黃河的成因和徑流量
黃河中上游以山地為主,中下游以平原、丘陵為主。由於河流中段流經中國黃土高原地區,因此夾帶了大量的泥沙,所以它也被稱為世界上含沙量最多的河流。那你想知道黃河的形成原因嗎?下面就讓小編來告訴你黃河是怎麼形成的吧。
黃河形成的原因
黃河的孕育、誕生、發展受制於地史期內的地質作用,以地殼變動產生的構造運動為外營力,以水文地理條件下本身產生的侵蝕、搬運、堆積為內營力。在成河的歷史過程中,運動不息,與時俱進。黃土高原的水土流失與黃河下游的泥沙堆積在史前地質時期就在進行,史後受人類活動的影響與日俱增。根據多方面的研究,古黃河有三個發展階段:第三紀至第四紀的早更新世為古黃河孕育期。第四紀中更新世***距今115萬年~10萬年***古黃河誕生成長期。晚更新世***距今10萬年~1萬年***黃河形成海洋水系。
歷史時期黃河在上中游平原河段,河道也曾有過演變,有的變遷還很大。如內蒙古河套河段,1850年以前磴口以下,主要分為兩支,北支為主流,走陰山腳下稱為烏加河,南支即今黃河。1850年西山嘴以北烏加河下游淤塞斷流約15公里,南支遂成為主流,北支已成為後套灌區的退水渠。龍門~潼關河道擺動也較大。不過,這些河段演變對整個黃河發育來說影響不大。黃河的河道變遷主要發生在下游。
歷史上黃河下游河道變遷的範圍,大致北到海河,南達江淮。據歷史文獻記載,黃河下游決口氾濫1500餘次,較大的改道有20多次。
黃河的徑流量
一、實測年徑流量
1954年編制黃河綜合利用規劃時,在進行復查和插補的基礎上,採用1919~1953年系列,計算陝縣實測年徑流量為412億立方米。1962年提出《黃河干支流各主要斷面1919~1960年水量、沙量計算成果》,其中陝縣站實測年徑流量423.5億立方米,秦廠站472.4億立方米。1975年黃委會規劃辦公室編制治黃規劃時,採用1919~1975年56年系列,計算黃河干、支流各主要站的實測年徑流,其中三門峽站實測年徑流418.5億立方米,花園口站469.8億立方米。1982年黃委會設計院又按1919年7月至1980年6月61年系列,三門峽站實測年經流量417.2億立方米,花園口站46***億立方米。
二、天然年經流量
1975年對黃河干、支流主要站的實測年徑流量進行了還原,選用1919年7月至1975年6月56年系列,還原了引黃灌溉耗水量及大、中型水庫調蓄水量,1976年提出,三門峽站天然年徑流量498.4億立方米,花園口站559.2億立方米。1986年提出《黃河水資源利用》報告。根據黃河的實測情況,對年徑流系列又進行了延長,採用1919年7月至1980年6月61年系列,通過還原,提出了黃河干支流主要站天然年徑流量成果,其中三門峽站為503.8億立方米,花園口站為563.4億立方米。
三、年徑流特性
黃河流域年徑流量主要由大氣降水補給。因受大氣環流的影響,降水量較少,而蒸發能力很強,黃河多年平均天然年徑流量580億立方米,僅相當於降水總量的16.3%,產水系數很低。
黃河是我國第二大河,但天然年徑流量僅佔全國河川徑流量的2.1%.居全國七大江河的第四位,小於長江、珠江、松花江。
從流域年徑流深等值線來看,黃河流域水資源的地區分佈很不均勻,由南向北呈遞減趨勢。大致西起吉邁,過積石山,到大夏河、洮河,沿渭河干流至汾河與沁河的分水嶺一線以南,主要是山地,植被較好,年平均降水量大於600毫米,年徑流深100~200毫米以上,是黃河流域水資源較豐沛的地區。流域北部,經皋蘭、海原、同心、定邊到包頭一線以北,氣候乾燥,年降水量小於300毫米,年徑流深在10毫米以下,是黃河流域水資源最貧乏的地區。在以上兩條線之間的廣大黃土高原地區,年降水量一般為400~500毫米,年徑流深只有25~50毫米,水土流失嚴重,是黃河泥沙的主要來源區。
因受季風影響,黃河流域河川徑流的季節性變化很大。夏秋河水暴漲,容易氾濫成災,冬春水量很小,又感水源匱乏,徑流的年內分配很不均勻。7~10月的汛期,幹流及較大支流徑流量佔全年徑流量的60%左右,而每年3~6月份,徑流量只佔全年的10%~20%,
黃河流域水資源年際變化也很懸殊,花園口站多年平均天然年徑流量580乙立方米,最大年徑流可達938.66億立方米***1964年7月~1965年6月***,最小年徑流僅273.52億立方米***1928年7月~1929年6月***,最大與最小年徑流的比值為3.4。黃河支流各站的徑流年際變幅比干流還要大,最大與最小年徑流的比值一般為5~12,乾旱地區的中小支流甚至高達20以上。
