李 恩, 趙 瓊

（云南省水文水資源局保山分局，云南保山 678000）

云南保山市位于長江經(jīng)濟帶上游區(qū)域，境內(nèi)的怒江、伊洛瓦底江為典型的山區(qū)型河流，因其下游流入緬甸而成為具有重要經(jīng)濟開發(fā)價值的國際河流。受到山區(qū)地形和滇西交通條件的限制，怒江、伊洛瓦底江及其支流的開發(fā)利用較為滯緩，針對河流水文情勢、水質(zhì)和物質(zhì)輸移規(guī)律的基礎(chǔ)科學(xué)研究更加缺乏。隨著長江經(jīng)濟帶發(fā)展新戰(zhàn)略格局的形成，該區(qū)域?qū)ν饨涣骱献髋c流域資源開發(fā)利用的需求不斷增加，生態(tài)環(huán)境保護的重要性也日益凸顯。

河流泥沙分布是反應(yīng)流域水土流失情況的重要因素，也是影響河流水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)[1-2]。對河流水沙變化特征進行分析，有助于深入理解流域地質(zhì)條件與沿河生態(tài)環(huán)境的演變趨勢，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)厮Y源開發(fā)利用、水庫運行調(diào)度和水利工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[3]，對區(qū)域水生態(tài)環(huán)境保護與水質(zhì)控制工程的實施提供參考，進一步推進長江流域生態(tài)文明建設(shè)，促進長江經(jīng)濟帶的建設(shè)與發(fā)展。

1 資料與方法

1.1流域概況

保山市地處云南省西部，為長江經(jīng)濟帶上游，區(qū)域內(nèi)河流眾多，縱橫交錯，分屬于瀾滄江、怒江、伊洛瓦底江三大流域。境內(nèi)流域面積大于1 000 km2的河流共有6條，分別為瀾滄江、怒江、勐波羅河、瑞麗江、大盈江、南底河。本研究主要關(guān)注瑞麗江和勐波羅河兩條典型的山區(qū)河流。

瑞麗江位于云南省西部，屬伊洛瓦底江左岸支流，發(fā)源于保山市騰沖市明光鄉(xiāng)中和頭山，西部與大盈江水系接壤，東隔高黎貢山與怒江為鄰，北與怒江州接壤，南接德宏州瑞麗江河段，流域面積9 743 km2，境內(nèi)河長369.5 km，河道落差2 523 m，平均坡降6.8‰。河流由北向南流經(jīng)云南省騰沖、龍陵、梁河、潞西、隴川、瑞麗6個縣（市）。

勐波羅河為怒江左岸一級支流，發(fā)源于保山市隆陽區(qū)老營街汪家箐猴子石卡山（原名白鶴山）東北麓，全流域面積6 646.4 km2，主河道長193 km，全程落差2 280 m，平均坡降6.2‰。勐波羅河流經(jīng)保山市隆陽區(qū)東南部，下游有大勐統(tǒng)河及永康河匯入，于臨滄市小勐統(tǒng)鎮(zhèn)鴨塘村西北約5 km處匯入怒江干流。

1.2 監(jiān)測資料來源

數(shù)據(jù)來源于騰龍橋水文站與柯街水文（二）站（以下簡稱柯街水文站）。數(shù)據(jù)資料主要為1979—2008年的河流流量、水體含沙量、河流輸沙量資料，以及上述兩站控制集水區(qū)范圍內(nèi)的降水量資料。其中2005年之前為年平均數(shù)據(jù)，2006—2008年為逐月數(shù)據(jù)。

騰龍橋水文站位于瑞麗江中游河段，水文站以上至源頭河長178.8 km，上游河段平均坡降5.51‰，斷面上游控制徑流面積3 487 km2，斷面位置水面寬27～98 m，上游沿途有騰龍橋電站、大平田電站、龍江電站等壩后電站，其余電站為引水電站。見圖1。

柯街水文站所在河段為怒江一級支流勐波羅河中游河段,柯街水文站斷面上游控制徑流面積1 755 km2，水文站斷面以上至源頭河長106.6 km，水文站至源頭河段平均坡降10.67‰，斷面位置水面寬7.5～43 m，上游61 km處有北廟中型水庫1座（總庫容7.35×106m3），其余為小型水庫。見圖1。

