西南岔河流域悬移质泥沙特征分析
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伍市水文站悬移质输沙率间测分析报告一、研究背景悬移质输沙率是指水流中悬浮颗粒物质的流速。
它是评价河流泥沙输移能力和河道稳定性的重要指标之一。
伍市水文站位于伍市市中心,是该市重要的水文观测站之一。
近年来,伍市的土地利用发生了较大的变化,城市化进程快速推进,生产生活污水排放增加,对水环境产生了一定的影响。
针对悬移质输沙率的测分分析,有助于了解水生态环境变化和河道演变规律,为水资源管理和环境保护提供数据支持。
二、数据采集与处理本次研究选取了近5年伍市水文站的悬移质输沙率数据进行分析。
首先对水文站的数据进行了初步处理,包括缺失值填充、异常值剔除等。
然后利用统计学方法对数据进行了初步的描述性分析,探索了悬移质输沙率的变化趋势和季节性变化规律。
接着,利用相关分析和回归分析的方法,探讨了悬移质输沙率与一些主要的环境因素(如降雨量、河道流速等)之间的关系。
三、结果分析经过数据处理和分析,得到了以下结论:1.悬移质输沙率的季节性变化明显,一般在春夏季节较高,秋冬季节较低。
2. 悬移质输沙率与降雨量具有一定的正相关关系,降雨过程对悬移质输沙率的增加有明显的影响。
3. 河道流速对悬移质输沙率的影响程度较大,流速越大,悬移质输沙率越高。
4. 近5年来,伍市水文站的悬移质输沙率整体呈现上升趋势,说明河道中悬浮颗粒物质数量逐渐增多。
四、结论与建议根据数据分析的结果,可以得出以下结论和建议:1. 进一步加强对悬移质输沙率的监测和观测,及时掌握河道泥沙输移情况。
可以考虑增加水文站点,提高数据密度。
2. 精细化监测降雨量和河道流速对悬移质输沙率的影响,探索具体的定量关系,为河道管理和防洪工作提供科学依据。
3. 加强对水源地和河道的保护,减少城市污水和工业排放对水环境的影响,以降低悬移质输沙率。
本次关于伍市水文站悬移质输沙率的测分分析,为了解水生态环境变化和河道演变规律提供了一定的科学依据。
同时也为伍市水资源管理和环境保护提供了重要的数据支持和参考意见。
故乡河流域悬移质特征研究
高鹏
【期刊名称】《陕西水利》
【年(卷),期】2022()7
【摘要】高海拔冰川是中亚干旱区的重要水资源,对冰川融水中悬移质泥沙的研究不仅可以帮助了解冰川径流物质侵蚀输运过程,还可以为高寒区水资源的合理利用以及水质水环境的评价提供重要的参考价值。
故乡河流域是我国西部干旱区有少量冰川融化后予以水量补充的河流,其拥有相对较大的年径流量,对该流域范围内的悬移质特征展开深入分析,对我国西部干旱区和极端干旱区有冰川消融水补给的中小流域具有普遍的意义。
而影响泥沙的主要因素是地形、地貌、降水和洪水。
根据1985年~2010年的实测悬移泥沙资料,揭示干旱区以河流为单元的水分循环内在规律,为科学利用西部干旱区小河流域水资源提供理论依据。
【总页数】4页(P39-41)
【作者】高鹏
【作者单位】新疆哈密水文勘测局
【正文语种】中文
【中图分类】TV142
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防洪工程中的泥沙输移模拟与分析洪水灾害对人类的生命财产安全造成了巨大的威胁,而防洪工程对于减轻洪水灾害的影响至关重要。
在防洪工程中,泥沙的输移是一个不可忽视的问题。
泥沙的输移不仅会影响河流的稳定性和水质,还可能对下游河道和水库造成堆积。
因此,进行泥沙输移模拟与分析对于设计和优化防洪工程至关重要。
泥沙输移是指在水流作用下,底部的泥沙因受到流体力学作用,从一个地方运移到另一个地方的过程。
在泥沙输移的模拟与分析中,需要考虑河床的形态变化、水流的速度和泥沙的质量。
现代的数值模拟方法可以帮助我们更好地理解和预测泥沙的输移情况。
首先,要进行泥沙输移模拟与分析,需要对泥沙颗粒进行精确的描述。
泥沙颗粒的运动受到流体力学的作用,包括重力、浮力、阻力等。
因此,精确地描述泥沙颗粒的大小、形状、密度和质量是非常重要的。
对于不同类型的泥沙颗粒,其输移特性也会有所不同,因此需要进行实验和数据分析,以获取准确的泥沙输移参数。
其次,在进行泥沙输移模拟与分析时,需要考虑水流的速度和泥沙的浓度分布。
