黃河源區汛期水沙變化分析

彭 紅，鄭艷爽，張明武

(黃河水利科學研究院 水利部泥沙重點實驗室，河南 鄭州 450003)

黃河源區地處青藏高原東部邊緣，以唐乃亥水文站斷面為界，源區流域面積12.20萬km2，占黃河流域總面積的15%，干流長300多km，河道平均比降為1.2‰[1]，是黃河徑流的主要來源地[2]。由于氣候變暖和流域干旱趨勢發展，尤其是對水資源的不合理利用，近年來黃河源區出現了有史以來少見的干旱現象，天然徑流量大幅減少，出現了河道斷流、湖泊萎縮、濕地干化等一系列嚴重問題[3]。為此，我們根據黃河源區4個水文站——黃河沿、吉邁、瑪曲、唐乃亥站1970—2005年實測資料對不同流量級洪水的來水來沙量進行對比分析，以揭示黃河源區水沙變化特征，希望能為黃河流域治理和黃河源區生態保護提供科學依據。

黃河沿、吉邁、瑪曲、唐乃亥4個水文站所處位置不同，流量變化也大不相同，如黃河沿站流量常年在100 m3/s上下浮動，唐乃亥站流量在1 000 m3/s以上。根據各個水文站的流量特點，采取了不同的流量級劃分標準，見表1。

表1 各水文站流量級劃分標準 m3/s

1 汛期水沙變化

各水文站汛期(7—10月)不同流量級下洪水水沙變化情況見表2。1997—2005年黃河沿站汛期以小流量級洪水為主，歷時122.2 d，大流量級洪水幾乎沒有發生過，兩時段(1970—1996年、1997—2005年，下同)相比，小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由72%增加到99%；小流量級下水量和沙量分別為1.0億m3和1.2萬t，兩時段相比，占汛期總水量和總沙量的比例分別由35%增加到100%、29%增加到92%。吉邁水文站汛期以中小流量級洪水為主(多為<200 m3/s)，歷時117.3 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由82%增加到95%；中小流量級下水量和沙量分別為16.9億m3和13.2萬t，兩時段占汛期總水量和總沙量的比例分別由62%增加到87%、29%增加到52%。瑪曲水文站汛期以中小流量級洪水為主，歷時117.4 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由91%增加到95%；中小流量級下水量和沙量分別為63.3億m3和135.1萬t，兩時段占汛期總水量和總沙量的比例分別由79%增加到88%、61%增加到72%。唐乃亥水文站汛期以中大流量級洪水為主，歷時107.4 d，兩時段中大流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由96%減小到87%；中大流量級下水量和沙量分別為93.7億m3和726.9萬t，兩時段占汛期總水量和總沙量的比例分別由99%減小到94%、100%減小到98%。

由上述分析可知，1970—1996年和1997—2005年兩個時段相比，隨著汛期來水量和來沙量的減少，黃河沿站汛期小流量級洪水歷時及水沙量占汛期總水沙量的比例都有所增加；吉邁和瑪曲水文站汛期均以中小流量級洪水為主，中小流量級洪水歷時增加，該流量級下水沙量占汛期總水沙量的比例也相應增加；唐乃亥站汛期以中大流量為主，但是中大流量級下水沙量占汛期總水沙量的比例有所減小。

表2 各水文站汛期不同流量級下水沙變化

2 伏汛期水沙變化

各水文站伏汛期(7—8月)不同流量級下洪水水沙變化情況見表3。1997—2005年黃河沿水文站伏汛期以小流量級洪水為主，歷時61.2 d，中大流量級洪水幾乎沒有發生過，兩時段(1970—1996年、1997—2005年，下同)小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由38%增加到50%；小流量級下水量和沙量分別為0.6億m3和1.0萬t，兩時段占伏汛期總水量和總沙量的比例分別由37%增加到100%、36%增加到91%。吉邁水文站伏汛期以中小流量級洪水為主，歷時57.5 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由39%增加到47%；中小流量級下水量和沙量分別為8.7億m3和10.1萬t，兩時段占伏汛期總水量和總沙量的比例分別由56%增加到80%、29%增加到47%。瑪曲水文站汛期以中小流量級洪水為主，歷時57.9 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由45%增加到47%；中小流量級下水量和沙量分別為31.4億m3和87.3萬t，兩時段占伏汛期總水量和總沙量的比例分別由77%增加到83%、59%增加到67%。唐乃亥水文站汛期以中大流量級洪水為主，歷時56.2 d，兩時段中大流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由49%減小到46%；中大流量級下水量和沙量分別為50.7億m3和575.6萬t，兩時段占伏汛期總水量和總沙量的比例分別由99%減小到96%、100%減小到99%。