圖1 騰龍橋水文站與柯街水文站位置示意圖Fig.1 Location of Tenglongqiao hydrological station and Kejie hydrological station

2 結(jié)果與討論

2.1 河流水沙年際變化特征

瑞麗江騰龍橋站1979—2008年流量多年平均值為150.20 m3/s，勐波羅河柯街站為19.70 m3/s。騰龍橋站1979—2008年含沙量多年平均值為0.48 kg/m3，歷年最小年平均含沙量為2006年的0.22 kg/m3，最大年平均含沙量為1995年的0.81 kg/m3?？陆终?979—2008年含沙量平均值為2.79 kg/m3，相比騰龍橋站較高，最小年平均含沙量為0.36 kg/m3，出現(xiàn)在2006年，最大年平均含沙量為5.37 kg/m3，出現(xiàn)在1989年。

河流輸沙量隨著河流流量及水體含沙量的變化而變化。騰龍橋站1979—2008年輸沙量多年平均值為1.79×106t，年輸沙量最大值為4.95×106t，出現(xiàn)在1985年；年輸沙量的最小值為1.47×105t，出現(xiàn)在2005年?？陆终?979—2008年的輸沙量平均值為2.36×106t，約為騰龍橋站同期平均值的1.3倍。年輸沙量最大值與最小值分別為4.430×106t和0.95×106t，分別出現(xiàn)在1985年和2003年。

1979—2008年，瑞麗江的流量、含沙量和輸沙量變化趨勢如圖2所示。瑞麗江騰龍橋站流量、含沙量與輸沙量的變化趨勢相近。在1985年均出現(xiàn)了突然升高的現(xiàn)象，3項觀測指標(biāo)在1979—2008年均出現(xiàn)了較大幅度的波動。對上述3項數(shù)據(jù)進行變異系數(shù)（Cv值）的計算，結(jié)果顯示，騰龍橋站含沙量和輸沙量的Cv值分別為0.34，0.38，流量數(shù)據(jù)的Cv值為0.17，說明含沙量與輸沙量的變異程度相近，且均大于流量數(shù)據(jù)的變異程度。

圖2 瑞麗江水沙年際變化特征Fig.2 Annual variation characteristics of the water and sand in Ruili river

勐波羅河柯街站水體含沙量在1979—2008年整體呈現(xiàn)出下降的趨勢（圖3）。以2000年為界，2000年之前觀測含沙量的年平均值幾乎都在2 kg/m3以上（僅1998年除外），而2000年后的含沙量則逐年降低，至2008年低至0.36 kg/m3?？陆终居^測流量與含沙量在1979—2008年均出現(xiàn)了較大波動，年際變化呈現(xiàn)出相近的趨勢，進入2000年后，輸沙量與流量仍保持了相似的波動變化，但輸沙量的變化幅度低于流量，且輸沙量整體出現(xiàn)了下降的趨勢?？陆终竞沉亢洼斏沉康腃v值分別為0.52，0.59，大于流量數(shù)據(jù)的Cv值0.30，說明含沙量與輸沙量年際變化的變異程度大于流量變化。

圖3 勐波羅河水沙年際變化特征Fig.3 Annual variation characteristics of the water and sand in Mengboluo river

2.2 河流水沙年內(nèi)變化特征

瑞麗江騰龍橋站與勐波羅河柯街站的流量、含沙量和輸沙量數(shù)據(jù)年內(nèi)分布呈現(xiàn)出較強的異質(zhì)性，表現(xiàn)出較為顯著的季節(jié)變化特征，含沙量與輸沙量的年內(nèi)分配趨勢與流量變化存在一定的相似性。另一方面，保山地區(qū)夏季較為集中的降雨條件與河流水沙變化特征之間也存在著一定的聯(lián)系。

