水利工程論文-黃河中游河龍區(qū)間水沙變化研究綜述 .doc

水利工程論文-黃河中游河龍區(qū)間水沙變化研究綜述1、引言黃河中游河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間（簡稱河龍區(qū)間），是黃河泥沙的主要來源區(qū)，水土流失嚴(yán)重。河龍區(qū)間流域面積在1000km2以上的較大支流共有21條，面積11.3104km2，占黃河流域面積的15%，每年輸入黃河的泥沙占三門峽以上總輸沙量的90%以上。解放以來，黃河中游開展了大規(guī)模的水土保持工作，河龍區(qū)間水沙來量自70年代以來開始減少，80年代大幅度減少。與19501969年平均值相比，80年代河龍區(qū)間徑流量減少了36.15108m3，輸沙量減少了6.2325108t.但地處多沙粗沙區(qū)的主要支流表現(xiàn)則有很大不同。分析黃河中游水沙變化原因，不僅對(duì)黃河治理具有重要意義，而且對(duì)多沙粗沙區(qū)水土流失的防治和生態(tài)環(huán)境的改善，指導(dǎo)這一地區(qū)的開發(fā)建設(shè)和人類活動(dòng)也是極其重要的。水土流失是全球性的問題，長期以來國內(nèi)外研究者都致力于防治水土流失效果的研究，已經(jīng)取得了許多重要成果。近一、二十年來，黃河中游來水來沙發(fā)生了顯著變化，這種變化是偶然性的還是趨勢(shì)性的，引起了有關(guān)方面的極大關(guān)注。因此，分析其原因，闡明其規(guī)律，預(yù)測今后發(fā)展趨勢(shì)，已成為當(dāng)前黃河治理和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所急需。為此，從1988年至1995年，先后有諸多科研單位開展黃河中游河龍區(qū)間及多沙粗沙區(qū)水沙變化研究，有五大研究成果問世。分析這些研究成果的長處與不足，對(duì)今后的黃河中游水沙變化深化研究具有重要的指導(dǎo)意義。2、河龍區(qū)間水沙變化研究現(xiàn)狀19881995年，黃河中游河龍區(qū)間水土保持措施減水減沙效益研究的五大成果是：（1）由徐乾清、顧文書主持的水利部第一期黃河水沙變化研究基金課題“黃河水沙變化及其影響”研究（簡稱“水沙基金”）；自1988年開始，1992年結(jié)束。1993年至1995年由黃河水沙變化研究基金會(huì)出版黃河水沙變化研究論文集共五卷。1（2）由于一鳴主持的黃河流域第一期水?？蒲谢鸬谒墓リP(guān)課題“黃河中游多沙粗沙區(qū)水利水保措施減水減沙效益及水沙變化趨勢(shì)研究”（簡稱“水?；稹保?；自1988年開始，1992年底結(jié)束。課題共提出研究成果報(bào)告54份，計(jì)120萬余字。出版水土保持減水減沙效益計(jì)算方法一書。2（3）由左大康（已故）、葉青超主持的國家自然科學(xué)基金重大研究項(xiàng)目“黃河流域環(huán)境演變與水沙運(yùn)行規(guī)律研究”課題二：黃河流域侵蝕產(chǎn)沙規(guī)律及水保減沙效益分析（簡稱“自然基金”）；自1988年開始，1992年結(jié)束。出版有黃河流域的侵蝕與徑流泥沙變化等專著4部，研究論文集8集。3（4）由張勝利、李倬、趙文林主持的國家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“黃河中游多沙粗沙區(qū)治理研究”第一專題“多沙粗沙區(qū)水沙變化原因分析及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測”（85-926-03-01）研究，自1993年開始，1995年底結(jié)束。出版專著黃河中游多沙粗沙區(qū)水沙變化原因及發(fā)展趨勢(shì)一部。4（5）由李倬、鄭新民主持的黃委會(huì)黃河上中游管理局“八五”重點(diǎn)課題黃河中游河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間水土保持措施減水減沙效益研究；自1991年開始，1995年底結(jié)束。5本課題研究歷時(shí)五年，最后形成支流研究報(bào)告15本，專題研究報(bào)告2本（共計(jì)16篇研究報(bào)告），總報(bào)告1本，分片總報(bào)告3本（即河龍區(qū)間陜北片、晉西北片及河龍區(qū)間南片），研究論文集一本（內(nèi)含已在國家級(jí)刊物及國際刊物上正式發(fā)表的26篇論文）。3、課題研究進(jìn)展概述以上五大課題研究（其中前三項(xiàng)通稱為“三大基金”研究），已經(jīng)解決了許多問題，取得了重大進(jìn)展，提出了完整系統(tǒng)的研究成果，難能可貴，是對(duì)治黃工作的一大貢獻(xiàn)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）收集、整理、核實(shí)了多沙粗沙區(qū)的治理面積、壩庫情況等大量基本資料；對(duì)降雨資料進(jìn)行了插補(bǔ)延長，并對(duì)降雨時(shí)空分布規(guī)律做了分析。