水利水保措施对流域洪水的影响分析

白成伟 尹艳丽

【摘要】大规模的水利建设以及水土保持工作会对我国流域下垫面的自然条件产生较大的影响，它会使得兴修水利水保工程的地区在遇到暴雨天气时，流域的洪水量发生变化。在不同的区域，暴雨洪水受水利水保措施的影响程度不同。本文以黄河流域窟野河为实例，探讨和评估水利水保措施对流域洪水的影响因素和影响程度。

【关键词】水利水保；流域洪水；影响

水利水保措施的实施会对流域的下垫面条件产生较大的改变，其积极的作用是可以起到减少流域泥沙量的作用，降低洪峰，从而减少了洪灾的发生或降低洪灾造成的影响；但另一方面也会有一些消极的作用，如使得洪水的就地入渗加强，有可能会对地表水资源造成较为严重的影响。为了更好地了解和掌握水利水保措施对流域洪水的影响，对其进行研究和分析十分有必要。下面本文将以黄河支流窟野河为例，将暴雨洪水的特征值作为切入点对水利水保措施对流域洪水的影响进行分析。

1、基本研究思路

洪水的产生与流域下垫面的自然条件和天气降水有着密切的关系，不利的下垫面条件加上频繁大量的降水会直接导致洪水的产生。为了对洪水高发区域进行治理，更好地控制洪水量，减少其对人们生活和农业生产的影响，许多地区构建了大型的水利水保措施来调节洪水量，降低洪峰，水利水保措施会对对流域下垫层的自然条件产生影响，起到一定的积极改善作用。但由于自然条件以及其它各因素的不同，使得水利水保措施对当地防洪产生的实际影响也有所不同。为了更加明确水利水保措施对流域洪水的影响，进一步深入了解影响的机理，首先应当搜集并整理当地洪水数据的历年资料，对洪水的序列进行仔细检查，对洪水的变异点进行了解和掌握，分析水利水保措施实施前后的洪水序列。其次要对当地实施水利水保措施之前的暴雨洪水资料进行仔细地审阅和探讨，对暴雨和洪水特征值之间的内在关系进行剖析，从而分析查找出对洪水产生主要影响的暴雨因子。然后是对流域洪水的变化原因以及会对其变化产生影响的因素进行全面地准确地分析和研究，在对暴雨产生较大影响的因子序列中查找出主要的变异点。在分析研究的过程中，如果发现暴雨因子无显著变化，且其在洪水变异点前后的平均值的变化也不显著，那么则说明水利水保措施的实施会导致洪水变异；如果分析发现发生了较为显著的变化，那么说明洪水的变异是受到了降水以及水利水保措施的双重影响而产生的。最后，构建起NNBR模型，在影响前洪水序列中找出与最后变异点洪水相对应的洪水计算值，得到洪水的产生是在多大程度上受到了水利水保措施实施的影响。

2、流域产汇流规律变化分析

在流域上修建水利水保工程如水库工程、水土保持工程会对流域的下垫面以及河道的自然条件产生一定的影响，同时会使洪水的产汇流条件发生改变。其對洪水的影响主要有以下几个方面，一是水利水保措施会有一定的库容，在遇到降水量较大，洪水暴发时它能够起到拦截并存蓄部分洪水的作用，即使在水库蓄满水后仍可起到一定的滞洪的作用，降低下游洪峰的水流量；二是随着灌溉的增加，流域前期土壤湿度大，从而使得产流增大；三是如果遇到水量较大的特大暴雨时，水库可能有垮坝的危险，这样不仅不能够对洪水起到调节和拦蓄作用，还会使得库中原本的水也释放出来，导致泄水量急剧增加。

通常来说，水利水保工程对洪水的影响主要是通过改变地貌特征，提高蓄水和调节能力来实现的，在水流量较大较为集中的时段对水流进行延缓从而减少洪量，对洪峰起到削减的作用。受到当地自然条件以及各综合因素的影响，不同的水土保持措施对洪水的影响作用以及影响大小均有所不同。一般来说，水保措施拦截存蓄的水量随着径流深的增加会增大，但增大的速度会逐渐减缓，一直到接近该水保措施可能的最大拦蓄量为止。由实验的资料以及经验分析可以知道，水平梯田、较为茂盛的森林以及水平沟对径流量有较好的拦蓄作用，能够存蓄保有大量的水；其次是水田、牧草等，对水流也有一定的拦蓄能力；稀疏的灌木林和地埂对水量的拦蓄作用最小。由此在分析水利水保措施对洪水的影响时，要对各综合影响因素进行全面的分析和考量，除了该区域降水的空间分布还要考虑到一段时间内，流域水土保持措施的实施情况，将其对洪水的影响考虑在内，从而才能得出较为科学和准确的结论。

