黄河干流径流泥沙特性变化 李勇１, 黎桂喜2, 潘贤娣3 （1.黄河水利委员会；2.河南黄河河务局；3.黄河水利科学研究院) 摘要：以黄河干流主要控制站的径流泥沙资料为基础，从量值、过程、洪水和泥沙组成等方面分析了1986年以来年内不同时期黄河干流水沙特性的变化，得到汛期径流泥沙大量减少、非汛期径流量沿程减少加剧、中大流量出现机率大为降低、洪峰流量降低以及泥沙组成规律未发生趋势性变化等重要认识，为黄河治理和水沙资源的开发利用提供科学参考。 关键词：变化；水沙特性；干流 作者简介：李勇(1964-)，男，河南人，黄委会高级工程师。 黄河水沙的极度失衡是其固有特点，也是给黄河下游带来灾害的根本原因。解放以来，黄河的治理与开发进入了一个新时代，从单纯的下排入海转变为上拦与下排并举，力图从改变黄河下游的水沙特点来根治黄河。经过50多年的艰苦努力，已建成黄河治理与开发的庞大体系，以“拦、排、调、放、挖”综合措施来处理黄河泥沙，以水库调节和沿黄引水来开发利用黄河的水资源，从而在确保黄河下游人民生命财产安全的同时，为整个流域及毗邻地区创造了巨大的社会效益和经济效益。但是，由此黄河成为一条受人类活动影响极大的河流，水沙条件发生了显著变化，尤其是1986年以来，水沙变化的特点和趋势对流域的可持续发展极为不利，增加了黄河进一步治理和开发的难度。 本文主要分析1986年以后黄河干流径流泥沙特性的变化，上、中、下游分别以河口镇、潼关、三黑小(三门峡+黑石关+小董)水文站为代表，在分析洪水特性变化时以龙门和花园口为代表。由于黄河各河段不同时期的治理开发程度相差较大，所以在采用与1986年后径流泥沙做对比的系列时，上中游为青铜峡水库运用前的1952～1967年(河口镇)和1950～1967年(潼关) ，下游三黑小站为龙羊峡运用前的1919～1985年。1986年以来黄河干流各河段径流泥沙特性的变化既有共性，又有不同之处。 1 径流量和沙量的变化特点 1.1 年均径流量和沙量大量减少，出现枯水少沙系列，径流量和输沙量的年内分配改变1986年以来，黄河干流实测径流量和输沙量大量减少，远大于还原后天然径流量的减幅。由表1可见，与对比系列相比，河口镇、潼关、三黑小分别减少81、165、176亿m3，减幅达31%、37%、38%。下游12年径流量都少于长系列均值，其中1997年仅166亿m3，是1919年以来径流量最少的一年。径流量主要减少在汛期，三个站汛期径流量减幅都超过50%，而非汛期径流量变化不大。因此实测径流量年内分配发生根本性改变，汛期径流量占全年的比例由60%左右减少到仅仅40%多，非汛期径流量所占比例由40%增加到超过50%。 输沙量也在大幅度减少。河口镇、潼关、三黑小年均输沙量1986年后年均只有0.2、7.90、8.00亿t，减幅达70%、52%、46%。上中游汛期输沙量减幅达58%～75%，远大于非汛期12% ～48%的减幅，所以全年输沙量在汛期的集中程度相应降低，由占全年的80%～90%减少到65% ～75%。下游水沙条件受三门峡水库控制运用的影响，全年泥沙的94%集中在汛期，因而在全年含沙量降低的情况下，汛期含沙量增加，达到年均56.9kg/m3，而非汛期含沙量降到只有2.9kg/m3。但各年输沙量减少并不稳定，暴雨强度大的1988、
收稿日期:2001-09-10;修订日期:2001-12-28 基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号40171013)、中国科学院地理科学与资源研究所创新项目(编号CXIO G -A02-01)、国家自然科学基金委员会和水利部联合资助重大项目(编号59890200)资助。 作者简介:卢金发(1944-),男,研究员,长期从事流域侵蚀产沙及其所引起土地退化和荒漠化研究与制图。E 2mail :lujf @https://www.doczj.com/doc/ac17312570.html,. cn ,lujf @https://www.doczj.com/doc/ac17312570.html, 文章编号:1000-0690(2002)05-0552-05黄河中游降雨特性对泥沙粒径的影响 卢金发,刘爱霞 (中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101) 摘要:以黄河中游36个有泥沙粒径资料的水文测站流域为样本,在不同自然地理类型流域划分的基础上,建立了流域泥沙粒径特性与降雨特性的关系。结果表明,在不同类型流域,流域泥沙的粗细与降雨季节性变率和年际变率之间存在着相当好的线性正相关关系;而与年降雨量和降雨不均匀系数之间呈明显的非线性关系。流域地面物质、植被和地貌发育程度等下垫面环境因素对泥沙粒径特性与降雨特性之间关系起着十分重要的控制作用。不同类型流域曲线的斜率各不相同,在图中所处的位置也不相同。关 键 词:黄河中游;降雨;泥沙粒径中图分类号:S157.1 文献标识码:A 引 言 降雨作为流域侵蚀产沙的主要外营力,对河流泥沙的数量和质量产生重要影响。然而,以往人们更多地关注降雨对侵蚀产沙量的影响,而对降雨和泥沙粒径等质量特征之间关系研究较少。本文在前人研究的基础上,试图在降雨特征指标选取的基础上,通过泥沙粒径与降雨特征之间关系的建立,探讨黄河中游多沙粗沙区降雨对泥沙粒径的影响作用。 