黄河水利委员会三门峡库区水文水资源局
摘要:龙门水文站是国家基本水文站、国家重要水文站、黄河重点报汛站,黄河干流主要控制站,黄河中游洪峰编号站,一类水文站。监测项目有降水、水位、流量、单沙、输沙率、河床质、颗分、比降、冰情、水质等。为三门峡水库和小浪底水库调度运用、黄河防汛、水量调度、重大治黄试验研究,积累重要水文资料。
关键词:黄河;龙门;年径流量;输沙量
黄河,中国第二长河,发源于青藏高原的巴颜喀拉山脉,呈“几”字形,自西向东分别流经9省(自治区),最后流入渤海。黄河河口至潼关河段称之为北干流,河口到龙门段位于晋陕峡谷,称为大北干流,出了龙门,进入开阔地带,称为小北干流。龙门水文站位于黄河中游“大、小北干流”的分界点上。
1.龙门水文站简介
龙门水文站1934年6月14日设立于禹门口外左岸,位于陕西省韩城市龙门镇禹门口,地理坐标东经110°35′03″,北纬35°40′06″,晋陕峡谷尾端,集水面积497552km2,上距黄河干流吴堡水文站246km,下距潼关(八)水文站131km,距河口1269km,隶属于黄河水利委员。龙门站河段顺直长度约400m,两岸为岩石陡壁,近矩形断面,沙质河床。测流断面宽约270~280m,左岸低水有滩。其基本水尺断面位于禹门口公路桥上游约1500m处,基上约2000m处有石门卡口(口门宽约60m),基下400m为一弯道,对水流有控制作用,禹门口公路桥处为卡口(宽约130m),冰期常形成冰桥或冰塞。
2.龙门水文站水量统计分析
龙门站1950~2019年各年代平均年径流量分别为321.2亿m3,336.6亿m3,284.6亿m3,275.8亿m3,198.3亿m3,170.5亿m3,227.3亿m3。50、60年代是丰水期,比多年平均年径流量分别偏大14.7%、20.2%;70、80年代是平水期,比60年代平均年径流量分别偏小15.4%、18.4%;90年代及21世纪初即1990~2009年是枯水期,比60年代平均年径流量分别偏小41.1%、49.3%,比80年代平均年径流量分别偏小28.1%、38.2%,比多年平均年径流量分别偏少29.2%、39.1%。历年径流量变化呈逐年减小趋势。近期2010~2019年,年径流量略有增多,其中2018、2019年年径流量分别为341.2亿m3、380.0亿m3。1934~2019年共计86年,最大年径流量539.4亿m3,发生在1967年,最小年径流量132.8亿m3,发生在1997年,最大值是最小值的4.1倍。龙门站的水量年际变化大,特征明显。
龙门水文站各年代径流量统计表
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3.龙门水文站沙量统计分析
龙门水文站主要开展悬移质泥沙及河床质测验,悬移质取样仪器为横式采样器,河床质为耙式取样器,测验方法为吊箱过河取样。输沙量的年际变化是断面以上流域水土流失状况的综合反映。
龙门水文站多年输沙量特征值表
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龙门站多年平均即1934~2019年,输沙量为7.27亿t,多年平均输沙模数1460t/km2,最大年输沙量为1967年的24.6亿t,最小年输沙量为2014年的0.378亿t,最大年输沙量是最小年输沙量的65.1倍,最大年输沙量是多年输沙量的3.38倍,最小年输沙量仅为多年平均年输沙量的5%。
龙门水文站分时段输沙量统计表
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龙门站历年平均输沙量7.27亿t,70年代平均输沙量8.68亿t,与多年平均值最接近,之前的1960~1969年均值为最大,2010~2019年均值为最小。60年代和21世纪10代的时段最大及最小的比值最为接近,然而60年代的最小值较为接近21世纪10代的最大值,输沙量显著减小较为明显。由上边的统计表可以看出,50、60年代年输沙量为最大的时期,时段最大输沙量均在20亿t以上,70年代开始输沙量开始逐渐减少,时段平均输沙量开始小于10亿t,到21世纪初减少最为明显,时段平均输沙量都在1亿t左右,时段最大仅为3亿t,不足多年平均值的一半。
龙门站年径流量和年输沙量的丰枯基本重合,50、60年代年径流量和年输沙量较大,最大年径流量539.4亿m3,最大年输沙量为1967年的24.6亿t,均发生在1967年。70、80年代是平水期,年径流量和年输沙量的各年代均值与多年平均值相当,90年代起年径流量和年输沙量开始逐渐减少,2000~2009年年径流量均值达到最小值,为170.5亿m3;2010~2019年年输沙量均值达到最小值,为1.26亿t,最小年输沙量为2014年的0.378亿t,21世纪10代的年径流量均值有逐渐回升。
4.龙门水文站洪水统计分析
黄河干流洪水的洪峰流量,除了受降水的年际变化影响外,受水利工程、水土保持工程的影响较大。黄河干流吴堡~龙门区间降水量汛期(6~10月)及多年平均降水量分别为352mm,481mm,1986年后降水量比多年平均降水量减小5.5%,汛期同比减小6.9%。随着降水量的减少,区域经济发展导致壅水的增多,气候变暖导致蒸发量增大,以及黄河中上游一些大中型水利枢纽的建成和投入使用,黄河洪峰流量逐渐减小。
龙门站5000m3/s以上洪水发生次数统计表
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上表为龙门站不同时段5000m3/s以上洪水发生次数统计表,由此可见龙门站5000m3/s以上量级洪水发生次数随年代推移逐渐减少的趋势比较明显,2010年后有所增加。
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龙门站洪水历时年际变化图
从龙门站5000m3/s以上洪水的历时柱状图看,丰枯水变化比较清晰,50年代洪水发生次数较多,历时也比较长;50年代末到60年代中期,洪水次数减少,洪水历时较短;之后的60年代后期到70年代中期,洪水次数较多,洪水历时也较长;同样,80年代初洪水次数较少,历时较短,相应的80年代后期洪水次数相对较多,洪水历时相应较长。总的趋势表现为洪水发生次数逐渐减小、洪水历时逐渐缩短。2000年以后仅发生三次洪水。
5.小结
龙门水文站作为黄河小北干流首段,黄河干流河道由峡谷段,转为开阔的平原地带,是黄河干流重要的节点水文站,龙门水文站的年径流量、年输沙量和洪水的统计分析可以看出,随着年际变化龙门水文站50、60年代处于丰水期,洪水多,年径流量和年输沙率都远远大于多年平均值,70、80年代均值与多年平均值相当,处于平水期,90年代起年径流量显著减少,洪水发生次数下降,21世纪初代年径流量均值达到最小值,21世纪10代年输沙量均值达到最小值,千禧年后仅发生三次大于5000m3/s以上洪水。
近年来,黄河流域水少、沙少变化显著。黄河流域气温和降水近些年来发生了明显变化。80年代中期以来,黄河气温明显升高,流域北部增温尤其显著,且以冬季增温为主;90年代,黄河流域降水明显减少;进入21世纪,降水略有增加。气温升高和降水减少是黄河流域径流锐减的主要原因之一。黄河的流域开发比较成熟,干流梯级水电站数量众多,提、引水及各种水利工程也很多,水资源的开发利用也造成水量的减少。黄河流域各地长期的水土保持政策和水土保持水利工程措施,对黄河沿河的生态建设有很大促进作用,流域生态建设逐步推进。