窟野河流域水沙变化情况调研报告

窟野河流域水沙变化情况调研报告2010.12近年来，随着全球气候变化和人类活动的影响，黄河水文情势发生了很大变化，中游地区变化尤为明显，如头道拐至龙门区间（以下简称头龙间）多年（1950-2005年）平均实测来水量为48.8亿m3，1987-2005年均值下降到37.7亿m3，较多年均值减少22.7%，2008和2009年分别为13.5和8.7亿m3，较多年均值分别减少72.3%和80.6%。多年平均实测输沙量为6.6亿t，1987-2005年均值下降到3.9亿t，较多年均值减少40.9%，2008和2009年分别为0.108和0.111亿t，较多年均值减少98.4%和98.3%。详见表1。水文情势是黄河治理开发与管理战略战术研究的出发点和前提，水文情势的剧烈变化，对黄河治理开发与管理影响巨大，黄委一直对此高度重视，近年来一些重大战略研究和重大规划（如黄河流域综合规划、黄河流域水资源规划、黄河水沙调控体系建设规划、河口综合治理规划等）都做过不同程度的研究，国家“十一五”科技支撑计划、小浪底专项——小浪底入库水沙研究等科研项目也做过专题研究。但近年来黄河中游水沙变化的剧烈程度，超出了很多人的意料，日益成为大家关注的热点和焦点，对变化的成因也存在不同的认识和看法，特别是在黄河重大规划和工程论证审查过程中，都成为置疑和讨论的重点。表12000至2009年头道拐－龙门区间水沙变化表年份头道拐龙门潼关头龙间窟野河水量沙量水量沙量水量沙量水量沙量水量沙量亿m3亿t亿m3亿t亿m3亿t亿m3亿t亿m3亿t2000140.20.284157.22.191863.41171.9061.7170.0582001113.30.2139.42.3641593.42326.12.1641.8730.1132002122.80.268156.63.352174.74.49633.83.0841.7140.0762003115.60.279162.31.857261.46.17946.71.5782.3210.1272004127.60.239158.52.327197.32.99330.92.0882.0430.0722005150.20.404169.21.214230.83.28190.811.4180.0242006174.90.635199.61.8233.42.4724.71.1651.3590.0262007189.30.719205.91.44250.42.5416.60.7211.6950.0192008164.10.476177.60.584204.81.313.50.1081.5030.0042009169.60.457178.30.568206.51.128.70.1111.246070-79均值233.121.15284.548.68357.4013.1851.427.537.231.4080-89均值239.030.98276.234.70369.017.8037.203.725.210.6790-99均值156.720.41198.105.09248.797.9041.384.684.480.6500-09均值146.760.3961170.461.7696210.433.121123.71.37351.68890.051987-05均值152.10.393189.84.33242.66.7637.73.9373.8070.49850-05均值218.31.08267.17.68349.911.148.86.65.830.916注：数据摘自《黄河泥沙公报》。为了深入了解黄河中游水沙变化情况及成因，9月中下旬，组成考察组重点对窟野河流域进行了实地考察调研（也涉及头道拐至龙门区间的秃尾河、孤山川、皇甫川等支流的部分地区和水文站）。调研前，考察组收集了有关资料，做了必要的技术准备，考察中主要通过实地考察和座谈形式了解情况，听取基层水文站职工和当地水利水保人员意见和看法，补充收集有关资料。