各河流输沙特征分析范文

《水文杂志》2014年第三期

1计算方法

1.1各水文站年输沙量计算由于有的水文站资料观测年限比较短，需要对其泥沙资料系列进行插补延长。插补延长按照年径流量W与年输沙量WS建立相关关系，求出WS与W的回归方程，利用所建立的回归方程插补延长年输沙量系列。回归方程根据W、WS的同步观测资料，用下述数学公式来计算确定，并计算用来表示相关密切程度的相关系数γ；一般认为γ>0.8时相关程度良好，γ>0.9时相关程度密切。对于有的年份缺少年径流量的站，采用年降雨量P与年径流量W建立相关关系求得回归方程，插补延长年径流量系列以后，再利用年径流量W与年输沙量WS建立的回归方程，求得该站的年输沙量。

1.2各河流入海径流量的计算入海泥沙是由入海径流携带的，入海径流量是指各河流实际流入海洋的水量，主要采用以下几种方法估算。控制站为河道站时：控制站以上占整个流域面积比例较大时，采用控制站实测年径流量面积比放大法推求入海径流量。

2特征分析

2.1各河流入海输沙量（1）大沽河入海输沙量。将大沽河流域南村水文站和闸子水文站分别作为大沽河干流和南胶莱河控制站，控制站以上输沙量采用水文站实测输沙量；控制站以下未控区域的输沙量借用闸子站的年实测含沙量乘以未控区年径流量求得；将南村站年输沙量、闸子站年输沙量和求得的未控区年输沙量相加求和，即得大沽河年入海输沙量，大沽河多年平均入海输沙量36.59×104t。（2）墨水河入海输沙量。墨水河上设有即墨水文站，即墨水文站以上流域输沙量采用即墨站的实测资料；即墨站以下未控区借用即墨站的年均含沙量乘以未控区年径流量求得年输沙量；二者之和即为墨水河年入海输沙量，墨水河多年平均入海输沙量为6.867×104t。（3）洪江河入海输沙量。洪江河流域借用即墨水文站的年均含沙量，乘以洪江河流域的年径流量，求得洪江河年入海输沙量,洪江河多年平均入海输沙量1.027×104t。（4）洋河入海输沙量。洋河流域缺少实测水文资料，借用临近流域胶南水文站的实测年均含沙量资料，乘以洋河流域年径流量（扣除山州水库以上径流量），求得洋河年入海输沙量，洋河流域多年平均入海输沙量2.215×104t。（5）王家滩河、漕汶河、岛耳河、龙泉河入海输沙量。王家滩河、漕汶河、岛耳河、龙泉河皆借用胶南水文站的年均含沙量乘以各河道年径流量求得各河道年入海输沙量，其中岛耳河扣除小珠山水库以上径流量，经计算，王家滩河多年平均入海输沙量0.329×104t，漕汶河多年平均入海输沙量1.136×104t，岛耳河多年平均入海输沙量0.431×104t，龙泉河多年平均入海输沙量0.238×104t。（6）张村河入海输沙量。张村河流域设有阎家山水文站，阎家山站以上输沙量采用阎家山水文站实测输沙量；阎家山以下区间输沙量采用阎家山以下区间径流量乘以阎家山站的年平均含沙量求得，二者之和作为张村河流域的年入海输沙量，张村河流域多年平均入海输沙量5.250×104t。（7）白沙河入海输沙量。白沙河年入海输沙量重点是崂山水库以下区间所产沙量，借用岚西头水文站的年平均含沙量乘以崂山水库以下区间的产流量，求得白沙河的年入海输沙量，白沙河流域多年平均入海输沙量1.280×104t。（8）海泊河、楼山后河入海输沙量。海泊河、楼山后河均借用阎家山站的年平均含沙量乘以各河道的年径流量求得各河道的年入海输沙量，海泊河多年平均入海输沙量0.559×104t，楼山后河多年平均入海输沙量1.057×104t。环胶州湾各河流年均入海水量、输沙量见表1。由表1看出，环胶州湾河道多年平均入海输沙量56.974×104t；其中大沽河入海输沙量最多，占总入海输沙量的64.2%。从空间分布来看，胶州湾河流输沙主要来自胶州湾西北部的大沽河、王家滩河群和东北部的洪江河、墨水河、楼山后河等。

