各河流輸沙特征分析范文

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《水文雜志》2014年第三期

1計算方法

1.1各水文站年輸沙量計算由于有的水文站資料觀測年限比較短，需要對其泥沙資料系列進行插補延長。插補延長按照年徑流量W與年輸沙量WS建立相關關系，求出WS與W的回歸方程，利用所建立的回歸方程插補延長年輸沙量系列。回歸方程根據W、WS的同步觀測資料，用下述數學公式來計算確定，并計算用來表示相關密切程度的相關系數γ；一般認為γ>0.8時相關程度良好，γ>0.9時相關程度密切。對于有的年份缺少年徑流量的站，采用年降雨量P與年徑流量W建立相關關系求得回歸方程，插補延長年徑流量系列以后，再利用年徑流量W與年輸沙量WS建立的回歸方程，求得該站的年輸沙量。

1.2各河流入海徑流量的計算入海泥沙是由入海徑流攜帶的，入海徑流量是指各河流實際流入海洋的水量，主要采用以下幾種方法估算。控制站為河道站時：控制站以上占整個流域面積比例較大時，采用控制站實測年徑流量面積比放大法推求入海徑流量。

2特征分析

2.1各河流入海輸沙量（1）大沽河入海輸沙量。將大沽河流域南村水文站和閘子水文站分別作為大沽河干流和南膠萊河控制站，控制站以上輸沙量采用水文站實測輸沙量；控制站以下未控區域的輸沙量借用閘子站的年實測含沙量乘以未控區年徑流量求得；將南村站年輸沙量、閘子站年輸沙量和求得的未控區年輸沙量相加求和，即得大沽河年入海輸沙量，大沽河多年平均入海輸沙量36.59×104t。（2）墨水河入海輸沙量。墨水河上設有即墨水文站，即墨水文站以上流域輸沙量采用即墨站的實測資料；即墨站以下未控區借用即墨站的年均含沙量乘以未控區年徑流量求得年輸沙量；二者之和即為墨水河年入海輸沙量，墨水河多年平均入海輸沙量為6.867×104t。（3）洪江河入海輸沙量。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徑流量，求得洪江河年入海輸沙量,洪江河多年平均入海輸沙量1.027×104t。（4）洋河入海輸沙量。洋河流域缺少實測水文資料，借用臨近流域膠南水文站的實測年均含沙量資料，乘以洋河流域年徑流量（扣除山州水庫以上徑流量），求得洋河年入海輸沙量，洋河流域多年平均入海輸沙量2.215×104t。（5）王家灘河、漕汶河、島耳河、龍泉河入海輸沙量。王家灘河、漕汶河、島耳河、龍泉河皆借用膠南水文站的年均含沙量乘以各河道年徑流量求得各河道年入海輸沙量，其中島耳河扣除小珠山水庫以上徑流量，經計算，王家灘河多年平均入海輸沙量0.329×104t，漕汶河多年平均入海輸沙量1.136×104t，島耳河多年平均入海輸沙量0.431×104t，龍泉河多年平均入海輸沙量0.238×104t。（6）張村河入海輸沙量。張村河流域設有閻家山水文站，閻家山站以上輸沙量采用閻家山水文站實測輸沙量；閻家山以下區間輸沙量采用閻家山以下區間徑流量乘以閻家山站的年平均含沙量求得，二者之和作為張村河流域的年入海輸沙量，張村河流域多年平均入海輸沙量5.250×104t。（7）白沙河入海輸沙量。白沙河年入海輸沙量重點是嶗山水庫以下區間所產沙量，借用嵐西頭水文站的年平均含沙量乘以嶗山水庫以下區間的產流量，求得白沙河的年入海輸沙量，白沙河流域多年平均入海輸沙量1.280×104t。（8）海泊河、樓山后河入海輸沙量。海泊河、樓山后河均借用閻家山站的年平均含沙量乘以各河道的年徑流量求得各河道的年入海輸沙量，海泊河多年平均入海輸沙量0.559×104t，樓山后河多年平均入海輸沙量1.057×104t。環膠州灣各河流年均入海水量、輸沙量見表1。由表1看出，環膠州灣河道多年平均入海輸沙量56.974×104t；其中大沽河入海輸沙量最多，占總入海輸沙量的64.2%。從空間分布來看，膠州灣河流輸沙主要來自膠州灣西北部的大沽河、王家灘河群和東北部的洪江河、墨水河、樓山后河等。

