范文一：长江黄河的水文水系特征

长江 黄河的水文 水系特征

黄河水文特点(1)水少沙多、水沙异源

黄河流域多年平均雨量仅约400mm，水量极小，仅占全国河川径流量的2％；但黄河泥沙之多，为世界大河所罕见，其多年平均输沙量达16×108t(入黄总沙量)，多年平均含沙量高达37.6kg/m3，水少沙多。此外，在空间分布上是水沙异源。黄河水量主要来自兰州以上的上游地区，其控制面积为花园口以上控制面积的30％，水量占58％，沙量仅占9％，黄河的90％以上泥沙来自中游黄土高原。如头道拐(河口镇)至龙门区间的黄土高原面积为11×104km2，区间径流仅73×108m8，占花园口以上的13％，但该区间的输沙量高达9.5×108t，占全河总输沙量的57％。显然，黄河水文是上述两个不同的自然地理环境影响的水沙不同组合的过程，使下游和河口的水沙过程更加复杂多变。

(2)高含沙量输沙

黄河流域半干旱气候，雨量既小，变率又大，沙源集中在黄土高原地区，使黄河输沙主要集中在几个主要的大沙年，甚至集中在几场大洪水过程内。据统计，黄河干支流各站最大年输沙量，可占25年总输沙量的10—20％，最大6年的输沙量约占25年输沙量的5％，在一年之中，输沙较径流更为集中，干流站7—9月输沙可占全年的80％，支流站接近100％。陕县站1933年输沙量高达

39.1×108t，7—9月输沙量占了全年的90％，其中8月输沙量为27.8×108t，占全年输沙量的71％。黄河干流主要测站的多年平均的水沙相关曲线表明，其时序方向均为顺时针方向，反映了黄河上中下游洪峰和沙峰在时间上出现的同步性。这种同步性反映了全河输沙在年内分配上的不均匀性。

(3)径流和输沙量年际变率大

黄河流域雨量小，雨区分布的影响有所不同，如是中水大沙年或小水大沙年，则下游河道输能力减弱而淤积，尾阎河道淤积，延伸加快。 长江水文特征

1.汛期降雨和洪水

长江流域属亚热带季风气候区，西南季风和东南季风均可进入，为形成暴雨提供有利条件。长江降雨量丰沛，多年平均降雨量 1057毫米，有四个主要雨区：(1)武夷山雨区，年雨量为1640毫米，雨期最早，在3～6月。(2)南岭雨区，年雨量约1400毫米，雨期稍后，在 4～6月。(3)峨眉山雅安雨区，年雨量1000毫米，雨期在7～8月。(4)汉江雨区，雨期最迟，在8～9月，甚至延至10月，年雨量约1000毫米。在正常年份，长江流域的雨带从三、四月起，自东南向西北移动，中下游的雨季早于上游，江南早于江北。降雨量分布由东南向西北递减，中下游降雨多于上游。

长江是雨洪河流，洪水变化规律与暴雨大体相应，其入汛时间中下游早于上游，一般年份，鄱阳湖水系和洞庭湖湘江4～6月为主汛期，洞庭湖的资、沅、澧水则为 5～7月，上游各支流7～9月，如遇有秋汛，10月份也会发生大洪水。长江干流各控制站年最高水位和最大流量出现时间一般在6～9月，而以7～8月为最多。

长江的年径流量为8890亿立方米，其中上游来量占47%，洞庭湖占21%，鄱阳湖占17%。

长江干流寸滩至宜昌的三峡区间全长约660公里，面积约14万平方公里，若不包括乌江，则区间面积为5.6万平方公里，长江三峡区间面积约占宜昌以上面积的5.6％，虽然这段面积所占的比重不大，但区间洪水常来势凶猛，对宜昌洪峰常起戴帽作用。例如，1982年宜昌最大洪峰52400cms, 而三峡区间产生的最大洪峰就为27900cms。造成区间洪水的暴雨移动方向，一般由四川的岷、沱、嘉陵江一带雨区中心向东偏南移动或自西向东移至三峡地区，亦有从四川东北和汉江上游一带的雨区中心南压至三峡地区，这与长江的流向相一致，而三峡暴雨往往又是两至三天，此即为造成三峡地区的洪水常常是叠加在长江上游洪水的涨水段或峰顶附近的主要原因。长江三峡区间是长江中下游暴雨的多发区，该区间的洪水预报对长江中下游的防汛调度工作有着重要的意义。

2.流域主要暴雨区和相关暴雨极值数据

长江流域最大24h暴雨，为江苏省如东县潮桥822mm，（1960年8月4日），最大三日暴雨湖北五峰县1076mm，1935年7月3日-5日。

3.干支流洪水特性

长江的大暴雨洪水可分为全流域性和局部区域性两种类型。前一种降雨范围广，历史长，上下游雨季重迭，且雨区移动方向大致与干流流向一致，干支流洪水发生严重遭遇，如1954年和1998年。后一种是干流某些河段和若干支流发生大强度大面积的暴雨所造成，如中游的1935年、1996年，上游的1981 年，汉江的1983年等。

长江洪水特性：

（1）洪水峰高量大、历时长。干流实测最大洪峰流量92600立方米每秒（1954年大通站），调查最大洪峰流量达110000立方米每秒（1860年，1870年枝城）；主要支流如汗奖、嘉陵江实测最大流量都超过40000立方米每秒，调查最大洪峰流量超过50000立方米每秒。一次洪水过程历时长干流屏山、宜昌20-30天左右，汉口、大通站超过50天，各支流一次洪水过程一般在10天左右。由于峰高、历时长，洪水总量很大，如1954年汉口站最大60天洪量达3220亿立方米，大通站4210亿立方米，洪水峰量远大于其他河流。

汛期洪水组成（5月-10月），以大通为控制站，宜昌以上约占50%，中游占44%，下游不及5%；以汉口为控制站，宜昌以上占66%，洞庭湖水系占23.9%，汉江占7%，清江不到2%。

（2）洪水比较稳定，年际变化小。

（3）含沙量低，输沙量大。宜昌多年品均含沙量1.2Kg/m3，但水量大，多年平

均年输沙量5.3亿吨；大通站多年平均含沙量0.157Kg/m3，多年平均输沙量4.7亿吨。

4.历史洪水描述、洪峰编号

（1）1998年洪水

1998年长江流域发生了仅次于1954年的全流域性大洪水。其主要特点：(1)全流域型洪水继鄱阳湖水系五河、洞庭湖水系沅江、澧水和湘江大洪水后，长江上、中游干支流又相继发生了较大洪水,致使长江出现了继1954年以来的又一次全流域型大洪水。(2)洪水次数多受降雨影响，鄱阳湖水系、洞庭湖水系先后多次发生洪水，长江上游接连出现八次洪峰。(3)洪水量级大今年长江洪水与1954年洪水相比，上游宜昌水文站7、8月份来水量均超过1954年，最大30天和60天洪量等于或大于1954年，频率约80～100年一遇；中游洪量仅次于1954年，如不考虑洪水还原，汉口7、8月份来水量、最大30天和60天洪量均大于1954年洪水；下游大通略小于1954年。(4)洪峰水位高长江干流沙市～螺山、武穴～九江共359公里河段以及洞庭湖、鄱阳湖水位多次超过历史最高记录，超过幅度达0.55～1.25米，沙市曾三次超过历史最高水位，水位分别达44.95米、44.84米和45.22米，最高洪峰水位超过历史最高水位0.55米。(5)洪水持续时间长从6月中旬起，长江干支流水位先后超警。今年长江干流沙市、监利、螺山、汉口、九江水位超过警戒水位的时间分别长达57天、82天、81天、84天和94天，监利～螺山、武穴～九江河段超过历史最高水位的时间长达40多天。(6)洪水发生早、来势猛汛前，1～3月份长江中下游干流及洞庭湖湘江和鄱阳湖赣江多次出现历史同期最高水位。汛期，长江中下游干流主要控制站自6月24日起相继超过警戒水位，长江上游7月初即出现第一次洪峰，比正常年份提前约半个月。7月4日，监利、武穴和九江河段即突破历史最高水位。

（2）1954年洪水

在全流域普降大雨的情况下，鄱阳湖水系的赣江等和在6月初和7月初都发生了较大洪水。洞庭湖水系，沅将于5月下旬、6月下旬、7月中旬和7月下旬连续发生较大洪水，桃源站分别达到19200立方米每秒（5月26日）、17800立方米每秒（6月27日）、17800立方米每秒（7月16日）和23000立方米每秒（7月31日）；湘江也于6月初、6月中旬和6月底连续发生大水，其中6月30日湘潭站最大洪峰流量达 18300立方米每秒，接近实测最大洪水；澧水、资水也都出现了较大洪水。汉江也在7月下旬和8月上旬发生了中等偏大洪水，汉口以下至湖口区间支流最大入江水量达13582立方米每秒。在上述情况下，江湖水位迅速上涨，汉口站6月25日超过警戒水位（26.30米），7月18日突破1931年最高水位 28.28米。在下游全面高水位的情况下，6月25日至9月6日上游宜昌站先后出现4次流量大于50000立方米每秒的洪峰流量，8月7日最大洪峰流量达 66800立方米每秒，枝城站洪峰流量达71900立方米每秒。荆江分洪区3次分洪和多处扒口、溃口分洪，总分洪量达到1023亿立方米的情况下，沙市水位达到44.67米，城陵矶水位达到33.95米，汉口水位达到29.73米（最大洪峰流量实测为76100立方米每秒），城陵矶水位达到33.95米，都突破了历史纪录。