3、实例研究

黄河流域窟野河的发源地是鄂尔多斯高原的东胜梁，其流域面积为8706km2，河长242km，是属于黄河中游河中龙区间右岸的一级分流。该河所在区域土壤中所含营养成分较少，植被不易生长，因此地表的植被覆盖较少，且土质疏松，较易导致严重的水土流失，其水土流失面积能占到流域总面积的95%左右。该区域较易产生粗泥沙，国家一直很重视该地区的水利水保工程的建设，希望水利工程的兴建能够适当改善当地恶劣的自然条件。经过多年的治理和开发，该地区干支流处实施了大量的水利水保工程，其中水库有六座，其规模为中小型，有1192座淤地坝，库容总量达到了。这些水利工程的建设使得当地的水文状态得到了极大的改善。通过整理1954年到2006年期间窟野河的最大洪峰序列，得出洪水的变异点是1979年和1998年，因此推测这两个年份可能是变异点，结合实地的考查和研究，发现在水利水保措施实施以后，1979年的洪水量发生了巨大的变化，其流量减少较为明显，因此确定了洪水的变异点为1979年。调查发现在1979年后，该地区曾大量开采煤炭资源，由此确定1998年的洪水变异与过度开采煤炭有一定的关系。

通过研究和资料分析统计，窟野河洪水量达到15mm以上的有141场，这其中在水利水保措施实施前洪水序列有71场，而影响后的有70场，通过分析联系数、关联数以及相关系数等指标可以得出，最大3h面雨量（R3h）、R6h、R12h以及次雨量会对洪水的峰值你爷爷次洪量产生较为显著的影响，分析其为主要的暴雨因子。对主要暴雨因子序列变异点进行诊断分析后得出的结论是，该流域在1956年产生的洪水变异主要是由于受到了R3h的影响，1963年的洪水变异则主要与次雨量、R12h、R6h有关。通过对比变异前后这些指标的平均值发现暴雨因子在变异前后没有较为显著的变化，因此可以确定该区域发生洪水变异的主要原因是得益于水利水保措施的实施。通过建立流域暴雨洪水统计模型对不同年份的洪水资料按照不同量级进行整理，分析1980年到2006年期间70场洪水，得到结果显示在该流域实施水利水保措施后总体的洪峰减少明显，达到了53%，总体次洪量也有大幅度减少，共降低了47.6%。水利水保措施对不同量级的洪水影响作用大小不同，总体来说，对小洪水的洪峰和洪量影响最大，对中洪峰所产生的影响作用最小，对大洪水有适度的影响。

因此，采用NNBR模型研究流域水利水保措施对洪水的影响有着操作简便的特点，在分析的过程中，首先确定水利工程对洪水产生明显作用的临界年份，将洪水序列进行整理和分析，将洪水分为不受水利水保措施影响和受水利水保措施影响的，以此为依据分析水利措施对洪水的影响以及影响程度的思路严谨可行。

4、结论

将黄河流域窟野河作为具体分析的实例，研究了水利水保措施对洪水所产生的影响，研究所采用的NNBR模型有着结构简单，易于分析得出较准确结论的优点。在一些流域实施水利水保措施能够对当地的保水和防洪减灾起到一定的积极作用，因此水利水保工程的建设对于当地的防洪和自然环境是有利的，应当加大投入。

参考文献：

[1]周秀平，王文圣，张学成.水利水保措施对流域洪水的影响[J].四川大学学报（工程科学版），

2011，06：9-14.

[2]李晓宇，金双彦，徐建华.水利水保工程对河龙区间暴雨洪水泥沙的影响[J].人民黄河，2012，

04：87-89.

[3]王东坡，苏慧艳.水保措施对水文情况的影响分析[J].现代农业科技，2012，14：191-193.