1.4　水文特征

1.降水

渭河下游地处暖温带半干旱半湿润地区,年平均气温6～13℃,年平均降水量500～900mm,年蒸发量700～1000mm(蒸发皿观测)。流域内降水量分布呈东南向西北递减,降雨量分布南多北少,山区多、盆地河谷少。在南岸秦岭一带降水量最大,达到700～900 mm,向西北递减至400～500 mm,下游的降雨以南岭北坡的南山支流为主。降水量年际变化较剧烈,华县站年平均降水量525mm,最大达1110mm(1946年),最小仅226mm,相差约5倍。受西风带和西太平洋副高压的影响,降雨除在空间分布上呈现南多北少的特征外,在时间分配上也极不均匀,主要集中在6—9月,占年降雨量的60%～70%。暴雨一般发生在7月、8月,多为强度大、历时短,造成水土流失和洪涝灾害,9月、10月该区域也常出现连阴雨天气,降雨历时一般为5～10d或更长,如2003年和2005年出现的连续降水过程,被称为“华西秋雨”。

2.径流与输沙

华县站是渭河把口站,该站位于陕西省华县下庙乡,东经109°46',北纬34°35',集水面积10.65万km2,控制流域面积79%。至河口距离73.2km。据1935—2010年资料统计,华县站多年平均径流量73.7亿m3,多年平均输沙量为3.43亿t(表1-1)。其中汛期多年平均径流量、输沙量分别为45.3亿m3、3.08亿t。渭河径流、输沙年际变化大。从现有资料的年份来看,20世纪60年代径流量最大(30年代是从1935年开始统计),90年代径流量最小,最大径流量是最小值的2.2倍。40年代输沙量最大,21世纪以来输沙量最小,最大输沙量是最小值的3.5倍。如图1-1所示为华县站多年径流量、输沙量过程线,从图中可以看出,20世纪90年代以来,渭河来水来沙大幅减少。

渭河径流、输沙年内分配不均,汛期来水量约占全年的60%,如华县站7—10月径流占全年的61.47%,其中,主汛期7、8月径流占全年的29.6%,仅占汛期的一半,表明渭河秋汛径流基本与伏秋汛径流相当。径流地区分布不均,总的趋势是自南向北减小,秦岭、关山区高,平原区、谷地区低;西部大于东部,中游比下游径流丰富。秦岭北坡的径流模数较高,为9～15L/(s·km2),而黄土原区的径流模数只有0.8～2.2L/(s·km2),仅千河径流模数较高,千阳站为4.66L/(s·km2)。渭河干流的径流模数为2.5～3.7L/(s·km2),其中魏家堡、咸阳站较高,是由于支流加入造成的。

渭河下游多年平均输沙量4.44亿t,泾河张家山站多年平均输沙量2.46亿t。泥沙主要来源于北岸支流,尤其是泾河和北洛河,分别占渭河下游来沙量的55.4%和19.1%。泥沙年内分配相对集中,沙量主要集中于汛期,甚至是几场大洪水中。华县站7—10月输沙占全年输沙的89.8%。

3.洪水

渭河流域洪水主要来源于泾河、渭河干流咸阳以上和南山支流。洪水具有暴涨暴落、洪峰高、含沙量大的特点。每年7—9月为暴雨季节,而且多大暴雨,洪水灾害较多,汛期水量约占年水量的60%。泾河洪水一般暴涨暴落、洪峰高、含沙量大,小流量、高含沙的洪水也时常出现,是渭河下游河道淤积萎缩的主要原因;渭河干流咸阳以上洪水涨落过程较泾河缓,含沙量也相对较小,是渭河下游大洪水的主要来源区;区间南山支流加入较多,均发源于秦岭石山区,洪水含沙量小,涨落迅速,汇流时间短。

历史上渭河曾发生过多次大洪水,清光绪二十四年(1898年)渭河咸阳段发生特大洪水,咸阳、华县站洪峰流量分别为11600m3/s、11500m3/s;1911年,泾河发生特大洪水,张家山站洪峰流量14700m3/s;1933年,泾河、渭河同时涨水,张家山站洪峰流量为9200m3/s,华县站洪峰流量为8340m3/s;1954年,渭河涨水,华县站洪峰流量为7660m3/s;1981年8月,渭河涨水,临潼站洪峰流量为7610m3/s,华县站洪峰流量为5380m3/s;2011年9月,受华西秋雨影响,渭河涨水,华县站洪峰流量5050m3/s,为1981年以来最大洪水。

支流清姜河曾出现过504m3/s(益门镇1964年),千河冯家山1954年8月17日零时洪峰流量3960m3/s,石头河斜峪关1964年有1050m3/s,黑河黑峪口1980年有3040m3/s。由于渭河滩坎较低,一般洪水均可漫滩淹没农田。河床摆动不定,据调查,保安滩河段,1898—1962年的64年中,较大的变迁有7次,摆动幅度最大达5km以上,有“三十年河南、三十年河北”之说。1933年洪水淹没滩地及良田49.74万亩,危害及冲毁村庄181个。1954年洪水淹没总面积36.32万亩,冲毁村庄79个。

由于下游河道的调蓄作用,洪水峰形较胖,华县水文站单峰持续时间通常为2～5d,连续洪水可在10d以上,实测最大流量为1954年的7660m3/s(相应水位338.81m);若洪水来源于泾河张家山以上,则含沙量大,华县站实测最大含沙量为905kg/m3(1977年)。由于含沙量大,河道淤积严重,目前1000m3/s左右的水位相当于1954年最大洪峰对应的水位,华县实测最高水位为2003年9月1日的342.76m(相应流量3570m3/s)。

据1980年以来资料统计,华县站洪峰流量大于2000m3/s的洪水共有40场,其中,1980—1989年10年间发生23场,而1990—2009年20年间仅出现13场,且1997—2002年竟未出现一场该量级以上洪水,表明进入20世纪90年代以后,渭河下游洪水特性发生了很大变化,洪水的次数和量级均减少(但出现大洪水的概率仍然存在,如2011年出现了1981年之后的最大洪水),特别是来自咸阳以上的大流量、低含沙量的洪水减少尤为显著,而来自泾河的高含沙中小洪水(洪峰流量1000m3/s、含沙量600kg/m3左右)频繁出现(表1-2)。

近年来,渭河下游出现了较大的洪水过程,对渭河下游河道主槽产生了冲刷和拓宽作用,从而使渭河下游河道的过洪能力增加,河道萎缩有所改善。洪水在渭河下游发生了大漫滩,因受滩地高杆植物阻水作用,流速减小,传播时间加长。