在以往的侵蚀量与降雨之间关系的研究中,雨滴动能、降雨强度、次暴雨强度等常常用来作为降 雨指标,与侵蚀量或产沙量建立关系[1～4] 。鉴于本文研究目的是探讨降雨特性对悬移质泥沙粒径区域性变化的影响,因而采用年降雨量、降雨季节性变率、降雨年际变率和降雨不均匀系数作为降雨特征指标。 1 研究方法与资料采集 1.1 研究方法 鉴于黄河中游地区流域环境的地带性和地域性差异十分明显,由黄土丘陵向鄂尔多斯高原和基岩山地过渡,地面物质由黄土向沙黄土、风成沙和 基岩逐渐过渡,植被差异十分明显,因而不同流域的侵蚀产沙特征明显不同。因而,在进行泥沙粒径的空间分布及其与流域环境关系的分析时,首先有必要对研究流域进行不同自然地理类型流域的划分。 为此,运用遥感方法,结合野外实地调查和室内资料分析,在基本土地单元地面物质、植被、地貌 形态等环境特性遥感解译的基础上[5] ,建立了流域环境数据库,并在上述环境特性数据库的支持下,按图斑面积加权平均获得了各流域环境特性平均值。进而,依据流域所处位置及地面物质组成,结合流域的植被和地貌发育特点,将黄河中游多沙粗沙区的流域划分成5种不同的自然地理类型。 1)干旱半干旱沙黄土、砒砂岩丘陵类型,包括皇甫川、孤山川、窟野河、佳芦河和大理河及晋西北部的部分流域,如岚漪河。此类流域位于鄂尔多斯高原与黄土丘陵的过渡地带,气候干旱,多暴雨和大风,植被稀疏,沙黄土、砒砂岩分布广泛,除晋西流域外,大多数流域风、水两相侵蚀都十分强烈。 2)干旱半干旱黄土丘陵风沙类型,是指秃尾河及窟野河、无定河上游流域,其流域环境特征与类型(1)相近,但是流域中风沙面积占有较大面积,对泥沙粒径影响很大,因此单列一类。 第22卷第5期2002年10月 地 理 科 学SCIEN TIA GEO GRAPHICA SIN ICA Vol.22 No.5 Oct.,2002
三峡枢纽工程的泥沙问题和泥沙调度 摘要：在高山峡谷区的水电站建设过程中，人为干扰是改变河道泥沙含量的主要诱因。泥沙淤积可能会影响水库库容，三峡也不例外。采用“蓄清排浑”方式，即保持水库在低水位运行，能够使三峡水库保持有效库容。具体的措施是改善泥沙调度，在基本调度基础上发展而来的双汛限调度方案能收到良好的效果。 关键字：泥沙调度，淤积，洪水位 1 泥沙问题的由来 泥沙问题是水利水电工程建设的主要问题之一。水电站多建在山区，开挖量大，地势陡，弃土废渣用以进入河道，致使河道含沙量发生明显变化，严重影响区域生态环境。水利水电工程的建设,严重干扰了已经稳定的土壤基底和边坡,极易产生滑塌、滑坡、泥沙流等严重的水土流失问题,而这一过程受降雨的影响更为突出。大量的松散物质在降雨及自身重力的作用下,遇降水极易发生水土流失而进入河道,致使河道悬移质和推移质泥沙含量剧增,导致河道泥沙含量发生显著变化,加剧水土流失危害。 另外,三峡枢纽工程位于高山峡谷区，水电站工程项目建设期间的水土保持永久和临时措施落实的好坏,也直接造成河道悬移质泥沙含量的增加和推移质淤积导致的河床高程的增加。不同施工期年际河道泥沙含量也会有所变化。施工初期,受大面积开挖及松散堆积弃土弃渣的影响,水土流失剧烈,河道泥沙含量变幅大；在有序施工及相关防护措施落实后,水土流失得到控制,河道泥沙含量就会降低；工程末期,伴随着对临时措施的拆除及其他开挖,河道泥沙含量又呈现增加趋势；最后,在拆除工程结束后,解除了外界人为干扰,河道泥沙含量终将趋于最后的平衡,趋于多年平均值。因此,它存在着一个“增大一减小一增大一平衡”的趋势。也就是说,人为干扰是水电站工程建设过程中河道泥沙含量发生变化的直接的也是最主要影响因素。 2 三峡水库泥沙淤积的几个问题 （1）．三峡的泥沙淤积问题是否会严重影响水库的有限库容，继而影响三峡枢纽工程的综合利用？我想答案是否定的。确保水库有效库容的关键是合理的运行方式，在三峡设计中采用的“蓄清排浑”能够使水库长期保持有效库容。在三峡枢纽运行管理过程中，“蓄清排浑”指的是在汛期水库稳定在低水位，方便排洪排沙。汛末水库开始蓄水，11月末回蓄到正常蓄水位。这是由于在含沙量增多的汛期，水库水位维持在合理的低水位，水库就能保持合理的有效库容。水库要始终能保持在低水位运行，必须要有足够的泄洪能力。 （2）．三峡枢纽工程的修建是否会把长江的防洪问题从下游转移到上游？泥沙淤积高程抬高和大坝对水库的壅水，相同流量的情况下洪水位会高于筑坝前的洪水位，势必会扩大淹没区域。控制汛期限制水位能从根本上控制库区末端的洪水位抬高值。因此，重庆地区的洪水位会抬高，但幅度有限。另一方面，只要确保较低的汛期限制水位，建库后的重庆洪水位就可以控制在一定高程以下。 （3）．三峡枢纽的修建是否会造成重庆港的泥沙淤积而变成死港？重庆港是一个调节水库，在它的最高水位和最低水位之间存在着一个回水变动区。在该区段内，河床冲刷淤积交替进行，可能使航运受到影响。选择正确的水库运用方式，可使重庆港免于泥沙淤积的危害，保持航运畅通。采用“蓄清排浑”方法，可以控制淤积末端上延，使处于回水变动区上段的港口避免累积性淤积。壅水期淤积的较少泥沙，可以利用汛末走沙期或汛初小洪水冲刷，使