还原计算为城陵矶站最大流量为108900立方米每秒，汉口站为114183立方米每秒。

（3）洪峰编号原则

1）编号范围：暂限于长江宜昌-大通江段干流洪水。

2）编号标准：在上述范围内，宜昌出现5万立方米每秒以上流量或主要控制站洪峰水位超过警戒水位以上方纳入编号，否则不纳入编号序列；

3）在上述范围和标准下，以实测洪峰出现的时间序号进行编号；

4）在下游江段出现的编号洪峰是上游江段编号洪峰向下传播的结果时，沿用上游洪峰编号，否则下游江段洪峰另行编号。

其中第4）项原则的含义是：当上游洪峰下传时发生合并，则听其自然，称谓为某号洪峰在某江段并入某号洪峰，当出现上游洪峰下传单峰变数峰时，如果在下游江段均符合编号标准时，应允许在下游江段按时间顺序插入新编号。

范文二：黄河流域水文特征

黄河流域水文特征 ... 黄河下游暴雨7月份出现的机会较多，月份次之。 黄河上游降雨 特点：面积大、历时长、雨强小，强连阴雨；一次降雨仅有个别站日 ... 黄河中游降雨 特点：强度大，历时短而频繁，雨区面积较上游小，但大于50mm的暴雨面积则较上游大。

印度半岛农业发展的有利条件

地形平坦 水源、阳光充足 土壤肥沃 雨热同期

北部山脉 阻挡来自北方的冷空气

日本的工业为什么分布在太平洋沿岸和濑户内海的狭长地带 第一,太平洋沿海地区冲积平原地势平坦.

第二,沿海交通便利,有利于产品的运输.

第三，日本的城市带集中在沿海一带.

详细:

第一，日本发展工业的原料、燃料大部分依靠输入，产品又大部分依靠输出，面向国外市场是战后日本工业布局的基本出发点，

第二，充分发挥岛国位置条件的优越性。日本海岸线绵长，沿海又多优良港湾，尤其是太平洋沿岸，水深港阔，风平浪静，潮差不大，适宜修筑巨港和深水码头，便于大型或超级货轮停泊。

第三，日本沿海地带虽已十分密集，用地紧张，但是近些年来这里由于填海造陆，已使地价较为便宜，利于投资设厂。

第四，沿海各大工业地带是日本工业、城市和人口最为集中的地区，因而也是国内工业品最大的消费地，使生产地接近消费地的经济原则得以实现。

第五，日本在实施重点发展重、化学工业方针的进程中，在沿海地区大量投资修筑公共设施和增设交通线路，从而为布局新厂提供了各种方便条件。

成都和拉萨所在地理区域的自然、人文差异

自然环境：

成都：

亚热带季风气候，雨热同期，夏季高温多雨，冬季温和少雨；亚热带常绿阔叶林；紫色土，土壤肥沃；河网密布，水源充足；位于四川盆地中的成都平原，地势平坦，利于种植业发展。

拉萨：

高山高原气候，海拔高，气压低，气温低（高寒气候）；气温日较差大；（早穿皮袄午穿纱）；植被以荒地草原为主；位于我国地势第一阶梯，是世界上面积最大的高原；是我国长江、黄河等河流的发源地，水源充足；在雅鲁藏布大峡谷处，温度较高，水源充足，利于发展河谷农业。

人文：

成都：经济相对发达，水陆交通便利，城市数量多，人口密集，劳动力充足，旅游资源丰富，有世界著名文化遗产（卧龙大熊猫栖息地、都江堰、乐山大佛、青城山、九寨沟黄龙风景名胜区）；市场广阔；工业基础好，攀枝花是著名有色金属冶炼工业城市；

拉萨：经济欠发达，交通不便（注意：最近建成的青藏铁路不能从根本上解决交通闭塞的问题）人口稀少，城市数量少。

参考资料： 本人是2010届北京应届高考生（借此机会复习一下所学知识）希望对你有帮助！

范文三：黄河上游生态水文特征变化分析

2010 年 9月 Jou rna l of A rid L and R e sou rce s and Environm en t Sep. 2010 文章编号 : 1003 - 7578 ( 2010 ) 09 - 045 - 07

3 黄河上游生态水文特征变化分析

1 1 2 孙晓懿,黄 强,张洪波,王义

1( 1. 西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室 ,西安 710048; 2. 煤炭科学研究总院西安研究院 ,西安 710054 ) 民

提 要 : 河流生态水文特征是河流生态水文响应机制的外在表现 ,分析河流生态水文特征变化是建立河

流生态水文指标体系的基础 。文中应用 M ann - Kenda ll等方法对黄河上游唐乃亥、兰州断面主要的生态水文

特征进行系统分析 。黄河上游生态水文系统中改变强烈的生态水文要素主要分布在径流要素的年际和年内变

化 、最大最小极值的大小及出现时间 、大小洪水和变化率等方面 。唐乃亥断面与兰州断面发生改变的生态水文

特征有所不同 ,兰州断面径流受人类活动干扰明显 。

关 键 词 : 黄河上游 ;生态水文特征 ; M ann - Kenda ll;变化分析

中图分类号 : P33 文献标识码 : A

黄河上游梯级水库在发挥防洪减灾、发电、灌溉等作用的同时 ,使黄河上游河段生态水文特征发生了 [ 1 - 5 ] 较大变化 ,给黄河的健康带来了一定的负面影响 。建立生态水文指标体系是分析水库对河流生态水

( 文特征影响的有效手段 , 目前生态水文指标体系建立大多采用 R ich te r 等建立的 IHA 法 Ind ica to rs of [ 6 - 10 ] )H yd ro logic A lte ra tion与 Grown s等建立的指标体系 。 IHA 法包含水文指标较少 ,虽易于分析计算但不 [ 8 ] 够全面 ,而 Grown s采用的指标相对较多 。参考上述两种方法 ,文中对黄河上游唐乃亥 、兰州断面的主要 生态水文特征进行统计分析 ,试图寻找河流受损过程中发生严重改变的关键性生态水文要素 ,为建立黄河 上游生态水文指标体系及黄河上游梯级水库生态调度提供依据。

1 黄河上游生态水文断面的选取

[ 1 , 11 - 14 ]根据已有成果 中水文分区与生态分区的特点 ,考虑不同位置的调蓄水库的影响控制范围以及 干流控制断面的分布 ,将黄河干流划分为 4段。具体到黄河上游划分为黄河源头 ,兰州河段、兰州 ,河口 镇段 ;黄河源头 ,兰州河段选取未受水库干扰的唐乃亥断面 ,反映黄河上游干流来水的基本情况 ; 兰州 , 河口镇段选取刘家峡水电站下游的兰州断面 ,通过兰州断面的流量变化可以反映龙羊峡 、刘家峡联合调度 对流量特征影响 ,其断面流量的变化将对下游河段的供水灌溉 、水沙关系以及生态保护等产生关键性的影 响。

2 研究方法

2. 1 M ann - Kenda ll趋势检验法

[ 15 ] 基于秩的 M ann - Kenda ll趋势检验法 是一种非参数统计检验方法 ,或称无分布检验 ,其优点是不 需要样本遵从一定的分布 ,也不受少数异常值的干扰 ,适于类型变量和顺序变量 ,计算比较简便 ,在趋势分 析中得到了十分广泛的应用。具体步骤如下所示 :

n i - 1

) ) ( )( ( 设一平稳序列为 X, t = 1 , 2 , , n, n为序列长度 ,定义统计量 S为 : S = ? ?sign x- x1 t i j i = 2 j = 1

if θ> 0 1

θ)θ) ( )((θ式中 : sign 为符号函数 , sign = 02 if = 0

θ- 1 if < 0="">

3 收稿日期 : 2009 - 6 - 29。

( ) 基金项目 : 水利部公益性行业科研专项 200701019 资助。

( ) 作者简介 : 孙晓懿 1983 - ,女 ,河南新密人 ,博士研究生 ,主要从事水资源系统工程研究。 E - m a il: m iche lle_830216 @163. com

干 旱 区 资 源 与 环 境24卷 第 ?46?

