人類活動(dòng)對(duì)遼河水沙態(tài)勢(shì)變異的影響

人類活動(dòng)對(duì)遼河水沙態(tài)勢(shì)變異的影響

遼東山脈起源于河北省承德地區(qū)的老頭山脈。流經(jīng)河北省、內(nèi)蒙古、吉林和遼寧四個(gè)?。▍^(qū)），全長(zhǎng)1345公里，流域面積22.1萬(wàn)公里。1計(jì)算方法的原理以中國(guó)河流泥沙公報(bào)發(fā)布的遼河主要控制站的水沙資料1.1基于統(tǒng)計(jì)分析的趨勢(shì)判斷Xt(t=1,2,…n)為一時(shí)間序列,先確定其序列的對(duì)偶數(shù)(Xi<Xj,i,j=1,2,…n)的個(gè)數(shù)p,確定統(tǒng)計(jì)量τ、方差Var(τ)和統(tǒng)計(jì)量U,公式如下:式中:n為時(shí)間序列所含樣本個(gè)數(shù),Var(τ)為統(tǒng)計(jì)量的方差。趨勢(shì)判斷:如果U>0時(shí),表明有上升的趨勢(shì);如果U<0,表明有下降的趨勢(shì)。當(dāng)|U|>U突變點(diǎn)判斷:UF1.2遼河水沙變化本文采用的累積曲線法包括水文累積曲線法和雙累積曲線法。水文累積曲線法原理:在直角坐標(biāo)系中繪制一個(gè)時(shí)間段內(nèi)某一變量的連續(xù)累積值。通過(guò)累積曲線增長(zhǎng)趨勢(shì)定性分析遼河水沙變化。雙累積曲線法原理:在直角坐標(biāo)系中繪制同期內(nèi)一個(gè)變量的連續(xù)累積值與另一個(gè)變量連續(xù)累積值的關(guān)系線。通過(guò)建立雙累積曲線,剔除參考變量的影響,顯現(xiàn)出另一個(gè)因素是否導(dǎo)致被檢驗(yàn)量發(fā)生顯著性趨勢(shì)變化,在年徑流量與年輸沙量雙累積曲線中累積年徑流量作為參考值,從而分析年輸沙量的變化趨勢(shì)。2水文站主要水文站徑流和輸沙量的變化規(guī)律遼河干流主要水文站多年平均徑流量、輸沙量及變化趨勢(shì)見(jiàn)表1,相應(yīng)主要水文站徑流量和輸沙量的累積曲線見(jiàn)圖2~圖7。結(jié)合圖表,對(duì)遼河干、支流水文站的水沙變化態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析。2.1老哈河龍溪尾水站老哈河興隆坡水文站多年平均徑流量和輸沙量分別為4.87億m2.2柳河新民水文站柳河新民水文站多年平均徑流量和多年平均輸沙量為2.16億m2.3鐵嶺水文化站遼河干流鐵嶺水文站多年平均徑流量和多年平均輸沙量分別為29.36億m2.4主流行六個(gè)房間的水文化站遼河干流六間房水文站多年平均徑流量和輸沙量分別為29.09億m3主要原因分析3.1泥沙對(duì)流的輸沙量的影響遼河干、支流上大量水庫(kù)樞紐的建設(shè),最終影響遼河干流的輸沙量變化。以鐵嶺水文站為例,結(jié)合鐵嶺水文站上游干支流水庫(kù)的建設(shè)情況,如表2所示。遼河干、支流共修建大、中型水庫(kù)9座,總庫(kù)容41.112億m3.2柳河水土流失現(xiàn)狀遼河流域水土流失的典型代表是柳河,柳河在鐵嶺下游匯入遼河干流,由于上游是低山黃土丘陵及漫崗,溝壑密度大,全年多風(fēng),蒸發(fā)量大,植被很差,水土流失非常嚴(yán)重,每遇暴雨,大量泥沙下泄,輸沙量占遼河流域的70%多,是遼河流域含沙量最高的河流。建國(guó)以來(lái),國(guó)家對(duì)柳河的治理非常重視,作了很多工作,20世紀(jì)80年代以來(lái),以小流域治理為主,收到良好的效果。1983年柳河被國(guó)務(wù)院列入國(guó)家水土保持八大重點(diǎn)治理區(qū),全區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃,堅(jiān)持對(duì)山、水、林、田、路綜合治理,實(shí)行工程措施和生物措施相結(jié)合,使治理范圍內(nèi)的水土流失狀況大為好轉(zhuǎn),柳河上游水、沙得到一定控制。截止2010年底,柳河流域先后開(kāi)展了4期水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程,涉及遼寧省的阜蒙縣、彰武縣,內(nèi)蒙古自治區(qū)的舍曼縣、庫(kù)倫旗,共投資25128.50萬(wàn)元,完成水土流失治理面積2389.03km4遼河泥沙分布發(fā)展趨勢(shì)分析(1)經(jīng)M-K秩次相關(guān)檢驗(yàn)分析法與累積曲線法分析,興隆坡、鐵嶺、新民、六間房四個(gè)水文站的年徑流量和輸沙量的M-K值統(tǒng)計(jì)量均超過(guò)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),呈明顯的下降趨勢(shì),其中新民水文站的徑流量和輸沙量減少趨勢(shì)最為明顯,同時(shí)四個(gè)水文站年徑流量、年輸沙量單累積曲線圖和雙累積曲線在M-K相應(yīng)突變年份出現(xiàn)明顯減少趨勢(shì),說(shuō)明遼河流域來(lái)水量、來(lái)沙量均存在減小趨勢(shì)。(2)通過(guò)對(duì)遼河干、支流主要控制斷面的徑流量和輸沙量進(jìn)行突變點(diǎn)分析可知,興隆坡水文站發(fā)生突變的年份是1965年、1989年、2000年;新民水文站發(fā)生突變年份是1988年;鐵嶺水文站發(fā)生突變年份是1959年、1960年、1962年、1963年,六間房水文站不滿足M-K秩次相關(guān)檢驗(yàn)分析法突變分析條件。3.3其它原因遼河水沙趨勢(shì)的影響原因除了上面提到的水庫(kù)攔沙和水土保持兩個(gè)因素還包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活引水,及河道采砂等人為因素;氣候變化、降雨量變化、河道沖淤等自然因素。如圖9,1995年、2004年、2010年、2011年遼河鐵嶺干流水文站驗(yàn)測(cè)斷面主河槽不斷沖淤變化,尤其是在起點(diǎn)距1300~1650m變化明顯。圖10為遼河流域2004—2011年降雨量變化。降雨量的變化直接影響徑流量的變化,從而影響河道沖淤變化,