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      商洛市泥沙變化分析

      2014-02-18 03:50:02徐建平徐愛莉
      城市建設理論研究 2014年5期
      關鍵詞:輸沙量含沙量代表性

      徐建平 徐愛莉

      摘要:本文以實測資料為依據(jù),分析了商洛市的泥沙特性、泥沙年季變化、為商洛市水土保持和經濟建設服好務,為分析研究泥沙規(guī)律提供依據(jù)。

      關鍵詞:含沙量、輸沙量、侵蝕模數(shù)、代表性。

      中圖分類號:P333.4 文獻標識碼: A

      1概況

      1.1 自然地理

      商洛市位于陜西省東南部,介于東經108°34′20″~111°01′25″,北緯33°02′30″~34°24′40″之間。東與河南相鄰;東南與湖北接壤;西和西南與安康毗連;北和西北與關中以秦嶺為界。東西長約229公里,南北寬約138公里,總面積為19292平方公里,占全省面積的9.36%。境內以蟒嶺為界,蟒嶺以北屬黃河流域,面積為2638平方公里,占全市總面積的13.7%;蟒嶺以南為長江和漢江流域,面積為16654平方公里,占全市總面積的86.3%。全市由商州區(qū)、洛南縣、丹鳳縣、商南縣、山陽縣、鎮(zhèn)安縣、柞水縣組成。

      1.1.1 地形地貌

      秦嶺主脈橫臥于我市西北部邊境,河流走向一般是西北至東南或南部,形成了西北高東南低的地形。柞水縣境內的牛背梁,海拔2802.1米,為我市的最高峰;東南邊境梳洗樓附近的丹江河谷,絕對高程僅為215.4米,為我區(qū)的最低處。

      1.1.2 巖石、土壤

      我市地質構造比較復雜。按構造特征及發(fā)育的差異性,大致以鐵爐子——樓村——靈口一線為界,可將我市分為兩個大地構造單元。其以北屬華北準地臺南緣的商渭臺緣褶皺帶;以南屬秦祁地槽的東秦嶺褶皺帶。北部以太古介、古生介、震旦亞介和寒武系地層分布廣泛,巖石主要有花崗、石英、大理、片巖等。南部以古生介、奧陶、志留系分布廣泛。巖石以灰?guī)r、泥灰?guī)r、板巖、頁巖等為主。中部以中、上泥盆統(tǒng)和下古炭統(tǒng)分布廣泛。巖石主要是各種片巖、板巖、大理巖、灰?guī)r和泥灰?guī)r等。

      我市土壤分布自南向北隨著緯度的變化而具有水平地帶分布的規(guī)律。大致以西起鎮(zhèn)安的東河,經云鎮(zhèn)——鳳鎮(zhèn)——兩岔河至商南的富水聯(lián)線為介,此線以北為褐土(板土),以南為黃褐土(黃泥土)。

      1.1.3森林植被

      我市西北和北側的秦嶺主脈平均海拔2000米左右,是黃河和長江流域的分水嶺。它的兩側不僅氣候、土壤不同,而且植被也有明顯的差異。秦嶺以北的關中平原,屬暖溫帶落葉闊葉林植被;秦嶺以南的漢中盆地是亞熱帶常綠闊葉林植被。而我市則是暖溫帶和北亞熱帶兩個植被帶的過度地帶。這是由于秦嶺山體這個天然屏障的影響,使其植被生長既和秦嶺以北典型暖溫帶落葉闊葉林迥然不同,又和以南的典型亞熱帶常綠闊葉林有差異。

      1.1.5 河流

      我市在19292平方公里面積上,分布著大小河流及山溝共計約72500余條。其中流域面積在10平方公里以上的499條,流域面積在100平方公里以上的65條,河網(wǎng)密度每平方公里平均達1.3公里以上。這些河流為本市提供了非常豐富的水利、水力、資源。我市主要較大河流有洛河、丹江、金錢河、旬河及乾佑河。這五大水系基本上以蟒嶺為界,分屬黃河和長江兩大流域。屬黃河流域的只有洛河,其它四條均屬長江流域。五大水系的結構和河谷形態(tài)的特點:首先是河流結構的不對稱性極為明顯。他們大都是左岸(北岸)支流源遠流長,水量豐富,而右岸(南岸)支流則是河短水少。這種支流的不對稱性,使干流河槽有偏向右岸的趨勢。其次是屬山地河源段或上游段,表現(xiàn)在縱剖面上比降大,水流急。第三,由于地質構造和巖性的影響,使河流的平面形態(tài)上表現(xiàn)出寬谷與峽谷交替的特點。寬谷段河床比降小,沉積作用顯著,形成了河流漫灘,是良好的農耕地。而峽谷段一般均為石質河槽,河谷狹窄,比降較大,是筑壩建庫的良好條件。第四,河流多彎曲段,是山區(qū)人民改河造田的有利條件。

      2泥 沙

      泥沙選用1956-2005年多年實測均值,用單站實測資料進行統(tǒng)計分析。分析內容主要包括含沙、輸沙量和輸沙模數(shù),水資源分區(qū)和市、縣(區(qū))行政區(qū)多年平均自產沙量等。