考察组一行重点考察了窟野河及其支流悖牛川、乌兰木伦河，以及秃尾河、孤山川、清水川等流域部分地区水土保持及植被变化情况。考察了高家堡、神木、温家川、高石崖、王道恒塔、新庙等水文站，与水文职工就近年来水沙变化情况进行了广泛交流和探讨。考察过程中，先后与榆林市、神木县、府谷县、鄂尔多斯市、神华神东公司等有关单位进行了座谈，详细了解了近年来当地水土保持、水资源变化及利用情况，并就有关问题进行了交流和探讨。考察组一行还收集了大量资料，为进一步深入开展黄河中游水沙变化研究奠定了基础。一、基本情况1、窟野河流域基本情况窟野河发源于内蒙古自治区鄂尔多斯市柴登乡拌树村，流经内蒙古伊金霍洛旗和陕西省府谷县，于神木县贺家川镇沙峁村汇入黄河。干流全长242km，流域面积8706km2，多年平均径流量5.83亿m3，实测多年平均输沙量0.916亿t。流域毗邻毛乌素沙漠，流经黄河中游多沙粗沙区，水土流失面积8305km2，是黄河粗泥沙的主要来源区之一，也是水土保持治理重点地区。窟野河流域的地貌特点是：神木以上主要为风沙区或盖沙区，风沙下部多为青灰色的砒砂岩，目测其硬度可能大于皇甫川的砒砂岩；上世纪80年代该区林草植被覆盖率10％左右。神木以下沿窟野河干流多为土石山区、两侧流域面上主要为厚厚的黄土覆盖，上世纪80年代该区林草植被覆盖率约10～20％。见图1。图1窟野河流域地貌简图2007年流域总人口56.4万人，城镇人口31.0万人，城镇化率55％，国内生产总值331.4亿元，人均国内生产总值5.88万元。流域矿产资源丰富，神府、东胜矿区已成为特大型优质煤和出口煤的生产基地。目前流域水土流失初步治理面积3157km2，治理程度为38.0%，已建设中小型水库12座；已建淤地坝1548座，其中骨干坝、中型、小型淤地坝分别为284、356和908座。在干支流建成暖水、一云渠、二云渠等引水灌溉工程，有效灌溉面积31.48万亩。随着工业的发展，特别是煤炭资源的大规模开发，流域水资源供需矛盾突出。2、窟野河流域水沙变化情况窟野河流域多年平均实测径流量为5.83亿m3，1987-2005年均值下降到3.81亿m3，较多年均值减少34.5%，2008年仅为1.503亿m3，较多年均值减少74.2%，2009年实测径流量1.246亿m3，较多年均值减少78.6%，仅为多年均值的21.4%。多年平均实测输沙量为0.916亿t，1987-2005年均值下降到0.498亿t，较多年均值减少45.6%，2008年仅为0.004亿t，较多年均值减少99.6%，2009年实测沙量3.15万t，减少99.9%，不足多年均值的万分之四。详见表1。二、窟野河流域近年水沙锐减原因的初步分析窟野河是黄河中游有代表性的支流，分析探讨窟野河流域的水沙变化原因，对于黄河中游仍至全流域水沙变化原因分析有一定的借鉴意义。根据调研座谈了解到的情况及初步分析，认为近年来窟野河流域水沙锐减的主要影响因素有降雨、水土保持、水资源开发利用、煤炭开采以及河道采砂取土等。（一）降雨影响不少人认为近年来窟野河流域水沙锐减的主要原因之一是降雨变化造成的，也有人认为降雨变化有影响，但不起主要作用。本次调研报告拟从年降雨量、汛期降雨量、强降雨强度、频次和降雨笼罩范围等方面分析探讨。1、窟野河流域从年降雨总量来看，变化不大，近十年年均降雨量比七十年代减少6%，大于80年代和90年代。从窟野河流域不同年代年降雨量统计来看，窟野河流域近10年的年均降雨量381mm，仅次于70年代（405mm），大于80年代和90年代（373mm、355mm）；其中神木以上从70年代的405mm下降到近10年的372mm，最少的为90年代的352mm，80年代次之，为378mm；神温区间70年代为406mm，近10年的降雨量为419mm，较70年代增加了3.2%，最少的80年代也为371mm。见表2、图2。值得注意并需深入研究的是侵蚀模数最高的神温区间近十年年降雨量大于各个年代的降雨量。