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        北汝河水文特性分析

        2012-08-31 02:25:54王紅濤河南省洛陽水文水資源勘測局
        河南水利與南水北調(diào) 2012年21期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域

        □王紅濤(河南省洛陽水文水資源勘測局)

        □郎 毅(黃河水利委員會河南水文水資源局)

        □劉 緩(河南省農(nóng)田水利水土保持技術(shù)推廣站)

        1.地理概況

        1.1 地理位置

        北汝河位于河南省西南部洛陽、平頂山兩市,屬于淮河流域潁河水系沙河的支流,介于東經(jīng)112°00′~113°60′、北緯33°45′~34°20′之間,流域外南與長江、北與黃河兩大流域相鄰,總面積5670 km2,占河南省面積的3%左右。伏牛山脈延伸全境,上游為山地、中游多為丘陵或臺地,下游為平原。地勢總趨勢西南高東北低,西南北3面為山地和丘陵,似簸箕形狀。

        1.2 氣候

        北汝河區(qū)域?qū)儆谂瘻?、半濕潤氣候區(qū),處于南北方過渡地帶。冬春季節(jié)干燥多風(fēng),降水量偏少,夏秋季節(jié)降水比較集中,多年平均降水量在750 mm左右,降水日數(shù)在100 d左右,汛期降水量約占年總降水量的62%,區(qū)域內(nèi)實測最高氣溫42℃,最低氣溫-12℃,多年平均氣溫14℃左右,年平均相對濕度為64.5%,無霜期一般在220 d左右。

        1.3 土壤、植被、水文地質(zhì)

        深山區(qū)多為石渣土,部分山群之間亦有紅粘土,但其植被覆蓋較好,水土流失不嚴(yán)重。丘陵地區(qū)多為紅粘土夾石或石灰?guī)r結(jié)構(gòu),并分布在坡地的下部,植被較差,且多數(shù)為莊稼地,水土流失比較嚴(yán)重,平原地區(qū)多為紅壤分布。

        本區(qū)域上中游位于伏牛山區(qū),群峰交錯,斷塊發(fā)育,形成懸崖陡壁和起伏不平的山區(qū)丘陵地形,河床發(fā)育較好,干流彎曲較大,河槽呈“U”形,支流呈“V”形,且坡降較大。下游河槽彎曲變小,形成開散形寬淺河床。

        1.4 河流水系

        北汝河屬于淮河流域潁河水系上沙河的支流,發(fā)源于嵩縣龍池漫山北麓,全長250 km,至襄城縣孔門進入沙河。流域內(nèi)支流較多,較大的有馬蘭河、付店河、黃澗河、石河、凈腸河等二十余條,在支流河道上修建有中小型水庫,干流上目前尚無控制性水利樞紐。

        2.降水

        2.1 降水量的地域分布

        本地區(qū)的降水受地理位置、地形和氣候條件的影響,分布是不均衡的,其分布的總體趨勢南部大于北部,山地大于盆地。多年平均降水量在750 mm以上,其中最大的王坪站,多年平均降水量為892.9 mm,最大24 h雨量在110~657 mm之間,暴雨中心主要集中在流域上游中部地帶西泰山的排路站、王坪站周圍。

        2.2 降水量的年內(nèi)分配

        本地區(qū)處于南、北方氣候過渡帶,年雨量的2/3集中在6-9月,而汛期又受明顯的季風(fēng)氣候影響,特別是7月下旬和8月上旬受強臺風(fēng)的影響極易出現(xiàn)特大暴雨。主要控制站降水量年內(nèi)分配統(tǒng)計見表1。

        2.3 降水量年際變化

        由于受大氣環(huán)境年際變化的影響,本地區(qū)降水量豐枯年份呈周期性變化,并有一定的變化幅度。最大年降水量是最小年降水量的3.6倍,歷年降水量變差系數(shù)在0.23~0.34之間。主要控制站降水量年際變化見表2。

        3.蒸發(fā)

        根據(jù)實測資料計算,本地區(qū)多年陸地水面蒸發(fā)量(E-601)在813(最低值)~1546 mm(最高值)之間,多年平均值為1009 mm,在年內(nèi)分布上與降水量相反,蒸發(fā)量的最大值多出現(xiàn)在4-6月份,最小值多出現(xiàn)在12月份。