黄河泥沙分布特点及合理治理问题的研究 中国黄河的含泥沙量居世界首位，其中分布在黄土高原的流域约占黄河流域总面积的70%，它的表面主要是十米至数百米的黄土层，且特点是土质疏松，植被少，黄土高原虽然降水较少，但是降水较为集中，且黄土层抗水冲击力小，遇水非常容易崩解。数千年来由于各种原因导致泥沙增多致使黄河泛滥，给两岸百姓带来极大的生命和财产损失。因此，科学合理的治理黄河泥沙显得尤为迫切，文章根据黄河泥沙分布特点，对于治理黄河泥沙和科学合理利用泥沙，提出切实行之有效的方法。 标签：黄河；泥沙来源及分布；治理措施；泥沙利用 Abstract：The sediment content of the Yellow River in China ranks first in the world，of which the basin distributed on the Loess Plateau accounts for about 70 percent of the total area of the Yellow River basin. Its surface is mainly composed of ten to hundreds of meters of loess soil，which is characterized by loose soil and less vegetation. Although the Loess Plateau has less precipitation，the precipitation is more concentrated，and the loess layer has less water impact resistance，so it is easy to collapse when it meets water. For thousands of years，due to various reasons，the increase of sediment caused the Yellow River to flood，bringing great loss of life and property to the people on both sides of the river. Therefore，the scientific and reasonable control of the Yellow River sediment is particularly urgent. According to the characteristics of the Yellow River sediment distribution，this paper puts forward a practical and effective method for the control of Yellow River sediment and the scientific and reasonable use of sediment. Keywords：Yellow River；sediment source and distribution；control measures；sediment utilization 引言 黃河含沙量居世界河流首位，同时也是华夏文化的重要发源地，被称为中华“母亲河”黄河流域的自然地理位置分布相差较大[1，2]，上游是黄河水的来源，而中部则是泥沙来源且分布不均，以黄土高原最为显著。黄河中游流经黄土高原总面积约为62万km2，而由于自然灾害以及人为等因素，导致其土壤流失的面积达45.4万km2，水土流失率高达73.2%。而每年平均流入黄河的泥沙约为16亿吨，使黄河沿岸的水土面积流失非常严重，给农业带来巨大损失，致使黄河下游流道淤积严重，造就了一个“地上悬河”长期给两岸人民带来不可忽略的经济财产损失。所以对于治理黄河泥沙迫在眉睫，也给政府带来很大压力。近年以来，在政府有效领导下，团结广大劳动人形成了一个基于“拦、排、放、调、挖”的治理黄河泥沙的办法[3]。新时期我们党和国家非常重视黄河泥沙治理与防护，逐步提出“科学、合理、高效”为准则的治沙理念。其中合理治理黄河泥沙，就要首先分析其来源以及分布的特点。
黄河的泥沙分布特点与治理研究 发表时间：2019-01-03T11:08:12.203Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：陈清亮1 佘旭东2 文志敏3 [导读] 摘要：中国黄河的含泥沙量居世界首位，其中黄土高原虽然降水较少，但是降水较为集中，且黄土层抗水冲击力小，遇水非常容易崩解。 河南中原黄河工程有限公司河南新乡 453000 摘要：中国黄河的含泥沙量居世界首位，其中黄土高原虽然降水较少，但是降水较为集中，且黄土层抗水冲击力小，遇水非常容易崩解。数千年来由于各种原因导致泥沙增多致使黄河泛滥，给两岸百姓带来极大的生命和财产损失。因此，科学合理的治理黄河泥沙显得尤为迫切，文章根据黄河泥沙分布特点，对于治理黄河泥沙和科学合理利用泥沙，提出切实行之有效的方法。 关键词：泥沙来源及分布；治理措施；泥沙利用 引言 黄河含沙量居世界河流首位，同时也是华夏文化的重要发源地，被称为中华“母亲河”黄河流域的自然地理位置分布相差较大，上游是黄河水的来源，而中部则是泥沙来源且分布不均，以黄土高原最为显著。近年以来，在政府有效领导下，团结广大劳动人形成了一个基于“拦、排、放、调、挖”的治理黄河泥沙的办法。新时期我们党和国家非常重视黄河泥沙治理与防护，逐步提出“科学、合理、高效”为准则的治沙理念。其中合理治理黄河泥沙，就要首先分析其来源以及分布的特点。 