当 n?10时 ,统计量 S近似服从正态分布 ,其正态分布的检验统计Z用下式计算 :

量 ( ) ( ) ( ) if θ> 0 S - 1 / n n - 1 2 n + 5 /18

( )θ 0 3 if = 0Z = θif < 0="" (="" )="" (="" )="" (="" )="" s="" +="" 1="" n="" n="" -="" 1="" 2="" n="" +="" 5="" 8="">

Z为正值表示增加趋势 , Z为负值表示减少趋势 ,当 Z的绝对值在 ?1. 28、1. 64、2. 32 时 ,表示分别

通

过了信度 90 % 、95 % 、99 %的显著性检验 。

2. 2 变差系数

σ均方差 与数学期望的比值称为变差系数 ,也称离差系数 ,以 C表示。变差系数 C是水文统计中 V V 的一个重要参数 ,用来说明水文变量长期变化的稳定程度。值大则说明变量变化剧烈 ,小则平缓稳定。 1 2?( x - x) i σ n - 1 ( )4 公式 : C= = V x x

式中 : x为年径流量 ; x为多年平均年径流量 ; n为年数 。年径流量的 C值反映年径流量总体系列i V

离

散程度 , C值大 ,年径流的年际变化剧烈 ,这对水利资源的利用不利 ,而且易发生洪涝灾害 ; C值小 ,则年 V V 径流量的年际变化小 ,有利于径流资源的利用。

2. 3 径流年内分配不均匀系数

C值是河流生态水文系统脆弱性评估的重要指标之一 ,其在流域水系中的变化规律及与生态系统和 V 12 K i2? ( - 1 ) i = 1 K ( )5 种群结构有密切的关系 。径流年内分配不均匀系数的计算式为 : C= vy 12

式中 : K为各月径流量占年径流的百分比 ; K为各月平均占全年百分比 ,即 K = 100 % /12 = 8. 33 % 。 i

C是反映径流分配不均匀性的一个指标。C越大 ,表明各月径流量相差越悬殊 ,即年内分配越不均匀 , vyvy

C小则相反 。 vy

3 黄河上游生态水文特征变化

选取唐乃亥与兰州 1956 ,2004 实测日径流资料 ,对黄河上游的生态水文特征变化包括径流年际变 化、汛期变化、年内分配 、极端流量变化 、水文极值发生时间、高流量和低流量、水流条件变化频率与速率、 大小洪水进行分析。

3. 1 径流年际变化

河流水情的年际丰枯变化和周期性多年变化规律是决定河流生态系统的特征和生物多样性的重要因 素 ,流量特征的改变会改变河流的生态系统的稳定性 。河流丰 、枯水周期性变化特征的减弱会导致各种生 物不同生长周期所需的水文条件的改变 ,使得最终适应这种水文条件的生态系统受到破坏。

图 1 黄河上游断面年径流变化

F ig. 1 V a rie ty of annua l runoff on d iffe ren t sec tion s on the upp e r Ye llow R ive r

由图 1可以看出 ,唐乃亥与兰州断面径流序列以 1985 年为界 ,呈两段式分布 , 1985 年以后则呈现出 [ 16 ] 较明显的递减趋势 ,这与全球气候变迁引起的温度上升和降水减少密切相关 ,根据文献 的统计分析 ,从 80年代后期到 90 年代末 ,黄河上游气温逐步升高 ,降水量也呈现明显减少趋势 ,这与径流反映出来的结

孙晓懿等 黄河上游生态水文特征变化分析第 9 期 ?47?

果是一致的 。通过 M ann - Kenda ll检验 ,唐乃亥与兰州的径流系列均整体呈现减少趋势 ,而 1985 年以前

径流序列呈现增加趋势 , 1985年以后则呈现减少趋势 。

表 1 黄河上游断面径流 M ann - Kenda ll与 C统计结果 V

Tab. 1 The runoff M ann - Kenda ll and Csta tistica l re su lts fo r the d iffe ren t sec tion s v

年 春 夏 秋 冬 M ann - Kenda ll 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州

1956 - 1985 1. 82 1. 03 1. 32 2. 36 1. 57 - 0. 57 1. 50 0. 36 1. 94 4. 39

1986 - 2003 - 1. 40 - 1. 55 - 2. 46 - 0. 98 - 1. 25 - 2. 92 - 0. 45 0. 72 - 1. 29 - 1. 52

长系列- 1. 02 - 2. 79 - 0. 61 1. 76 - 0. 49 - 4. 42 - 1. 27 - 2. 52 - 1. 00 3. 12

年 春 夏 秋 冬 C V唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州

1956 - 1974 0. 29 0. 29 0. 26 0. 44 0. 21 0. 30 0. 28 0. 30 0. 43 0. 23 1975 - 1985 0. 24 0. 22 0. 27 0. 35 0. 21

1986 - 2003 0. 26 0. 26 0. 23 0. 23 0. 34 0. 34 0. 31 0. 31 0. 21 0. 21

长系列- - - - - 0. 30 0. 26 0. 31 0. 43 0. 23

唐乃亥断面径流趋势在季节上的响应也存在不同 ,在 1985 年以前 ,四个季节均呈现增长态势 ,冬季尤 为显著。而 1985年以后则整体趋向减少方向 ,以春季最为明显。从流量变化稳定性上看 ,唐乃亥断面的 值为 0. 30 ,变化相对比较稳定 , 1985 年以后整体径流变化较 1985 年之前更为稳定 ,变差系数呈衰减态势。

为了更好地分析龙 、刘水库调度对兰州断面径流序列产生的影响 , 将兰州径流序列划分为 1956 - 1974、1975 - 1985、1986 - 1904三段 ,得到兰州断面受龙羊峡、刘家峡水库不同组合调节情形下的水文稳 定性的变化程度。由表 1中兰州断面的 C统计结果可以看出 , 1975 - 1985 时段由于刘家峡建成 ,蓄丰补 V

( ) ( )枯 ,春 2 ,4月 、秋 8,10月 流量过程趋于平缓 , C值有所下降。1985年以后 ,龙羊峡建成 ,龙 、刘联合 V

( )调度使得防洪能力和调蓄能力进一步增强 ,秋季 C持续降低 ,更趋于平稳。而夏季 5 ,7月 水库兼有供 V

水灌溉、发电、防洪任务 ,供水的次数增多 ,水流变化频繁 ,导致夏季的 C值呈上升趋势 。 V

3. 2 径流汛期变化

与河流水情变化相应 ,生态系统随来水过程呈现不同变化 ,汛期与非汛期的变化明显。汛期和非汛期 的流量特征中蕴含了无数的生态系统需要的特征水文条件 ,是生态系统赖以生存的主要生境之一 。

通过选取不同时段 ,对不同水库组合影响下的汛期水量进行对比分析 ,发现唐乃亥汛期水量比例有微 小增加 ;兰州断面持续走低 。同时 ,应用 M ann - Kenda ll趋势检验法对汛期水量变化的绝对过程进行统 计。表 2显示 ,唐乃亥断面在 1985年以前汛期水量有显著的增长态势 ,以后则呈减少趋势 ,但不显著 ; 兰

州断面与唐乃亥趋势类似 ,但稍有不同 , 1985年以前无明显趋势变化 ,以后减少趋势较唐乃亥更明显 。

采用与年际变化研究中的相同的时段划分 ,计算断面汛期径流序列的 C值 。结果显示 ,由于唐乃亥 V

断面不受径流调节影响 ,汛期水量整体变化较为平稳 ,无明显特征 ;兰州断面在刘家峡建成后 ,虽受水库调

节影响 ,汛期水流较为平稳 ,变率较小 ,龙 、刘联调后汛期水量变率有所上升。

表 2 黄河上游断面汛期径流 M ann - Kenda ll统计结果 CTab. 2 The runoff M ann - Kenda ll sta tistica l re su lts of d iffe ren t sec tion s du ring the flood sea son M ann - Kenda ll v 断面 1956 - 1985 1986 - 2004 长系列 1956 - 1974 1975 - 1986 1987 - 2004 长系列

唐乃亥 1. 96 - 1. 17 - 1. 34 0. 35 0. 28 0. 36 0. 37 汛期 兰州 0. 20 - 1. 48 - 3. 95 0. 36 0. 26 0. 28 0. 42

唐乃亥 1. 57 - 1. 82 - 0. 34 0. 27 0. 22 0. 23 0. 25 非汛期 兰州 3. 18 - 1. 29 1. 76 0. 15 0. 14 0. 15 0. 14

非汛期是黄河发挥兴利功能的关键时期 ,包括供水、灌溉、发电、生态保护等 ,因此非汛期水量是考虑

() 黄河水资源利用效率的核心指标 。采用 M ann - Kenda ll法统计非汛期水量的变化趋势 表 2 ,发现 85 年 以前唐乃亥 、兰州都具有增长趋势 ,其中唐乃亥较为显著 , 1985 年以后 ,唐乃亥 、兰州呈显著减少趋势 ,唐

乃亥最为突出。由此可见龙羊峡 、刘家峡对非汛期或枯水期的补水效果在兰州断面表现较为明显。非汛

()期兰州断面 C值变化不大 ,由于水库调节 ,使得非汛期水流 或水量 相对比较平稳 , C值较未建水库之 V V 前都有所降低。

3. 3 径流年内分配特征

径流的年内分配特征是河流水文情势的中尺度表现 ,相对于年际、汛期非汛期 、季节变化而言 ,更有针

干 旱 区 资 源 与 环 境24卷 第 ?48?

