理论教育 洮河流域水资源格局和变化模式研究结果

洮河流域水资源格局和变化模式研究结果

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:基本摸清了洮河干流及主要支流水沙变化趋势及主要影响因素。指出红旗站各月径流均存在减少趋势,近10年来汛期呈现减少趋势,非汛期增加趋势明显。指出洮河主要支流年水沙量存在正相关关系,不同阶段水沙模式发生了一定变化,普遍存在增沙和减沙阶段,干旱半干旱区的减沙效应大于半湿润区和高寒阴湿区。

洮河流域水资源格局和变化模式研究结果

该项目以洮河水文基础资料为依据,利用调查研究、资料分析、理论分析、数学模型等多种技术手段,深入研究了洮河干流及其主要支流水沙变化趋势及其成因、水沙关系变化模式,水沙分布格局、典型水利工程建设对水沙变化的影响等,绘制了洮河流域多年平均径流深等值线图和年输沙模数分布图

(1)基本摸清了洮河干流及主要支流水沙变化趋势及主要影响因素。通过分析干流及干流区间、6条主要支流径流量和输沙量的变化过程和变化特征,指出洮河径流在时间尺度上波动较大,减少趋势明显,减少倾向率下游站大于上游站,同时,年径流序列存在一次显著跃变。指出红旗站各月径流均存在减少趋势,近10年来汛期呈现减少趋势,非汛期增加趋势明显。指出洮河泥沙岷县站以上减小趋势较弱,以下减小趋势明显。指出洮河6条主要支流水沙量均存在减小趋势,年水量减小趋势强于年沙量,年沙量的减小幅度大于年水量的减小幅度;博拉河、大峪沟、漫坝河、广通河、东峪沟年水量减小变化趋势显著;广通河、东峪沟年沙量减小变化趋势显著。洮河水沙变化的主要影响因素包括流域降雨量变化、下垫面条件等自然因素和水土保持措施、电站大坝工程、河道采砂等人为因素。

(2)研究了洮河水沙分布格局及其变化特征。在分析洮河干流区间水沙变化过程的基础上,指出洮河秋季大范围的降水对当年径流的丰枯起着决定性作用,洮河泥沙主要由入汛后的2~3场高强度降水产生。指出岷县站以上是洮河的主要产水区,洮河径流年内分配不均、季节性突出和区域性明显;李家村站以下是洮河的主要产沙区,洮河泥沙具有含量高、输沙总量大、产沙的区域性、空间的不均匀性和时间的集中性的特点。水沙异源特性突出。

(3)揭示了洮河干流及其主要支流水沙变化发展模式。通过对洮河干流各站水沙相关性分析,得出洮河总体水沙相关关系较好,各控制断面输水输沙普遍存在正相关关系,洮河上游水沙相关性好于中下游。指出洮河上游站水沙关系存在沙量明显增大的变化,下巴沟站年输沙增量大于上游碌曲站;洮河中游岷县站水沙关系波动较大,1978—1993年的增沙和2006年以后的减沙明显;洮河中下游的水沙关系变化很大,水利水电工程的拦沙作用突出,减沙极为明显。指出洮河主要支流年水沙量存在正相关关系,不同阶段水沙模式发生了一定变化,普遍存在增沙和减沙阶段,干旱半干旱区的减沙效应大于半湿润区和高寒阴湿区。

(4)探讨了典型水利工程对水沙过程及其关系变化的影响。通过对典型水沙过程的分析,指出控制站的沙峰过程完全由上游最近电站的泄洪排沙所支配。指出九甸峡水利枢纽对最大径流过程的影响特别显著,使下游径流变化幅度相对减小,径流过程变化更为频繁和剧烈。得出三甲水电站使得李家村站1996年以后的水沙关系相对前期年沙量平均偏小42.0%,红旗站相对偏小10.2%;九甸峡水利枢纽使得李家村站2007年以后水沙关系相对1996—2006年年沙量平均偏小86.4%,红旗站相对偏小40.5%。洮河干流水电梯级开发对上下游站年水量的关系影响较小,九甸峡水利枢纽的兴建使得李家村站以下沙量急剧减小,岷县与李家村站沙量失衡。

(5)借助计算机地理信息技术,绘制了洮河流域1981—2010年系列多年平均径流深等值线图及多年平均输沙模数分布图。(www.daowen.com)

(6)探讨了洪峰水位(流量)对水电梯级开发的响应关系:通过建立上下游相应洪峰流量数学模型,根据模型的输出来鉴别水电站建设对洪峰流量的影响;通过对测验断面的演变分析和水位流量关系的变化来反映水电站建设对洪峰水位的影响。分析得出水电站的拦河引水枢纽,阻隔了水流的自然流态,第一方面使水流的输沙能力降低,下游河段呈现淤积的趋势,过水能力逐渐减小,在同等流量下水位有所抬升;第二方面拦河大坝改变了河道的自然落差,水电站的泄洪运行,使得下泄水量的流速增大,在同级水位下流量增大;第三方面水电站的泄洪调度以及建设规模对下游洪峰水位(流量)的影响起着决定作用。

(7)探讨了水电梯级开发对径流变化的影响:通过建立上下游站年径流线性回归关系来分析年径流的变化,通过月径流、季节径流占年径流的比例对比分析来反映径流的年内变化。分析得出洮河水电开发的建设和运行,改变了地表径流的时空分布特征,尤其是九甸峡水利枢纽的兴建,极大地改变了下游河道的流量过程,对径流产生了严重影响;水电站的建设对当年径流产生了一定影响,尤其电站建成蓄水的年份表现更为明显,总体表现为进入下游河道的水量不断减小,减小程度随水电站的建设规模和数量而有所不同;对径流的年内分配产生了一定影响,总体表现为水电站建设后汛期径流所占比重相对减小,非汛期所占比重相对增加的趋势。

(8)探讨了水电梯级开发对河流泥沙的影响:通过分析有实测悬移质泥沙含量资料以来,水电站建设前进出口断面泥沙分配不均匀系数、集中度和集中期、变化幅度等特性,探讨上下游泥沙之间的关联性和年内分布规律,并将上述参数与水电站建设后的响应进行关联分析,据此研究水电站开发的下游泥沙响应。通过分析得出水电站拦河大坝的建设阻隔了河流泥沙输移通道,改变了时空分布规律和上下游泥沙平衡关系,对河流泥沙产生了很大影响。上游水电站的泄洪排沙运行对控制站的泥沙年内分配起着决定性作用,总体表现为集中度降低,集中期相对提前,变化幅度趋向均匀;水电站建设使得上下游站月泥沙含量对应关系遭到破坏,对最大月泥沙含量的影响非常突出;各出口断面的输沙总量大幅度减小,年际变化更为剧烈;下游站的沙峰过程完全由上游最近电站的泄洪排沙所支配,泥沙过程完全失真。

(9)探讨了水电梯级开发对河流热状态的影响:采用线性回归的方法分析上下游水温年序列关系,探讨水温沿程传递和变化的规律,统计分析上下游冰情发生和消失之间的对应规律以及变化情况,来反映水电站建设对冰情的影响。通过分析得出洮河水电梯级开发对河流热状态的影响较为明显,位于峡村水电站下游的下巴沟站和位于三甲水电站下游的李家村站,年平均水温均上升了0.5℃;受水电站建设和运行影响,上半年终止流冰和终冰时间提前,下半年初冰和开始流冰时间推迟,封冻现象消失。

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