2.1.2　干流来水来沙变化特点

1.水沙分布不协调，水沙异源

宁蒙河段来水来沙具有水沙异源的特性，包括上游来水来沙异源和本地水沙异源。表2-1为1919—1968年黄河上游区间来水来沙情况统计表。由表可知：①贵德以上流域面积占下河沿站以上面积的52.8%，多年平均水量占下河沿站水量的65.4%，多年平均沙量仅占下河沿站的9.9%，多年平均含沙量只有0.90kg/m3；②贵德—上诠流域面积占19.3%，多年平均水量占21.4%，沙量占30.9%，平均含沙量达到8.54kg/m3；③上诠—下河沿流域面积占27.9%，水量占13.2%，来沙量占59.1%，平均含沙量高达26.50kg/m3。以上数据可以充分说明宁蒙河段上游来水来沙具有水沙异源的特点，来水主要来自贵德以上，而来沙集中来自上诠—下河沿站区间。所以不同来源的水沙过程进入宁蒙河道后一般不匹配，流量大时含沙量较小，含沙量大时而流量不大。

图2-7为1951—2012年多年平均进出宁蒙河段水沙量分布的示意图。由图可见，平均每年从黄河干流进入宁蒙河段的水沙量分别为297.17亿m3和1.21亿t，以支流和十大孔兑形式入汇宁蒙河段的水量平均每年约为7.50亿m3，但是有0.814亿t泥沙以支流入汇、风积沙（修正后结果）和孔兑入汇的形式进入宁蒙河段。另外，整个宁蒙河段引水引沙量分别为114.38亿m3和0.38亿t。由此充分说明，宁蒙河段的本地水沙异源主要是由支流、十大孔兑和风积沙等区间来水少、来沙多，以及引水多、引沙少造成的。

2.宁蒙河段是黄河流域的水多沙少区

表2-2为宁蒙河段主要水文站及花园口站多年平均来水来沙情况统计表。由表可知，作为宁夏河段的进口控制站，下河沿站1951—2012年多年平均来水量为297.17亿m3，多年平均来沙量为1.21亿t，年平均流量942.31m3/s，年平均含沙量为4.06kg/m3。

作为内蒙古河段的进口控制站，石嘴山站1951—2012年多年平均来水量为275.44亿m3，多年平均来沙量为1.19亿t，年平均流量873.40m3/s，年平均含沙量为4.33kg/m3；头道拐断面是宁蒙河段的出口控制站，同时又是黄河上游与中游的分界断面，具有承上启下的作用。头道拐站1951—2012年多年平均来水量为213.76亿m3，多年平均来沙量为1.01亿t，年平均流量677.84m3/s，年平均含沙量为4.74kg/m3。

宁夏河段下河沿—石嘴山河段水量减少21.73亿m3，内蒙古河段石嘴山—头道拐河段水量减少61.68亿m3，头道拐站水量比下河沿站减小83.41亿m3，约减小28.1%，水量沿程减少主要是沿程引水所致。宁夏河段下河沿—石嘴山河段沙量减少0.02亿t，内蒙古河段石嘴山—头道拐河段沙量减少0.18亿t，头道拐站沙量比下河沿站减小0.20亿t，减小的百分比为16.5%；宁夏河段下河沿—石嘴山河段含沙量增加0.27kg/m3，内蒙古河段石嘴山—头道拐河段含沙量增加了0.41kg/m3，头道拐站含沙量比下河沿站增加0.68kg/m3，增大的百分比为16.7%，沙量和含沙量的沿程变化主要是由支流来沙、沿黄引沙和风积沙以及河床的冲淤调整所致。

通过对比黄河下游进口控制站花园口站与宁蒙河段水沙量，黄河下游花园口站1951—2012年多年平均来水量和来沙量分别为365.07亿m3和8.75亿t。通过与花园口站来水来沙情况的对比可以看出：①黄河下游的来水中有58.6%的来自头道拐站以上，只有11.5%的来沙来自头道拐站以上；②相对于黄河下游而言，宁蒙河段属于黄河流域的多水少沙区。

