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納爾遜河-薩斯喀徹溫河

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納爾遜河-薩斯喀徹溫河

Nelson-Saskatchewan River


概  述

  納爾遜河-薩斯喀徹溫河及其支流組成了面積達115萬km2的大流域,其中在加拿大境內面積約97萬km2。其幹流由西向東北方向流,若從其源流--位於落基山脈的鮑(Bow)河算起,河流全長2800km,多年平均流量2370m3/s,年均徑流量747億m3。流域西連分水嶺大落基山脈,北鄰馬更些河流域和丘吉爾河流域,東靠哈得遜灣水系和聖勞倫斯河流域,南抵密西西比河流域。流域位於北緯45°35′~57°02′,西經92°18′~117°30′。
  納爾遜河-薩斯喀徹溫河主要由與溫尼伯(Winnipeg)湖相連的4條大河和1個湖區組成:東南面是溫尼伯河,偏南部是雷德-阿西尼博因(RedAssiniboine)河,西北部是薩斯喀徹溫河,東北部是納爾遜河;中部是溫尼伯湖區。
  薩斯喀徹溫河位於加拿大中南部,由北薩斯喀徹溫河和南薩斯喀徹溫河組成。其中北薩斯喀徹溫河發源於落基山脈的哥倫比亞冰原(Columbia icefield),其主要支流有:拉姆(Ram)河、克利爾沃特(Clear water)河、布拉佐(Brazeau)河[該河還有支流:諾德格(Nordegg)河、埃爾克(Elk)河等]、弗米利恩(vermilion)河、大古利(Big gully)河、巴特爾(Battle)河[該河還有艾恩(Iron)河、里博斯通(Ribstone)河等支流匯入]、伊格爾(Eagle)河以及斯特金(sturgeon)河等。北薩斯喀徹溫河全長1287km,流域面積11.9萬km2,多年平均流量219m3/s,年均徑流量69.1億m3
  南薩斯喀徹溫河有2條源河--鮑河和奧爾德曼(Oldman)河。正源鮑河發源於加拿大落基山脈東坡班夫(Banff)國家公園內的戈登(Gorden)山山腳下,河流朝東南方向流淌,沿途接納了斯普雷(Spray)河、喀斯喀特(Cascade)河、卡納納斯基斯(Kananaskis)河、戈斯特(Ghost)河、埃爾博(Elbow)河、海伍德(Highwood)河等支流,河流全長507km。奧爾德曼河發源於加拿大落基山脈萊斯布里奇市以西,全長402km,其正源河叫克羅斯內斯特(Crowsnest)河,河水向東流淌,沿途匯入的支流有威洛(Willow)河、貝利(Belly)河、聖瑪麗(St.Marry)河和小鮑(Little Bow)河等。兩河在梅迪辛-哈特(Medicine Hat)以西60km處相匯形成南薩斯喀徹溫河。南薩斯喀徹溫河全長1392km,流域面積26.4萬km2,幹流朝東北流,在埃斯蒂尤里(Estuary)附近接納了另一條重要的支流--雷德迪爾(Red Deer)河。雷德迪爾河發源於加拿大落基山脈班夫國家公園附近的路易斯(Louise)湖,其主要支流有法倫蒂姆貝爾(Fallentimber)河、詹姆斯(James)河、小雷德迪爾(Little Red Deer)河、多格龐德(Dog Pound)河、尼希爾斯(Kneehills)河、羅斯巴德(ROSEBUD)河、布爾龐德(Bullpound)河、貝里(Berry)河以及阿爾克利(Alkali)河等,河流全長619km。南薩斯喀徹溫河幹流還有一條支流--斯威夫特卡倫特(Swiffcurrent)河匯入。