      本次分析共收集405站年輸沙率、含沙量資料,共選用12站,其中洛河1站,丹江7站,金錢河1站,乾佑河2站,旬河1站。其中流域面積大于1000㎞2的大河干流站6個,500~1000㎞2之間的區(qū)域代表站2個,小于500㎞2的小河站3個。大于40站年有5站,30至40站年有3站,平均資料系列長度38年。

      2.1 河流含沙量情況

      商洛市主要河流含沙量多年平均值相差不大,在1.0-3.0 kg/m3之間,月均含沙量7-8月最大,占汛期5-10月的49-57%。

      1980-2009年間,商洛市河流含沙量的年際變化比較大,各站最大與最小含沙量的極值比相差較大。洛河為38.5,丹江為32.7,金錢河為33.7,乾佑河為24.2,旬河為179.1。支流極值竹林關站為374.5,武關站為231.1。支流各站極值比明顯比干流大。

      1956-2005年之間,各河流各年代含沙量均值基本呈遞減趨勢,但旬河均值增大,丹江支流銀花河有所增大,這主要是因為發(fā)生了2002年陜南 “2002·6”特大洪水、1987年丹鳳縣境內丹江主要支流武關河、銀花河“87·6”特大洪水、2003年洛南縣境內洛河“2003·8”特大洪水等影響,使水土流失加劇。圖2-1可直觀地反映出這一變化趨勢。

      2.2主要江河輸沙量和輸沙模數(shù)

      逐一對洛河、丹江、旬河、乾佑河、金錢河的輸沙量和輸沙模數(shù)按1956-2005年、1980-2005年、1956-1979年三個系列段進行了分析計算,。見表2-3。

      2001年以后,由于退耕還林還草政策的貫徹實施,生態(tài)極大改善,水土流失減少,為了進一步驗證泥沙的變化,分析計算了2001-2005年的輸沙量和輸沙模數(shù)。見表2-3。洛河、旬河的輸沙量和輸沙模數(shù)增大,是因為洛河發(fā)生了“03·8”特大洪水、旬河發(fā)生了“02·6”特大洪水,影響泥沙增大。

      2.3 各縣區(qū)自產沙量和侵蝕模數(shù)

      本次泥沙分析應用實測資料進行統(tǒng)計分析。對渠道引沙、水庫淤積進行了還原計算,并計算了行政分區(qū)1956-2005年、1980-2005年、1956-1979年三個系列的多年平均自產沙量,計算結果詳見表2-2。

      2.3.1渠道引沙還原計算

      11處水文站中有渠道引水的站有6站,進行引沙還原的站有:丹鳳、竹林關、武關、青泥灣、麻街、靈口站。這6個站的渠道均未施測沙量,故還原采用的方法按無實測引沙量的渠道還原沙量估算:

      =

      式中:——渠道年引沙量(t);

      ——渠道引沙系數(shù),采用0.5;

      Q娶i——渠道月平均引水流量(m3/s);

      Cs河i——河道月平均含沙量(kg/m3);

      Ti ——第i月秒數(shù)。

      2.3.2水庫淤積沙量還原

      全市大于百萬立方米以上的水庫有11座,位于洛河靈口水文站以上1座、板橋河板橋水文站以上1座、丹江丹鳳水文站以上5座,分別進行了還原計算。因無實測資料,借用《商洛水文手冊》成果,各年淤積量值不變,水庫淤積物的容重采用陜西省水資源評價提出的1.4t/m3數(shù)值。水庫淤積懸移質和推移質之比,商洛市水務局1987年7月在進行的《水資源調查與水利區(qū)劃》中,對懸推比進行了推算,為1:1.35,在這次在本評價中予以采用。按水庫建成運行時間、具體位置進行區(qū)域還原。

      2.3.3全市自產輸沙量和侵蝕模數(shù)

      商洛市1956-2005年多年平均自產輸沙量 1126萬t,其中洛河110萬t,占全市的9.8%;丹江449萬t,占全市的39.9%;金錢河339萬t,占全市的30.3%;乾佑河102萬t,占全市的9.1%,旬河115萬t,占全市的10.3%。全市1956-2005年多年平均自產輸沙量最大的是山陽縣,為246萬t,占全市自產沙量的21.8%,是全市水土流失最嚴重的區(qū)域;其次是商州區(qū),為190萬t,占全市沙量的16.9%,也是全市水土流失較為嚴重的區(qū)域。

      全市多年平均自產沙量1956-2005年比1956-1979年減少106萬t,減幅為9.4%。洛河自產沙量減少41萬t、丹江自產沙量減少45萬t、金錢河自產沙量減少64萬t,減幅分別37.3%、10.0%和18.9%。而乾佑河和旬河自產沙量未減少反增加,分別增加24萬t和41萬t。乾佑河87年發(fā)生了五十年一遇大洪水,95年又開工修建西康鐵路,影響泥沙量增大。旬河2002年6月9日發(fā)生了二百年一遇的特大洪水,含沙量達60.1km/m3,是建站以來最大。

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