黃河干流龍門以上各站年徑流變差係數Cv值為0.22~0.23,龍門以下各站略有增大,三門峽、花園口兩站的Cv值分別為0.23和0.24。黃河較大支流的Cv值較高,一般為0.4~0.5。
從多年的實測資料來分析,黃河流域年徑流還存在連續枯水段持續時間長的特點。長時段連續枯水,給水資源利用帶來許多不利影響。
黃河挾帶泥沙數量之多,居世界首位。平均每年輸入黃河下游的泥沙達16億噸,年平均含沙量37.8公斤每立方米,一些多沙支流洪峰含沙量高達300~500公斤每立方米,並且60%的水量和80%的泥沙都集中在每年的汛期。黃河含沙量太大,增加了水資源開發利用的難度。
黃河洪水的特徵
黃河上游洪水多發生在9月,主要來自蘭州以上,蘭州洪水主要來自貴德以上。由於降雨歷時長,強度小,加之蘭州以上植被較好,草地、沼澤等對降雨的滯蓄作用較強,形成黃河上游洪水漲落平緩,洪水歷時較長,洪峰較低,洪水過程線呈矮胖型。蘭州站一次洪水歷時平均為40天,最長可達66天,最短也有22天,實測洪峰流量一般為4000~6000立方米每秒。
龍羊峽至蘭州河段洪峰流量一般是沿程遞增的,特別是洮河、湟水等較大支流匯入後,流量增加較為明顯。但是蘭州以下至內蒙古自治區河口鎮,由於黃河流經流域內最乾旱的地區,多年平均降水量僅150~300毫米,汛期加水也很少,與蘭州以上洪水遭遇的機會也不多,加之寧蒙河套平原河道寬淺,河槽調蓄作用較強,灌溉耗水和河道損失較大,雖然流域面積增加了16萬多平方公里,但洪峰流量與洪水總量卻往往有較大削減,一般可削減20%~25%。
黃河上游多為峽谷河段,不論洪水大小,一般傳播時間變化不大,貴德到蘭州約需1.5天,蘭州到河口鎮約需10.5天。黃河上游洪水到達中下游,一般成為基流。
黃河上游洪水實測資料開始於1933年大水以後,當時在蘭州、包頭等地設立了水文站。實測最大洪水發生在1946年,蘭州站洪峰流量達5900立方米每秒,15天洪水總量65億立方米。1981年大洪水蘭州站洪峰流量雖然只有5600立方米每秒,但如果沒有龍羊峽水庫施工圍堰擋水和劉家峽水庫攔蓄,蘭州站洪峰流量可達7090立方米每秒。據調查考證,上游地區最大歷史洪水發生在1904年,蘭州站洪峰流量達8600立方米每秒。
黃河中游河道長佔全河總長的22.1%,但流域面積卻佔流域總面積的45.7%,匯入支流眾多,面積增長率為285平方公里每公里,是全河平均值的2.07倍。黃河中游流經黃土高原,是黃河流域的主要暴雨區和黃河下游洪水的主要來源區。
三門峽至花園口區間,暴雨頻繁,強度亦較大,點暴雨量每日可達300~500毫米,降雨歷時一般為2~3天,最長可達5~10天,暴雨面積一般為2—3萬平方公里,最大可達4萬平方公里。如1982年7月底至8月初的一場暴雨,歷時5天,暴雨中心石碣鎮站7月29日最大24小時雨量達734毫米,5天雨量200毫米以上的面積超過4.4萬平方公里。
黃河中游地區61%的面積為黃土高原,溝壑縱橫,支流眾多,河道比降陡,由暴雨形成的洪水特點是洪峰高、歷時短、含沙量大。洪水發生時間基本上都集中的7月中旬至8月中旬,特別是8月上旬出現洪水的機會較多。
一次洪水歷時,一般為2~5天,最長為3~10天,洪水過程線多為漲落迅猛的尖瘦型。中游幹流各站較大洪水洪峰流量為15000~20000立方米每秒。實測最大洪水,吳堡站為24000立方米每秒***1976年***、龍門站為21000立方米每秒***1967年***、三門峽站為22000立方米每秒***1933年***。龍門站的洪水主要來自吳堡以上,洪峰平均佔62.8%,洪量平均佔80%~84%。三門峽站的洪水主要來自龍門以上,洪峰平均佔74.2%,洪量平均佔75%~77%。
龍門至潼關河段長128公里,河道寬達3~19公里,滯洪削峰作用顯著,對來自龍門以上的洪峰,一般可削減20%~30%。
黃土高原土質疏鬆,地形破碎,植被覆蓋率低,在大強度暴雨的衝擊下,產生強烈的土壤侵蝕,致使中游地區的洪水,挾帶大量泥沙。黃河多年平均輸沙量16億噸中的89%來自中游地區,其中90%來自汛期,汛期又主要集中來自幾次高含沙量洪水。如1933年8月陝縣站12天洪水的輸沙量約佔全年沙量的50%。實測洪水最大含沙量,龍門站為933公斤每立方米,三門峽站為911公斤每立方米。