  南北薩斯喀徹溫河均向東流經加拿大艾伯塔省和薩斯喀徹溫省,在薩斯徹溫省艾伯特王子城(Prince Albert)東40km處匯合,匯合后稱薩斯喀徹溫河,幹流向東北流,橫穿錫達(Cedar)湖,最後注入溫尼伯(Winnipeg)湖。其主要支流有卡羅特(Carrot)河。若從南薩斯喀徹溫河源流鮑河的源頭算起,薩斯喀徹溫河總長達1939km,流域總面積38.3萬km2
  錫達(Cedar)湖位於馬尼托巴省西部,溫尼伯湖之西、靠近薩斯喀徹溫省省界,湖長64km,最寬處達51km,湖泊面積738km2。薩斯喀徹溫河由西流入該湖,向東流入溫尼伯湖。在該湖的北部還有2個小湖泊:南、北穆斯(North and South Moose)湖。
  出溫尼泊湖后河流稱納爾遜河。納爾遜河是整個納爾遜-薩斯喀徹溫河水系最終的入海水道。出溫尼伯湖,河流向北流經數個湖泊到達斯普利特(Split)湖,然後折向東北在約克法克特里附近注入哈得孫灣。納爾遜河水深流急,在其全長684km的河道中分佈著許多急流和小瀑布,其通航河段僅有河口以上209km和溫尼伯湖以下161km兩部分。目前在其主要支流本特伍德(Burntwood)河上湯普森處建有凱爾西(Kelsey)水電站,在凱特爾(Kettle)灘下游也建有一水電站。
  溫尼伯河位於納爾遜-薩斯喀徹溫河東南部,發源於加拿大-美國邊界上的伍茲(Woods)湖的西北端,流經幾個湖泊,最終於溫尼伯市東北95km處匯入溫尼伯湖,全長320km,流域面積12.7萬km2。溫尼伯河的支流有法爾斯蒂爾(Firesteel)河、英吉利(English)河、懷特茅斯(Whitemouth)河、馬斯卡瓦(Maskuwa)河等。其中法爾斯蒂爾河發源於蘇必利爾湖附近。若從支流英吉利河算起,溫尼伯河全長1050km,多年平均流量881m3/s,若從支流法爾蒂爾河算起,溫尼伯河全長則只有764km。下遊河段有七姐妹(Seven Sisters)瀑布、大瀑布、斯拉韋(Slave)瀑布、派恩(Pine)瀑布和麥克阿瑟(McArthur)瀑布等多處險灘和瀑布,不利通航,但在這些河段上興建的水力發電站為馬尼托巴省提供大部分電力。
  納爾遜-薩斯喀徹溫河西南部是雷德-阿西尼博因河流域,主要由雷德河與其最大支流阿西尼博因河組成。雷德河,亦叫北雷德(Red River of the North)河,發源於美國明尼蘇達州與南、北達科他州三州交界處的特拉弗斯(Traverse)湖,源流名叫布瓦德蘇(Bois de Sioux)河,在明尼蘇達州布雷肯里奇(Breckenridge)附近與支流奧特-泰爾(Otter Tail)河相匯后才稱作雷德河。河流由南向正北流,匯入溫尼伯湖,全長877km,其中在美國境內有710km,是明尼蘇達州與北達科他州的州界。雷德河總流域面積約28.7萬km2,其中10.2萬km2在美國境內,河流多年平均流量243m3/s,徑流量76.6億m3。除支流阿西尼博因河之外,雷德河還有懷爾德賴斯(Wild Rice)河、夏延(Sheyenne)河、埃爾姆(Elm)河、古斯(Goose)河、特特爾(Turtle)河、福里斯特(Forest)河、帕克(Park)河、通凱(Tongue)河、彭比納(Pembina)河、莫里斯(Morvis)河、塞爾(Sale)河等支流由左岸匯入,右岸主要支流有奧特泰爾河、布法羅(Buffalo)河、桑德希爾(Sandhill)河、雷德萊克(Red Lake)河、斯內克(Snake)河、圖(Two)河、羅索(Roseau)河、拉特(Rat)河和塞納(Seine)河等匯入。從溫尼伯湖的雷德河口經洛克波特(Lock Port)船閘(落差3m)向南到北達科他州的大福克斯(Grand Focks)一段河道可以通航。