        4.徑流

        本地區(qū)多年平均徑流量為6.65億m3,多年平均徑流深為181 mm,徑流系數(shù)全區(qū)變化在0.14~0.41之間。

        表1 北汝河流域主要控制站多年平均降水量年內(nèi)分配統(tǒng)計表 單位:mm

        表2 北汝河流域主要控制站降水量年際變化統(tǒng)計表

        流量的年內(nèi)分配隨降水量的變化而變化,全年水量主要分布在主汛期的7-9月份,它們的徑流總量占到全年的60%左右,流量年內(nèi)分配不均勻,汛期可能出現(xiàn)較大的洪澇災(zāi)害,而冬春季節(jié)干旱少雨,對該區(qū)域的下游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的威脅。詳見表3。

        表3 北汝河區(qū)域主要控制站流量年內(nèi)分配統(tǒng)計表 單位:m3/s

        徑流量的年際變化是非常大的,紫羅山最大年徑流量為13.58億m3,出現(xiàn)在1964年,最小徑流量為1.239億m3,出現(xiàn)在1966年。最大年徑流量是最小年徑流量的3.85倍。襄城最大年徑流量為28.98億m3,出現(xiàn)在1964年,最小徑流量為1.12億m3,出現(xiàn)在1993年。最大年徑流量是最小年徑流量的7.60倍。詳見表4。

        表4 北汝河區(qū)域主要控制站徑流量年際分配統(tǒng)計表單位:億m3

        5.洪水

        該區(qū)域最大洪水多發(fā)生在7月下旬至8月上旬之間,主要是暴雨洪水,該區(qū)域因沒有大型水利工程,因而暴雨與洪水對應(yīng)關(guān)系非常好。一般在汛前的4月份和汛后的10月份也可能出現(xiàn)流量在500 m3/s左右的洪水,因此出現(xiàn)的春汛和秋汛也不容忽視。本流域紫羅山站最大實測流量為1982年的7050 m3/s,最大流速為7.14 m/s,襄城站最大實測流量為3910 m3/s,水位流量關(guān)系受洪水漲落影響較多,關(guān)系線多為逆時針繩套曲線。

        6.泥沙

        紫羅山站以上多年平均年輸沙量為169萬t,襄城站多年平均輸沙量為360萬t,紫羅山站最大實測含沙量379kg/m3,紫羅山站以上流域多年平均侵蝕模數(shù)為939 t/km2,紫羅山-襄城站區(qū)間多年平均侵蝕模數(shù)為431 t/km2,本區(qū)域多年平均侵蝕模數(shù)為635 t/km2,從以上2個控制站可以看出,自西向東,自山區(qū)向平原逐漸減小,另外本地區(qū)產(chǎn)沙主要發(fā)生在洪水時期,這主要是由于山區(qū)水流流速快,且淺山區(qū)因過度開發(fā)造成的水土流失比較嚴(yán)重而造成的。但是本區(qū)域在非汛期河流含沙量近乎為零。

        7.水質(zhì)

        多年水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明,本地區(qū)的主要化學(xué)成分為K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-等,本區(qū)域的水屬于碳酸類水,鈣質(zhì)組,河流的pH值平均在7.6左右,基本為弱堿性水,礦化度的趨勢是先下降后上升,總硬度整體上升明顯、穩(wěn)定,鉀鈉離子濃度整體呈上升趨勢,鈣離子濃度較為平穩(wěn),鎂離子濃度有明顯上升趨勢,氯化物離子各年間變化較小,呈上升趨勢,硫酸鹽離子濃度整體上升明顯,碳酸鹽離子濃度沒有大的變化。

        隨著工業(yè)和城市的發(fā)展,北汝河下游存在一定程度的污染,Ⅳ類以上河段占總河長的10%,主要污染物為砷。

        8.結(jié)語

        本地區(qū)的氣候受大氣周期性變化的影響,旱澇交替,降水年際變化很大,一年之中的降水多集中在汛期的幾個月內(nèi),徑流的年內(nèi)和年際變化極不均勻,對本地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來很多不利的影響。因此,本地區(qū)急需建設(shè)大的控制性水利工程,以提高水資源利用率,同時加強淺山區(qū)的水土保持工作,防止水土流失。

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