（2）深入研究區(qū)域，對(duì)不同類型區(qū)、不同地貌進(jìn)行典型調(diào)查，收集河龍區(qū)間所屬45縣（市、旗）的“土地詳查”等基本資料，使水土保持四項(xiàng)基本措施（梯田、造林、種草、淤地壩）數(shù)量有了進(jìn)一步的落實(shí)。（3）在“水文法”研究中，針對(duì)不同流域研制了降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙數(shù)學(xué)模型，較好地反映了降雨和下墊面時(shí)空分布不均勻的特性；在“水文法”統(tǒng)計(jì)分析中，采用了有效雨量、有效雨強(qiáng)、78月降雨量及汛期降雨量等不同指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析；在徑流變化分析計(jì)算中將洪水、常水分開研究，再合并說明徑流變化情況。（4）在“水保法”研究中，普遍重視了對(duì)水保措施保存面積和減洪減沙指標(biāo)的研究。黃河上中游管理局“八五”重點(diǎn)課題，充分利用了河龍區(qū)間及黃委會(huì)天水、西峰、綏德三個(gè)水保站長期積累的小區(qū)觀測資料，建立了一套新的“水保法”小區(qū)坡面措施減洪指標(biāo)體系；首次把數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法運(yùn)用于“水保法”坡面措施減洪減沙效益計(jì)算。在消除了流域與小區(qū)減洪指標(biāo)存在的時(shí)段差異、地區(qū)差異和點(diǎn)面差異后，用“同頻率對(duì)應(yīng)”將小區(qū)減洪指標(biāo)運(yùn)用于流域水保坡面措施減洪效益的計(jì)算。通過建立流域治理前的洪水泥沙關(guān)系（水文統(tǒng)計(jì)模型），提出了坡面措施減沙量計(jì)算的新方法棗“以洪算沙”法。（5）對(duì)淤地壩減洪減沙效益計(jì)算方法有新的改進(jìn)，提出以減沙量依流域洪沙比推算淤地壩減洪量的新的計(jì)算方法，并得到較為成功的應(yīng)用。（6）首次繪制了河龍區(qū)間梯田、造林、種草、淤地壩四大水保措施密度分布圖及密度分布等值線圖。（7）對(duì)未控區(qū)水保措施減洪減沙效益及人為活動(dòng)增洪增沙量進(jìn)行了推算。（8）分別利用“水文法”和“水保法”，考慮到豐水年和枯水年及不同治理程度，對(duì)2000年多沙粗沙區(qū)水沙變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析預(yù)測，提出了預(yù)測成果。（9）水利部第一期水沙基金計(jì)算范圍包括黃河上游水土流失地區(qū)（龍羊峽至河口鎮(zhèn)）、河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間及涇、洛、渭、汾四大支流，是計(jì)算范圍最大的一家。其他四家計(jì)算范圍只限于河龍區(qū)間，有的包括涇、渭、汾，有的只包括涇河及北洛河上游。黃河水沙變化研究是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。其變化原因復(fù)雜，涉及的因素多，牽扯面廣。在以上研究中，盡管五家對(duì)黃河中游水沙變化規(guī)律進(jìn)行了多方面的探討，對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行了多方面的改進(jìn)，有的研究甚至有重大突破，填補(bǔ)了以前研究的空白，但仍存在一些不足之處：一是計(jì)算方法不統(tǒng)一，欠嚴(yán)密；二是水土保持措施保存面積和減沙指標(biāo)存在較大差異；三是基本資料不全，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)欠準(zhǔn)確，難以進(jìn)行精確定量分析。4其中“三大基金”由于分析計(jì)算所采用的基本資料不統(tǒng)一，計(jì)算方法不完善，研究成果差異較大。以“水文法”計(jì)算結(jié)果為例?！八郴稹狈治稣J(rèn)為，80年代黃河中游（河龍區(qū)間加涇、洛、渭、汾）水土保持年均減沙5.9億t左右，“自然基金”為4.3億t左右，“水?；稹眱H為3.5億t.“水保法”計(jì)算結(jié)果同樣差異較大：水沙基金、水?；鸷妥匀换?0年代黃河中游水土保持年均減沙量分別為4.8億t、2.5億t和2.4億t，最大與最小相差一倍。而在水保措施攔蓄指標(biāo)和水保措施量的統(tǒng)計(jì)方面差距更大。五大課題對(duì)90年代以來黃河水沙變化研究中的一些新情況、新問題均未能深入剖析；在特大暴雨情況下水土保持措施減洪減沙效益研究均屬比較薄弱的環(huán)節(jié)；對(duì)小流域水保治理資料均未能充分利用；人為活動(dòng)增洪增沙研究始終是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，沒有大的進(jìn)展。以上諸多不完善之處，應(yīng)是今后黃河水沙變化深化研究的主攻方向。4、五大研究成果的對(duì)比與分析4.1計(jì)算范圍水利部黃河水沙變化研究基金會(huì)和國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的研究范圍是龍羊峽至三門峽入庫（即龍門、咸陽、張