对性 ,也蕴含了更细致的生态生命周期的讯号和信息 ,鱼类产卵、洄游、幼鱼生长等等过程的体现更加明确 化。唐乃亥断面不同年代的年内水量分配大体趋势基本相同 , 1985 年以后各月径流除 6 月外 ,都有所减

(少 ,汛期比较突出 ,下降幅度较大。由于上游无调蓄工程 ,年内分配的不均匀性相对稳定 ,变化较小 图

2 ) 。

图 2 唐乃亥断面径流年内分配与不均匀系数变化

F ig. 2 In tra - annua l d istribu tion and va rie ty of uneven coeffic ien t of the runoff on Tangna iha i sec tion

兰州断面受龙羊峡和刘家峡影响 ,年内分配变化较大。尤其是龙 、刘联合调度以后 ,兰州断面的年内 3 分配变化频繁 ,平均流量的极值比由原来的 5 下降为 2 ,特别是汛期流量降低较多 , 9 月份从 2036m/ s减 3 () 少到了 995m/ s 图 3 ,可见龙、刘联合运行后 ,削峰蓄洪作用比较明显 ,这对下游依赖洪水流量及其创造 的栖息地环境而生存的生物物种而言 ,影响是破坏性的。

图 3 兰州断面径流年内分配与不均匀系数变化

F ig. 3 In tra - annua l d istribu tion and va rie ty of uneven coeffic ien t of the runoff on L anzhou sec tion

表 3 不同断面的 C变化特征 将各断面的不均匀系数根据时间划分进行统计 ,发现唐 vy

Tab. 3 The va ria tion cha rac te ristic s 乃亥不均匀系数稍有变化 ,无明显趋势 。兰州断面径流受龙、 of the runoff Con d iffe ren t sec tion s vy 刘水库影响较大 ,各月径流差异逐渐缩小 ,尤其是龙、刘联调 时段 60 以前 60 - 74 75 - 85 86 - 05 后 ,不均匀系数降低至 0. 289 (表 3 ) 。 唐乃亥 0. 629 0. 650 0. 699 0. 625 兰州 3. 4 极端流量变化0. 624 0. 551 0. 492 0. 289

1、3、7、30、90天平均流量的极值可以描述枯水、丰水在不同时间尺度上的变化情况。对唐乃亥 、兰州 断面极端流量分时段进行对比 ,可发现不同水库运行组合对下游断面枯水和丰水特征在时间尺度上影响

() 的强烈程度 。对唐乃亥断面、兰州断面 10个极端流量指标进行统计分析 表 4 。

唐乃亥断面极端流量受总体来水趋势的影响 , 60 - 80 年代最小化和最大化指标均较大 ,且根据偏移

(率的统计 ,区间内呈逐渐增大趋势。而 1990 年以后 ,表现出强烈的锐减势头。离散程度 以变差系数表 )示 上 ,最小化指标随时间尺度的增大而减小 ,最大化指标则规律性不强 ;在时间序列上 ,离散程度的表现 与指标流量值基本保持一致 ,表现出流量大 ,离散程度大 ,流量小 ,离散程度小的特点。

兰州断面极端流量最小化指标整体趋势趋于平缓 ,最大化指标则受其削减洪峰的影响 ,在 90 年后出 现了锐减 ,但相对平缓。从时间尺度上看 ,最小化指标曲线中 1、3、7 天值比较接近 ,说明特枯水时段一般 维持在 10 天以内 ,而大洪水的洪峰一般只持续 1 - 5天。离散程度上 ,最大、最小指标规律性较强 。

3. 5 水文极值发生时间

水文极值发生时间可以给出水生生物进入新的生命周期信号 ,而其改变会导致生物的生命周期与河 流自然流量的季节时间相悖离。因此 ,分析水文极值发生时间在不同时间段之间的偏移量有重要的意义。

唐乃亥是一个近似的自然站 ,受人类的干扰较小 ,其最大、最小流量的发生时间基本可以体现黄河干

孙晓懿等 黄河上游生态水文特征变化分析第 9 期 ?49?

流的自然趋势。唐乃亥断面的年最小流量基本发生 12 月下旬至 2 月上旬之间 ,变幅基本控制在 25 天以 内 ,且随着时间的推移 ,变幅呈现减小趋势 ,最大值发生的时间主要集中在 7月至 9月之间 ,且多分布在汛 前期或汛末期。 3 表 4 不同断面最大 、最小 1天 、7天 、30天平均值在时间尺度上的分布及统计结果 (单位 : m/

s)

Tab. 4 The d istribu tion and sta tistica l re su lts on tim e sca le of m axim um and 3 ()m in im um 1 day、3 day、30 day ave rage va lue on d iffe ren t sec tion s U n it: m/ s 站点 类别 CCCCC 60 以前 60 - 74 偏移率 75 - 85 偏移率 86 - 01 偏移率 02 - 05 偏移率 VVVVV

110. 50 0. 03 134. 21 0. 21 0. 22 158. 18 0. 18 0. 24 131. 13 - 0. 17 0. 15 92. 67 - 0. 29 0. 21 最小 1 天 唐乃亥 最大 1 天1742. 50 0. 21 2219. 93 0. 27 0. 35 2993. 64 0. 35 0. 33 1939. 38 - 0. 35 0. 26 1443. 33 - 0. 26 0. 18

300. 75 0. 18 355. 18 0. 18 0. 13 347. 63 - 0. 02 0. 15 327. 67 - 0. 06 0. 11 最小 1 天 兰州 最大 1 天3111. 25 0. 35 3499. 09 0. 12 0. 27 1931. 25 - 0. 45 0. 14 1496. 67 - 0. 23 0. 14

最小 7 天 120. 25 0. 07 143. 91 0. 20 0. 20 168. 28 0. 17 0. 22 137. 66 - 0. 18 0. 10 100. 35 - 0. 27 0. 16 唐乃亥 最大 7 天1562. 75 0. 20 2069. 36 0. 32 0. 35 2790. 73 0. 35 0. 33 1783. 19 - 0. 36 0. 27 1328. 67 - 0. 25 0. 23

340. 83 0. 21 400. 37 0. 17 0. 12 385. 61 - 0. 04 0. 16 338. 37 - 0. 12 0. 12 最小 7 天 兰州 最大 7 天2871. 25 0. 39 3329. 91 0. 16 0. 30 1652. 69 - 0. 50 0. 16 1343. 67 - 0. 19 0. 11

131. 05 0. 12 156. 39 0. 19 0. 19 176. 17 0. 13 0. 22 146. 58 - 0. 17 0. 11 112. 54 - 0. 23 0. 17 最小 30 天 唐乃亥 最大 30 天1259. 75 0. 16 1661. 55 0. 32 0. 34 2158. 73 0. 30 0. 30 1435. 48 - 0. 34 0. 30 1183. 10 - 0. 18 0. 22

最小 30 天 395. 85 0. 18 474. 40 0. 20 0. 14 437. 65 - 0. 08 0. 17 349. 37 - 0. 20 0. 13 兰州 最大 30 天2299. 25 0. 43 2852. 91 0. 24 0. 30 1433. 56 - 0. 50 0. 13 1169. 67 - 0. 18 0. 06

受刘家峡和龙羊峡水库的影响 ,兰州断面的最小日流量发生时间主要发生在年末和次年的 1 ,3 月 份 ,并且随着时间的推移 ,发生的日期呈明显的后推趋势 ,统计结果显示 90 年后最小流量的发生时间主要 集中在 2月份 ,受防凌要求的影响 ,流量变幅越来越小。最大流量的发生时间则从 86年起 ,由原来的 8 月

份左右 ,提前到了 7月份 ,且有个别年份提前到 4月末 ,可见龙羊峡多年调节水库的防洪调峰作用对兰州 断面年最大流量的发生时间影响较大。

3. 6 高流量和低流量

高、低脉冲流量这一特殊的水文现象可直接驱动河流廊道的生态过程。如高脉冲流量通过与漫滩和 高地的连通 ,可大量地输送营养物质并塑造漫滩多样化形态 ,维系河道并育食河岸生物 ,从而影响河流生 物的生物量和多样性 ;而低脉冲流量则影响河流生物量的补充以及一些典型物种的生存。然而大坝常常 会改变高流量和低流量发生的规模与频率 ,对很多水生生物造成致命的影响 。唐乃亥断面低流量发生的 次均延时随时间推移呈现逐渐增多的趋势。发生的次数主要集中在 1 - 4 次 ,且呈现天多次少的规律 ,反 之亦然。这说明长时间的低流量过程发生的频率较过去有所增大 。而高流量则与低流量相反 ,平均延时 急剧降低 ,但次数有所增多 ,说明在 90年以后高流量发生的次均历时变短 ,一般不超过 10天。 从时间

过程上看 ,低流量在 60年以前和 1986 - 2001年时段平均每次的延时较长 ,达到 50 余天 ,其他 时间段主要集中在 25 天左右 。而高流量则恰恰相反 , 1960 - 1985 时段表现较好 ,平均每次延时都超过了

() 30天 ,而其他时段则只有 10几天 表 5 。

表 5 黄河上游断面高 、低流量不同时间区段的次数与延时统计

60 以前 60 - 74 75 - 85 86 - 01 02 - 05 Tab. 5 D u ra tion and tim e s of h igh and low p u lse s flow in d iffe ren t tim e on d iffe ren t sec tion s

唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州 唐乃亥 兰州

2. 25 2. 40 3. 79 7. 43 3. 00 5. 42 2. 25 6. 63 4. 33 4. 00 低脉冲年均次数 ( t)

( ) 51. 13 7. 50 23. 00 2. 08 52. 22 3. 54 26. 17 3. 50 低脉冲年均延时 d68. 65 26. 21

( ) 4. 25 4. 71 3. 42 6. 42 4. 25 3. 25 4. 00 1. 33 高脉冲年均次数 t4. 80 3. 64

( ) 高脉冲年均延时 d8. 60 31. 00 12. 00 16. 89 38. 46 10. 50 15. 72 3. 61 19. 50 2. 00

兰州断面发生低流量现象的历时一般较短 ,多维持在 5 天以下 ,且发生次数在近几年明显减少 ,年均 只有 3次 ,长时间的枯水环境几乎消失 ,可见兰州断面低流量条件水流缺失严重 。高脉冲流量在次均发生 天数和次数上都呈现显著降低趋势 ,相比低流量 ,情况更为严重 。在 97 年以后多次出现无高流量水流的

情况。

针对不同年代高低脉冲流量发生的特征参数进行比较 ,发现 1960 - 2005 年时间段 ,各年代的次数和 延时的变化 ,主要集中在高脉冲的平均延时上 ,显示出明显的递减趋势。其他参数变化幅度不大 ,相对比 较稳定。

干 旱 区 资 源 与 环 境24卷 第 ?50?

