金沟河流域泥沙变化及影响因素分析

河流泥沙变化规律及其对环境的影响

河流是地球上最宝贵的自然资产之一，对于物种生态系统和人类社会有着重要影响。河流是淡水资源的重要来源，并为农业、工业、交通、观光和娱乐等产业提供了重要的支持。然而，河流沉积物变化的规律对环境稳定性的影响却是不可忽视的问题。本文旨在分析河流沉积物变化的规律及其对环境的影响。

一、河流沉积物的来源和组成

河流沉积物主要源于两个方面：一是岸边和河道中的岩石、石头、草木和泥土等天然物质；二是溪流中冲刷下来的泥沙和土壤以及附近地区的农业、工业和城市废水。

河流沉积物主要由砾石、沙粒、泥板、黏土和有机物质等组成。这些沉积物可以通过人工和自然力量的运动转移到不同的地貌区域和不同的水域环境中。沙和泥沈积是代表性的河流沉积物，在纵向分布上互相依存，沙粒沉积在上游区域，而细小的泥沙则主要在下游区域沉积。

二、河流沉积物变化的规律

河流沉积物的变化与多种因素有关，包括流量、降雨、输入量、流速、沉积作用、生态因素等。以下内容将着重探讨这些因素的影响。 1. 流量

河流的流量是影响沉积物变化的重要因素。径流量的变化不仅仅改变了输移能力、搬运才华和侵蚀能力，同时也影响了河床的粒子分选和沉积速率等物理过程。

2. 降雨

降雨量会对河流搬运力造成影响，同时也会增加河流的风险。如果降雨量小于径流量，部分水分会通过地下水层附近的地面径流来到河流中，并且水质不会因为降雨而发生明显的变化。

3. 输入量

输入量包括从河床、岸边和上游输入的沉积物和生物质量等。沉积物的输送由利用流量、悬浮物、水速、水体深度、枯水期等条件的径流来驱动。如果输入量变化很大，则会影响底部通量的吸附和吸附过程，使它们在环境中的固定性和可行性产生变化。

4. 流速

河流的流速会影响沉积物的运动和传输。一般来说，流速越快，泥沙的径流距离越远。在慢流的条件下，稳定地假设岸边和底端质点的间隔相等以及它们耗费同等的时间通过实际沉积物碰撞和沉积进程，也就是说在同等温度、官能群和环境下，不同的大气沉积速率下，不同的碰撞速度和沉积速度等条件下，密度初始值相同的沉积物粒径在沉积区的垂直径向分布是相同的。 5. 沉积作用

２０１０年第６期　（第３８卷）　黑龙江水利科技　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｎｏ．６．２Ｏｌ０　（ＴｏｄＭ　Ｎｏ．３８）　

文章编号：１００７—７５９６（２０１０）０６—０１６１—０２　

多泥沙河流洪水的防治与利用　

关振广，刘双喜　

（新疆水利厅金沟河流域管理处，新疆沙湾８３２１００）　

摘　要：金沟河流域近１０多年来，突发性洪水频发，给渠首安全运行带来了极大的威胁，在加强防洪的同时，注重对洪水的利用和研　究。对于泥沙问题严重的河流，特别是渠首运行具有重要的帮助。　关键词：金沟河；渠首工程；泄洪冲砂闸；泥沙液积；洪水成因；洪水利用　中图分类号：Ｘ４３　文献标识码：Ｂ　

１流域概况　

金沟河流域位于新疆北部准噶尔盆地南缘，属冰Ｊｉｌ融雪　补给型河流，河系年均径流量３．２亿ｍ　，行政区划隶属新疆　塔城地区沙湾县境内。金沟河骨干工程主要包括一座费尔　干式引水渠首，３７．４８　ｋｍ混凝土防渗引水总干渠（另有复线　从３　闸至水库段１０．２６５　ｋｍ），金安引水渠４．９９４　ｋｍ，东支干　引水渠１．５　ｋｍ。１４座分水闸及渠系建筑物。　金沟河属冰雪融水及降雨混合补给型的山溪性河流，干　流全长１２０　ｋｍ，河床比降３３％０～５％０。水量的来源以冰川和　永久性积雪为主，其次为降雨、季节性融雪和地下水补给。　金沟河流域共有１２０条冰川，面积２２８　ｋｍ　，储水量９２亿ｉｎ　，　折合水量７４亿ＩＴＩ　，年平均融水量１．５亿ｍ　一２亿１１３　，占金沟　河年径流量的５０％左右。　

