水量不稳定和含沙量特多是黄河为害的主要自然原因。
水量不稳定突出地表现为汛期洪水的暴涨。黄河洪水主要由夏秋季的暴雨所形成。
黄河流域是我国暴雨较多的地区之一,主要暴雨中心在黄河中游的泾、洛、渭河流域,暴雨次数多,强度大(日雨量可超过100毫米以上),雨区大(一般达200平方公里以上),洪水相当剧烈。
从全流域看,上游地形平缓,暴雨量小,区内又有不少沼泽草地和森林调节洪流,洪水涨落速度较平缓。兰州历史最大洪峰流量不过7500立方米/秒,包头最大流量不过4310立方米/秒,可见上游洪水对下游影响不大。
可是,河口镇以下的中游段是晋陕峡谷,两岸支流流程短,比降大,黄土广布,植被又少,更无湖泊洼地调蓄,一遇强烈暴雨,径流急速入河,洪水猛涨,汾、泾、渭、伊洛诸支流正值暴雨中心,带着巨暴洪水辐聚而入,使洪量骤增,对下游造成严重威胁。
洪水特征
黄河上游洪水多发生在9月,主要来自兰州以上,兰州洪水主要来自贵德以上。由于降雨历时长,强度小,加之兰州以上植被较好,草地、沼泽等对降雨的滞蓄作用较强,形成黄河上游洪水涨落平缓,洪水历时较长,洪峰较低,洪水过程线呈矮胖型。兰州站一次洪水历时平均为40天,最长可达66天,最短也有22天,实测洪峰流量一般为4000~6000立方米每秒。
龙羊峡至兰州河段洪峰流量一般是沿程递增的,特别是洮河、湟水等较大支流汇入后,流量增加较为明显。但是兰州以下至内蒙古自治区河口镇,由于黄河流经流域内最干旱的地区,多年平均降水量仅150~300毫米,汛期加水也很少,与兰州以上洪水遭遇的机会也不多,加之宁蒙河套平原河道宽浅,河槽调蓄作用较强,灌溉耗水和河道损失较大,虽然流域面积增加了16万多平方公里,但洪峰流量与洪水总量却往往有较大削减,一般可削减20%~25%。
黄河上游多为峡谷河段,不论洪水大小,一般传播时间变化不大,贵德到兰州约需1.5天,兰州到河口镇约需10.5天。黄河上游洪水到达中下游,一般成为基流。
黄河上游洪水实测资料开始于1933年大水以后,当时在兰州、包头等地设立了水文站。实测最大洪水发生在1946年,兰州站洪峰流量达5900立方米每秒,15天洪水总量65亿立方米。1981年大洪水兰州站洪峰流量虽然只有5600立方米每秒,但如果没有龙羊峡水库施工围堰挡水和刘家峡水库拦蓄,兰州站洪峰流量可达7090立方米每秒。据调查考证,上游地区最大历史洪水发生在1904年,兰州站洪峰流量达8600立方米每秒。
黄河中游河道长占全河总长的22.1%,但流域面积却占流域总面积的45.7%,汇入支流众多,面积增长率为285平方公里每公里,是全河平均值的2.07倍。黄河中游流经黄土高原,是黄河流域的主要暴雨区和黄河下游洪水的主要来源区。
三门峡至花园口区间,暴雨频繁,强度亦较大,点暴雨量每日可达300~500毫米,降雨历时一般为2~3天,最长可达5~10天,暴雨面积一般为2—3万平方公里,最大可达4万平方公里。如1982年7月底至8月初的一场暴雨,历时5天,暴雨中心石碣镇站7月29日最大24小时雨量达734毫米,5天雨量200毫米以上的面积超过4.4万平方公里。
黄河中游地区61%的面积为黄土高原,沟壑纵横,支流众多,河道比降陡,由暴雨形成的洪水特点是洪峰高、历时短、含沙量大。洪水发生时间基本上都集中的7月中旬至8月中旬,特别是8月上旬出现洪水的机会较多。
一次洪水历时,一般为2~5天,最长为3~10天,洪水过程线多为涨落迅猛的尖瘦型。中游干流各站较大洪水洪峰流量为15000~20000立方米每秒。实测最大洪水,吴堡站为24000立方米每秒(1976年)、龙门站为21000立方米每秒(1967年)、三门峡站为22000立方米每秒(1933年)。龙门站的洪水主要来自吴堡以上,洪峰平均占62.8%,洪量平均占80%~84%。三门峡站的洪水主要来自龙门以上,洪峰平均占74.2%,洪量平均占75%~77%。
龙门至潼关河段长128公里,河道宽达3~19公里,滞洪削峰作用显著,对来自龙门以上的洪峰,一般可削减20%~30%。
黄土高原土质疏松,地形破碎,植被覆盖率低,在大强度暴雨的冲击下,产生强烈的土壤侵蚀,致使中游地区的洪水,挟带大量泥沙。黄河多年平均输沙量16亿吨中的89%来自中游地区,其中90%来自汛期,汛期又主要集中来自几次高含沙量洪水。如1933年8月陕县站12天洪水的输沙量约占全年沙量的50%。实测洪水最大含沙量,龙门站为933公斤每立方米,三门峡站为911公斤每立方米。