瑞麗江騰龍橋站2006—2008年逐月觀測數(shù)據(jù)顯示，河流月平均流量在1—4月較低，5月后持續(xù)上升，并在7月達到流量最大值，隨后在8—12月緩慢下降。其中6—10月流量平均值最大，為全年平均流量的1.8倍。同一時期內(nèi)，含沙量與輸沙量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出比流量數(shù)據(jù)更為突出的年內(nèi)分布不均的特征，但整體仍表現(xiàn)為夏秋季高于冬春季。如圖4所示，騰龍橋站含沙量在5—10月平均顯著高于11月到翌年3月，2006—2008年的最大含沙量數(shù)據(jù)分別出現(xiàn)在5月、9月和10月，3年間5—10月的含沙量平均值約為年平均值的1.8倍。騰龍橋站輸沙量隨著流量與水體含沙量的變化而變化，3年內(nèi)觀測最高值分別出現(xiàn)于7月和10月，5—10月中輸沙量占全年輸沙量的95%，是一年中河流泥沙輸移量最大的時間段。

結(jié)合氣候條件來看，5—10月也是區(qū)域內(nèi)降雨最豐沛的時間段。2006—2008年，騰龍橋站降水量在年內(nèi)呈現(xiàn)出比較顯著的變化特征，表現(xiàn)為每年4月開始出現(xiàn)顯著上升的趨勢，在7月達到最高值，隨后逐月降低。5—10月的降水量占全年降水量的85%以上。

圖4 瑞麗江騰龍橋站含沙量、輸沙量、流量、降水量年內(nèi)變化趨勢Fig.4 The intra-annual trends of the sand concentration,sand transport,flow rate and precipitation of Ruili river

如圖5所示，勐波羅河柯街站2006—2008年流量、含沙量與輸沙量數(shù)據(jù)的年內(nèi)變化趨勢與騰龍橋站相似，3項觀測數(shù)據(jù)在夏秋季的觀測值均遠高于其他時間段，其中流量數(shù)據(jù)在7—11月的平均值較高，是年平均值的1.7倍，最高值出現(xiàn)的時間段相比騰龍橋站較晚?？陆终竞沉亢洼斏沉繑?shù)據(jù)在5—10月的波動幅度較大，且兩項觀測數(shù)據(jù)的變化趨勢高度相近，均在5月、7月和10月出現(xiàn)極大值，其中含沙量在5—10月的平均值為年平均值的1.8倍左右，同期輸沙量則占到了全年輸沙量的94%?？陆终窘邓磕陜?nèi)變化趨勢與騰龍橋站相近，5—10月降水量較高，占全年降水量的85%，降水量最高值均出現(xiàn)在7月。

2.3 輸沙模數(shù)分析

輸沙模數(shù)是指某一時段內(nèi)流域輸沙量與相應(yīng)集水面積的比值，是表示流域侵蝕產(chǎn)沙強度的指標(biāo)之一，是流域內(nèi)地貌、地面組成物質(zhì)、氣候、植被覆蓋度以及人類活動對泥沙綜合影響的結(jié)果和反映，是研究流域侵蝕產(chǎn)沙規(guī)律，進行水土保持規(guī)劃、水利工程設(shè)計等的最基本依據(jù)[4]。1979—2008年，瑞麗江騰龍橋站和勐波羅河柯街站的年輸沙模數(shù)平均值分別為690.40 t/km2和1 019.85 t/km2，表明勐波羅河柯街站上游河段流經(jīng)區(qū)域的泥沙侵蝕情況較為嚴重。從歷年輸沙模數(shù)變化趨勢（圖6）來看，騰龍橋站年輸沙模數(shù)在1979—2008年間不停波動，未呈現(xiàn)出明顯的變化趨勢，而柯街站年輸沙模數(shù)整體呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，在2003年以后已下降至100以下，低于同時期騰龍橋站的觀測數(shù)據(jù)，可推測勐波羅河柯街站上游河段周圍區(qū)域的泥沙侵蝕現(xiàn)象正在逐年改善。

圖5 勐波羅河柯街站含沙量、輸沙量、流量、降水量年內(nèi)變化趨勢Fig.5 The intra-annual trends of the sand concentration,sand transport,flow rate and precipitation of Mengboluo river

圖6 瑞麗江與勐波羅河年輸沙模數(shù)變化趨勢Fig.6 Trends of the annual sand transport modulus of Ruili river and Mengboluo river