1泥沙来源及分布 黄河治理在于治沙，治沙在于治其源头，经过多年的实地考察研究发现黄河泥沙主要来源在黄河流域中部，即黄土高原，其主要分布是：（1）流经河口镇与延水关相互交织的河流；（2）流经无定河的部分支流以及清涧河、延水、北落河和白宇山河源；（3）流经渭河上游以北的葫芦河中下游区域以及散渡河流域。其中不同流域其泥沙分布量呈现不均衡特点，另外泥沙量的增大主要在汛期，即降水主要在7、8月份。做好在汛期防洪分流对于减少泥沙含量有重大意义。所以我国先后在黄河流域及支流先后建立了，三门峡以及小浪底等水库，对于调峰调沙具有关键作用。分析黄河流域中部土质对于做到有效治理泥沙具有重要意义，其中土壤特质对水土流失有不可忽略的意义。由于黄河流域中部黄土高原土壤特性以及其降水条件可知，造成黄河泥沙增多主要原因既有人为因素也有自然因素即为：（1）人类社会从石器时代到农业时代的跨越，使人类生产力大大提高，开始重视农业发展，大量植被树木遭到砍伐和破坏从而造成水土流失严重[1]。（2）由于气候属于大陆季风气候，全年较为干旱，但是降雨较为集中，且雨量分布不均。（3）土壤土质疏松，黄土中的细粒如粘土、易溶性盐类、矿物质等雨水冲刷后极易分解随雨水流入黄河。 2治理措施 2.1河道内泥沙治理经验 经过前人的的探索和实践经验可知，一般对于黄河治理泥沙治理是通过“拦、排、放、调、挖”几个步骤其中：（1）拦，即降低流入黄河的泥沙，把中上游地区的水土保持和黄河流道的控制工程作为主要着手点，最大的降低土壤被侵蚀度，科学利用泥沙和水资源；（2）排，即经过清除淤泥、加强河防工程建设以及治理河口，把大量没能拦住的泥沙经由河道排到海里；（3）放，即就是在下游两岸流域利用一些泥沙。把这部分泥沙放淤改土，从而相对提高两岸的地面，逐渐转变下游流域“地上悬河”的尴尬状态；（4）调，即综合运用干流水库调理水沙的过程，应与河道的输沙排沙相适应，达到使其长时间降低河道泥沙淤积以及减轻排沙用水的目的；（5）挖，即经过挖河疏导以及射流清除泥沙可达到降低河床高程，同时挖出的泥沙，可以用来加固堤坝子增强防洪能力。新时期以来，我们国家提出继续大力推动生态文明建设，坚持资源与环境友好型的新政策下，要求治沙者转换思维，把泥沙转换为能源，进行研究和合理运用，转劣为优，这就要求探索一条科学合理的治沙策略。 2.2黄河流域沿岸治理措施 通过对黄河泥沙侵蚀严重的沿岸，进行以工程措施为辅，种植林草措施和耕作措施为主的治理方法这样可以达到治理和经济效益即为：（1）工程措施是指：通过修筑平坦的梯田以及打坝淤地，进而达到雨水引入农田进行灌溉的目的，这样既可以减少对土壤冲刷，又可进行农田浇灌。（2）种植林草措施是指：由实践经验，并对水土保持作用进行分析知，植被覆盖率达到20%以上时，可达到降低水土流失目的；植被率为60%-70%时，可以降低土壤受雨水冲击侵蚀达90%。经分析可知，种植植被可以大大降低水土流失。可以种植灌木林为主，可以达到经济和生态双效益。（3）经过剖析水土流失可以发现，错误的农业种植也会造成水土流失。通过实践研究发现，在大于30°的坡地适宜种植草和灌木，在25°-30°之间适宜种植农作物，在小于25°坡地适宜种植畜牧的草被，有助于水土保持和黄河沿岸的经济发展。 3泥沙利用 3.1能源利用 黄河流域矿藏丰富，黄土高原经研究发现的矿物种类达77种之多，具有资源储量大、种类丰富特点，其中煤矿为全国70%以上、钼矿含量为36%、铝土矿含量为58%、稀土矿含量更是达到了95%。由于近年来，尤其改革开放以来随着工业步伐加快，黄土高原煤炭为全国火力发电贡献了20%-25%的发电量，由于各种矿物开发利用造成地面塌陷严重，如果可以把黄河的泥沙对这部分矿坑进行回填，这样不但可以合理开发资源，而且能够实现造地复耕，使土地恢复利用，又可以减少泥沙在河道淤积。其中对黄河泥沙成分分析发现，其泥沙含矿种类多，50%为二氧化硅，这是许多的材料的组成成份，可以为新能源利用提供丰富的资源。（1）许多建筑材料可以用泥沙制成各种砖瓦，可以为建筑行业提供资源一举两得，同时可以制成固堤固体泥砖。（2）泥沙中的黏土是许多的材料的主成分，例如水泥、玻璃、陶瓷等制作均不能缺少黏土。（3）可以把排出的泥沙烧制成防汛的备防石，加固黄河两岸的堤坝。可以达到减少汛期，洪水的冲击。 3.2应加快建立“数字黄河”步伐 “数字黄河”是保障黄河事业实现可持续发展的前提，通过建立“数字黄河”可以实现：（1）对黄河水资源和环境实现实时调查以及定期监测，对治理泥沙提供数据支持；（2）可以实现对黄河沿岸土地资源的实时监管如：监测水、风侵蚀等不同类型的土壤侵蚀区以及类型、面积和强度变动；（3）还可进行对灾情的评估，例如受灾面积，房屋被淹间数等；（4）工程管理，可以通过计算机对清理河道以及堤坝加固等工程实现全面的在线管理监测[2]。 4黄河历史文化的传承 黄河流域为中华民族主要的发源地，其承载了灿烂的五千年华夏文明史，治理黄河历史也是一部汇集了中华民族的发展史。据史料记
