辽宁省河流泥沙变化及其影响因素

辽宁省河流泥沙变化及其影响因素

通过对辽宁省近45个河流沉积物的观测数据，在这些数据的分析中，河流沉积物在不同时期有不同程度的变化。这些变化主要反映了沙盒生产的变化。影响产沙的因素有自然因素和人为因素两大类。自然因素有气候因素（如暴雨、风、气温、湿度等）和下垫面因素（如地形、土壤、植被等）。人为因素主要是指人类在土地上的经营活动，可增大或减少土壤侵蚀。如有计划地植树造林、种草、改革耕作制度、兴修水利等。而下垫面因素又因人类活动的变化而变化，所以影响河流沙量大小主要因素是气候因素和人类活动。1河流输沙量变化情况表1列出辽宁省主要流域代表站降水、径流、泥沙1956—1979年和1980—2000年，两个年段变化情况，从表1看出，大部分河流输沙量都在减少，减少最多的是辽西沿海、辽河的柳河、绕阳河和辽东沿海的大清河；有11个站是增加的，其中增加最多的是浑江支流富尔江的业主沟站、辽河支流清河的八棵树站和耿王庄站。2影响沉积物变化的因素的定性分析2.1泥沙主要来源流域产沙是指流域在降水、地表径流作用下，土壤或土体被分离、输移及沉积的全过程。降水、径流都影响流域产沙的大小。见表1，辽宁省主要流域代表站降水、径流都在衰减，降水减少最多的有辽东沿海、辽西沿海及辽河流域的柳河各站，径流减少最多的也是辽东沿海、辽河流域的柳河和绕阳河及辽西沿海，由于年降水、径流减少，致使泥沙减少最多的也是辽西沿海、辽东沿海和辽河。雨强愈大，雨滴对泥沙的激溅作用愈强，被溅走的泥沙数量也愈多，而且雨强大也易超渗产流，则被坡面漫流带走的泥沙更多。如1995年7月大暴雨，清河上游是暴雨中心之一，最大24h降雨量373.8mm，致使清河八棵树站和耿王庄站1995年全年的输沙量占1980-2000年21年输沙总量的60%和47%。，见表1。使八棵树和耿王庄站1980年以后的输沙量比1979年前增加了4倍和1倍。2.2径流—人类活动的影响1）水库建设前后的影响。水库修建前后的输沙量是有很大差别的。见表2，表2列出辽宁主要河流泥沙站建库前后多年平均含沙量、输沙率和输沙模数的数据。从该表看出，不论是哪个站，水库修建前后的沙量都不同，变化最大的是桓仁站，建库后占建库前不到6%，最大占45%。为了消除降水径流影响，可绘制径流—输沙量相关图，以太子河辽阳站为例，说明水库建设前后对河流沙量的影响。绘制辽阳站建库前后的径流—输沙量的关系（图略），辽阳站以上建有参窝水库（1974年竣工）、汤河水库（1969年竣工）与观音阁（1995年竣工）3座大型水库。可以看出，同样的径流量，在没建参窝与汤河水库之前的输沙量明显大于建库后的值，而且径流愈大，差距也愈大。2）水保措施的影响。水土保持措施的增加与减少对泥沙影响很大，乱砍乱伐增加水土流失量，反之则减少水土流失。以柳河和大凌河为例，从表1看出柳河和大凌河径流和泥沙减少很多，其主要原因就是水保措施增加。1983年柳河列为全国八大重点治理区之一，经过10年治理，柳河水土流失有很大改观，使泥沙减少很多。大凌河从1993年开始治理，1993年以来该区共治理小流域74条,治理水土流失面积833.73km3）水资源开发利用的影响。随着国民经济的发展，生产和生活用水量不断增加，辽宁主要流域1981-1990,1991-2000年平均用水量，后10年比前10年用水量增加最多的有辽河干流、柳河、绕阳河、大凌河和小凌河，增加45%～80%。水资源开发利用的增加，影响沙量的变化主要表现在3个方面。一是在取用水量中同时也把悬移质泥沙取走；二是把河流水量取走后使河道水流减少，河流挟沙能力减小；三是开发地下水使地下水位下降，地下水袭夺河流水量加大，使河流挟沙能力降低。所以水资源开发利用的增加使河流沙量减少。3年输沙量差异分析首先，根据未受人类活动影响的实测汛期降水量、年径流和年输沙量资料，分别建立降水～径流及径流～泥沙相关关系式；然后，用降水～径流相关关系，由实测历年汛期降水量计算出如无人类活动影响时应产生的年径流量；用径流～泥沙相关关系，计算出年输沙量，用该输沙量与人类活动影响前的多年平均实测输沙量比较，再用该输沙量与人类活动影响后的多年平均实测年输沙量进行比较，前二者之差为降水径流影响的量，后二者之差为人类活动影响的量。以凌海站为例说明降水径流和人类活动对泥沙影响的定量分析。凌海站1961-1968年认为人类活动未影响时段，从1969年以后开始有人类活动影响，以后分两段分析，一段为1969-1993年，轻度影响段，另一段为1994-2000年，为重度影响段。1961-1968年降水～径流相关关系式：径流～泥沙相关关系式式中：P—凌海站实测汛期降水量，mm;Wc—实测年径流量，10根据凌海站实测汛期降水量和年输沙量，利用上式求得大凌河流域不同时期降水径流和人类活动影响的大小程度。见表3。从表3看出1969-1993年段降水径流影响占的比重大，人类活动占的比重小，而1994-2000年段降水径流影响占的比重小，人类活动占的比重大，其原因如上所述，1993年实行了小流域综合治理。综合以上分析，可看出，为了使河