表 6 黄河上游断面水流条件变化频率和速率统计结果 3. 7 水流条件变化频率与速率

Tab. 6 The sta tistica l re su lts of change frequency and ra te 水流条件的变化频率对干旱地区河流生物 in flow cond ition on d iffe ren t sec tion s 物种影响显著 ,陡涨陡落的流量变化会导致水 站点 类别 60 以前 60 - 74 75 - 85 86 - 01 02 - 05 生生物被冲刷或搁浅 ,洪水的暴落导致生物幼 增长率 ( % ) 12. 50 15. 10 16. 32 11. 94 9. 00 苗种群不能建立。同时水流速率的改变还影响 ( ) 唐乃亥 减少率 % - 13. 38 - 17. 23 - 20. 09 - 13. 81 - 10. 50 水中浮游生物是否能够生长并且维持它们自身 ( ) 逆转次数 t111. 50 113. 67 115. 09 117. 63 128. 00

23. 85 39. 97 53. 45 44. 53 21. 00 增长率 ( % ) 的发展。可见 ,水流条件的频率与速率变化对

( ) 兰州 减少率 % - 24. 00 - 38. 57 - 54. 05 - 44. 38 - 11. 33 生态系统是亦利亦弊 ,人类的干扰必须掌握好 ( ) 逆转次数 t97. 90 141. 33 191. 73 209. 81 137. 00 尺度。下面通过水流条件变化频率和速率的分 注 :流量平均减少率、增加率指相邻二日流量间的负差与正差的平均值 ,逆 析 ,来探讨水流条件的变化规律。 转次数指河流日流量由增变成减或由减变成增的次数。

由表 6可知 ,在水文条件变化的频率上 ,唐乃亥的增长率、减少率以及逆转次数均呈现中间大 ,两头小 的分布形态 。兰州与唐乃亥类似 ,三个参数也呈凸字分布 ,但中心向后有所偏移 ,且增减幅度较唐乃亥大 得多。

3. 8 大小洪水

自然洪水的存在对生态系统有其积极的意义。它是河流主槽和滩地之间饵料和生物的联系 ,正是在 河流与洪水的相互影响 、相互作用下 ,河流生态系统才得以逐渐进化 ,生物多样性才得以不断丰富 ,生态环 境也才不断朝着有利于人类生存与发展的方向演替。为方便统计 ,文中界定至少两年一遇的洪水为小洪

() 水 ,十年一遇以上为大洪水 表 7 。

在小洪水期间 ,鱼和其它洄游生物都能顺利地游到上游 、下游或湿地 、洪泛平原 ,来获取更多栖息地 , 而且这些地方通常可以提供更多的食物资源 。可以说 ,小洪水包括了所有的高于主河道的涨水过程 ,却避 免了极端的洪水。通过对各断面发生小洪水的参数特性分析 ,不难看出 ,黄河上游小洪水的出现时间一般 集中在大洪水前后 ,历时约 2 - 3个月左右 ,洪峰流量多发生在 7 月。其中 ,唐乃亥和兰州属于陡涨陡落。

在发生频率上 ,小洪水平均两年一次。

表 7 不同断面大 、小洪水的参数统计 大洪水系构建河流及洪泛区的生物 种群结构和物理特性的关键水流特征 , Tab. 7 The p a ram e tric sta tistic s of la rge and sm a ll flood s on d iffe ren t sec tion s 同时对流域内的湖泊 、洪泛区 、湿地等也 洪水峰值 洪水延时 洪峰 发生频率 流量增长 流量减少 3 有着极其重要的作用 。黄河干流大洪水 时间 ( )( )( )( )()% % % d m / s

唐乃亥 的发生时间主要集中在 7 - 10 月 ,洪峰 2665 95 213. 5 55 51 - 39. 98 小洪水 兰州 的发生时间跨度相对较大 ,分布不集中 。 3150 73. 5 226 60 68. 28 - 74. 45

唐乃亥 3900 120. 5 198 8 111 - 46. 2 其中唐乃亥呈现起涨快 ,消落慢的特点 。 大洪水 兰州 5400 120 255 8 64. 41 - 82. 64

图 4 不同时段不同断面发生大 、小洪水的累计次数

F ig. 4 The cum u la tive occu rring num be rs of the la rge and sm a ll flood s in d iffe ren t tim e s and sec tion s

() 将各断面大、小洪水发生的累计次数进行统计 图 4 ,结果显示 ,大洪水发生主要集中在 1975 - 1985年时间段 ,而 1985 年以后 ,兰州断面的大洪水基本消失 ,这些大洪水是黄河输沙的关键 ,大洪水的消失对 于河流的输沙功能的影响是极其严重的。而小洪水则皆有分布 ,且以 1965 - 1984 年较最为频繁 , 1985 后 整体呈逐渐减小趋势 , 1995 - 2004段兰州断面小洪水消失 。

4 结果分析

) 基于上述计算 ,黄河上游唐乃亥、兰州断面生态水文特征变化趋势相似 ,主要为 : 1 径流呈两段式分

孙晓懿等 黄河上游生态水文特征变化分析第 9 期 ?51?

)布 ,整体 86年以后呈现明显下降趋势 ; 2 受龙羊峡 、刘家峡水库联合调度影响 ,兰州断面的径流年内分配

))不均匀系数逐渐减小 ; 3 极端流量最大化指标变化较大 ; 4 兰州断面极值发生时间受上游水库调节作用

))影响变化明显 ; 5 断面高低脉冲流量发生的平均延时变化相对较大 ; 6 水流条件变化频率与速率的统计

参数成凸字分布 ,兰州断面变化较唐乃亥断面大 ; 7 )大洪水 85年后基本消失 ,小洪水 85 年后逐渐减少。

表 8 不同断面强烈改变的特征 由唐乃亥、兰州断面生态水文特征变化分析结果可以看

出 ,黄河上游生态水文系统中改变强烈的生态水文要素主要 Tab. 8 The fac to rs strongly changed

) ) 分布在如下几个领域 : 1 径流要素的年际和年内变化 ; 2 最 on d iffe ren t sec tion s

))大、最小极值的大小及出现时间 ; 3 大小洪水 ; 4 变化率 。各 站点 重要影响因素

() 断面发生重要改变的生态水文特征指标 表 8 。 唐乃亥 冬季径流量、变异系数、低脉冲延时

夏季径流量、最大极值、最小值出现 时间、低脉冲延时、增长率、最大出现 兰州 时间、大小洪水、C vy5 结论

由计算结果可以看出 ,不同断面产生改变的生态水文要素有所不同 ,由于其水文、水力等特征的差异 , 其受影响的要素也迥然不同。从空间分布上看 ,河流生态水文指标的影响个数沿河呈增长趋势 。主要是 由于水流具有连续性 ,上游发生的变化随水流传播会影响下游的生态水文特征 ,并产生累积效应 ,因此呈 现出水文改变趋于复杂的态势。由兰州断面的统计结果可以看出 ,龙、刘两库运行后 ,兰州断面的最大、最 小极值、大小洪水 、以及不均匀系数改变显著 。这些指标的改变都是由于人类活动干扰造成的 ,需要在黄 河生态水文指标体系的构建与水库生态调度中给予重点考虑 ,并适当吸纳这些参数作为生态修复的目标 或评定因子 。

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)2. X ian B ranch of Ch ina Coa l R e sea rch In stitu te, X i’an 710054 , P. R. Ch ina

A b stra c t: R ive r eco - hyd ro logica l cha rac te ristic is the ou twa rd m an ife sta tion of rive r eco - hyd ro logica l re spon se system , and rive r eco - hyd ro logica l cha rac te ristic va ria tion ana lysis is the ba sis of re se rvo ir eco - op e ra tion. W e system a tica lly took a sta tistica l ana lysis on the eco - hyd ro logica l cha rac te ristic s on Tangna iha i and L anzhou sec2 tion on the up stream by M ann - Kenda ll m e thod. The re su lts showed tha t eco - hyd ro logica l fac to rs w ith strongly a lte ra tion m a in ly inc lude annua l runoff, in tra - annua l d istribu tion, the occu rring tim e of the m axim um and m in i2 m um flow , the la rge and sm a ll flood s, flow change ra te and so on. The eco - hyd ro logica l cha rac te ristic s w ith strongly a lte ra tion on Tangnaha i sec tion a re d iffe ren t from tho se on L anzhou sec tion whe re the runoff is d istu rbed se riou sly by hum an ac tivitie s.