藕池(康)站基本持平，其他站偏大8%～36%；湘潭、桃江、桃源、石门和城陵矶各站年输沙量偏大8%～257%，其他站偏小28%～66%。鄱阳湖区各站径流量偏大16%～61%；各站年输沙量偏大8%～101%。与上年度比较，2016年洞庭湖区各站年径流量增大13%～306%；湘潭站年输沙量减小22%，城陵矶站基本持平，其他站增大76%～727%。鄱阳湖区饶河虎山站和修水万家埠站年径流量分别减小19%和11%，梅港站基本持平，其他站增大18%～34%；虎山站年输沙量减小54%，湖口水道湖口站基本持平，其他站增大24%～62%。 2016年三峡水库继续进行175m试验性蓄水，库区淤积泥沙0.334亿t，水库排沙比为21%；2016年丹江口水库库区淤积泥沙50.2万t。2008年9月至2016年12月，重庆主城区河段累积冲刷量为0.1653亿m3。1998年10月至2016年10月，张家洲河段总体冲刷，平滩河槽总冲刷量为1.3527亿m3。2001年8月至2016年10月，澄通河段总体冲刷，总冲刷量为4.3547亿m3。 2016年主要泥沙事件包括长江流域继续实施国家水土保持重点工程，长江干流、主要支流及尾闾河道局部地点发生崩岸。 二、黄河 2016年黄河干流主要水文控制站实测径流量与多年平均值比较，各站偏小24%～72%；与近10年平均值比较，各站偏小22%～52%；与上年度比较，各站减小10%～39%。2016年实测输沙量与多年平均值比较，各站偏小65%～99%；与近10年平均值比较，龙门站偏大21%，兰州站基本持平，其他站偏小29%～91%；与上年度比较，唐乃亥、兰州、龙门和潼关各站增大15%～131%，其他站减小19%～66%。 2016年黄河主要支流水文控制站实测径流量与多年平均值比较，窟野河温家川站基本持平，其他站偏小8%～58%；与近10年平均值比较，皇甫川皇甫、温家川和无定河白家川各站偏大20%～158%，其他站偏小10%～43%；与上年度比较，洮河红旗站基本持平，皇甫、温家川、白家川和延河甘谷驿各站偏大33%～16590%，其他站偏小7%～35%。2016年实测输沙量与多年平均值比较，各站偏小72%～100%；与近10年平均值比较，皇甫、白家川和北洛河头各站偏大6%～89%，其他站偏小14%～100%；与上年度比较，温家川站减小99%，洮河红旗站基本持平，皇甫站从近似0增加至0.073亿t，其他站增大89%～955%。 2015年10月至2016年10月，内蒙古河段石嘴山站和巴彦高勒站断面略有淤积，三湖河口站和头道拐站断面略有冲刷；下游河道除艾山至泺口河段略有淤积外，其他河段均表现为冲刷，总冲刷量0.507亿m3。2016年黄河下游全年引水量109.4亿m3，引沙量1001万t。 2015年10月至2016年10月，三门峡水库总体表现为淤积，总淤积量为0.614亿m3；小浪底水库总体表现为淤积，总淤积量为1.324亿m3。 三、淮河 2016年淮河流域主要水文控制站实测径流量与多年平均值比较，淮河干流息县站和鲁台子站基本持平，干流蚌埠站偏大6%，颍河阜阳站和沂河临沂站均偏小78%；与近10年平均值比较，阜阳站和临沂站分别偏小65%和69%，其他站偏大26%～32%；与上年度比较，蚌埠站基本持平，阜阳站减小27%，其他站增大13%～647%。 2016年淮河流域主要水文控制站实测输沙量与多年平均值比较，各站偏小42%～100%；与近10年平均值比较，阜阳站和临沂站分别偏小98%和近100%，干流各站偏大31%～132%；与上年度比较，息县站和鲁台子站分别增大121%和96%，蚌埠站和阜阳站分别减小27%和74%，临沂站年输沙量仍近似为0。 2016年淮河干流鲁台子水文站和蚌埠水文站测验断面冲淤变化不大，前者主槽略有淤积，后者主槽略有冲刷。 四、海河 本期公报新增漳河观台水文站和卫河元村集水文站，以控制海河南部部分水系的径流量和输沙量。2016年海河流域主要水文控制站实测水沙特征值与多年平均值比较，漳河观台站实测年径流量偏大18%，其他站偏小11%～84%；各站实测年输沙量偏小49%～100%。与近10年平均值比较，2016年海河流域各站实测径流量偏大19%～290%；桑干河石匣里、下会和海河闸各站年输沙量偏小57%～100%，响水堡站近10年输沙量均近似0，其他站偏大220%～902%。与上年度比较，2016年石匣里站和响水堡站实测径流量基本持平，其他站增大33%～1610%；石匣里站年输沙量减小83%，卫河元村集站增大3083%，雁翅、张家坟和观台各站均从近似0分别增加至0.541万t、9.09万t和368万t，其他站仍近似为0。2016年引黄入冀调水2.531亿m3，挟带泥沙11.15万t。 观台水文站测验断面近20年来，仅在遭遇1996年和2016年特大洪水时发生了一定的冲淤变化，其他年份冲淤变化不大。 五、珠江 2016年珠江流域主要水文控制站实测水沙特征值与多年平均值比较，南盘江小龙潭、红水河迁江和郁江南宁各站实测径流量偏小6%～25%，其他站偏大7%～71%；北江石角站和柳江柳州站实测输沙量分别偏大17%和208%，其他站偏小11%～98%。 835附录
