• 黄河水文特征(黄河径流量)

    [发布时间:2016/11/12 浏览次数:880]

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    黄河水文特征(黄河径流量)
    实测年径流量
    1954年编制黄河综合利用规划时,在进行复查和插补的基础上,采用1919~1953年系列,计算陕县实测年径流量为412亿立方米。1962年提出《黄河干支流各主要断面1919~1960年水量、沙量计算成果》,其中陕县站实测年径流量423.5亿立方米,秦厂站472.4亿立方米。1975年黄委会规划办公室编制治黄规划时,采用1919~1975年56年系列,计算黄河干、支流各主要站的实测年径流,其中三门峡站实测年径流418.5亿立方米,花园口站469.8亿立方米。1982年黄委会设计院又按1919年7月至1980年6月61年系列,三门峡站实测年经流量417.2亿立方米,花园口站466.4亿立方米。

    天然年经流量
    1975年对黄河干、支流主要站的实测年径流量进行了还原,选用1919年7月至1975年6月56年系列,还原了引黄灌溉耗水量及大、中型水库调蓄水量,1976年提出,三门峡站天然年径流量498.4亿立方米,花园口站559.2亿立方米。1986年提出《黄河水资源利用》报告。根据黄河的实测情况,对年径流系列又进行了延长,采用1919年7月至1980年6月61年系列,通过还原,提出了黄河干支流主要站天然年径流量成果,其中三门峡站为503.8亿立方米,花园口站为563.4亿立方米。

    年径流特性
    黄河流域年径流量主要由大气降水补给。因受大气环流的影响,降水量较少,而蒸发能力很强,黄河多年平均天然年径流量580亿立方米,仅相当于降水总量的16.3%,产水系数很低。
    黄河是我国第二大河,但天然年径流量仅占全国河川径流量的2.1%.居全国七大江河的第四位,小于长江、珠江、松花江。
    从流域年径流深等值线来看,黄河流域水资源的地区分布很不均匀,由南向北呈递减趋势。大致西起吉迈,过积石山,到大夏河、洮河,沿渭河干流至汾河与沁河的分水岭一线以南,主要是山地,植被较好,年平均降水量大于600毫米,年径流深100~200毫米以上,是黄河流域水资源较丰沛的地区。流域北部,经皋兰、海原、同心、定边到包头一线以北,气候干燥,年降水量小于300毫米,年径流深在10毫米以下,是黄河流域水资源最贫乏的地区。在以上两条线之间的广大黄土高原地区,年降水量一般为400~500毫米,年径流深只有25~50毫米,水土流失严重,是黄河泥沙的主要来源区。
    因受季风影响,黄河流域河川径流的季节性变化很大。夏秋河水暴涨,容易泛滥成灾,冬春水量很小,又感水源匮乏,径流的年内分配很不均匀。7~10月的汛期,干流及较大支流径流量占全年径流量的60%左右,而每年3~6月份,径流量只占全年的10%~20%,
    黄河流域水资源年际变化也很悬殊,花园口站多年平均天然年径流量580乙立方米,最大年径流可达938.66亿立方米(1964年7月~1965年6月),最小年径流仅273.52亿立方米(1928年7月~1929年6月),最大与最小年径流的比值为3.4。黄河支流各站的径流年际变幅比干流还要大,最大与最小年径流的比值一般为5~12,干旱地区的中小支流甚至高达20以上。
    黄河干流龙门以上各站年径流变差系数Cv值为0.22~0.23,龙门以下各站略有增大,三门峡、花园口两站的Cv值分别为0.23和0.24。黄河较大支流的Cv值较高,一般为0.4~0.5。
    从多年的实测资料来分析,黄河流域年径流还存在连续枯水段持续时间长的特点。长时段连续枯水,给水资源利用带来许多不利影响。
    黄河挟带泥沙数量之多,居世界首位。平均每年输入黄河下游的泥沙达16亿吨,年平均含沙量37.8公斤每立方米,一些多沙支流洪峰含沙量高达300~500公斤每立方米,并且60%的水量和80%的泥沙都集中在每年的汛期。黄河含沙量太大,增加了水资源开发利用的难度。

     