3.宁蒙河段来水来沙年际变化大

宁蒙河段的来水来沙过程存在丰枯相间的年际变化，且年沙量的变化幅度远远大于年水量的变化幅度。图2-8～图2-10分别为1951—2012年下河沿站年来水量、年来沙量和年平均含沙量变化过程。1967年来水量最大，约为509.13亿m3；1997年来水量最小，仅为188.66亿m3，前者是后者的2.7倍。1959年来沙量最大，达4.38亿t，2004年来沙量最小，仅为0.22亿t，前者是后者的19.9倍。1959年年平均含沙量最大，达13.49kg/m3；2004年年平均含沙量最小，仅为1.03kg/m3，前者是后者的13.1倍。可见，年沙量的变化幅度远远大于年水量的变化幅度。且从图2-8～图2-10中还可以看出，1986年龙羊峡、刘家峡两库联合调度以来，除了个别年份外，其来水量和来沙量均小于多年平均值，即来水量和来沙量呈现较为明显地减少。

4.水沙量年内分配不均匀

图2-11和图2-12分别为1951—2012年下河沿站汛期来水量、来沙量占全年来水来沙量比例的变化过程。下河沿站1951—2012年多年平均来水量为297.17亿m3，其中汛期多年平均来水量为155.36亿m3，占全年的52.3%，汛期多年平均流量为1461.92m3/s；非汛期多年平均来水量为141.81亿m3，占全年的47.7%，非汛期多年平均流量为678.21m3/s，为汛期多年平均流量的46.4%。下河沿站1951—2012年多年平均来沙量为1.21亿t，其中汛期多年平均来沙量为1.01亿t，占全年的84.1%，汛期多年平均含沙量为6.53kg/m3；非汛期多年平均来沙量为0.19亿t，占全年的15.9%，非汛期多年平均含沙量为1.35kg/m3，只有汛期多年平均含沙量的20.7%。

从图2-11和图2-12还可以看出，1968年刘家峡水库投入运用以前，来水量主要集中于汛期，1969—1986年刘家峡水库单独运用期间，汛期与非汛期来水量大致相当，1987—2012年龙羊峡、刘家峡两库联合调度期间，汛期来水量小于非汛期。而1951—2012年除个别年份（1986年、1991年）外，下河沿站来沙主要集中于汛期，即汛期的来沙量均明显大于非汛期。

图2-13和图2-14分别为1951—2012年下河沿站多年月平均来水量、来沙量分布。从图2-13和图2-14中可以看出：①年内各月以7月、8月、9月、10月水量最大，平均在30亿m3以上，2月水量最少仅10.76亿m3，年内月水量的最大值为40.15亿m3，是最小值的3.7倍；②8月沙量最大为0.439亿t，约占全年1.21亿t的36.3%，其次分别为7月、9月，5—10月沙量总和1.155亿t占全年的95.5%，由此也可以看出，沙量在时间上的不均匀性更胜于水量。

5.洪水过程矮胖，洪峰和沙峰不对应

图2-15为下河沿站1967年日均流量、含沙量过程。从图中可以看出，1967年3次洪水均呈现过程矮胖、峰值低、历时长，含沙量过程呈现沙峰尖瘦、历时短、含沙量大，且洪峰和沙峰不对应的特点。其中8—9月的洪水过程持续1个月以上，9月12日下河沿站的洪峰流量最大，为5180m3/s，而8月27日含沙量最大，为42.86kg/m3。

6.500～2000m3/s流量出现的频率较高

表2-3为1951—2012年下河沿站全年、汛期各级流量出现的天数以及各级流量所携带的水沙量统计情况。由表可知：①汛期流量主要集中在500～2000m3/s，出现天数占总天数80.45%，所挟带水量占62.37%，所挟带沙量占56.48%；②全年日均流量超过3000m3/s的天数平均每年有7.22天，占总天数的1.98%；③全年2000～3000m3/s流量级出现天数占总天数的4.62%，所携带水量占12.09%，所携带沙量占26.00%；④全年500～2000m3/s流量级出现天数占总天数的73.68%，所携带水量占71.83%，所携带沙量约占60.80%。由此可见，宁蒙河段流量主要集中在500～2000m3/s流量级内。