表2窟野河流域不同范围不同年代年均降雨量统计表单位：mm范围时段近10年90年代80年代70年代神木以上年372352378405神温区间419375371406窟野河流域3813553734052、近十年汛期降雨量减少幅度大于年降雨量，比七十年代减少10%。从窟野河流域不同年代汛期降雨量统计来看，窟野河流域近10年的汛期年均降雨量为286mm，比七十年代（319mm）减少10%；与80年代基本持平（287mm），大于90年代（263mm）；其中神木以上从70年代的321mm下降到近十年的279mm，最少的为90年代的263mm，80年代次之，为293mm；神温区间70年代为317mm，近10年的降雨量为319mm，与70年代持平，80年代最少为272mm。见表3、图3。值得注意并需深入研究的是侵蚀模数最高的神温区间近十年汛期年均降雨量也大于各个年代的降雨量。表3窟野河流域不同范围不同年代汛期年均降雨量统计表单位：mm范围时段近10年90年代80年代70年代神木以上汛期279263293321神温区间319272282317窟野河流域286263287319图2窟野河流域不同范围不同年代年降雨量柱状图图3窟野河流域不同范围不同年代汛期降雨量柱状图说明：图例中柱状从左到右依次表示为神木以上、神温区间、窟野河流域，图3-图7同此。3、从降雨强度来看，近十年降雨强度减弱，与70年代相比，3h降雨量减少14.6%，24h降雨量减少27.1%。由于70年代以前雨量站相对较少，可能存在降雨中心漏测现象，故选取70年代以后的雨量站，分别统计3h、6h、12h和24h的降雨量，以此来反映不同年代降雨雨强变化。窟野河流域近十年3h降雨量为28.6mm，比70年代的33.5mm减少4.9mm，减幅14.6%，窟野河流域近十年6h降雨量为37.2mm，比70年代的47.5mm减少10.3mm，减幅21.7%，窟野河流域近十年12h降雨量为44.9mm，比70年代的61.2mm减少16.3mm，减幅26.6%，窟野河流域近十年24h降雨量为50.7mm，比70年代的69.5mm减少18.8mm，减幅27.1%。见表4、图4－7。表4窟野河流域不同范围不同年代不同时段降雨量统计表单位：mm范围时段近10年90年代80年代70年代神木以上3h29.229.030.033.7神温区间27.629.028.732.1窟野河流域28.628.929.833.5神木以上6h37.339.839.348.3神温区间37.137.340.444.3窟野河流域37.239.139.347.5神木以上12h44.750.547.362.3神温区间46.843.151.556.5窟野河流域44.948.847.861.2神木以上24h50.154.854.071.3神温区间54.448.956.563.8窟野河流域50.753.454.269.5图4窟野河流域不同范围不同年代不同时段3h降雨量柱状图图5窟野河流域不同范围不同年代6h降雨量柱状图图6窟野河流域不同范围不同年代12h降雨量柱状图图7窟野河流域不同范围不同年代24h降雨量柱状图4、强降雨频次和笼罩范围在与水文站职工及当地人员的座谈中，很多同志认为，近年来年降雨虽然变化并不很大，但强降雨的频次变少了，本次调研未来得及分析，值得今后进一步深入研究。降雨笼罩范围与产水产沙关系密切，本次调研未来得及分析，也值得今后进一步深入研究。其他自然因素如气候变化等影响未涉及。5、小结窟野河流域近年来水沙锐减，从降雨因素看，有以下现象：一是降雨量减少。与70年代相比，近十年年均降雨量减少幅度（6%）小于汛期降雨量减少幅度（10%）。二是降雨强度减弱。近十年降雨强度与70年代相比，3h降雨量减少14.6%，6h降雨量减少21.7%，12h降雨量减少26.6%，24h降雨量减少27.1%。三是强降雨频次减少。调研中多个水文站的职工谈到强降雨频次少于70年代以前。同时，降雨笼罩范围可