黄河干流径流泥沙特性变化.doc

黄河干流径流泥沙特性变化李勇１, 黎桂喜2, 潘贤娣3（1.黄河水利委员会；2.河南黄河河务局；3.黄河水利科学研究院)摘要：以黄河干流主要控制站的径流泥沙资料为基础，从量 值、过程、洪水和泥沙组成等方面分析了1986年以来年内不同时期黄河干流水沙特性的变化 ，得到汛期径流泥沙大量减少、非汛期径流量沿程减少加剧、中大流量出现机率大为降低、 洪峰流量降低以及泥沙组成规律未发生趋势性变化等重要认识，为黄河治理和水沙资源的开 发利用提供科学参考关键词：变化；水沙特性；干流作者简介：李勇(1964-)，男，河南人，黄委会高级工程师黄河水沙的极度失衡是其固有特点，也是给黄河下游带来灾害的根本原因解放以来，黄河 的治理与开发进入了一个新时代，从单纯的下排入海转变为上拦与下排并举，力图从改变黄 河下游的水沙特点来根治黄河经过50多年的艰苦努力，已建成黄河治理与开发的庞大体系 ，以“拦、排、调、放、挖”综合措施来处理黄河泥沙，以水库调节和沿黄引水来开发利用 黄河的水资源，从而在确保黄河下游人民生命财产安全的同时，为整个流域及毗邻地区创造 了巨大的社会效益和经济效益但是，由此黄河成为一条受人类活动影响极大的河流，水沙 条件发生了显著变化，尤其是1986年以来，水沙变化的特点和趋势对流域的可持续发展极为 不利，增加了黄河进一步治理和开发的难度。

本文主要分析1986年以后黄河干流径流泥沙特性的变化，上、中、下游分别以河口镇、潼关 、三黑小(三门峡+黑石关+小董)水文站为代表，在分析洪水特性变化时以龙门和花园口为代 表由于黄河各河段不同时期的治理开发程度相差较大，所以在采用与1986年后径流泥沙做 对比的系列时，上中游为青铜峡水库运用前的1952～1967年(河口镇)和1950～1967年(潼关) ，下游三黑小站为龙羊峡运用前的1919～1985年1986年以来黄河干流各河段径流泥沙特性 的变化既有共性，又有不同之处1 径流量和沙量的变化特点1.1 年均径流量和沙量大量减少，出现枯水少沙系列，径流量和输沙量 的年内分配改变1986年以来，黄河干流实测径流量和输沙量大量减少，远大于还原后天然径流量的减幅由 表1可见，与对比系列相比，河口镇、潼关、三黑小分别减少81、165、176亿m3，减幅达31%、37%、38%下游12年径流量都少于长系列均值，其中1997年仅166亿m3，是1919年以 来径流量最少的一年径流量主要减少在汛期，三个站汛期径流量减幅都超过50%，而非汛 期径流量变化不大因此实测径流量年内分配发生根本性改变，汛期径流量占全年的比例由 60%左右减少到仅仅40%多，非汛期径流量所占比例由40%增加到超过50%。

输沙量也在大幅度减少河口镇、潼关、三黑小年均输沙量1986年后年均只有0.2、7.90、8.00亿t，减幅达70%、52%、46%上中游汛期输沙量减幅达58%～75%，远大于非汛期12% ～48%的减幅，所以全年输沙量在汛期的集中程度相应降低，由占全年的80%～90%减少到65% ～75%下游水沙条件受三门峡水库控制运用的影响，全年泥沙的94%集中在汛期，因而在全 年含沙量降低的情况下，汛期含沙量增加，达到年均56.9kg/m3，而非汛期含沙量降到只有2.9kg/m3但各年输沙量减少并不稳定，暴雨强度大的1988、1992、1994、1996年输 沙量仍较大表1黄河干流主要站不同时期径流量和输沙量的对比Table 1 Comparison of runoff and sediment transport in different terms at controlstations in main stem of the Yellow River河口镇潼 关三黑小项目时期1950～19671986～19951952～19671986～19951919～19851986～1997实 测径流量(亿m3)7～8月764313978139789～10月85311345613855汛 期16174273134277133非汛期99105179153188156全 年260179452287465289实 测输沙量(亿t)7～8月0.690.2410.224.718.986.339～10月0.690.103.911.203.521.21汛 期1.380.3414.135.9112.507.54非汛期0.340.182.262.02.220.46全 年1.720.5216.397.9114.728.001.2 伏汛期(7～8月)径流量和输沙量减少干流主要站1986年后，7～8月实测径流量过程各年虽有起伏，但总的趋势是减少的，比1968 年前减少40%～50%。

河口镇7月份天然径流量与实测径流量的关系最为典型(图1)，1986年前各 年实测径流量比天然径流量的减少量都比较稳定，而1986年后不论天然来水多少，实测径流 量基本维持在20亿m3以下，折算成日均流量仅590m3/s同样伏汛期干流输沙量也大量减少河龙区间是黄河的主要产沙区，龙门、潼关1986年后7 、8月份输沙量仅有1.5～3亿t，比1968年前减少一半多输沙量变幅也有所降低，龙门7月 份最大、最小输沙量由1968年以前的8.12亿t和0.96亿t，变为1986年后的3.38亿t和0.39亿t下游三黑小伏汛期输沙量年均也只有6.33亿t，减少了30%图1 河口镇实测径流量与天然径流量的关系Fig.1 Relationship between observed runoff and natural runoff at Hekou zhen1.3 秋汛期(9～10月)径流量和输沙量特征接近非汛期1986年后秋汛期9～10月天然来水偏枯，上中游河口镇和潼关偏少25%～30%，而实测径流量 减少更多，9月份年均实测径流量减少一半多，年均输沙量减少达65%～80%同时10月份径 流量和输沙量特征与非汛期接近，年均实测径流量减少达70%多，河口镇和潼关基本上分别 约10亿m3和25亿m3，折算成日均流量只有约350m3/s和770m3/s。