2.4 泥沙影響因素淺析

河流泥沙的來源主要為土壤侵蝕，影響其變化的因素主要包括地質(zhì)條件和氣候條件兩大方面。保山市所處的滇西地區(qū)地勢以高山峽谷為主，多分布質(zhì)地松散的泥巖、砂巖，同時山區(qū)河流坡降大、水流湍急，容易對流經(jīng)的地區(qū)造成沖刷，導(dǎo)致河流水體的含沙量增加。此外，保山屬低緯山地亞熱帶季風(fēng)氣候，降水充沛、干濕分明，河流水量補給主要以降雨為主，夏季暴雨徑流攜帶大量泥沙匯入河流中，使得同期河水的流量、含沙量與輸沙量均同步升高。利用SPSS軟件，對騰龍橋、柯街（二）站的降水量和流量、輸沙量數(shù)據(jù)進行Pearson相關(guān)分析，結(jié)果表明，區(qū)域降水量與河流的流量、輸沙量均存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，其中降水量與流量在0.05水平上有統(tǒng)計學(xué)意義，與輸沙量在0.01水平上統(tǒng)計學(xué)意義，而流量與輸沙量在0.01水平上統(tǒng)計學(xué)意義。根據(jù)上述結(jié)果可推測，夏季時降水量增加，暴雨徑流大量匯入河道，可能造成短時間內(nèi)河流流量的增加，而較強的水流對河岸及附近土地造成侵蝕沖刷，攜帶大量泥沙在山谷地形中快速下泄，最終導(dǎo)致下游水文監(jiān)測站點觀測到的水沙數(shù)據(jù)出現(xiàn)顯著上升。

另一方面，山地河流具有豐富的水資源量和較高的開發(fā)價值，隨著云南經(jīng)濟社會發(fā)展和城市化進程的快速推進，山區(qū)河流不可避免地被人類活動所影響。水利工程、設(shè)施的建設(shè)和沿河生產(chǎn)活動都會對河道及河岸的形態(tài)、地質(zhì)條件和植被分布情況產(chǎn)生影響，使其穩(wěn)定性降低[5]，更容易產(chǎn)生泥沙的侵蝕和遷移，從而改變河流的泥沙輸移變化特征，如柯街站在2000年前后水體含沙量與輸沙量的差異很有可能與上游北廟水庫運行調(diào)度規(guī)律的改變有關(guān)[6]。

表1 瑞麗江與勐波羅河輸沙量、流量、降水量的Pearson相關(guān)性分析（n=30）Tab.1 Pearson correlation analysis of sand transport,flow rate and precipitation of Ruili river and Mengboluo river(n=30)

3 結(jié)論

（1）瑞麗江1979—2008年含沙量平均值為0.48 kg/m3，輸沙量平均值為1.79×106t，勐波羅河同期含沙量平均值為2.79 kg/m3，輸沙量平均值為2.36×106t。兩條山區(qū)河流的流量、含沙量與輸沙量年際變化呈現(xiàn)出相近的變化特征，其中勐波羅河含沙量與輸沙量在1979—2008年間整體呈下降趨勢。含沙量與輸沙量的年際變化變異程度大于流量變化。

（2）瑞麗江與勐波羅河含沙量、輸沙量、流量與降水量均表現(xiàn)出夏秋季高、冬春季低的年內(nèi)分布特征。5—10月是1年中河流泥沙輸移量最大的時間段，期間兩條河流5—10月的輸沙量占全年輸沙量的比重均接近95%。

（3）1979—2008年，瑞麗江和勐波羅河的年輸沙模數(shù)平均值分別為690.40 t/km2和1 019.85 t/km2，表明勐波羅河柯街站上游河段流經(jīng)區(qū)域的泥沙侵蝕情況較為嚴重。勐波羅河輸沙模數(shù)整體呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢。

（4）滇西高山峽谷地區(qū)松散的地質(zhì)條件和集中降雨造成的泥沙侵蝕可能是造成瑞麗江與勐波羅河夏秋季河流泥沙輸移量增大的主要原因，水利工程建設(shè)和人類活動影響也可能改變河流水沙情勢的變化特征。