Key word s: the up stream Ye llow R ive r; eco - hyd ro logica l cha rac te ristic s; M ann - Kenda ll; a lte ra tion ana lysis

范文四：黄河流域的水文特征

1.黄河流域的水文特征

黄河流域东临海洋，西居内陆，气候、降水、蒸发、光热资源及无霜期等差异明显。流域水文特征明显，上游降水历时长、强度小，形成的洪水径流峰小量大；中游降水历时短、强度大，形成的洪水径流峰高量小、陡涨陡落，为暴雨洪水，危害较大。

黄河地处中纬度，处于大气环流西风带。影响气候的大气团主要是极地冷高压、青藏高压、副高，它们相互交绥，形成典型的大陆性季风气候。流域内各区气候有明显差异，兰州以上属西藏高原季风区，其余地区为温带和副热带季风区。上中游的大部和下游全部为半湿润带，上中游偏北的部分地区（包括鄂尔多斯内流区）为半干旱和干旱带，上游南部的部分地区和中游秦岭地区为湿润带。

黄河流域年降水量多年均值为476mm，其地区分布的总趋势是由东南向西北递减，400mm等雨量线位于托克托－榆林－靖边－环县－平凉－天水。降水量最多的地区是秦岭北坡（800mm）；降水量最少的地区宁蒙河套灌区年降水量只有200～300mm，特别是内蒙古航锦后旗至临河一带年降水量更少，不足150mm。降水在年内分配很不均匀，主要集中在夏季（6～8月），占全年54.1％，最大月份初现在7月，占全年的21.2%；冬季（12～2月）降水最少，占全年3.1%，最小月份在12月，占全年的0.6%。

黄河的暴雨主要出现在中下游，上游兰州以上特别是龙羊峡水库库以上，基本上只有大雨（强连阴雨），极少有暴雨，兰～托为少雨区。形成暴雨的环流形势：盛夏经向型、盛夏纬向型。影响黄河流域的三个大气团：极地冷高压、青藏高压、副高。主要降雨天气系统：地面多为冷锋，高空多为切变线，西风槽、低涡，三合点，和台风（倒槽）等暴雨发生的时间主要在6～9月。上游大雨一般7、9两月出现的机会较多，8月份出现的机会较少。中游河口镇至三门峡区间大暴雨多发生在8月，三花区间较大暴雨多发生在7～8，其中特大暴雨多发生在7月中旬到8月中旬的40天内。黄河下游暴雨7月份出现的机会较多，月份次之。黄河上游降雨特点：面积大、历时长、雨强小，强连阴雨；一次降雨仅有个别站日雨>50mm，如1981年8.13~9.13，150mm雨区面积11.04万km2，降雨中心九治站总雨量313.2mm，仅有1天雨量达43.2mm，其余各天雨量均

暴雨面积则较上游大。河口镇～三门峡区间次暴雨历时一般50mm）面积一般在1～2万km2，大的可达6～7万km2，1977.8.1木多才当（陕蒙交界）9小时雨量达1400mm（调查）创世界记录，其50mm雨区范围达

2.4万km2；渭泾北洛河中下游常出现一些连阴雨天气，降雨历时5～10天或更长，日降雨强度较小（100mm左右）；三花区间暴雨频繁、强度大，点暴雨300～500mm/日以上，降雨历时一般2～3天，最大可达5～10天，暴雨区面积一般为2～3万km2，最大4万km2，如1982年7月底8月初的一场暴雨，历时5天，暴雨中心石蜗站7月29日最大24小时降雨量734.3mm，5日总雨量（7.29～8.2）在200mm以上的面积超过4.4万km2。由于黄河面积大，各地暴雨天气条件不同，上中下游大暴雨和特大暴雨多不同时发生，同属中游的河口镇～三门峡区间和三花区间的大暴雨也不同时发生。

2.四川九寨沟的美景与水文的关系

九寨沟位于四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县漳扎镇，是白水沟上游白河的支沟，以有九个藏族村寨（又称何药九寨）而得名。九寨沟海拔在2000m以上，遍布原始森林，沟内分布108个湖泊，有“童话世界”之誉；九寨沟为全国重点风景名胜区，并被列入世界遗产名录。2007年5月8日，阿坝藏族羌族自治州九寨沟旅游景区经国家旅游局正式批准为国家AAAAA级旅游景区。

九寨沟与水

喀斯特（KARST）?原为欧洲巴尔干半岛一个地名?那里是石灰岩分布区?因石灰岩的溶蚀和侵蚀形成各种奇特地形。后来?科学家们便使用“喀斯特”一词来称呼因石灰岩的化学溶解而引起一系列地址作用和地貌现象。华南的亚热带地区?人们在地表看到主要是石灰岩被溶蚀、侵蚀峰林、峰丛景观?只在气温较低地下的溶洞中才能见到再沉积钟乳石等；而在九寨沟?地表常年气温远低于华南的亚热带区?地表的溶蚀景观不甚突出?除了上游地表有较多溶沟、石芽外?溶蚀主要在地下进行。相反?最引人注目却是地表大量堆积钙华?形成钙华堤、钙华池、钙华滩、钙华瀑等。在九寨沟地表的地理环境下，较强蒸发作用、地下水溢出后压力的减小、地形陡变处水流的流速增大、特别是水生植物光合作用对CO2的大量吸收?均有利于钙"华堆积"。这钟“反向”的喀斯特景观?成为大自然的一大杰作。

九寨沟具备了喀斯特溶蚀作用发育一切有利条件:九寨沟的流域岩石几乎全由石灰岩构成?厚达数千米；强烈新构造活动在岩石中产生了大量裂隙和断裂?增大了岩石的透水性；流域内具有较充沛降水?高原的边缘差异性抬升形成了巨大地形反差?有利于岩溶的水循环运动?使喀斯特作用能持续进行；流域内植被发育?土壤中富含CO2及腐殖酸?岩石中还含有可产生酸类物资的有机质和含硫矿物?这给地下水提供了较丰富CO2来源?使地下水具有了较强侵蚀能力。

九寨沟喀斯特溶蚀主要表现是发育有规模客观地下的岩溶通道。例如：长海无地表出水口?日则沟、丹祖沟的下段呈于谷?均证明有地下的河存在。

通过水均衡观测和同位素示踪研究已证明?长海的水有相当一部分通过长海至原始森林、长海至'鹰爪的洞一带地下暗河补给到日则沟?使得日则沟成为九寨沟内水量充沛、海子最为集中风景的地段。

九寨沟的湖水五彩缤纷，主要是由湖水对太阳光的散射、反射和吸收所致。在红橙黄绿青蓝紫单色光谱中，由红光至紫光，波长逐渐变短。由于九寨沟湖水中的悬浮物、有机物、浮游生物极少，湖水的透明度和洁净度极高，瑞利散射效应较为突出。同时，由于湖水透明度高，湖底的灰白色钙华、黄绿色藻类对透射光的选择性吸收和反射，也增加了湖水色彩的层次和变化。另外，九寨沟的湖泊处于地形起伏很大的深切峡谷中，不同地段同一时间或同一地段不同时间，太阳光的入射角及入射量、湖水表面对光的反射状况和湖水的透明度都有很大的变化，因而也造成了湖水色彩的更加变幻多姿。

独特的水循环系统

九寨沟碳酸盐岩的广泛分布和北西向构造的展布是九寨沟水循环的基础，大气降水、地表水、地下水的“三水”循环构成了九寨沟水循环的主体，地下喀斯特通道在湖水的补给与排泄中发挥重要作用。

长海是九寨沟最大的海子，但它没有地表出水口，长海下方的则查洼沟是一条干谷，仅有少量季节性湖泊。长海的水除一小部分通过海子前端的天然堤坝渗流补给到五彩池，更多的水通过北西向的地下喀斯特通道，向西排泄到日则沟湖泊中。

长海巨大的库容和它对日则沟内海子的补给，起到了一个调节水库的作用，即使枯水年份也以较稳定的补给量使日则沟的海子不至于干涸。九寨沟内地表水、

地下水的补给主要源于大气降水，水量的盈亏根本上取决于降水量的变化和时空分配状况，从而导致上游直接接受降水补给的湖泊水位变化较大，景色随时而异（上下季节海），而由地下水补给的湖泊如五花海水位则较稳定。

美景图

3.我国几大湖泊与河流的关系

鄱阳湖

鄱阳湖是中国第一大淡水湖，也是中国第二大湖，仅此于青海湖，隶属于上饶市。汇集赣江、修水、鄱江（饶河）、信江、抚河等水经湖口注入长江。湖体通常以都昌和吴城间的松门山为界，分为南北(或东西)两湖。松门山西北为北湖，或称西鄱湖，湖面狭窄，实为一狭长通江港道，长40km，宽3～5km，最窄处约

2.8km。松门山东南为南湖，或称东鄱湖，湖面辽阔，是湖区主体，长133km，最宽处达74km。平水位时湖面高於长江水面，湖水北洩长江。经鄱阳湖调节，赣江等河流的洪峰可减弱15～30%，减轻了长江洪峰对沿岸的威胁。

在我国长江流域，鄱阳湖是重要的通江湖泊之一，于长江进行着复杂的水文和水动力交互作用。鄱阳湖流域内五河水系的来水量是影响鄱阳湖水位以及造成洪水的主要原因，长江的顶托和倒灌作用是次要的，五河对鄱阳湖作用较强的时期是1970s和1990s，其中1990s是五河水系对鄱阳湖作用最强的时期，同时也是长江对鄱阳湖作用最弱的时期。