输沙量变化更大 ，龙门、潼关输沙量1986年后年均分别仅有0.09和0.24亿t，减幅达77%～85%对比10月 份与非汛期4～6月和11～6月平均径流量和输沙量可见(图2)，1986年前10月份的径流量和输 沙量基本上都远远大于非汛期的平均值，而1986年后10月份径流量和输沙量基本上与非汛期 平均值接近9～10月也是黄河下游来水来沙的重要时期，长系列均值径流量和输沙量占到全年的29%和25 %，而1986年以后仅分别占全年总量的19%和15%尤其9月下旬～10月减幅更大，除1989年以 外年份的9月下旬和10月径流量都只有不到长系列均值的1/2和2/3，输沙量只有长系列均值 的1/3和1/5，径流泥沙特征已与非汛期非常接近图2 潼关10月径流泥沙与非汛期平均值的对比Fig.2 Companson of runoff and sediment in October and their values   in dry season at Tongguan1.4 非汛期径流量变化特点1.4.1上中游春灌期(5～6月)径流量减少春灌期5～6月上游水库是泄水运用的，增加了水库下游的河道径流量。

但由于沿程引水量远 大于水库泄水量，因此实测径流量仍大量减少如5月份1986～1994年龙羊峡和刘家峡水库年均泄水4.5亿m3，但年均引水高达27亿m31986年后5月河口镇、潼关的实测径流量 为5.5、13.9亿m3，较1968年前减少达62%和48%1.4.2下游非汛期断流现象加重80年代以来，沿黄两岸引水量不断增加黄河下游1986～1997年非汛期利津以上下游引水 量达76.6亿m3，占非汛期来水量155.6亿m3的一半因此非汛期下游主要站的径流量 沿程减少(表2)，尤其是引水量最大的艾山—利津河段减少最多，利津径流量仅是花园口的44.4%，而1950～1959年基本为天然状况时，利津径流量比花园口仅减少7%表2 黄河下游非汛期径流量沿程变化Table 2 Longitudinal change of runoff in dry season in the Lower Yellow River径流量(亿m3)各站径流量占花园口比例%时 期花园口高村艾山利津高村艾山利津1986～1997年154.6133.1108.168.686.169.944.41950～1959年178.1168.8170.9165.294.896.092.82 水沙过程的变化特点干流汛期不仅径流泥沙大大减少，而且水沙过程也发生了很大变化，汛期中大流量减少，枯 水流量出现机率增加。

2.1 伏汛期径流泥沙过程的变化　　上中游1000m3/s以下小流量历时大大增加(图3)，河口镇、潼关出现天数占7～8月总天 数的比例分别由31%和11%增至67%和37%，相反1000m3/s以上中大流量历时大大减少，其 中3000m3/s以上大流量出现机率很少同样伏汛期径流泥沙的减少主要集中在中大流量 级，各站1500m3/s以上流量级径流泥沙的减少量都大于整个伏汛期的减少量，而1000m3/s以下流量级的径流泥沙却都增加了1986年后径流泥沙向中小流量级转移，3000m3/s以下流量级径流量占总量的85%～100%，输沙量占70%～100%含沙量的变化以1500m3/s为分界，其上流量级的增大反映出高含沙洪水的出现机率将增加，其下流量级的减小说明 水流输沙能力的降低图3 黄河上游干流汛期不同流量级历时的变化Fig.3 Frequence of different flow dischanges in flood seasonat Heko uzhen黄河下游伏汛期水沙过程的变化同样是枯水流量级历时增长，中大流量历时及相应输水输沙 量明显降低花园口1950～1959年基本为天然条件时，伏汛期小于2000m3/s历时仅21.1天，占总天数的34%，1986年后达到47天，占到75%。

而大于3000m3/s以上流量级历时由23.9天减少为5.7天，大于5000m3/s以上流量级历时由7.9天减少为1.0天50年代伏汛期3000m3/s以上流量级的水流在38%的时间里通过62%的径流量输送了73%的泥沙，而1986年以后3000m3/s以上流量级仅能在9%的时间内，通过5%的径流量输送40%的泥沙同时各流量级含沙量普遍升高，尤其是4000～5000m3/s含沙量增高突出，说明高含沙量洪水 出现机率增加2.2 秋汛期径流泥沙过程的变化秋汛期水流过程的变化程度更大河口镇1000m3/s以上、潼关1500m3/s以上流量级历 时大大减少，年均只有10天左右秋汛期径流泥沙从中大流量向2000m3/s以下中小流量 级转移，河口镇该流量级径流泥沙占总量的比例分别由约60%增大到80%～90%，潼关的径流 泥沙比例由18%和10%分别增大到56%和38%下游花园口3000m3/s以上流量级1950～1959年年均出现15.3天，相应输水输沙量。