２流域水资源　

金沟河多年平均径流量３．４９亿ｉｎ　（见表１），流域地下　水资源较丰富，总补给量１．５６亿ｍ　，其中天然补给量　０．３４亿ｍ　，转换补给量１．２２亿ｍ　，可开采量１．０５亿ｍ　，水　资源总量３．８３亿ｍ　。金沟河径流受气温和降水的影响，有　着年际变化平缓，年内分配集中的特点。年水量与气温的高　低有着明显的联系，同时又受降水的制约。径流年内分配极　不均匀，汛期６—８月份的径流量占全年径流量的６８．３％，冬　季１１月至翌年４月，水量只占总量的１４．１％。　表１　红山头断面多年月平均径流统计表　２金沟河骨干工程概况　

1.流域概况金沟河流域位于新疆塔城地区沙湾县境内，流域面积2987km2。海拔高程最高5250m，最低374m，流域地形南高北低，依次是高山区、山前浅山带、平原区。金沟河在山区流程约40km，流经前山浅山带32km，全程102km。金沟河流域地处亚欧大陆腹地，属大陆性干旱气候，冬寒夏热，昼夜温差大，光照充足，无霜期较长，热量丰富，雨量稀少，蒸发量大。多年平均降水量185.5mm，多年平均蒸发量2046.0mm,多年平均风速2.4m/s，风向多为西南风和西风。2.流域水土流失情况及水土流失危害2.1影响该流域水土流失的因素影响该流域水土流失的主要因素包括自然原因和人为因素。气候、地形、地质、土壤、植被等自然因素是水土流失的基础和潜在因素，而人为不合理活动则是造成水土流失加速的主导因素。自然因素影响水土流失主要表现在：该流域地质岩性含沙量较重，胶结差，抗蚀力弱，为水土流失提供了源头；地形落差较大，为水流侵蚀提供了动力势能，为水蚀和重力侵蚀低创造了条件；降水集中在5—8月，降水量占全年的81%，在夏季时常出现暴雨洪水，这是造成水土流失的主要原因；过度放牧致使天然植被稀少或遭到破坏、生态环境脆弱。也会加速水土流失的步伐。人为因素影响水土流失表现在不适当的水资源利用，大量水资源用于灌溉农作物，致使用于生态绿化用水大量减少，目前该流域在红山头渠首站以下河道已断流，只有在洪水期间才有水下泄，使得地表植被缺乏水源而枯竭，加之流域内牧群头数急速增加，已有解放初2.5万只增至目前54.92万只，超载放牧是加速植被退化的又一重要原因，使裸露的地表土壤在水蚀、风蚀的作用下易产生水土流失，另外开发建设不注重水土保持建设是水土流失的另一因素，工矿、石油、交通、通讯、水利工程等项目的建设造成扰动地表植被和土壤，同时弃土、弃渣不合理堆放又造成新的水土流失。例如在金沟河河滩中，目前开发成约10km2的大型砂石料场，造成堆料、弃料到处都是。2.2该流域水土流失现状目前该流域高山区植被覆盖率较高，水土流失较弱，其它如农业灌区，除农作物外，植被覆盖率较低，特别是在浅山带，大部分土壤和岩层裸露。近几年随着经济的发展，人口的增加，人们过度开垦草原，过度放牧，加之筑路、修建水利设施建设增加出现到处挖填弃土，造成了新的水土流失。在春秋两季，绝大部分表土层无任何作物覆盖，任受风力等外力作用的侵蚀，造成扬沙等沙尘暴天气，风蚀特别严重。在夏季，每逢暴雨天气，流域内水土流失特别严重。在流域内水土流失表现最为突出的是金沟河，由于沟谷径流集中，表现为冲刷严重、沟底下切、沟坡滑坡、滑坍、泄溜和沟头崩坍，侵蚀量大，加之雨水对流域内流域面的侵蚀，携带大量泥砂汇入河道，使河水泥砂含量巨大。根据实测资料统计分析，多年平均悬移质输砂量41.4万t，相应输砂率为13.13kg/s,多年平均总输砂量为47.61万t。经调查确定，流域水土流失面积轻度以上为1922km2，年剥蚀厚度0.74cm，中度流失面积达543km2，主要集中在浅山带，是河道泥沙主要产生地，可见该流域内局部水土流失已十分严重。2.3水土流失危害严重的水土流失，导致生态环境不断恶化，给流域带来严重危害。水土流失给该流域的危害主要表现在以下四个方面：第一，破坏土地资源，导致生态环境恶化，致使农业减产。第二，洪水灾害加剧，破坏严重。地表植被遭受破坏后，暴金沟河流域水土保持工作探讨

