(遼寧省朝陽(yáng)縣水土保持局，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

多年來(lái)，大凌河流域涼水河子河(干河子段)僅有少量防護(hù)工程且標(biāo)準(zhǔn)偏低，損壞嚴(yán)重，河道上游山洪頻頻爆發(fā)，兩岸時(shí)常受到洪水危害，僅最近幾十年就發(fā)生了多次較大洪水，分別為1949年、1962年、1963年、1984年、1991年和1994年，洪水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到十年一遇以上。最近幾次洪水給涼水河子河(干河子段)的西官營(yíng)鎮(zhèn)和大三家鄉(xiāng)人民帶來(lái)重大洪澇災(zāi)害，損失是相當(dāng)嚴(yán)重。為保護(hù)兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，該河段的治理意義重大，形勢(shì)緊迫。目前，眾多學(xué)者針大凌河小流域的水土保持問(wèn)題進(jìn)行了大量的的研究，研究成果較為豐富，但大多數(shù)的研究?jī)H是從單一環(huán)境影響方面分析，結(jié)論過(guò)于片面，不能完整體現(xiàn)整個(gè)流域的水土保持治理情況。并且對(duì)該流域水土保持的綜合治理和效益評(píng)價(jià)方面研究的不夠深入，已有的評(píng)價(jià)方法也存在一些值得商榷之處。因此，本文以遼寧省大凌河小流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，運(yùn)用水文比擬法重點(diǎn)針對(duì)大凌河小流域水土保持綜合治理進(jìn)行了全方位研究，既可以探究本次活動(dòng)對(duì)該地區(qū)人民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，又可以分析出科學(xué)治理方法改善生態(tài)環(huán)境從而保證治理措施的科學(xué)性和可靠性，為治理者下一步工作的開(kāi)展和進(jìn)行提供了重要考究。

1 大凌河小流域工程概況

大凌河是遼寧省西部地區(qū)最大的河流，大凌河在我省境內(nèi)面積為19 998 km2，占全流域面積的86%，海拔高程大約于204～258 m之間。大凌河流域?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，常受蒙古高原大風(fēng)侵襲，“十年九旱”、春季氣候干燥，雨水少，多風(fēng)沙，夏季氣候嚴(yán)熱，雨量集中，秋季氣候涼爽，雨量相對(duì)較少，冬季嚴(yán)寒干燥，雨雪較少，多偏北風(fēng)，常有冷空氣侵入。大凌河流域多年平均氣溫8.3℃地溫與氣候變化一致，年平均地溫10℃，年最大24小時(shí)暴雨均值75 mm，最大年降雨為827.5 mm，多年平均降水量為340 mm，年際、年內(nèi)降雨分布極不均勻，多集中在7、8月份(見(jiàn)表1)，占全年73.5%。降水形式多為大雨或暴雨，極易引起洪水、滑坡等自然災(zāi)害的發(fā)生，流域內(nèi)植被較差，水土流失嚴(yán)重，現(xiàn)有水土流失面積約為 2 131 km2，約占土地總面積的 69.29%，其中，輕度侵蝕約935 km2，中度侵蝕約812 km2，強(qiáng)度侵蝕約為384 km2(見(jiàn)表2)。流域的植被覆蓋率為12.13%，整個(gè)流域主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)作為主要產(chǎn)業(yè)，資源開(kāi)發(fā)土地利用不合理且洪峰漲跌迅速，見(jiàn)表3。

表1 大凌河小流域平均各月降水量 mm

表2 大凌河小流域水土流失狀況

2 汛期影響評(píng)價(jià)過(guò)程

2.1 系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)的分析

系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)的分析采用矩法公式進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合適線確定參數(shù)結(jié)果。洪峰流量均值的計(jì)算：

其公式為：Q =(∑Q1+(N-a)∑Q/n)/N

=(6570+(115-2)×18099.95/52)/115

=400.72

變差系數(shù)Cv值的計(jì)算：

其公式為：

={[104.30+(115-2)×51.74/52](115-1)}1/2

=1.38

經(jīng)適線，當(dāng)參數(shù)采用Q=510 m3/s，Cv=1.35，Cs=3Cv時(shí)點(diǎn)繪曲線配合較好。涼水河子河水文站洪峰流量頻率計(jì)算表見(jiàn)表4。

表3 大凌河小流域土地利用狀況

表4 涼水河子河水文站洪峰流量頻率計(jì)算表

2.2 不同頻率洪峰流量計(jì)算

當(dāng)采用上述計(jì)算的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算涼水河子河水文站不同頻率的洪峰流量見(jiàn)表5。

2.3 成果分析與選用

涼水河子河水文站在《大凌河規(guī)劃各地點(diǎn)洪峰流量頻率計(jì)算成果》時(shí)的洪峰計(jì)算成果與本次洪水計(jì)算成果比較如下表6。