由上述分析可知：1970—1996年和1997—2005年兩個時段相比，黃河沿站伏汛期洪水均以小流量級為主，隨著上游來水量減小，小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比重增加，小流量級下水沙量占伏汛期總水沙量的比例也相應增加；與汛期相似，吉邁和瑪曲站伏汛期均以中小流量級洪水為主，中小流量級下水沙量占伏汛期總水沙量的比例均有增加；唐乃亥站伏汛期以中大流量級洪水為主，中大流量級下水沙量占伏汛期總水沙量的比例變化較小。

表3 各水文站伏汛期不同流量級下水沙變化

3 秋汛期水沙變化

各水文站秋汛期(9—10月)不同流量級下洪水水沙變化情況見表4。1997—2005年黃河沿水文站秋汛期以小流量級洪水為主，歷時61 d，無中大流量級洪水發生，兩時段小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由34%增加到50%；小流量級下水量和沙量分別為0.4億m3和0.2萬t，兩時段占秋汛期總水量和總沙量的比例分別由31%增加到100%、18%增加到100%。吉邁水文站秋汛期以中小流量級洪水為主(多為<200 m3/s)，歷時59.8 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由43%增加到48%；中小流量級下水量和沙量分別為8.2億m3和3.1萬t，兩時段占秋汛期總水量和總沙量的比例分別由69%增加到94%、29%增加到80%。瑪曲水文站汛期以中小流量級洪水為主，歷時59.5 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由46%增加到48%；中小流量級下水量和沙量分別為31.8億m3和47.7萬t，兩時段占秋汛期總水量和總沙量的比例分別由82%增加到94%、62%增加到93%。唐乃亥水文站秋汛期以中小流量級洪水為主，歷時57.1 d，兩時段中小流量級洪水歷時占汛期總歷時的比例由38%增加到46%；中小流量級下水量和沙量分別為40.2億m3和117.8萬t，兩時段占秋汛期總水量和總沙量的比例分別由58%增加到86%、32%增加到76%。

表4 各水文站秋汛期不同流量級下水沙變化

由以上分析可知：1970—1996年和1997—2005年兩個時段相比，黃河沿站秋汛期全部是小流量級洪水，小流量級下水沙量占秋汛期總水沙量的比例達到100%；相比伏汛期，吉邁站和瑪曲站秋汛期大洪水場次急劇減少，中小流量級下水沙量占秋汛期總水沙量的比例明顯增加；與汛期和伏汛期不同，唐乃亥站秋汛期以中小流量級洪水為主，隨著上游來水來沙減小，中小流量級洪水歷時增加，中小流量級下水沙量占秋汛期總水沙量比例增幅較大。

4 結 語

(1)1970—2005年黃河源區各主要水文站汛期水沙量整體變幅不大，其中吉邁站水量降幅較明顯、唐乃亥站沙量降幅較明顯，伏汛期水沙量降幅均較秋汛期小。

(2)1970—2005年黃河沿站汛期、伏汛期和秋汛期均以小流量級洪水為主，小流量級洪水歷時占汛期總歷時比例逐漸增加，秋汛期則全部為小流量級洪水。

(3)1970—2005年吉邁站和瑪曲站汛期、伏汛期和秋汛期均以中小流量級洪水為主，相比汛期和伏汛期，秋汛期大洪水場次急劇減少。

(4)1970—2005年唐乃亥站汛期和伏汛期均以中大流量級洪水為主，而在秋汛期則以中小流量級洪水為主[4]。

[參考文獻]

[1] 匡鍵,張學成.淺析黃河源區來水量減少的成因[J].水文,2008，28(4):80-81.

[2] 張娟,王幼慧,孫洪保.黃河唐乃亥以上地區徑流量變化分析[J].水資源與水工程學報,2004,15(3):68-70.

[3] 康玲玲,史玉品,王金花,等.黃河唐乃亥以上地區徑流對氣候變化的敏感性分析[J].水資源與水工程學報,2005,16(4):1-4.

[4] 黃河水利科學研究院.唐乃亥以上近期水沙變化分析[R].鄭州:黃河水利科學研究院,2009:22-27.