黄河泥沙减少的原因和今后泥沙状况分析

黄河泥沙减少的原因和今后泥沙状况分析（李文家）

一、实测水沙状况及问题提出

实测水量和沙量情况见下表和以下两图。龙门、华县、河津状头4站多年平均输沙量，1919～59年和1956～99年两个系列分别为16.5亿t和12.7亿t，相应的利津入海水量分别为484.7亿立方米和318.3亿立方米。在1956～99年系列中的1960～69年、1970～79年、1980～89年、1990～91年和1995～2004年分别为17.1亿t、13.5亿t、8.0亿t、8.8亿t和6.3亿t，与此相应的利津入海水量分别为512.9亿立方米、304.2亿立方米、290.7亿立方米、131.7

亿立方米和105.2亿立方米。上述数据对比看出，进入黄河的泥沙和利津入海水量，与相当于自然状况下的1919～59年系列相比，1960年以后发生了较大差异，其变化的原因是什么和今后如何变化，关系到黄河防洪减淤工程体系的总体布局、规划减淤工程的建设时机，本文对泥沙变化的原因和今后变化的情况进行初步分析。

二、泥沙减少的主要因素

泥沙减少的主要因素有水利、水保措施减沙和降雨变化两项。

对于水利、水保措施减少入黄泥沙，在水沙基金(一)、水沙基金(二)、水保基金综合、水保基金、“八五”攻关、自然科学基金和防洪规划等7项工作中进行了研究，这7项工作有些还采用水保法和水文法两种方法进行了计算。由于各项成果之间差异较大，现将水保法的平均成果列入下表。

二、泥沙减少的主要因素

泥沙减少的主要因素有水利、水保措施减沙和降雨变化两项。

对于水利、水保措施减少入黄泥沙，在水沙基金(一)、水沙基金(二)、水保基金综合、水保基金、“八五”攻关、自然科学基金和防洪规划等7项工作中进行了研究，这7项工作有些还采用水保法和水文法两种方法进行了计算。由于各项成果之间差异较大，现将水保法的平均成果列入下表。

鉴于降雨变化统计分析工作量巨大，而河龙间区间多年平均来沙量约占4站沙量60％，本文利用了水利部黄河水利委员会水文局有关同志对河龙区间历年降雨的变化研究成果，来分析降雨变化情况。又由于河龙区间汛期来沙约占全年的90%，引起有效产沙的降雨为日暴雨量大于25mm的大雨和暴雨、以及它们的笼罩面积和落区，本文在水文局同志研究成果中摘出了历年日降雨量大于

25mm的累计笼罩面积，历年变化情况见下图和下表。

为了分析降雨变化对来沙的影响，本文分析了累计笼罩面积和来沙的关系，其关系点呈带状关系，但带状宽度大于汛期水量与来沙量的关系。得出主要结论是累计笼罩面积小于23.5万平方公里时，年来沙随着累计笼罩面积增加的幅度较小；累计笼罩面积大于23.5万平方公里时，年来沙随着累计笼罩面积增加的幅度急剧增加，其分界点比多年平均值小8.9万平方公里。

从上图和表看出，50年代、60年代和70年代河龙间日降雨量大于25mm的累计笼罩面积年代平均值，大于多年平均值，其中50年代最大、60年代和70

年代基本一致，说明这三个年代河龙区间来沙量较大。

90年代累计笼罩面积比50、60、70年代小，与系列平均值基本相同；80

年代和21世纪以后的几年远小于整个系列平均值，21世纪以后的几年最小，河龙间来沙也到达80年实测资料各个年代的最小值，甚至还小于1922～1932年的连续枯水段。

从上图中看出，1982～87年和1999~2004年两个6年系列可以引起有效产沙的降雨规律和产沙规律具有较强的一致性，这两个系列河龙区间实测沙量分别2.49亿t和2.11亿t。

三、泥沙减少的主要因素定量分析(泥沙还原)

1、还原方法及成果

鉴于泥沙主要来源于汛期，甚至大部分来源于7～9月份，本文点汇了1959年以前河口镇、河龙间、咸阳、张家山、状头、河津汛期(或者7～9月份)水量和全年沙量关系；然后利用各家采用水保法计算的上述六站各个时段减沙量平均值按照同比例放大相应年份的实测来沙，将汛期(或者7～9月份)天然来水和计算的沙量点汇在1959年以前的水沙关系上；最后对点群以外的个别点按离来沙的最近距离修正到点群内，得到以下6个图，这6个图反映出的汛期(或者7～9月份)天然水量和沙量关系呈带状，表明同样来水，由于降雨落区不同、降雨强度不同，造成的来沙量不同。按上述还原后的泥沙见下表。

上6图和上表反映出六站还原的结果表明：

(1)还原沙量与实测沙量相比，水利水保措施各年代平均减沙量：1960～69年、1970～79年、1980～89年和1990～99年分别为2.14亿t、3.98亿t、5.36亿t和3.93亿t。与各家利用水保法计算平均值相比，各个年代分别多0.72亿t、－0.97亿t、0.43亿t和－1.38亿t，各家利用水保法计算的20世纪90年代水利水保措施平均减沙减沙量偏大较多，本人认为主要原因是计算水利水保减沙效益时受20世纪80年代后黄河来沙较少的情况影响，是可以理解的。

(2)还原沙量与16.54亿t相比，降雨变化减少的来沙量，1960～69年、1970～79年、1980～89年和1990～99年分别少为－2.93亿t、－0.99亿t、3.28亿t和4.02亿t

(3) 还原沙量与16.54亿t相比，80年代以来沙量减少的原因，水利水保措施降与降雨变化80年代分别占62%和38%，90年代则分别占49%和51％。

(4)1920～29年和1990～99年两个长期连续枯水段的天然沙量分别为11.62亿t和12.52亿t，1990～99年比1920～29年多0.9亿t，分别比现规划采用五站沙量16.54亿t少4.92亿t和4.02亿t，为降雨较少引起的。

(5)1956～99年(水资源规划采用系列)天然沙量16.20亿t，比现状采用的1919～59年天然沙量16.54亿t少0.34亿t。若今后规划设计的系列改为与水资源规划采用系列一致，五站沙量为16.2亿t，扣除渭河下游和小北干流淤积0.3～0.5亿t，潼关天然沙量为15.7～15.9亿t，即仍维持目前采用的16亿t。

2、成果合理性分析

将各站总图中水沙特点相近的时段抽出来分别进行对比，判断其合理性。以河龙间为例，将系列分为三组，1950～59年、1960～69年和1970～79年为一组，1921～31年、1980～89年和1990～99年为一组，1982～87年和1999～04年为一组，从上图中抽出，点汇出如下三个图。