渭河水沙異源及水利水保效益分析

渭河水沙異源及水利水保效益分析

1華縣所內(nèi)水系現(xiàn)狀渭河發(fā)源于甘肅省渭源縣魯姆山腳下。它從西向東流經(jīng)黃土、寶雞、咸陽、西安和渭南等城市，并與陜西韶關(guān)附近的黃河相連，全長618公里。主河道的平均縱比減少了0.223%。華縣站以上（無涇河張家山站以上流域）面積682萬公里，水土流失面積44.746.1萬公里。渭河是一條多泥沙支流,每年向黃河輸送泥沙1.85億t(1954～1969年),水系呈羽毛狀不對稱分布,北岸支流源遠流長,集水面積大,南岸為秦嶺北坡,山高坡陡,支流密布,源短流急,集水面積小。流域多年平均年降水量613.4mm、年徑流量59.93億m3、年輸沙量1.339億t。2黃隴河渠河流域灌溉現(xiàn)狀圖1經(jīng)過近50年的綜合治理,截至1996年底,渭河流域累計興修梯田52.85萬hm2,完成造林75.66萬hm2、種草20.54萬hm2,淤成壩地0.3233萬hm2。渭河流域灌溉歷史悠久,截至1996年底,上中游地區(qū)有效灌溉面積8.05萬hm2,主要引水灌渠有隴豐渠、東峽灌渠、渭濟渠等;下游有效灌溉面積59萬hm2,引水設(shè)施主要有寶雞渠和交口抽渭灌區(qū)等。流域內(nèi)有水庫514座,其中大型水庫3座,中型水庫20座,100萬m3以上的水庫151座,各類水庫總庫容16.8億m3。渭河流域水土保持措施保存面積如表1。3還原沙量及年實際情況渭河各干流站不同時段水沙變化計算成果如表2～4。計算中,坡面措施的減水減沙采用“以洪算沙”模型計算。從表4看出,1970～1996年渭河華縣站以上水利水保措施等年均減水25.5003億m3,其中僅灌溉一項用水22.6084億m3,水保措施減水1.0897億m3;1970～1996年華縣站年還原水量75.1603億m3,比該站實測年徑流量49.66億m3偏大51.3%。1970～1996年華縣站年均減沙0.6793億t,占年還原沙量的39.6%,其中僅灌溉引沙和水庫攔沙即分別為0.1561億t和0.1763億t,河道淤積0.2026億t,水保措施減沙0.2183億m3;1970～1996年華縣站年還原沙量1.7153億t,比1954～1969年該站年還原沙量2.0548億t偏小16.5%。如果以1954～1969年作為基準(zhǔn)期來比較,從1970～1996年的年均減少水沙量中,扣除1954～1969年灌溉和工業(yè)生活年均耗水量9.0578億m3和引沙量0.0661億t,則年均人為減少的水沙量為16.4425億m3和0.6132億t,因降雨年減少的水沙量分別為11.4607億m3和0.3395億t。4流域水沙變化的原因分析4.1流域水沙特征渭河南河川站(1990年改為北道站)以上有散渡河、葫蘆河等多沙支流匯入,集水面積2.487萬km2,占華縣站以上流域面積的39.3%,占咸陽站以上流域面積的53.1%,水量、沙量分別占華縣站和咸陽站的23.2%、94.3%和30.7%、98.8%。由此知,南河川站以上流域是渭河流域的主要產(chǎn)沙區(qū)。南河川站多年平均含沙量91.8kg/m3,上游散渡河含沙量最大達303.8kg/m3,葫蘆河一次洪水含沙量最高達1210kg/m3(1970年),一般年份洪水含沙量都在500kg/m3以上,洪水基本屬高含沙水流。南河川站各時段水沙變化如表2。由表2知,1970～1996年南河川站以上流域水保措施年均減水減沙量分別為0.4969億m3和0.1523億t,分別占南河川站還原水沙量的3.5%和13.0%;水利工程年均減水減沙量分別為2.084億m3和0.0723億t,分別占南河川站還原水沙量的14.7%和6.2%。點繪南河川站洪峰期最大一日降雨量與流量關(guān)系、洪峰期水量與沙量關(guān)系如圖1、圖2。對比圖1前后期的點據(jù)可看出,最大一日降雨量在40mm以下時,后期的點據(jù)位于整體點群下方,這說明在中等暴雨下,南河川站的洪峰流量后期有減弱的表現(xiàn),水利水保措施發(fā)揮了削洪作用。圖2洪峰期水量與沙量的關(guān)系也有類似的反映。4.2咸陽站以上流域水沙異源渭河咸陽站以上流域面積4.6827萬km2,占華縣站以上流域面積的74.0%,水沙量分別占華縣站的75.7%、95.5%。南河川站至咸陽站區(qū)間流域面積2.1957萬km2,占咸陽站以上流域面積的50.0%,水沙量分別占69.3%、1.2%。可見,咸陽站以上流域水沙異源,南河川站以上是主要的產(chǎn)沙區(qū),南河川站至咸陽站區(qū)間流域為主要徑流來源區(qū)。咸陽站以上各時段水沙變化如表3。從表3看出,咸陽站以上流域1970～1996年水保措施年均減水、減沙量分別為0.9143億m3和0.1882億t,分別占咸陽站還原水沙量的1.8%和12.7%;水利工程減水減沙量分別為12.9423億m3和0.2371億t,分別占咸陽站還原水沙量的24.8%和16.0%。4.3水沙變化情況渭河咸陽站至華縣站區(qū)間流域面積1.6455萬km2,占華縣站以上面積的26.0%,區(qū)間水沙量分別占華縣站的24.3%、4.5%。咸陽站各時段水沙變化如表4。從表4看出,華縣站以上1970～1996年水保措施年均減水減沙量分別為1.0897億m3和0.2183億t,分別占華縣站還原水沙量的1.4%和12.7%;水利工程年減水減沙量分別為23.2985億m3和0.3324億t,分別占華縣站年還原水沙量的31.0%和19.4%;人為因素年增水增沙分別為0.0045億m3和0.074億t;工業(yè)生活年用水量為1.1166億m3;河道年淤積0.2026億t。5減水減沙力度增加(1)1970～1996年,渭河華縣站以上流域水利水保措施年均減水減沙量分別為25.5003億m3和0.6793億t,分別占華縣站同期實測水沙總量的51.3%和65.6%。(2)水利水保措施減水減沙特點:①水保措施減水減沙作用呈穩(wěn)定增長趨勢。1970～1996年水保措施年均減水、減沙量分別為1.0897億m3和0.2183億t,分別占華縣站還原水沙量的1.4%和12.7%;該流域50～60、70、80、90年代年均減水量分別為0.1446、0.5809、1.3639、1.4248億m3,年均減沙量分別為0.0354、0.1679、0.2298、0.2741億t。②水利工程減水減沙作用較為顯著。1970～1996年渭河流域水利工程年均減水、減沙量分別為23.2985億