形成開散形寬淺河床。

1.4 河流水系

北汝河屬于淮河流域潁河水系上沙河的支流，發(fā)源于嵩縣龍池漫山北麓，全長250 km，至襄城縣孔門進入沙河。流域內(nèi)支流較多，較大的有馬蘭河、付店河、黃澗河、石河、凈腸河等二十余條，在支流河道上修建有中小型水庫，干流上目前尚無控制性水利樞紐。

2.降水

2.1 降水量的地域分布

本地區(qū)的降水受地理位置、地形和氣候條件的影響，分布是不均衡的，其分布的總體趨勢南部大于北部，山地大于盆地。多年平均降水量在750 mm以上，其中最大的王坪站，多年平均降水量為892.9 mm，最大24 h雨量在110～657 mm之間，暴雨中心主要集中在流域上游中部地帶西泰山的排路站、王坪站周圍。

2.2 降水量的年內(nèi)分配

本地區(qū)處于南、北方氣候過渡帶，年雨量的2/3集中在6-9月，而汛期又受明顯的季風氣候影響，特別是7月下旬和8月上旬受強臺風的影響極易出現(xiàn)特大暴雨。主要控制站降水量年內(nèi)分配統(tǒng)計見表1。

2.3 降水量年際變化

由于受大氣環(huán)境年際變化的影響，本地區(qū)降水量豐枯年份呈周期性變化，并有一定的變化幅度。最大年降水量是最小年降水量的3.6倍，歷年降水量變差系數(shù)在0.23～0.34之間。主要控制站降水量年際變化見表2。

3.蒸發(fā)

根據(jù)實測資料計算，本地區(qū)多年陸地水面蒸發(fā)量（E-601）在813（最低值）～1546 mm（最高值）之間，多年平均值為1009 mm，在年內(nèi)分布上與降水量相反，蒸發(fā)量的最大值多出現(xiàn)在4-6月份，最小值多出現(xiàn)在12月份。

4.徑流

本地區(qū)多年平均徑流量為6.65億m3，多年平均徑流深為181 mm，徑流系數(shù)全區(qū)變化在0.14～0.41之間。

表1 北汝河流域主要控制站多年平均降水量年內(nèi)分配統(tǒng)計表 單位：mm

表2 北汝河流域主要控制站降水量年際變化統(tǒng)計表

流量的年內(nèi)分配隨降水量的變化而變化，全年水量主要分布在主汛期的7-9月份，它們的徑流總量占到全年的60%左右，流量年內(nèi)分配不均勻，汛期可能出現(xiàn)較大的洪澇災(zāi)害，而冬春季節(jié)干旱少雨，對該區(qū)域的下游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的威脅。詳見表3。

表3 北汝河區(qū)域主要控制站流量年內(nèi)分配統(tǒng)計表 單位：m3/s

徑流量的年際變化是非常大的，紫羅山最大年徑流量為13.58億m3，出現(xiàn)在1964年，最小徑流量為1.239億m3，出現(xiàn)在1966年。最大年徑流量是最小年徑流量的3.85倍。襄城最大年徑流量為28.98億m3，出現(xiàn)在1964年，最小徑流量為1.12億m3，出現(xiàn)在1993年。最大年徑流量是最小年徑流量的7.60倍。詳見表4。

表4 北汝河區(qū)域主要控制站徑流量年際分配統(tǒng)計表單位：億m3

5.洪水

該區(qū)域最大洪水多發(fā)生在7月下旬至8月上旬之間，主要是暴雨洪水，該區(qū)域因沒有大型水利工程，因而暴雨與洪水對應(yīng)關(guān)系非常好。一般在汛前的4月份和汛后的10月份也可能出現(xiàn)流量在500 m3/s左右的洪水，因此出現(xiàn)的春汛和秋汛也不容忽視。本流域紫羅山站最大實測流量為1982年的7050 m3/s，最大流速為7.14 m/s，襄城站最大實測流量為3910 m3/s，水位流量關(guān)系受洪水漲落影響較多，關(guān)系線多為逆時針繩套曲線。

6.泥沙

紫羅山站以上多年平均年輸沙量為169萬t，襄城站多年平均輸沙量為360萬t，紫羅山站最大實測含沙量379kg/m3,紫羅山站以上流域多年平均侵蝕模數(shù)為939 t/km2，紫羅山-襄城站區(qū)間多年平均侵蝕模數(shù)為431 t/km2,本區(qū)域多年平均侵蝕模數(shù)為635 t/km2，從以上2個控制站可以看出，自西向東，自山區(qū)向平原逐漸減小，另外本地區(qū)產(chǎn)沙主要發(fā)生在洪水時期，這主要是由于山區(qū)水流流速快，且淺山區(qū)因過度開發(fā)造成的水土流失比較嚴重而造成的。但是本區(qū)域在非汛期河流含沙量近乎為零。

7.水質(zhì)

多年水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明，本地區(qū)的主要化學成分為K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-等，本區(qū)域的水屬于碳酸類水，鈣質(zhì)組，河流的pH值平均在7.6左右，基本為弱堿性水，礦化度的趨勢是先下降后上升，總硬度整體上升明顯、穩(wěn)定，鉀鈉離子濃度整體呈上升趨勢，鈣離子濃度較為平穩(wěn)，鎂離子濃度有明顯上升趨勢，氯化物離子各年間變化較小，呈上升趨勢，硫酸鹽離子濃度整體上升明顯，碳酸鹽離子濃度沒有大的變化。

隨著工業(yè)和城市的發(fā)展，北汝河下游存在一定程度的污染，Ⅳ類以上河段占總河長的10%，主要污染物為砷。

8.結(jié)語

本地區(qū)的氣候受大氣周期性變化的影響，旱澇交替，降水年際變化很大，一年之中的降水多集中在汛期的幾個月內(nèi)，徑流的年內(nèi)和年際變化極不均勻，對本地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來很多不利的影響。因此，本地區(qū)急需建設(shè)大的控制性水利工程，以提高水資源利用率，同時加強淺山區(qū)的水土保持工作，防止水土流失。