水利水保措施对流域洪水的影响

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  [摘要]我国很多河流的水文条件和流域下垫面因水利工程和水土保持工作的开展发生了巨大变化。一方面增加了水土残留和下渗量、影响产流和波面汇流变化,另一方面在水库、塘堰引提水过程中,水土保持措施起到了调节作用。受降水和下垫面两者共同影响洪水产生和变化,而人们就是通过一系列的水利水保措施改变两者,进而改变洪水大小。
  [关键词]水利水保措施;研究思路;影响分析;案例说明
  明确水利水保措施的研究思路是开展各种水利水保工程的基本前提。本篇文章对此作出了一系列的影响分析,深刻解释了水利水保措施对流域洪水的作用。与此同时,案例分析使得读者能够结合实际了解水利水保工程的巨大效用。
  1研究思路
  要深入了解水利水保措施对流域洪水的影响,首先要明确研究思路,然后在进行细致展开分析。一般来说分为三个阶段:诊断洪水序列变异点;诊断暴雨因子的变异点;比较前后洪水值
  1.1诊断洪水系列变异点
  诊断洪水序列变异点是研究水利水保措施对流域洪水影响的关键一步,为下面研究打好准确、夯实的基础。首先测得暴雨前洪水的影响值,然后获取暴雨后洪水的影响值,分别算出两者序列,最后通过前后对比,得出变异点。
  1.2诊断暴雨因子变异点
  通过分析暴雨前的洪水资料,了解暴雨影响值和洪水特征值之间的关系,进而得出影响洪水的主要暴雨因子。接着分析流域洪水变化的原因,诊断出暴雨因子序列变异点。如果暴雨因子变异点不大,暴雨前后的洪水特征值变异点也不大的话,就表明洪水变化是水利水保措施作用的结果,不然就表明是受降水和水利水保措施共同影响的结果。
  1.3比较前后洪水值
  根据变异后的暴雨因子在影响前的洪水系列中得出最相似洪水,然后计算洪水值(类似“自然”值),最后与实际测得的洪水值进行比较,进而知道水利水保措施对流域洪水的影响程度。
  2影响分析
  水利水保措施对流域洪水的影响表现在各个方面,比如:地貌类型、土壤、植物被覆、土地利用、坡面水土等等。其中洪峰流量成果、洪水总量成果、洪水过程线成果这三方面的影响最为突出。
  2.1洪峰流量成果分析
  从现实情况来说,水利水保措施对洪峰的影响远大于对洪量的影响。根据多个地方研究结果显示,水库流域面积所占整体流域面积的百分比和洪峰减少的百分比是正比关系。水库的作用是通过拦蓄洪水控制水面高低,但是在不同大小的流域中,其拦洪作用不是固定不变的。因此,分析较大流域水库对洪水影响时,要结合各支流水库洪前底水和实际情况的比较,做出合理的洪峰流量成果分析。
  2.2洪水总量成果分析
  不同的水利水保措施对洪水总量的拦截作用也表现不同。总的来说,上游水库的拦截作用最大,然后是森林,最后是水土保护措施。不同典型的洪水设计标准决定着水利水土措施对洪水拦蓄量。一般说来,水利水土保持措施的拦洪作用与降雨量成正比关系。降雨量越大,拦蓄作用越明显。但是这种增加量有个限值,当达限值时,拦蓄作用就不会随着降雨量的变化而变化。
  2.3洪水过程线成果分析
  在实施了一系列水利水保措施后,许多洪水过程线均呈下降趋势。在不同大小流域或设计暴雨时段中,涨水、落水过程也是不一致的。因为在降雨初期,降雨量较小,水库拦截作用明显。降雨量达到一定程度后,水库拦蓄起不到多大作用,随之而来洪峰出现,水土保持作用微乎其微。最后,导致洪峰后的退水过程削减不明显。
  3案例分析
  以清涧河流域为例,研究水利水保措施对流域洪水的影响。清涧河流域的发源地是陕西省安塞县,位于黄河中游河口镇到龙门区间右岸中部地带。清涧河流域坐落于延河与大理河之间,气候,土壤,湿度等呈由南向北過度性特征。当地人主要采取坝库控制与大面积水土保持相结合的治理措施。这一措施在陕北多沙粗沙支流治理中具有重要地位。针对“1987”年的暴雨对流域洪水影响,做出以下分析。
  3.1降雨与产沙、产流关系
  1984年,清涧河流域连续26小时的强降雨使得降雨量达93.8mm,其中最大日雨量为110.6mm,是历年来最大一次暴雨。为分析此次暴雨对洪水的影响,制作了一张治理前后的对照分析表。1966年为治理前,1984年为治理后,两次暴雨产沙,产流的不同视为对对洪水影响程度的大小
  虽然1984的暴雨量比1966多24.2mm,但是洪峰流量、洪量、输沙量则偏小97.1%、95.3%、96.4%,拦蓄作用明显。一般来说洪峰流量、输沙量会随着降雨量的增大而增大,但事实不然,其主要原因是水利水保措施拦蓄了洪水,而洪水是泥沙的载体,也就是说拦蓄洪水就是拦截了泥沙。
  3.2坝库建设对洪水控制的影响
  从陕西省水保局做出的统计看,到1985年为止,清涧河流域上百万立方米以上的水库共7座,总库容7323万立方米;已建成的地坝共4428座,总库容5.3亿立方米。两者合计库容为6.03亿立方米,折合单位流域面积达14.8万立方米拦蓄库容。下表是清涧河流域子长县淤地坝座数变化表。
  到1979年以后,淤地坝数基本上不再增加。在1986年,黄河中上游治沟骨干工程实行以后,治沟骨干坝增加了18座,被列为全国生态环境治理县后,又增加15座。截止1999年,淤地坝数共1244座,减少近50%。由此看出“1984”年暴雨洪水泥沙的大幅减少得益于淤地坝的建设。
  结束语:
  研究水利水保措施对流域洪水的影响是一项艰巨而又伟大的工作。通过确定明确的研究思路、制定研究目标、选择研究途径、对各种影响流域洪水变化的因素进行分析,从而在遇到大型流域洪水时,及时作出应对措施。最终达到造福于河流两岸人民、实现我国建设环境友好型社会的目的。
  参考文献
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