水流速度对于泥沙的输移具有重要影响,高速水流会带动更多的泥沙颗粒移动,并且会加剧泥沙颗粒的碰撞和磨损。
此外,不同地点的泥沙浓度也会有所不同,需要通过实测数据和数值模拟方法对泥沙负荷进行估算和分析。
最后,泥沙输移模拟与分析的结果对于防洪工程的设计和优化起着重要的指导作用。
在设计防洪工程时,需要考虑到泥沙的输移距离、输移速度和输移质量。
泥沙的积聚会导致河道断面的变窄,从而增加洪水的位移,泥沙的携带也可能导致下游水库的淤积。
因此,通过泥沙输移模拟与分析,可以预测泥沙的输移路径和变化,从而提前采取有效的措施进行防洪工程的设计和优化。
总之,泥沙输移模拟与分析是防洪工程设计和优化的重要内容。
通过对泥沙颗粒、水流速度和泥沙浓度的研究,可以更准确地预测泥沙的输移情况,从而帮助我们设计更加稳定和有效的防洪工程。
在未来,随着计算机技术和数值模拟方法的进步,我们将能够更好地理解和预测泥沙输移过程,为防洪工程提供更科学的参考和指导。
浅谈河流泥沙的运动规律摘要:泥沙在河流水流的作用下,有一定的运动形式,沿河底滑动、滚动或跳跃,这种运动形式称为推移质;被水流挟带随水流悬浮前进,这种运动形式称为悬移质。
由于天然河道同一河段流速随时间、沿程发生变化,各河断及各时段在流速较小时,细沙也可呈推移质形式运动;而流速增大时,粗砂也可转化为悬移质。
因此,实际情况中推移质和悬移质处于不断调整中,情况很是复杂。
本文着重讨论了悬移质泥沙的运动规律。
由于脉动,不同瞬时或短历时测量的悬移质含沙量就不会稳定,不能反映它的变化趋势,因此,悬移质含沙量等水文要素的测量应持续一段时间,最好大一个脉动周期。
关键词:河流泥沙;运动;规律;挟沙能力;脉动该式结构特点表明,河流流速大、泥沙颗粒小、水深浅,则挟沙能力强。
水流挟沙能力一般指各级颗粒的沙源均为充足条件下的平衡含沙量,并不代表水流的实际含沙量,各级颗粒的沙源不充足会出现非饱和输沙,条件特殊时也会出现超饱和输沙。
但是,水流挟沙能力仍是分析河床冲淤或平衡问题的常用概念,当水流挟带的悬移质泥沙超过河段的水流挟沙能力时,这个河段必将发生淤积;反之,则会发生冲刷。
2悬移质的时空分布规律2.1河流泥沙变化的影响因素河流从流域挟带泥沙的多少与流域坡度、土壤、植被、季节性气候变化,降雨强度以及人类活动等因素有关。
河流泥沙随时间的变化,也就取决于这些因素随时间的不同组合和变化。
来源于地势、地形、土壤性质和植被状况等下垫面条件不同的地区河流的洪水,挟带的泥沙将会有显著的差别,多沙河流与少沙河流与流域下垫面状况紧密相关。
另外,对于冲积性河流,其承水河床由长期冲积的泥沙构成,水流流经这样的河段,常会挟带或沉积大量泥沙。
季节性的气候变化对河流泥沙的变化也有一定的影响。
汛前由于降水少,土壤疏松、干燥、抗冲能力差,因此,初夏的暴雨洪水常挟带较多的泥沙,秋末洪水含沙量较少。
降雨强度对河流泥沙的影响是:雨强大,则侵蚀能力强,从而使河流挟带的泥沙增多。
西南岔河流域悬移质泥沙特征分析
流域泥沙对流域水资源开发利用具有重要影响,涉及到航运、灌溉、水工建筑物和生活用水等多个方面。
文中首先对河流泥沙的概念和基本分类及特点进行了简单介绍,然后根据西南岔河流域南岔站实测悬疑质泥沙观测资料,从流域泥沙年内分配、年际变化、与径流关系及与邻站泥沙对比等方面,采用数理统计法分析了其变化规律、分布特点并对河流的防沙治沙措施提出了建议,文中所述结论代表性有限,仅供交流参考。
标签:西南岔河流域;悬移质;含沙量;输沙率;年际变化;年内分配
1 河流泥沙概念简介
河流泥沙运动规律与泥沙的特性密切相关,因此在研究河流泥沙运动规律之前,首先要了解泥沙的特性。
河流泥沙分类方法有多种,如按泥沙粒径的大小进行分类,按泥沙在河流中的运动状态分类等。
按泥沙粒径的大小分类时,根据SL42-92《河流泥沙颗粒分析规程》规定河流泥沙分类应符合表1的标准。
表1 河流泥沙分类表(单位:mm)
按照泥沙的运动状态,可将泥沙分为床沙(亦称河床质)、推移质及悬移质3大类。
床沙是组成河床表面静止的泥沙。
推移质是沿河床床面滚动、滑动或跳跃前进的泥沙,一般粒径比较粗。
它们是由近底水流对床面颗粒在绕流运动过程中所产生的水流作用力推动的结果,它们的运动范围都在床面附近的区域。
悬移质运动的速度基本上与水流运动速度相同,浮游的位置时上时下,较细的泥沙能上升至接近水面,较粗的泥沙有时甚至回到河床上与床沙发生置换。