2.2各河流泥沙沿程变化特征注入胶州湾的河流以大沽河为最大，流域面积6131.3km2，占全部流入胶州湾河流水系集水面积的82%。大沽河流域自上而下设有张家院、产芝水库、葛家埠、岚西头、红旗、闸子、南村等水文站，具有多年实测含沙量资料。因此选择大沽河代表胶州湾流域各河道泥沙沿程变化特点（见表2）。由表2可以看出，大沽河干流上游张家院站多年平均含沙量远大于下游南村站，小沽河葛家埠站的多年平均含沙量也远大于南村站，南胶莱河红旗站的多年平均含沙量远大于下游闸子站，闸子站由于所处河道为平原河道，受地形因素的影响，含沙量较小；产芝水库由于水库的拦蓄沉淀，出库含沙量较少。河流泥沙是反映河川径流特性的一个重要因素，青岛市环胶州湾河流多年平均含沙量在0.1～2.5kg/m3，属中沙河流[3]，最大多年平均含沙量为红旗水文站2.230kg/m3，最小多年平均含沙量为产芝水库站0.123kg/m3。从大沽河流域各水文站泥沙特征资料统计表看（表2），河道上游多年平均含沙量和输沙模数均大于河道中下游，这一分布规律完全符合河流的一般自然规律。

2.3环胶州湾各水系输沙量年际变化特征据统计环胶州湾各河流多年平均输沙量为56.974×104t，其中最大年输沙量为531.10×104t（1964年），最小年输沙量为1.02×104t（1988年），相差为518.7倍。与此对应的年入海水量为403456×104m3和2627×104m3（1981年），相差为153.6倍。与此对应的年降水量为1342.3mm和305.3mm，相差为4.4倍。根据环胶州湾各水系河流年降水量、入海水量、年输沙量曲线图来看（见图1），年降水量较大时，年入海水量也较大，年输沙量也较大，线形相似，关系良好。由环胶州湾各河流年代降水量、入海水量输沙量曲线图（见图2）可知，环胶州湾地区从60年代到70年代中期为丰水期，年平均降雨量为753.4mm，70年代中期以后到2008年为偏枯年份，年平均降雨量为637.6mm，相差1.18倍。对应的年平均入海水量为112852×104m3和29635×104m3，相差3.81倍。对应的年平均输沙量为103.66×104t和19.63×104t,相差5.28倍。这是由于80年代以来水利工程投入更大，水土保持效益显露，年均输沙量已大为减少，从60年代的均149.38×104t到目前的年均（20～30）×104t。详细情况见表3。

2.4环胶州湾河流悬移质颗粒分析为研究环胶州湾河流的泥沙特征，本次以大沽河为例，这是因为大沽河干流上水文站较多，且上中下游及河口皆有站点，有关水文站曾进行过泥沙颗粒分析，统计各站监测的颗粒分析资料见表4。通过表4可以看出：上游张家院站的泥沙颗粒平均粒径、最大粒径都明显大于下游南村、山角底站，而产芝水库站由于水库的拦蓄沉淀作用，出库泥沙的平均粒径、最大粒径明显减少。泥沙粒径的这种分布规律完全符合河道的一般规律。河流从源头到河口，坡降越来越小，流速也越来越小，挟沙能力取决于流速，因而河流的挟沙能力也越来越小，河流中的粗而重的沙粒不断地沉降到河底，因而河口附近的泥沙粒径总是最小的。大沽河是青岛市最大的河流，干流全长179.9km，源远流长，因而河口的泥沙粒径为最细。而其它的较小的河流，尤其是一些坡降大、流程短直接入海的河流，河口的泥沙粒径就会大一些。

3结论

（1）从空间分布来看，胶州湾河流输沙主要来自州湾西北部的大沽河、王家滩河群和东北部的洪江河、墨水河、楼山后河等。（2）环胶州湾各河流泥沙沿程变化特征是多年平均含沙量在0.1～2.5kg/m3，属中沙河道，最大多年平均含沙量为红旗水文站2.230kg/m3，最小多年平均含沙量为产芝水库站0.123kg/m3。河道上游多年平均含沙量和输沙模数均大于河道中下游，这一分布规律完全符合河流的一般自然规律。（3）环胶州湾各水系输沙量年际变化特征：首先年际变化较大，最大年输沙量是最小年输沙量的518.7倍，且年降水量较大时，年入海水量也较大，年输沙量也较大，线形相似，关系良好。其次从60年代到70年代中期为丰水期，70年代中期以后到2008年为偏枯年份。对应的年平均入海水量为112852×104m3和29635×104m3，相差3.81倍。对应的年平均输沙量为103.66×104t和19.63×104t，相差5.28倍；这是由于80年代以来水利工程投入更大，水土保持效益显露，年均输沙量呈减少趋势，从60年代的年均149.38×104t到目前的年均（20～30）×104t。（4）环胶州湾河流悬移质颗粒特征为河流从源头到河口，坡降越来越小，流速也越来越小，携沙能力取决于流速，因而河流的携沙能力也越来越小，河流中的粗而重的沙粒不断地沉降到河底，因而河口附近的泥沙粒径总是最小的。因此干流较长河流河口的泥沙粒径一般较小；而那些干流较短的河流，尤其是一些坡降大、流程短直接入海的河流，河口的泥沙粒径就会大一些。

作者：盛茂刚崔峻岭时青李磊 耿尧单位：青岛市水文局青岛市黄岛区水利局