北汝河水文特性分析

□王红涛（河南省洛阳水文水资源勘测局）

□郎 毅（黄河水利委员会河南水文水资源局）

□刘 缓（河南省农田水利水土保持技术推广站）

1.地理概况

1.1 地理位置

北汝河位于河南省西南部洛阳、平顶山两市，属于淮河流域颍河水系沙河的支流，介于东经112°00′～113°60′、北纬33°45′～34°20′之间，流域外南与长江、北与黄河两大流域相邻，总面积5670 km2，占河南省面积的3%左右。伏牛山脉延伸全境，上游为山地、中游多为丘陵或台地，下游为平原。地势总趋势西南高东北低，西南北3面为山地和丘陵，似簸箕形状。

1.2 气候

北汝河区域属于暖温、半湿润气候区，处于南北方过渡地带。冬春季节干燥多风，降水量偏少，夏秋季节降水比较集中，多年平均降水量在750 mm左右，降水日数在100 d左右，汛期降水量约占年总降水量的62%，区域内实测最高气温42℃，最低气温-12℃，多年平均气温14℃左右，年平均相对湿度为64.5%，无霜期一般在220 d左右。

1.3 土壤、植被、水文地质

深山区多为石渣土，部分山群之间亦有红粘土，但其植被覆盖较好，水土流失不严重。丘陵地区多为红粘土夹石或石灰岩结构，并分布在坡地的下部，植被较差，且多数为庄稼地，水土流失比较严重，平原地区多为红壤分布。

本区域上中游位于伏牛山区，群峰交错，断块发育，形成悬崖陡壁和起伏不平的山区丘陵地形，河床发育较好，干流弯曲较大，河槽呈“U”形，支流呈“V”形，且坡降较大。下游河槽弯曲变小，形成开散形宽浅河床。

1.4 河流水系

北汝河属于淮河流域颍河水系上沙河的支流，发源于嵩县龙池漫山北麓，全长250 km，至襄城县孔门进入沙河。流域内支流较多，较大的有马兰河、付店河、黄涧河、石河、净肠河等二十余条，在支流河道上修建有中小型水库，干流上目前尚无控制性水利枢纽。

2.降水

2.1 降水量的地域分布

本地区的降水受地理位置、地形和气候条件的影响，分布是不均衡的，其分布的总体趋势南部大于北部，山地大于盆地。多年平均降水量在750 mm以上，其中最大的王坪站，多年平均降水量为892.9 mm，最大24 h雨量在110～657 mm之间，暴雨中心主要集中在流域上游中部地带西泰山的排路站、王坪站周围。

2.2 降水量的年内分配

本地区处于南、北方气候过渡带，年雨量的2/3集中在6-9月，而汛期又受明显的季风气候影响，特别是7月下旬和8月上旬受强台风的影响极易出现特大暴雨。主要控制站降水量年内分配统计见表1。

2.3 降水量年际变化

由于受大气环境年际变化的影响，本地区降水量丰枯年份呈周期性变化，并有一定的变化幅度。最大年降水量是最小年降水量的3.6倍，历年降水量变差系数在0.23～0.34之间。主要控制站降水量年际变化见表2。

3.蒸发

根据实测资料计算，本地区多年陆地水面蒸发量（E-601）在813（最低值）～1546 mm（最高值）之间，多年平均值为1009 mm，在年内分布上与降水量相反，蒸发量的最大值多出现在4-6月份，最小值多出现在12月份。

4.径流

本地区多年平均径流量为6.65亿m3，多年平均径流深为181 mm，径流系数全区变化在0.14～0.41之间。

表1 北汝河流域主要控制站多年平均降水量年内分配统计表 单位：mm

表2 北汝河流域主要控制站降水量年际变化统计表

流量的年内分配随降水量的变化而变化，全年水量主要分布在主汛期的7-9月份，它们的径流总量占到全年的60%左右，流量年内分配不均匀，汛期可能出现较大的洪涝灾害，而冬春季节干旱少雨，对该区域的下游工农业生产造成很大的威胁。详见表3。

表3 北汝河区域主要控制站流量年内分配统计表 单位：m3/s

径流量的年际变化是非常大的，紫罗山最大年径流量为13.58亿m3，出现在1964年，最小径流量为1.239亿m3，出现在1966年。最大年径流量是最小年径流量的3.85倍。襄城最大年径流量为28.98亿m3，出现在1964年，最小径流量为1.12亿m3，出现在1993年。最大年径流量是最小年径流量的7.60倍。详见表4。

表4 北汝河区域主要控制站径流量年际分配统计表单位：亿m3

5.洪水

该区域最大洪水多发生在7月下旬至8月上旬之间，主要是暴雨洪水，该区域因没有大型水利工程，因而暴雨与洪水对应关系非常好。一般在汛前的4月份和汛后的10月份也可能出现流量在500 m3/s左右的洪水，因此出现的春汛和秋汛也不容忽视。本流域紫罗山站最大实测流量为1982年的7050 m3/s，最大流速为7.14 m/s，襄城站最大实测流量为3910 m3/s，水位流量关系受洪水涨落影响较多，关系线多为逆时针绳套曲线。

6.泥沙

紫罗山站以上多年平均年输沙量为169万t，襄城站多年平均输沙量为360万t，紫罗山站最大实测含沙量379kg/m3,紫罗山站以上流域多年平均侵蚀模数为939 t/km2，紫罗山-襄城站区间多年平均侵蚀模数为431 t/km2,本区域多年平均侵蚀模数为635 t/km2，从以上2个控制站可以看出，自西向东，自山区向平原逐渐减小，另外本地区产沙主要发生在洪水时期，这主要是由于山区水流流速快，且浅山区因过度开发造成的水土流失比较严重而造成的。但是本区域在非汛期河流含沙量近乎为零。

7.水质

多年水质监测结果表明，本地区的主要化学成分为K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-等，本区域的水属于碳酸类水，钙质组，河流的pH值平均在7.6左右，基本为弱碱性水，矿化度的趋势是先下降后上升，总硬度整体上升明显、稳定，钾钠离子浓度整体呈上升趋势，钙离子浓度较为平稳，镁离子浓度有明显上升趋势，氯化物离子各年间变化较小，呈上升趋势，硫酸盐离子浓度整体上升明显，碳酸盐离子浓度没有大的变化。

随着工业和城市的发展，北汝河下游存在一定程度的污染，Ⅳ类以上河段占总河长的10%，主要污染物为砷。

8.结语

本地区的气候受大气周期性变化的影响，旱涝交替，降水年际变化很大，一年之中的降水多集中在汛期的几个月内，径流的年内和年际变化极不均匀，对本地区工农业的发展带来很多不利的影响。因此，本地区急需建设大的控制性水利工程，以提高水资源利用率，同时加强浅山区的水土保持工作，防止水土流失。