  雷德河的主要支流阿西尼博因河,發源於薩斯喀徹溫省納特湖印第安人保留區以東,在溫尼伯市注入雷德河,全長約1000km,流域面積16.2萬km2,其主要支流有:懷特桑德(Whitesand)河、謝爾(Shell)河、卡佩勒(Qu Appelle)河[該河還有以下支流匯入:穆斯喬(Moose Javs)河、瓦斯卡納(Wascana)河、阿爾姆(Arm)河、菲森特(pheasant)河和卡波斯瓦爾(Kaposvar)河等]、伯德泰爾(Birdtail)河、奧克(Oak)河、米內多薩(Minnedosa)河以及蘇里斯河(Souris)[該河還有長(Long)河、穆斯芝廷(Moose Mountain)河、威洛(Willow)河、斯普林古里(Spring Coulee)河、安特勒(Antler)河和派普斯通(Pipestone)河等匯入]等。
  溫尼伯湖區是指以溫尼伯湖為中心的湖泊群,其中較大的湖泊有溫尼伯湖、溫尼伯戈西斯(Winnipegosis)湖、馬尼托巴(Manitoba)湖、錫達湖以及普萊格林(Playgreen)湖等。
  溫尼伯湖地處加拿大馬尼托巴省中南部,南北長425km,東西寬32.2~112.6km,面積24514km2,平均水深15.25m。
  溫尼伯戈西斯湖地處溫尼伯湖西面,湖面長241.5km,寬51.5km,面積5447km2,湖水較淺,最深處只有18m。湖水朝東南方向流入馬尼托巴湖,最後匯入溫尼伯湖。
  馬尼托巴湖位於溫尼伯戈西斯湖東南,溫尼伯市西北72km處。湖面窄長而不規則,長200km,寬45km,最深248m,面積4706km2。馬尼托巴湖經由聖馬丁(St.Martin)湖和多芬(Dauphin)河在阿納馬貝注入溫尼伯湖的斯特金(Sturgeon)灣。
  普萊格林湖是溫尼伯湖北部較大的湖泊,其南面是溫尼伯湖向納爾遜河泄流的出口。

流域特徵
  納爾遜水系形成的流域橫亘加拿大中南數省。流域腹地是著名的加拿大草原三省,往西是大落基山脈,往東是加拿大地盾西南部分和蘇必利爾湖高地。總的地勢是西高東低,幾種地形交接位置形成了很多陡坡,河流在這些地段形成了一系列急流、瀑布,如溫尼伯河上游的瀑布急流群。薩斯喀徹溫河上的大急流,納爾遜河上的凱特爾急流等等。
  納爾遜水系大部分處於大陸性氣候帶,氣候乾燥,日溫差大。年降水量在305~533mm之間,其中西部偏少,東部南部偏多,時間分佈上也不均衡,基本上全年一半的降水集中在夏季。大部分地區年平均氣溫1月在-17℃左右,最低達-54℃,南部地區為-8℃左右;7月氣溫14~22℃,最高氣溫達43℃。
  相比之下水系東部安大略省範圍的溫尼伯河流域處於溫帶,氣候較好,雨量充沛,非常適合農作物生長,年降水量在3000mm以上,而且其中2200mm為降雪。年平均氣溫在-4~22℃之間。
  納爾遜水系是加拿大洪災頻發的地區,其原因是:①冬季積雪遇春季氣溫上升,迅速融化,河道徑流量突然增大,一時排泄不暢,泛濫成災,又因下游納爾遜河地處加拿大地盾區,地勢低平,河堤不高,從而洪災頻發。②由於水系所處的加拿大南部,全年降水多集中於夏季,夏天常常發生暴風雨,引發洪水災害。在納爾遜水系頻發的洪災中,比較著名的有1950年雷德河洪災,損失達1億加元;1974年溫尼伯湖南部支流雷德河等26條河流發生洪水,損失1800萬加元;1974年薩斯喀徹溫省阿西尼博因河支流卡佩勒河、雷德迪爾河發生洪水,損失850萬加元等。
  納爾遜河多年平均流量2370m3/s,總落差213m,平均坡降0.076‰,其中薩斯喀徹溫河多年平均流量700m3/s,總落差1707m,平均坡降0.88‰。整個流域中,干支流上有多處大的急流、瀑布,水力資源非常豐富,特別是水系東部地區,多處都得到了開發利用。
河流利用