7.有一条灌溉渠道，断面如图所示，通过粘性土壤地区，泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，渠道长10公里，渠道坡降为1/3000，问引取清水，渠道水深为2m 时，会不会发生冲刷？如果发生冲刷，应如何修改渠道？（n=0.02） 解：（1）计算渠道水流的实际平均流速 渠道过水断面面积：m mh bh A 825.12122=?+?=+=， 湿周：m 21.825.11211222=?+?+=++=h m b χ， 水力半径：m 97.021 .88== = χ A R ， 根据谢才公式和曼宁公式计算渠道水流的实际平均流速： m/s .J R n RJ C U 89.03000197 .002 0112 1 3 2 2 13 2 =?? ? ????= = = （2）计算渠道泥沙起动流速 由于泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，属于粗粉土，所以采用考虑粘性的张瑞瑾公式计算渠道泥沙起动流速了： m/s 59.0) 10 03.0(210000000605.01003.065.16.171003.0210000000605.06.1721 72 .03 3 14 .03 2 1 72.014 .0=??? ? ? ??+? +??????? ???=??? ? ? ?++-?? ? ??=---d h d d h U s c ρρρ由于U ＞U c ，即渠道实际平均流速大于泥沙起动流速，所以渠道会发生冲刷。 （3）为减少冲刷，可采用减缓渠道坡降的途径来修改渠道。 10.河道左岸有一座灌溉引水闸，闸底高出河底2米，当河道流量为1000m 3/s ，河宽为100m ，水深为5m ，水温为20℃时，问粒径为1mm 的泥沙会不会进入渠道？哪种粒径的泥沙会进入渠道？（河道断面接近矩形） 解：（1）若要使粒径为1mm 的泥沙进入渠道，需使河道断面平均流速大于或等于泥沙扬动流速，即s U U ≥，其中： 河道断面平均流速： /s 25 1001000m A Q U =?== ，
浅析黄河泥沙特点及治理对策 摘要：“水少沙多”是黄河洪水威胁的症结所在，也是黄河治理的难点，本文通过 介绍黄河水沙特点并指出治理黄河的各项对策尤其是坚持10年的调水调沙，对 防洪、治河、减淤等发挥了巨大作用，同时为确保黄河下游河道不抬高、不淤积、不断流，使得下游河道长期安全使用，为我国经济发展和沿黄地区的生命财产安 全做出了巨大贡献，也具有较大的效益。 关键词：黄河泥沙治理调水调沙 黄河是中华民族的母亲河，她孕育了灿烂的华夏文明。黄河泥沙造就了广 袤的黄淮海平原，又用其乳汁浇灌两岸大地，哺育了炎黄子孙。但是，黄河又性 格乖戾，下游因泥沙淤积而成为“地上悬河”，洪水泛滥给人民带来深重的灾难。 从2001年开始，水利部黄河水利委员会在利用黄河有限的水资源保障流域和沿 黄地区经济社会发展的同时，坚持这10年的调水调沙，成效巨大，社会反响强烈。 一、黄河水沙的基本特征 1.黄河泥沙是宝贵的自然资源 千万年来黄河泥沙作为一种自然资源，履行着“填海造陆”使命。广阔的黄 淮海平原正是由于黄河泥沙的存在，得以形成、扩大，中华儿女有了繁衍声息的 场所和丰富的土地资源。因此黄河泥沙是国土资源的一部分，不仅过去是，现在 和将来也是。黄河泥沙还是天然的肥料，富含氮、磷、钾，大家知道黄河滩地种 出来的水稻最香。黄河泥沙还可以用来做什么？这是一个有待研究开发的课题。 长江流域流传着一句顺口溜：滚滚长江向东流，流的都是煤和油。涛涛黄河给我 们带来的也是宝贵的自然资源。 2.水少沙多，含沙量高 黄河是世界罕有的多沙河流，黄河多年平均输沙量为16亿吨，多年平均含 沙量约35公斤/立方米，输沙量和含沙量是中国各大江河之首。黄河的水量却不 及长江的1／20，沙量却是长江的3倍。在我国古籍中，常以“河水一石，其泥六斗”等语言描述黄河多泥沙的天性。像黄河这样沙量大、水量少、含沙量高的河流，在世界大江大河中是罕见的。与世界多泥沙河流孟加拉国的恒河和美国的科罗拉 多河相比，黄河年输沙量为科罗拉多河的12倍，含沙量约为恒河的9倍。如果 把黄河的16亿吨泥沙堆成高、宽各1米的土堤，长度为地球到月球距离的3倍，可以绕地球赤道27圈。 二、黄河泥沙的治理方略 针对黄河泥沙的处理问题，古往今来，不少专家学者都曾探索和提出过不 同的方略。新中国成立后，随着对黄河泥沙问题认识的逐步深入和泥沙处理工程 实践的不断发展，泥沙处理的方略也在不断深化和完善，解决黄河水沙问题，需 要依靠多种途径和措施综合解决。黄河水沙的治理与开发，应继续贯彻执行“除害兴利，综合利用，使黄河水沙资源在上中下游都有利于生产，更好地为社会主义 现代化服务”的总方针，坚持“上拦下排，两岸分滞”的方略；坚持“拦”、“调”、“放”、“排”、“挖”综合治理的方略；坚持全河统筹，上中下游兼顾，除害与兴利 相结合的原则，妥善处理和利用水沙资源。 1.1.搞好水土保持，减少泥沙入黄 由于黄河上中游的多沙粗沙区土质疏松、植被稀薄、沟壑纵横，土壤表面 受到暴雨打击时，土壤孔隙堵塞，雨水下渗速度减小，大量径流顺坡而下。因此，
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。河流输沙量集中在汛期，而且主要集中在几次大洪水中，其原因也在于此。人类活动使流域产沙条件发生变化。如修建道路、毁林垦荒，将导致河流泥沙增加；而封山育林、开展水土保持，又可减少河流泥沙；修建水库，常会沉积泥沙。这种影响将使河流泥沙发生系统性变化。 2.2泥沙的脉动 脉动是忽大忽小不停波动变化的现象。悬移质泥沙悬浮在水流中，与流速脉动一样，含沙量也存在着脉动现象，而且脉动的强度更大。在水流稳定的情况下，断面内某一点的含沙量是随时变化的，它不仅受流速脉动的影响，而且与泥沙特性等因素有关。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。 2.3悬移质泥沙的垂直分布 悬移质含沙量在垂线上的分布，一般从水面向河底呈递增趋势。含沙量垂向的变化梯度还随泥沙颗粒粗细的不同而异，颗粒较细的泥沙，其垂直分布也均匀，而对于较粗泥沙，则梯度