洞庭湖

洞庭湖位于中国湖南省北部，长江荆江河段以南，是中国第四大湖，仅次于青海湖、兴凯湖和鄱阳湖，也是中国第二大淡水湖，面积2,820平方千米（1998年），原为古云梦大泽的一部分，洞庭湖南纳湘、资、沅、澧四水汇入，北与长江相连，通过松滋、太平、藕池，调弦（1958年已封堵）“四口”吞纳长江洪水，湖水由东面的城陵矶附近注入长江，为长江最重要的调蓄湖泊，由于泥沙淤塞、围垦造田，洞庭湖现已分割为东洞庭湖、南洞庭湖、目平湖和七里湖等几部分。

江湖关系是一个复合现象。自然背景下的江湖关系包括荆江四口分流分沙能力、荆江四口河道的冲淤、洞庭湖的淤积、荆江的冲淤以及城陵矶到武汉河段的冲淤等五个方面。从防洪意义上来说，江湖关系的变化体现在蓄与泄的变化，即荆江河段的泄流能力、荆江四口分流分沙能力、洞庭湖调蓄洪水能力以及成汉（城陵矶至汉口）河段的泄流能力四个方面。江湖关系的复杂性体现在这四个方面与质的错根盘结、相互作用、相互影响。

截至2012年，荆江河段在洪水期间，水位高出两岸地面几米至十几米，这是泥沙淤积的结果。泥沙淤积减小了荆江河段的泄流能力，荆江水位抬高，荆江

四口分流分沙增加，从而进入洞庭湖的泥沙增加，导致洞庭湖湖容逐年减少，调蓄洪水的能力减弱，又导致湖水位逐年抬高。而湖水位的抬高，一方面导致四口洪道水面比降调平，挟沙能力减弱，泥沙落淤，四口河道严重淤积，另一方面导致洞庭湖出流对下荆江的顶托。下荆江由于四口分流分沙，下荆江河段径流量减少，但水流含沙量不变，加之受洞庭湖出流的顶托增加，导致下荆江泥沙淤积，泄流能力减少，下荆江防洪压力加大。

范文五：黄河下游河道水文特征及其综合治理

黄河下游河道水文特征及其综合治理

朱俊阁 , 吴国玺

()许昌学院 城市与环境学院 , 河南 许昌 461000

摘 要 : 黄河下游的河道和水文特征是 : 河道比降差异大 , “二级悬河 ”特征显著 , 河水含沙量高 , 季

节变化明显 , 水污染严重 。因此应综合治理与开发 , 坚持 “三条黄河 ”治河体系 , 实现水质监测数字化 , 建

立和完善下游测验体系 。方案的设计要兼顾工程措施与滩区经济发展 , 加强水土保持工作 , 防洪工程措施与

非工程措施相结合 , 这样才能实现黄河流域的可持续发展 。

关键词 : 黄河下游流域 ; 河道特征 ; 水文特征 ; 综合治理开发

( ) 中图分类号 : F 12919 文献标志码 : A 文章编号 : 1672 25409 20070320045 203

3 围 , 窄河道排洪能力小 , 只能排 10 000 m/秒 , , 进入华北平原 , 为 黄河自河南孟津出峡口后 比

[ 1 ] 降为 1 /10 000 , 河槽稳定 , 一般变化不大。黄河下游河段。沿黄主要流经洛阳、郑州 、开封 、

新乡、濮阳、荷泽、济南、滨州、东营等大中城 2. “二级悬河 ”特征显著

黄河含沙量高 , 沙土随着河水的流动而逐渐在 市 , 包括河南、山东两省 15 个地市 , 43 个县 。黄

河道中淤积 , 使黄河下游尤其郑州以下的河底平均 河下游流域河段河道比降大 , “二级悬河 ”特征明 高于河外地面 , 形成著名的地上悬河 , 即 “一级 显 , 水流泥沙含量高 , 水污染严重 , 历史上洪涝灾悬河 ”。近年来生活在滩区的居民在水中修建控导 有利于黄河流域害频繁。对该河段进行综合研究 , 工程 , 限制它的滚动 , 泥沙只淤积在主河槽内 , 使 ? 的综合治理和开发。主河槽不断抬高 , 形成 “二级悬河 ”。“槽高 、滩

低 、堤根洼 ”是二级悬河的主要特征。 一 、黄河下游河道特征 由于河滩高于背河地面 , 主河槽高于河道内的

滩地 , 大堤根脚处于最低洼 , 使河底滩面横向落差 1. 河道比降差异大 , 河槽变化明显 大于纵向落差 , 容易造成水流从较高的主河槽决 黄河下游河道纵比降上陡下缓 , 输沙能力上大 口 , 直冲地势较低处的大堤。河水横向流动 , 形成 下小。泥沙沿程淤积 , 河床逐年淤高 , 形成地上悬 横河或斜河 、滚河 , 威胁大堤。大堤决口有三种形 河 , 河床普遍高于背河地面 3 - 5 m , 而且还在逐 式 : 一是漫决 , 二是溃决 , 三是冲决 。由于二级悬 年上升。堤距上宽下窄 , 宽河道排洪能力大 , 山东 河的存在 , 主河槽高高在上 , 滩底横比降大于纵比

降 , 洪水来临时将横向直冲大堤 ; 历史上由于漫滩 省高村站以上河道堤距5 - 20 Km , 河道排洪能力 行洪决口 , 在滩区留下了不少纵横串沟 , 也为水流 3 20 000 m/ s, 比降为 1 /6 000 , 河道宽浅 , 河心沙 汇集冲向低洼处的大堤提供了更为有利的条件 , 所 洲多 , 水流散乱 , 主槽变化剧烈 。高村至陶城铺是 以冲决是使这种可能变为现实的最大危险。 从游荡型河床向弯曲型转换的河段 , 堤距为 2 -

8 Km ,河槽宽 016 - 113 Km , 比降为 1 /8 000。该段

河道由于堤距较宽 , 河道平面变化较大 , 河槽有较

大的横向摆动。陶城铺至利津堤距 015 - 4 Km , 河 二 、黄河下游水文特征 槽宽 013 - 110 Km , 属弯曲型河段 , 堤距较窄 , 河

1. 黄河下游河段洪汛特征 道平而变化较大 , 河槽有较大的横向摆动。由于两

( ) 1 黄河下游河段水文情势。黄河下游河水含岸险工、控导工程多 , 较好地约束了河道的摆动范

?许昌学院城市与环境学院徐中林 、朱俊阁 、何富中带领的黄河下游考察队为本文采集了大量第一手资料 。

收稿日期 : 2006 208231 作者简介 : 朱俊阁 ( 1965 ) , 男 , 河南舞阳人 , 讲师 , 硕士 , 从事区域经济发展研究 ; 吴国玺 ( 1966 ) , 男 , 河南 汝南人 , 副教授 , 硕士 , 从事区域综合发展研究 。

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边疆经济与文化 2007 年第 3 期 The Bo rde r Econom y A nd Cu ltu re No13 , 2007 沙量高 , 根据 1919 年至 1985 年间 66 年的资料统 年进入泥沙 0117亿吨 , 造地与海水蚀退基本持平。

3 计 , 黄河下游多年平均来水量为 464 亿 m, 来沙 3. 黄河下游流域水污染特征 造成黄河水污染

3 量 15195亿吨 , 平均含沙量为 3316 Kg /m。水沙异 的物质 , 主要来自工矿企业排

() 源 , 黄河泥沙 90 %来自中游的黄土高原 ; 内蒙古 放的废污水 、城镇居民生活用水 点污染源 , 以 河口镇以上及三门峡以下的支流伊 、洛、沁河这两 及随地面径流进入黄河水体的农药 、化肥和工业废

() 个地区相对来说水多沙少 , 是黄河的清水来源区 。 渣 、垃圾等有害物质 面污染源 。黄河流域的废 河口镇至龙门区间及龙门至潼关区间水少沙多 , 是 污水 , 主要来自流经大中城市的湟水 、大黑河 、汾 黄河泥沙的主要来源区 , 是黄河浑水区。黄河水沙 河 、渭河、洛河、大汶河等 6 条支流和干流刘家峡 年际变化大 , 季节分布不均。水沙量在长时期内呈 至花园口河段 , 约占流域废水总量的 80 %以上 , 现丰、枯水段和丰、枯水年交替变化 , 且由于水沙 更集中于西宁 、兰州、银川、呼和浩特、太原 、咸 异源 , 来沙多少不完全与水的丰 、枯同步。 阳 、西安、洛阳等 10 个大中城市河段 , 约占流域