  納爾遜水系河道落差較大,干支流多處分佈有急流、瀑布,水能資源極為豐富。同時,水患頻繁,常造成嚴重損失。為此,加拿大聯邦政府和當地各省,規劃投資約10億加元興建55個水庫及23個引水工程,對該流域進行較大範圍的治理開發,以便興利除害。
3.1 防洪工程 為減輕雷德河及阿西尼博因河水患,在1950年大洪水后,專門在這些河上興建了3項防洪工程:①開挖雷德河分洪道,分洪量1700m3/s,將雷德河部分河水繞過溫尼伯市下泄;②開挖泄洪量為708m3/s的波爾泰治河分水道,將阿西尼博因河水分洪引入馬尼托巴湖;③在阿西尼博因河上遊興建庫容5.2億m3的舍爾湖口水庫。
3.2 灌溉引水工程 納爾遜水系流域是加拿大重要的農業區,而流域大部分地區產流偏少,不便農業發展需要,為了保持灌溉等需求,流域中建設了多處大型引水工程和灌區。
  大型灌溉工程有聖馬麗灌溉工程和南薩斯喀徹溫河工程。聖瑪麗灌溉工程位於阿爾伯達省斯布里季南約48km處,橫跨聖瑪麗河興建一座壩,高61m,庫容3.94億m3,灌溉面積88000hm2。水庫水通過6m直徑的鋼筋混凝土隧洞輸送至灌區乾渠。沿渠道還有些樞紐工程及反調節水庫,以調節渠系流量。反調節水庫有鏡湖、靳壽湖、勒季湖和格拉色湖等。第一期工程於1946~1951年間施工,修建了聖瑪麗壩,保證了艾伯塔鐵路一帶和本灌區內48560hm2土地灌溉用水,還可以擴大灌溉面積40470hm2。第二期工程從1956年開工,1950年完成,發展灌溉面積19425hm2。該工程攔蓄水量3700萬m3,引水渠長達51.5km,過水能力68.8m3/s。第三期工程1958年開工,1963年完成,修建沃特通壩,壩高54m,庫容1.7262億m3。聖瑪麗、伯利和沃特通3個水庫總庫容為6億m3,現在灌溉面積為121600hm2,約為這個地區可灌溉面積202345hm2的60%。
  南薩斯喀徹溫河工程位於薩斯喀徹溫省中南部,是一個大型多目標工程,包括灌溉、發電、防洪、生活和工業用水及遊覽等。該工程有2座水庫,大壩為土壩,高63m,庫容98.64億m3,位於南薩斯喀徹溫河上,在歐特路克城和埃耳博城之間;另一座水庫位於南薩斯喀徹溫河和卡佩勒河之間。電站裝機為15萬kW。大壩於1967年竣工。本區可灌面積113500hm2,而1979年只開發17500hm2,實際灌溉13100hm2
3.3 水力發電工程 為開發納爾遜河流域的水能資源,在流域內多處河段進行了梯級開發。其中納爾遜河下游幹流上規劃興建10級水電站:一級詹佩格(Jenpeg,裝機16.8萬kW,1977年投產發電)、二級布拉德爾(Bladder,裝機56.5萬kW)、三級凱爾西(Kelsey,裝機22.4萬kW,1961年投產發電)、四級上格爾(Upper Gull,裝機56.5萬kW)、五級下格爾(Lower Gull,裝機56.0萬kW)、六級壺灘(Kettle Rapid,裝機127.2萬kW,1970年投產發電)、七級長雲杉(Long Spruce,裝機102萬kW,1977年建成)、八級石灰岩(Limestone,裝機110萬kW,1991年第一台機組發電)、九級科諾瓦帕(Conowapa,裝機110萬kW)、十級吉拉姆島(GillamIsland,裝機100萬kW),共利用水頭約200m,總裝機容量753.4萬kW。此外,在上游溫尼伯湖出口興建控制工程,抬高水位1.3m,得到調節庫容270億m3,並通過丘吉爾河-納爾遜河調水工程引水850m3/s,在支流本特伍德河上興建4級梯級水電站:一級拉皮茲、二級馬納桑、三級烏斯卡蒂姆、四級諾蒂基,共裝機73萬kW,從而使納爾遜河梯級電站總裝機達到827萬kW。此外,鮑河、錫達湖、雷德迪爾河、南薩斯喀徹溫、溫尼伯河也都建有水電站。
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