泥沙在同一断面上亦因流速不同,会出现不同的运动状态,因此泥沙运动状态除取决于泥沙本身的粒径外还取决于水流条件。
河流中输送的泥沙,悬移质占绝大部分,在山区河流中,悬移质数量一般在70%以上。
悬移质泥沙颗粒较细,所以它的运动状态与推移质不同,在水流中的运动状态不是滚动、滑动或跃移,而是在水流层中悬浮前进具有随机性质,悬浮的持续时间一般很长,其沿水流方向运动速度与水流速度基本同步。
限于实际观测资料,文章以流域悬移质泥沙为例进行分析。
2 流域概况和代表站泥沙资料简介
西南岔河发源于黑龙江省伊春市南岔区小城墙砬子西北1149高地,流经朗乡林业局和带岭、南岔两个区(局),于绿潭车站东部汇入汤旺河。
河流全长121千米,河宽80~180米,河床由粗沙卵石组成,河床稳定。
流域地处汤旺河下游,东临汤旺河,南与巴兰河接壤,西与呼兰河上游流域毗连,北与伊春河流域搭界。
流域呈西南东北走向,地势西高东低,地貌属小兴安岭山地,多丘陵和高山,平均海拔300~500米。
流域内山峦起伏,沟谷纵横,河网发育,森林茂密,植被良好,多分布针阔混交林,地下水丰富。
流域地处亚寒带大陆性季风气候区。
多年平均气温1.1摄氏度,最冷为1月,最低气温-42.1摄氏度,最热为7月,最高气温36.3摄氏度。
年积温2300摄氏度左右。
全年无霜期120天。
年蒸发量913.5毫米。
流域内降水充沛,多年平均年降水量618.3毫米,为汤旺河流域降雨高值区,也是山洪易发区,水灾发生频繁,以1996年7月特大山洪灾害为甚,经济损失近亿元。
多年平均流量24.8立方米/秒,多年平均年径流量为8.88亿立方米。
西南岔河支流较多,主要有半圆河、永翠河、木曾河、石头河等十余条大小支流,其中永翠河为最大支流。
流域代表站南岔站悬移质泥沙观测资料年限为1965~2013年,泥沙资料包括不同时段(年、月、日)输沙量、输沙率、输沙模数和沙量极值。
3 河流泥沙特征分析
流域泥沙含量的大小与气候(降水及暴雨)、地形(坡降)、土壤(结构及可蚀性)、植被(森林)等自然因素及人类活动有密切关系,主要来自各种侵蚀地质活动(风力侵蚀、融雪侵蚀、沟蚀)和河床冲刷影响,其中河床冲刷为泥沙主要来源。
描述河流泥沙特性涉及以下几个指标,(1)悬移质输沙率P(kg/s);(2)数沙量W(t);(3)输沙模数M(t/km2);(4)含沙量C(kg/m3);(5)断面流量Q(m3/s);(6)计算时段T(s);(7)流域面积F(km2)。
各指标关系如下:P=Q*C;W=P*T;M=W/F。
流域泥沙年际变化由表2、表3可知,年际间变化悬殊,极值比为6.1,与径流变化相应,其中1996年输沙率极大值与流域大范围洪灾有关,洪水漫滩,水流夹带过多杂质。
流域泥沙年内分配主要集中在6~8月,年内占比90%以上,与径流年内占比相一致。
由表4可知,流域多年平均含沙量与呼兰河铁力站接近,低于汤旺河流域晨明站含沙量。
根据图1,1960至1980年流域泥沙变化比较平稳,1980至1990年间有较大变化,1990至2000年间出现剧烈变化过程,2000年以后变化较小,近年有增加演变趋势。
由图2可知,流域泥沙年内变化与径流变化基本同步。
表3 西南岔河南岔站各月多年平均输沙率(径流)年内分配统计表
图1 西南岔河南岔站年径流量与年输沙率过程线
4 结束语
经分析可知,流域泥沙整体变化平稳但存在因径流影响而突变的现象,极值比较大,与周边相邻流域相比泥沙含量居中。
泥沙年内分配与径流相应,主要集中在夏汛时期。
流域泥沙在年内固定时期集中对水利工程正常运行和水资源开发利用都会产生不利影响,建议在减少流域侵蚀,增加植被覆盖,减少水土流失,修建控制泥沙建筑物,延长河堤护坡,减少河床冲刷等方面来做好河流泥沙防治工作。
参考文献
[1]曾庆生.水文统计学[M].北京:水利电力出版社,1985.
[2]金光炎.水文统计原理与方法[M].北京:中国工业出版社,1964.
[3]黑龙江省水利厅.黑龙江省水文图集[M].哈尔滨:黑龙江省水利厅,1996
[4]黑龙江省水文总站.黑龙江省水资源研究[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1991.
孙卓(1979-),女,吉林长岭人,工程师。