( ) 2 黄河下游河段主要水汛。3至 4 月桃花盛 总量的 40 % 。据监测资料分析 , 废污水中含有十 开时 , 上中游冰雪融化 , 形成洪峰为 “桃汛 ”。7 多种污染物 。黄河干、支流高含沙水流可使水的色 至 8 月暴雨集中 , 河水猛涨为 “伏汛 ”, 这一时期 度 、浑浊度增加 , 破坏水体的观感性 , 降低水中的 是洪水的多发期 ; 9 至 10 月流域多降大雨 , 形成 溶解氧和光照度 , 影响鱼类等生物的正常生长 。泥 洪峰为 “秋汛 ”; 伏汛 、秋汛习惯上统称为 “伏秋 沙中含有砷 、粘土矿物和有机、无机胶体 , 具有较 大汛 ”, 也就是常说的 “汛期 ”。伏秋大汛的洪水 强的吸附作用 , 可以吸附某些污染物质 , 起到净化 多由黄河中游暴雨形成 , 发生时期短 , 含沙量大 , 水质的作用。但因黄河水资源贫乏 , 时空分布不 水量大。黄河决口成灾主要发生在伏秋大汛和凌汛 均 , 使流域内一些支流河段枯水流量很小 , 纳污能 [ 2 ] 力十分有限 , 水环境不良 , 极易遭到污染。期。伏秋大汛时上游来水的特点是洪水涨势猛 、洪 峰高、含沙量小、预见期短 , 对黄河下游防洪威胁 三 、黄河下游流域综合治理 最严重。当年 12月至次年 2 月为凌汛期 , 凌汛严

1. 实现水质监测数字化 重时形成冰堤壅水 , 易造成决口 , 形成灾害 。冰凌

洪水只在黄河上游宁蒙河段和下游花园口以下河段 为掌握流域水质动态 , 对水质参数进行测定和 出现 , 主要发生在河道解冻开河期间 , 其特点是峰 分析 , 就必须设置水质监测站网。水质监测站有固

定测站和流动测站两类。固定测站是利用桥、船、低、量小、历 时 短、水 位 高。凌 峰 流 量 一 般 为

3 缆道或其他工具 , 在固定的位置上采样 , 这样的测 1 000 - 2 000 m/秒 , 全 长 最 大 实 测 值 不 超 过

3 3 站应尽量与水文站结合 。譬如黄河上最后一个水文 4 000 m/秒 ;洪水总量上游一般为 5 - 8 亿 m, 下 站 ———利津水文站 , 它把所测到的数据输入电脑 , 3 游为 6 - 10 亿 m; 洪水历时 , 上游一般为 6 - 9 然后及时传输到黄委会管理中心。流动测站是利用 天 , 下游一般为 7 - 10天。黄河下游冰凌洪水 , 自 装载检测仪器的车辆 , 进行移动式监测 , 收集固定 三门峡水库防凌蓄水以来 , 减轻了下游防凌压力 。 测站以外的有关资料 , 以弥补固定测站的不足 。这

样动静相结合 , 传统与数字互补 , 通过监测数字化 更减, 尤其小浪底水利枢纽工程的竣工与投入使用

技术网 , 及时把水质状况公布于众 , 不仅更有利于 少了下游的凌情。研究与治理工作的开展 , 还可以警醒排污工厂及提 2. 黄河入海口的水文特征 [ 3 ]高全民防治水污染的意识 。 现行黄河流路 (清水沟 ) 是 1976 年人工改道 2. 坚持 “三条黄河 ”治河体系 形成的。入海流路的频繁变迁摆动 , 不仅直接影响 “三条黄河 ”分别指 “原形黄河 ”、 “数字黄 着河口地区的防洪防凌安全 , 而且严重制约着黄河 河 ”、“模型黄河 ”。原形黄河为数字黄河提供数据 三角洲资源的开发和经济社会的发展。1996 年以 与分析需求 ; 数字黄河为模型黄河提供模拟方案 , 来 , 国家实施了黄河流路治理一期工程 , 对稳定入 而模型黄河则为数字黄河提供参数 ; 模型黄河又为 海流路发挥了重要作用。自 1951 年来 , 黄河水共 原形黄河提供优化方案与实施工程的便捷 。其中 , 挟带泥沙 470 亿吨进入山东省 , 其中有 4217 亿吨 数字黄河的五大技术环节分别是 : 信息采集系统、 沉积在黄河河道 , 有 42713 亿吨入海 , 50 年间平 数据传输系统 、数据存储及处理系统 、数字模拟系 均每年造地 4105 万亩。由于小浪底水库的使用 ,

近 4 年来进入黄河下游的泥沙量明显减少 , 平均每

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朱俊阁 , 吴国玺 : 黄河下游河道水文特征及其综合治理

统与决策系统。数字黄河在防汛减灾、水量调度 、4514 万平方公里。 黄河流域水土流失面积共 水质监控 、水土流失治理与监测 、水利工程运行与 上中游地区多年平均输入黄河下游的泥沙高达 16管理方面广泛应用。“三条黄河 ”体系采用现实与 亿吨。严重的水土流失不仅给当地的社会经济 、生 计算机模拟相结合 , 使传统与现代治理互为补充 , 产生活、生态环境带来严重危害 , 而且大量泥沙进 充分体现防治结合、保护优先、强化治理的先进理 入下游河道 , 河床不断抬高 , 形成 “地上悬河 ”,念。这不仅提供了精确可靠的数据资料 , 同时也为 [ 4 ]使下游防洪形势日趋严峻 , 是造成历史上黄河洪水 水利工作者提供了更为直观的研究方法。

灾害频繁的症结所在。黄河流域水土流失区群众在 3. 加大 “二级悬河 ”治理力度 黄河下游的滩

长期生产实践中 , 创造了如打坝淤地、沟头防护、 涂面积大 , 涉及人口多 , 区内有

修筑梯田、造林种草、保土耕作及引水拉沙造田等 179万人口 , 375 万亩耕地。滩区要进行治理 , 必

有效措施 , 行之有效地防治了水土流失。近年政府 须做好科学 、合理的规划。

( ) 1 建立黄河下游 完善 的测验 体系。由 于 又相继进行了矿区、库区 、公路、铁路沿线等专项 “地上悬河 ”的存在 , 再加上河势游荡多变 , 黄河 治理 , 逐步形成了以基本农田建设 、植被建设 、沟 治理十分困难。首先要尽快地建立黄河下游测验体 道工程建设为主的三大治理措施体系 , 基本上能有 ) (系 , 应用 GPS 全球定位 系统和水下测量的先 效地治理各类水土流失 , 为发展农业生产 , 提高群 进手段 , 对黄河下游游荡性河道测验断面加密检 众生活水平 , 改善生态环境创造了有利条件。测。及时提供测量结果 , 密切关注黄河下游 “二

5. 完善下游河防工程 有计划地利用黄河泥沙级悬河 ”的发展形势 , 特别是主河槽的淤积情况

和行洪能力 。 淤背固堤 , 抬高沿河两

( ) 2 兼顾工程措施与滩区经济发展 。要把握 岸地面 , 逐步将黄河下游变成相对的 “地下河 ”,人与自然和谐原则 , 兼顾工程措施与滩区经济社会 是解决下游洪水和泥沙问题的一项战略措施。只要 发展 , 力争达到双赢 。实施退耕还林经济补偿政 坚持不懈地推行 “挖河淤背 ”和 “沉沙淤背 ”, 就 策 , 积极开展 “淤地坝 ”。2003 年开始进行黄土高

可以使黄河下游逐步变成相对 “地上河 ”, 彻底改原的 “淤地坝 ”建设 , 一方面减少了入黄泥沙 ,

另一方面改善了当农民群众的生活 、生产条件 , 是 变地下悬河造成的不利局面。同时 , 由于黄河口不 双赢方案的一种 , 有利于黄河下游的滩涂治理 。 断淤积延伸是造成下游河道淤积的一个基本因素 ,

( ) 3 多管齐下治理 “二级悬河 ”。针对 “二级 要加强河口治理 , 有计划地安排入海流路 , 保持一 悬河 ”的治理 , 要加强督察和管理 , 坚决杜绝以 个较大的堆沙海域 , 控制河口淤积延伸的速率 , 使 任何形式在堤根处取土 , 以免形成新的堤沟 。先行 河口流路在较长时间内保持相对稳定 。 拦截泥沙 , 加强水土流失的治理 , 减少入黄泥沙 , 坚持黄河下游防洪工程措施与非工程措施相结 修建如三门峡、小浪底这样的骨干水库 , 拦淤部分 合。加强防洪的统一调度和防洪工程的统一管理 , 逐 粗沙。加强水库调水调沙 , 通过长期分析研究和 步形成适应防洪减淤工程体系有效动作的管理体系 , 2002年黄河首次调水调沙试验 , 达到淤滩涮槽 、 更好地对黄河下游及河口地区进行防洪减淤的治理。 排沙入海的目的。通过淤临、淤背 、淤滩、疏浚主 为实现黄河水资源的可持续利用 , 保障黄河下 游

槽 , 确保大堤安全。此外 , 还要有计划、有步骤地流域的可持续发展 , 不仅要建立一套科学的黄河

水资源可持续利用的指标体系 , 而且要制定一套目

标管理体系 。深化以资源为核心的治水新思路 , 坚

持人与自然和谐、生态与经济共容 、综合治理与开

, 加速滩槽水沙交换 , 逐步淤滩涮槽 , 破除生产堤 发利用并重的理念 , 积极探索和不断完善治黄 、用

提高输沙能力。黄新实践 , 这样才能够实现黄河流域的可持续

4. 加强水土保持工作 发展。

参考文献 :

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( ) [ 2 ] 姚党生 ,柴成果 ,张绍峰. 黄河水污染原因 、危害及防治对策 [ J ]. 人民黄河 , 2004 , 26 5 .

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〔责任编辑 : 杨临颍 〕

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