    洪水特征
    黄河上游洪水多发生在9月,主要来自兰州以上,兰州洪水主要来自贵德以上。由于降雨历时长,强度小,加之兰州以上植被较好,草地、沼泽等对降雨的滞蓄作用较强,形成黄河上游洪水涨落平缓,洪水历时较长,洪峰较低,洪水过程线呈矮胖型。兰州站一次洪水历时平均为40天,最长可达66天,最短也有22天,实测洪峰流量一般为4000~6000立方米每秒。
    龙羊峡至兰州河段洪峰流量一般是沿程递增的,特别是洮河、湟水等较大支流汇入后,流量增加较为明显。但是兰州以下至内蒙古自治区河口镇,由于黄河流经流域内最干旱的地区,多年平均降水量仅150~300毫米,汛期加水也很少,与兰州以上洪水遭遇的机会也不多,加之宁蒙河套平原河道宽浅,河槽调蓄作用较强,灌溉耗水和河道损失较大,虽然流域面积增加了16万多平方公里,但洪峰流量与洪水总量却往往有较大削减,一般可削减20%~25%。
    黄河上游多为峡谷河段,不论洪水大小,一般传播时间变化不大,贵德到兰州约需1.5天,兰州到河口镇约需10.5天。黄河上游洪水到达中下游,一般成为基流。
    黄河上游洪水实测资料开始于1933年大水以后,当时在兰州、包头等地设立了水文站。实测最大洪水发生在1946年,兰州站洪峰流量达5900立方米每秒,15天洪水总量65亿立方米。1981年大洪水兰州站洪峰流量虽然只有5600立方米每秒,但如果没有龙羊峡水库施工围堰挡水和刘家峡水库拦蓄,兰州站洪峰流量可达7090立方米每秒。据调查考证,上游地区最大历史洪水发生在1904年,兰州站洪峰流量达8600立方米每秒。
    黄河中游河道长占全河总长的22.1%,但流域面积却占流域总面积的45.7%,汇入支流众多,面积增长率为285平方公里每公里,是全河平均值的2.07倍。黄河中游流经黄土高原,是黄河流域的主要暴雨区和黄河下游洪水的主要来源区。
    三门峡至花园口区间,暴雨频繁,强度亦较大,点暴雨量每日可达300~500毫米,降雨历时一般为2~3天,最长可达5~10天,暴雨面积一般为2—3万平方公里,最大可达4万平方公里。如1982年7月底至8月初的一场暴雨,历时5天,暴雨中心石碣镇站7月29日最大24小时雨量达734毫米,5天雨量200毫米以上的面积超过4.4万平方公里。
    黄河中游地区61%的面积为黄土高原,沟壑纵横,支流众多,河道比降陡,由暴雨形成的洪水特点是洪峰高、历时短、含沙量大。洪水发生时间基本上都集中的7月中旬至8月中旬,特别是8月上旬出现洪水的机会较多。
    一次洪水历时,一般为2~5天,最长为3~10天,洪水过程线多为涨落迅猛的尖瘦型。中游干流各站较大洪水洪峰流量为15000~20000立方米每秒。实测最大洪水,吴堡站为24000立方米每秒(1976年)、龙门站为21000立方米每秒(1967年)、三门峡站为22000立方米每秒(1933年)。龙门站的洪水主要来自吴堡以上,洪峰平均占62.8%,洪量平均占80%~84%。三门峡站的洪水主要来自龙门以上,洪峰平均占74.2%,洪量平均占75%~77%。
    龙门至潼关河段长128公里,河道宽达3~19公里,滞洪削峰作用显著,对来自龙门以上的洪峰,一般可削减20%~30%。
    黄土高原土质疏松,地形破碎,植被覆盖率低,在大强度暴雨的冲击下,产生强烈的土壤侵蚀,致使中游地区的洪水,挟带大量泥沙。黄河多年平均输沙量16亿吨中的89%来自中游地区,其中90%来自汛期,汛期又主要集中来自几次高含沙量洪水。如1933年8月陕县站12天洪水的输沙量约占全年沙量的50%。实测洪水最大含沙量,龙门站为933公斤每立方米,三门峡站为911公斤每立方米。

    凌汛
    黄河流域冬季受西北风影响,气候干燥寒冷,最低气温一般都在0℃以下,黄河许多河段在冬季都要结冰封河。每年初春开河时,在宁夏回族自治区石嘴山到内蒙古自治区河口镇和下游花园口至黄河人海口两个河段,往往形成冰凌洪水,称为凌汛。
    黄河这两个河段的共同特点是:河道比降平缓,流速较小,河流的流向都是从低纬度流向高纬度,纬度差较大;气温上暖下寒,结冰封河是溯源而上,而解冻开河则是自上而下,当上游解冻开河时,下游往往还处于封河状态,上游下泄的冰水在急湾、卡口等狭窄河段,由于排泄不畅,极易结成冰坝、冰塞,堵塞河道,导致上游水位急剧升高,严重威胁堤防安全,甚至决口。

    冰凌洪水的大小,与河道中的槽蓄量和冰量的多少有关,它具有两个明显的特点:

    第一,冰凌洪水的洪峰流量沿程递增,与黄河下游伏秋大汛洪峰流量沿程递减的情况正好相反。这是因为开河时由于河道前期沿程存蓄水量迅速释放,流量逐段汇集、增多,造成凌峰流量沿程递增。如1972年凌汛期间黄河下游孙口站凌峰流量只有627立方米每秒,到泺口站迅速增至1270立方米每秒,而到了利津站则增加到2230立方米每秒。

    第二,流量不大,水位很高。由于河道排泄不畅,或冰坝堵塞,造成上游河段水位迅速壅高。如下游利津站1955年凌峰流量仅1960立方米每秒,水位却达到15.31米,比1958年伏秋大汛期间10400立方米每秒的水位还要高1.55米。