趙弋茹

1 流域概況

志丹縣位于陜西省西北部,延安市西北部,北洛河上游。地處黃土高原區(qū),地勢西北高,東南低,梁峁起伏,溝壑縱橫,河谷縱切,水土流失嚴重。主要河流有北洛河、周河、杏子河等。

志丹水文站位于陜西省志丹縣城關(guān)鎮(zhèn),地處東經(jīng) 108°46′,北緯36°49′,設(shè)于1960年8月,系黃河流域北洛河水系周河控制站,屬省級重要水文站。集水面積774km2,距河口距離31km。測站斷面以上共布設(shè)雨量站7處,分別是野雞岔、八岔臺、瓦房莊、順寧、紙坊、黃草灣、志丹。

周河為北洛河左岸一級支流,流域面積 1336km2,河長81.3km,河流比降平緩為3.60‰,河道寬闊,平均寬度達100 m。發(fā)源于靖邊縣周家嘴的飲馬坡。上游地形分布有高山、峽谷及荒灘,坡度變化大,流域植被較差,水土流失嚴重。河流兩岸地表為黃綿土、淤沙土、鹽堿土等。

區(qū)域氣候?qū)儆谥袦貛О霛駶櫚敫珊祬^(qū),具有明顯的大陸性季風(fēng)氣候特征,冬季寒冷干燥,春季干旱多風(fēng),夏季旱澇相間,秋季溫涼濕潤。

志丹水文站多年平均氣溫為7.8℃,多年平均降水量為485.6mm,多年平均徑流量為0.2958億m3,多年平均輸沙量0.0866億t,實測最大洪峰流量為2610 m3/s(1977年7月6日),實測最大含沙量1200 kg/m3(1976年7月17日)。洪水由暴雨形成,漲落較快,峰型尖瘦,歷時較短,中高水時受漲落影響,水位流量關(guān)系一般呈繩套線,低水受斷面沖淤變化影響嚴重,一般較散亂。洪峰過程與沙峰過程基本同步或沙峰稍滯后,峰型相似。

2 水文資料選用情況

志丹水文站設(shè)立于1960年,集水面積774km2,志丹水文站洪水過程由暴雨形成,因此洪水來勢兇猛、峰高量小、含沙量大、歷時短,洪水過程與含沙過程同步或稍滯后,峰型相似。

本次分析計算,采用志丹水文站1965年～2008年共44年實測的年最大洪峰流量、年徑流總量、年輸沙總量、年輸沙模數(shù)、年降雨量等。

3 分析方法

3.1 實測水沙均值變化分析

從實施退耕還林草1999年開始向后推2年(2年后林草對水沙才有影響)即2001年～2008年(稱退耕還林后)實測水沙均值與歷年水沙均值進行對比分析。從分析結(jié)果可知,退耕還林后,年降水量均值雖然比歷年均值下降5.8%,而年均徑流量、年均輸沙量、年均輸沙模數(shù)卻比歷年均值分別下降40.4%,77.0%,76.6%。從總的趨勢來看,2001年,2002年,2003年,2006年,2007年的年降水總量都在增加,而徑流總量、年輸沙總量、年輸沙模數(shù)都在下降;2004年,2005年,2008年雖然降水總量略有減少,而徑流總量、年輸沙總量、年輸沙模數(shù)下降了很多。

分析歷年年最大洪峰流量、年最大含沙量及年最大日均輸沙率出現(xiàn)的時間,三者同步的只有8次占18.2%,年最大洪峰流量與年最大含沙量同步的只有10次占22.7%;年最大洪峰流量與年最大日均輸沙率同步的有35次占79.5%;年最大含沙量與年最大日均輸沙率同步的有10次占22.7%。也就是說,年最大洪峰流量時并非是年最大含沙量,年最大含沙量出現(xiàn)日、其日均輸沙率并非是年最大值,二者很難同步。年最大洪峰流量與年最大日均輸沙率同步幾率可達到79.5%。

表1 退耕還林后各年水、沙量與歷年均值比較分析表

3.2 歷年均值與退耕還林后各年水、沙量比較分析

將退耕還林后各年的年降水總量、年徑流總量、年輸沙總量、年輸沙模數(shù)與歷年均值進行比較分析(見表1),可以看出:退耕還林后,年降水總量都在增加,而年徑流總量、年輸沙總量、年輸沙模數(shù)都在下降?？梢缘贸鐾瑯咏Y(jié)論:即從總的趨勢來看,退耕還林后降水量增加了,而流域來水來沙量卻減少了。2004年和2008年雖降水總量有大幅度減少,但來水來沙量及年輸沙模數(shù)相應(yīng)的有較大幅度的減少。

3.3 相似降雨的洪水分析

分析志丹站多年最大洪峰流量系列資料,選擇其中流量接近,降雨相似年份統(tǒng)計其次洪水總量與次泥沙總量,分析同等強度降雨引發(fā)的同級別洪水在不同下墊面條件下水、沙的變化情況,見表2。

表2 志丹水文站相似降雨引發(fā)同等洪水時次洪水總量、沙量變化分析

選擇洪峰流量在90 m3/s～200 m3/s和400 m3/s～500 m3/s兩組進行對比分析。從表2可以看出:第一組,選擇的年份是1997年和2006年,其特點是流量在 90 m3/s～200 m3/s之間,均為短歷時,單次洪峰,1997年和2006年比較,次降雨量增加27.0%,次水量減少 63.7%,次沙量減少67.9%,雨量增加幅度大于水、沙量減少幅度,沙量減少幅度又大于水量減少幅度;第二組,1995年與2002年比較,雨量增加 10.1%,次水量減少36.1%,次沙量減少54.4%,雨量增加幅度小于水、沙量減少幅度,沙量減少幅度又大于水量減少幅度,2001年以后洪峰流量在100 m3/s～400 m3/s之間的洪水過程共有三次,均屬大范圍、長歷時、強降雨形成的洪峰,因此得出同樣結(jié)論:退耕還林后場降水量增加了,而場來水來沙量卻減少了,且沙量減少幅度遠大于水量減少幅度。

4 志丹水文站徑流量、輸沙量漸少的主要原因

1)國家實施退耕還林草政策以后,志丹縣委、縣政府及廣大人民群眾積極響應(yīng)黨的號召,在流域內(nèi)大量退耕種草種樹,使植被得以恢復(fù)。

2)在流域內(nèi)大量修建高標(biāo)準水平梯田。

3)多方籌集資金,大規(guī)模興建淤地壩,使大量泥沙被攔截。

4)流域內(nèi)大量青壯年勞力外出打工,耕地面積減少很多,使其植被得以自然恢復(fù)。

[1] 中華人民共和國水利部.水文年鑒(1965～1989年)[Z].1989.

[2] 延安水文局志丹水文站水文觀測資料(1990～2008年)[Z].2008.