黄河专题试题解析 读黄河流域图，完成下列问题。 1．A是____平原，B是____________平原。 2．黄河上游水能丰富的原因是________、________。 3．黄河下游成为“地上河”，简述下游含沙量大且易沉积的原因。 【答案】 1．宁夏河套 2．水量大峡谷广布，落差大 3．黄河中游流经黄土高原，植被破坏，水土流失严重，导致含沙量大。流经平原地区，坡度变缓；河道变宽；流速减慢易沉积。 【解析】本题考查我国黄河流域的地理环境。 1．A、B为黄河沿岸的两地灌溉农业区；结合位置判断为A表示宁夏平原；B表示河套平原。 2．水能资源主要从河流流量和河流落差两方面分析。 3．黄河下游的含沙量大，主要是由于中游流经黄土高原，水土流失严重；下游的泥沙淤积主要从流速减慢（地势平坦）则泥沙淤积。 4．案例探究：黄河流域的开发 阅读下列材料，回答问题。 材料一2008年7月3日，小浪底水库下泄流量调整为1500立方米每秒，这标志着2008年黄河调水调沙正式结束。 材料二新华网西宁2008年10月9日电“十一五”期间国家及青海省重点工程和标志性工程拉西瓦水电站建设已进入冲刺阶段，首台机组将于明年上半年并网发电。 材料三黄河流域示意图 图3一20 1．在黄河的源头地区，不存在的环境问题为 A．长时间断流B．草场退化、沙化严重C．众多的湖泊萎缩D．水土流失十分严重2．在图中标出黄河调水调沙关键工程一一小浪底水利枢纽的位置。 3．从图中可以看出黄河上游水利枢纽很多，试分析黄河上游实施梯级开发的有利条件及对下游的有利影响。
4．此次调水调沙首次实施了生态调度，试分析黄河调水调沙对人海口地区生态环境的影响。 【答案】1.D 2．图略（注意与三门峡的区分） 3．有利条件：河流流量较大，地势落差大，水能丰富。有利影响：减轻了旱涝灾害威胁；增加了枯水期的水量，改善了枯水期的水质。 4．(l）增加了入海口地区地下水的补给量，提高了地下水位；(2）向河口三角洲湿地补水，湿地水面面积增加；(3)有利于入海口地区鱼类的洄游和产卵；(4）带来了大量泥沙，加快了三角洲造陆过程。（答对两条即可） 【解析】本题以黄河流域为背景，综合考查流域开发的地理条件，开发建设的基本内容，区域生态环境以及治理保护措施。第l题，黄河源头地区由于气候变暖、人类的乱砍滥伐，导致湖泊、冰川姜缩，河流断流，土地严重退化。第2题水利枢纽大的落差，小浪底水利枢纽为图中黄河干流最下游的第3题，水能的开发需要有丰富的水量和较，水利枢纽能够调节河流的径流量。第4题，黄河调水调沙为入海口地区带来了淡水和泥沙，有效改善了生态环境。 5．读“黄河水系简图”，回答：（18 (1) 邻海：⑨_________ 支流名称：11_________ 12_________； (2) 黄河入海水量的70%以上来自兰州以上的河段，黄河流经宁夏平原和河套平原水量减少的原因是__________________。在这两个灌溉农业区要预防的主要土壤生态问题是_______， (3) 黄河下游的主要问题是_________，形成原因是__________________ (4) 黄河中游的主要生态问题是_________ ， 形成原因是_______________ （5）黄河上游主要的能源资源是_________，黄河中游主要的能源资源是_______，黄河下游主要的能源资源是_______。 【答案】 （1）渤海渭河汾河 （2）流经干旱半干旱地区，蒸发旺盛，同时沿途农业大量灌溉用水导致水量减少；土壤次生盐渍化。 （3）地上河；含沙量大在下游聚集使河床抬高，从而形成地上河。 （4）水土流失；原因：黄土土质疏松，多暴雨使地表冲刷严重。 （5）水能；煤炭；石油。 【解析】略 6．材料一黄河是一条多沙的河流，中上游每年输出泥沙16亿吨，经河口入海的约有12亿吨。而黄河在利津入海口的潮流作用很弱，河口潮流的落差通常只有0.8～1.0米。由于潮流弱、搬运能力差，黄河入海的泥沙约有40%在河口附近淤积，河口两侧的堆积体以每年2～3千米的速度向海洋延伸，黄河三角洲也以很快的速度向海洋扩展。 材料二黄河入海口海岸变迁示意图
河流泥沙运动学基本理论综述 【摘要】河流泥沙研究主要是研究河流中的泥沙运动规律及特点、泥沙运动基本理论等，进而解决水利工程中对应的河流泥沙问题。河流泥沙动力学基本理论包括：泥沙的沉降特性、泥沙的起动特性、悬移质运动规律、推移质运动规律、水流挟沙力、非平衡输沙、泥沙运动统计理论、异重流运动理论、波流作用下的泥沙运动理论等[1]。本文主要对河流泥沙运动学基本理论进行简要综述。 【关键词】河流泥沙运动学；基本理论 河流泥沙学科是一门综合性的基础技术学科，研究泥沙在水体中的输移、悬浮、冲刷、淤积的规律，是水力学科的基础理论之一，包括了泥沙运动力学、河床演变与整治、工程泥沙、航道与港口治理、水土流失与治理等多方面的内容，涉及水文学、水力学、地理学、以及环境与生态学、沉积学等多个学科[1]。通过对于河流动力学课程的学习和一系列论文的翻阅，现将河流泥沙运动学基本理论的相应进展做以综述，由于能力和资料的有限，望老师批评指正。 1.