２０１１年第２期　（第３９卷）　黑龙江水利科技　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｎｏ．２．２０１ｌ　（Ｔｏｄａｌ　Ｎｏ．３９）　文章编号：１００７—７５９６（２０１１）０２—０２４０一Ｏ２　刍议金沟河流域水土保持综　李怀彬　合治理　口Ｊ口垤　（金沟河流域管理处，新疆沙湾８３２１００）　摘　要：以新疆天山北坡的金沟河流域出现水土流失现象为例，分析水土流失的成因，水土流失的危害及水土流失的综合治理措　施。只有认清水土流失的危害，提高水土保持意识，增强法律观念，规范人类行为，遵守自然和社会经济规律，充分发挥大　自然的自我修复能力，改善生态环境，才能维护水利工程正常运行，提高水土资源的利用率。　关键词：水土流失；危害影响；综合治理；水土保持护岸堤；植树造林；法制管理　中图分类号：Ｓ１５７　文献标识码：Ｂ　１基本概况　金沟河流域是新疆沿天山北坡一条小流域，它处在浅山　丘陵与冲积平原过渡带，灌溉面积辐射下游３．３３万ｈｍ　良　田，是市县两地农业用水的重要来源。随着市县经济和各项　事业的不断发展，大量的经济建设项目相继开发，如果没有　科学规划利用好水源，且对水土流失的危害认识不足，水土　保持意识和法律观念较为淡薄，人为造成水土流失现象不断　发生，给金沟河流域渠首防洪引水造成很大的压力。金沟河　流域两岸呈山丘地带位于中游河段，地处浅山丘陵与冲积平　原过度带，东西平均宽约为２．５　ｋｍ，南北长约为７．５　ｋｍ，总面　积１５　ｋｍ　，小流域横切浅山带一处山１：３，在山前冲击形成宽　阔的大河滩，两岸砂砾石山陡峭，以东岸比较明显，峭壁高度　约为５０—６０　ｍ，由南向北渐薄，河床宽数十米至１８０　ｍ不等，　河道西侧分布与主河道相互平行约１００～６００　ｍ不等的３级　阶地。地表主要有沙砾土，亚砂土，棕钙土或漠土等物质组　成。两岸山丘阶地上生长着以篙类半灌木和棘棘草类为主，　植被覆盖率为２０％。多年平均气温６．９℃，极端最高温　４２．８￣Ｃ，极端最低气温负的３５．７ｑＣ，多年平均日照时间为　２　８７４．２　ｈ，多年平均降水量为１８５．５　ｍｍ，多年平均蒸发量为　２　０４６．０　ｍｍ，多年平均无霜期为１７０　ｄ，多年平均降雪量为　３ｌ　ｄ，积雪天数最多１１８　ｄ，最大积雪厚度为４１　ｃｍ，多年平均　最大冻土深度为１４７　ｃｍ，金沟河流域多年平均径流量为　３．０８亿ｍ　，多年平均流量为９．７７　Ｉｌｌ　／ｓ，属于一条泥沙含量较　多的河流．泥沙主要来源于暴雨侵蚀及水流对河道漫滩的　冲刷，金沟河流域多年平均悬移质输沙量为６５．０３　ｔ，多年平　均推移质输沙量为９．２５　ｔ，由于泥沙大量被洪水带到下游河　床，下游两岸榆树沙枣棘及原生植被遭到严重破坏，环境日　益恶化。　２水土流失的危害及影响　新疆是半干旱地区，少雨缺水，每年平均降雨量不足　１５０　ｍｉｌｌ。水土流失现象比较严重，首先他直接破坏下游土壤　资源，导致可耕做土地面积减少。水土流失对人类和生产危　害极大，表现为：①破坏土壤肥力，土壤是人类生存所必需的　植被生长的基础，肥沃的土壤能够不断供给和调节植物正常　生长所需要的水分，养分，空气和热量。②加剧山丘阶地沟　槽冲积扇的发展，随着水土流失程度的加深沟槽和冲积扇发　展也日益加剧，上河道两岸山沟槽阶地砂石土随着暴雨冲向　河道，形成大面积冲积扇阻塞河道水流改变方向，形成弯道。　③淤积下游河床阻塞河道抬高河床，由于上游两岸水土流失　汇入河道的泥沙量增大，当携带泥沙的河水流径下游河床，　河道流速降低，泥沙就逐渐沉降淤积，使河道阻塞而缩短流　程，水流四处扩散不集中，严重影响水利工程运行，每当洪水　期容易造成溃堤，危害人民的生命财产。④水是农业的命　脉，水土流失对生态环境，农业用水，生活用水和社会经济发　展都会造成极大的滞后，造成严重的农田沙化。影响金沟河　小流域健康发展　［收稿日期３２０１０—１１—１５　［作者简介］李怀彬（１９７１一），男，河南项城人，高级工，研究方向为水土保持。　．．———２４０—－－