從表6可以看出，本次洪水均值Q和變差系數(shù)Cv以及偏態(tài)系數(shù)CS值均偏小。在設(shè)計(jì)頻率下的洪峰流量也都偏小，重現(xiàn)期越小越是接近；在重現(xiàn)期較大時(shí)也比較接近。由此可以認(rèn)為計(jì)算的各地點(diǎn)洪峰頻率計(jì)算的成果以及統(tǒng)計(jì)參數(shù)都較好，符合水文規(guī)律。同時(shí)在本工程設(shè)計(jì)頻率下的洪水成果也是比較安全的。因此，經(jīng)綜合分析，本次設(shè)計(jì)洪水的依據(jù)可以采用大凌河規(guī)規(guī)劃中的洪水設(shè)計(jì)成果如下：涼水河子河水文站p=100%時(shí)，Qp=1 200 m3/s。

表5 涼水河子河水文站頻率洪峰流量計(jì)算表

2.4 各計(jì)算斷面設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

根據(jù)涼水河子河河勢(shì)變化規(guī)律，結(jié)合工程布置情況，本次共布置19個(gè)設(shè)計(jì)斷面，選擇其中兩個(gè)控制斷面為：

斷面Ⅰ位于大三家鄉(xiāng)大三家子大橋，集雨面積207.1 km2。

斷面Ⅱ位于西官營(yíng)鎮(zhèn)扣卜營(yíng)入河口，斷面以上集雨面積173.1 km2。

因其他斷面處于無(wú)水文站，但同流域內(nèi)自然地理?xiàng)l件較一致，又處于同一天氣系統(tǒng)影響，所以本次設(shè)計(jì)采用水文比擬法計(jì)算涼水河子河其余斷面的設(shè)計(jì)洪峰。水文比擬法公式如下：

式中：Q設(shè)為采用水文比擬法利用臨近站的洪峰流量計(jì)算得到的小流域水庫(kù)的洪峰流量(m3/s)；F設(shè)為臨近站上游的控制面積(km2)；F鄰為小流域水庫(kù)上游的控制面積(km2)；km2為臨近站的洪峰流量(m3/s)。

各控制斷面的設(shè)計(jì)洪峰流量成果見(jiàn)表7。

3 研究結(jié)果與分析

通過(guò)水文比擬法確定了大凌河小流域水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)的數(shù)值，并選取了合適的公式，最后得出大凌河小流域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指標(biāo)數(shù)值如表8所示。

通過(guò)表8可知，隨著治理時(shí)間的不斷推移，大凌河小流域不同治理階段的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指標(biāo)數(shù)值全部呈現(xiàn)不同幅度的上漲，生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的上漲幅度均有較大提升。第二治理階段的兩大大效益指數(shù)值相比于第一治理階段分別上漲213.12%，69.13%。

隨著大凌河小流域水土保持整體規(guī)劃的深入實(shí)施，生態(tài)環(huán)境得到了初步改善，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性逐漸提高。大凌河小流域植物覆蓋度從12.13%增加到21.31%，形成一個(gè)完整的多層次生態(tài)系統(tǒng)，使得水土流失現(xiàn)象、不合理利用土地現(xiàn)象得到改善，黑土地產(chǎn)量逐漸提高，居民人均收入相應(yīng)提高。到2030年，大凌河小流域水土保持生態(tài)治理全部收益為2 931.12萬(wàn)元?？傊?，兩個(gè)治理階段過(guò)后，大凌河小流域水土流失得到進(jìn)一步緩解，水土保持措施結(jié)構(gòu)比例不斷趨于合理化，生態(tài)環(huán)境有較大改善。

表6 洪水計(jì)算成果對(duì)比表

表7 各控制斷面不同頻率洪峰流量成果表

表8 大凌河小流域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指數(shù)值

4 結(jié)語(yǔ)

(1)本文運(yùn)用水文比擬法評(píng)價(jià)與分析了大凌河小流域水土保持綜合治理情況，2013年—2015年期間大凌河小流域植被密度由原來(lái)的12.13%增加到21.31%，預(yù)計(jì)2020年整體植被密度將達(dá)到75%以上，到2030年，大凌河小流域水土保持經(jīng)濟(jì)總收入約為2 913.12萬(wàn)元。最終結(jié)果表明大凌河小流域的水土流失情況得到了改善，與最初預(yù)測(cè)情況相符合，評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)可靠。

(2)水土保持治理綜合效益是生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的綜合體現(xiàn)，在外界干擾和人為作用影響下，大凌河小流域水土保持綜合治理經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益比較明顯，這種情況發(fā)生主要是由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式造成的，以種植業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式會(huì)致使過(guò)低的農(nóng)產(chǎn)品商品率。因此，大凌河小流域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要因地制宜，當(dāng)?shù)氐乃亮魇ЬC合治理可以把生態(tài)環(huán)境建作為基礎(chǔ)，不斷深化改革農(nóng)產(chǎn)業(yè)方式，在致力于提高當(dāng)?shù)厝嗣裆钏降耐瑫r(shí)還要實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

(3)雖然大凌河小流域的治理工作剛剛結(jié)束，其各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境指標(biāo)效益仍處于緩慢增長(zhǎng)階段，隨著長(zhǎng)時(shí)間的治理，各項(xiàng)指標(biāo)將進(jìn)一步增長(zhǎng)，整個(gè)小流域的水土保持治理綜合效益必將發(fā)揮至最大化。

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