河流泥沙研究的发展历程 我国河流泥沙研究的历史可追溯至修建都江堰工程时期，李冰父子通过引用鱼嘴分水堤，飞沙堰溢洪道，宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程，科学地解决了岷江的泥沙等问题，消除了水患。今年来，我国的钱宁等老一代科学家通过其不断努力，逐步完善了理论研究体系，形成了一系列系统的学科，且成功的将这些理论运用到实际工程当中，解决了诸如三峡，小浪底等水利工程的泥沙问题 2.我国河流泥沙研究成果 我国是世界上河流最多的国家之一，有许多源远流长的大江大河。其中流域面积超过1000平方千米的的河流就有1500多条。我国的水资源具有四大特点：水多、水少、水脏、水混。其中水混即河流中携带大量泥沙，导致了水土流失严重、河床抬高等一系列严重的问题，以黄河最为严重，这些问题给我过的水利水电工程建设、河道防洪和沿河道人民的日常生活都带来了严重的影响。由于突出的泥沙问题和资源，我国的泥沙学科发展迅速，取得了巨大成就，研究在世界上也有着极高的地位。 2.1 河流泥沙运动学基本理论 2.1.1泥沙的起动特性 3.结束语 河流泥沙学科是个古老而年轻的学科，它与水文学、水力学、地貌学、地
河流泥沙理化特征及其测定方和效应分析 摘要：本文就河流泥沙的理化特征及其测定方法进行介绍，并通过河流泥沙在运输过程中与水体污染物的相互作用，讨论河流泥沙对重金属、氮、磷和其他污染物的影响，并最终影响河流水质。最后讨论了泥沙的环境效应，并对不同季节，不同河流的泥沙环境效应进行简要叙述。 关键词：河流泥沙理化特征吸附环境效应 一、引言 对河流水环境和水质而言,河流泥沙不仅其本身就是水体污染物,而且河流泥沙通常具有较大的比表面,并含有大量活性官能团,因而成为水体中微量污染物的主要载体,在很大程度上决定着这些污染物在水体中的迁移、转化和生物效应等。因此,河流水环境研究和水资源保护不能忽视河流泥沙。 二、河流泥沙的理化特征及测定方法 河流泥沙的理化特征包括：几何特性，如：粒度大小、比表面积和粒径分布；水力特性，如：泥沙沉速；泥沙的重度：如容重和密度，干容重和干密度；以及泥沙的化学组成和电化学特性，泥沙絮团的压密特性，河流含沙量等。 1、粒径大小和粒径分布及其测定 泥沙颗粒的大小通常用粒径D表示，按照粒径大小，将泥沙颗粒分为：粘粒、粉砂、沙粒、砾石、卵石和漂石。粒径较大的泥沙通常被限制在河床底部随水流以滑动、滚动或跳跃的形式运动，而粒径较小的泥沙是在水流的紊动扩散作用下悬浮于水体中的泥沙, 在水体中的空间分布范围非常大, 与进入水体中的污染物的接触面比推移质要大得多, 它对进入水体中的污染物具有很强的吸附作用。 粒径的测量方法有超声测量法等。超声法测粒是指利用声波在介质传播中的声能衰减、颗粒对声波的散射、以及相速度的改变等效应测量颗粒粒度及浓度。由于超声频率具备较宽的频带，可以确保测量从纳米级到毫米级的很宽范围的颗粒。且声波穿透率强, 因此, 超声法在高浓度颗粒两相介质测量方面具备了很多其他测粒方法所不具备的特点和无可比拟的优越性, 该特性使其在无须稀释、快速、可靠的在线颗粒测量时可以得到很好的应用。 对于泥沙的粒径分布目前可用超声衰减谱法测量颗粒两相流粒径分布，过程可以概括为：基于一个合适的理论模型对已知物性参数的颗粒两相流预测其声衰减谱，再根据实测的系统声衰减谱，结合颗粒系和声衰减谱对应的模型矩阵进行数据反演，最终得到颗粒两相流系统的真实粒度分布。 黄河泥沙的颗粒级配：进入黄河河道的泥沙以悬移质为主,而推移质所占百分比很小.
第三节河流泥沙的基本特性 一、几何特性 泥沙的几何特性指泥沙颗粒的形状、粒径及其组成。泥沙的形状棱角峥嵘、极不规则，常可近似地视为球体或椭球体。 泥沙粒径的求法：对于较大颗粒的卵石、砾石，可以通过称重求其等容粒径。所谓等容粒径，就是体积V与泥沙颗粒体积相等的球体的直径，即d=(6V/π)1/3。或者，通过量出颗粒的长轴a、中轴b、短轴c，算其几何平均粒径 d=abc，这实际上是将泥沙颗粒视为椭球体而求得的椭球体的等容粒径。 对于较细颗粒的泥沙，实际工作中，通常采取筛分析法或沉降分析法求其粒径。筛析法的作法是，将孔径不同的公制标准筛，按孔径上大下小原则叠置在一起，放在振动机上，将沙样倒在最上一级筛上，把经振动后恰通过的筛孔孔径作为该颗粒的粒径，并称此粒径为筛 径。采用沉降法求其粒径并称为沉降Array粒径，其原理是，通过测量沙粒在静 水中的沉降速度，按照粒径与沉速的 关系式((3-2))反算出粒径。 泥沙的组成常用粒配曲线表示。 即通过沙样颗粒分析，求出其中各粒 径级泥沙的重量及小于某粒径泥沙 的总重量，算出小于某粒径的泥沙占 总沙样的重量百分数，在半对数纸上 图3-3 半对数纸上的泥沙粒配曲线 绘制如图3-3 所示的泥沙粒配曲线。 据此粒配曲线，可反映沙样粒径的粗 细及其组成的均匀性。如图3-3 所示，Ⅰ、Ⅱ两组沙样相比较，沙样Ⅰ的组成要粗些、均匀些；沙样Ⅱ的组成要细些、不均匀些。 根据图3-2示粒配曲线，易于确知沙样的中值粒径d50。它的意义是，沙样中大于和小于这一粒径的泥沙重量各占50％。在实际工作中，通常可以中值粒径d50作为沙样的代表粒径。 二、重力特性 1．泥沙的容重与密度 泥沙颗粒实有重量与实有体积的比值，称为泥沙的容重γS，单位为N／m3。泥沙颗粒实有质量与实有体积的比值，称为泥沙的密度ρs，单位为t／m3或kg ／m3。