2.2各河流泥沙沿程變化特征注入膠州灣的河流以大沽河為最大，流域面積6131.3km2，占全部流入膠州灣河流水系集水面積的82%。大沽河流域自上而下設有張家院、產芝水庫、葛家埠、嵐西頭、紅旗、閘子、南村等水文站，具有多年實測含沙量資料。因此選擇大沽河代表膠州灣流域各河道泥沙沿程變化特點（見表2）。由表2可以看出，大沽河干流上游張家院站多年平均含沙量遠大于下游南村站，小沽河葛家埠站的多年平均含沙量也遠大于南村站，南膠萊河紅旗站的多年平均含沙量遠大于下游閘子站，閘子站由于所處河道為平原河道，受地形因素的影響，含沙量較小；產芝水庫由于水庫的攔蓄沉淀，出庫含沙量較少。河流泥沙是反映河川徑流特性的一個重要因素，青島市環膠州灣河流多年平均含沙量在0.1～2.5kg/m3，屬中沙河流[3]，最大多年平均含沙量為紅旗水文站2.230kg/m3，最小多年平均含沙量為產芝水庫站0.123kg/m3。從大沽河流域各水文站泥沙特征資料統計表看（表2），河道上游多年平均含沙量和輸沙模數均大于河道中下游，這一分布規律完全符合河流的一般自然規律。

2.3環膠州灣各水系輸沙量年際變化特征據統計環膠州灣各河流多年平均輸沙量為56.974×104t，其中最大年輸沙量為531.10×104t（1964年），最小年輸沙量為1.02×104t（1988年），相差為518.7倍。與此對應的年入海水量為403456×104m3和2627×104m3（1981年），相差為153.6倍。與此對應的年降水量為1342.3mm和305.3mm，相差為4.4倍。根據環膠州灣各水系河流年降水量、入海水量、年輸沙量曲線圖來看（見圖1），年降水量較大時，年入海水量也較大，年輸沙量也較大，線形相似，關系良好。由環膠州灣各河流年代降水量、入海水量輸沙量曲線圖（見圖2）可知，環膠州灣地區從60年代到70年代中期為豐水期，年平均降雨量為753.4mm，70年代中期以后到2008年為偏枯年份，年平均降雨量為637.6mm，相差1.18倍。對應的年平均入海水量為112852×104m3和29635×104m3，相差3.81倍。對應的年平均輸沙量為103.66×104t和19.63×104t,相差5.28倍。這是由于80年代以來水利工程投入更大，水土保持效益顯露，年均輸沙量已大為減少，從60年代的均149.38×104t到目前的年均（20～30）×104t。詳細情況見表3。

2.4環膠州灣河流懸移質顆粒分析為研究環膠州灣河流的泥沙特征，本次以大沽河為例，這是因為大沽河干流上水文站較多，且上中下游及河口皆有站點，有關水文站曾進行過泥沙顆粒分析，統計各站監測的顆粒分析資料見表4。通過表4可以看出：上游張家院站的泥沙顆粒平均粒徑、最大粒徑都明顯大于下游南村、山角底站，而產芝水庫站由于水庫的攔蓄沉淀作用，出庫泥沙的平均粒徑、最大粒徑明顯減少。泥沙粒徑的這種分布規律完全符合河道的一般規律。河流從源頭到河口，坡降越來越小，流速也越來越小，挾沙能力取決于流速，因而河流的挾沙能力也越來越小，河流中的粗而重的沙粒不斷地沉降到河底，因而河口附近的泥沙粒徑總是最小的。大沽河是青島市最大的河流，干流全長179.9km，源遠流長，因而河口的泥沙粒徑為最細。而其它的較小的河流，尤其是一些坡降大、流程短直接入海的河流，河口的泥沙粒徑就會大一些。

3結論

（1）從空間分布來看，膠州灣河流輸沙主要來自州灣西北部的大沽河、王家灘河群和東北部的洪江河、墨水河、樓山后河等。（2）環膠州灣各河流泥沙沿程變化特征是多年平均含沙量在0.1～2.5kg/m3，屬中沙河道，最大多年平均含沙量為紅旗水文站2.230kg/m3，最小多年平均含沙量為產芝水庫站0.123kg/m3。河道上游多年平均含沙量和輸沙模數均大于河道中下游，這一分布規律完全符合河流的一般自然規律。（3）環膠州灣各水系輸沙量年際變化特征：首先年際變化較大，最大年輸沙量是最小年輸沙量的518.7倍，且年降水量較大時，年入海水量也較大，年輸沙量也較大，線形相似，關系良好。其次從60年代到70年代中期為豐水期，70年代中期以后到2008年為偏枯年份。對應的年平均入海水量為112852×104m3和29635×104m3，相差3.81倍。對應的年平均輸沙量為103.66×104t和19.63×104t，相差5.28倍；這是由于80年代以來水利工程投入更大，水土保持效益顯露，年均輸沙量呈減少趨勢，從60年代的年均149.38×104t到目前的年均（20～30）×104t。（4）環膠州灣河流懸移質顆粒特征為河流從源頭到河口，坡降越來越小，流速也越來越小，攜沙能力取決于流速，因而河流的攜沙能力也越來越小，河流中的粗而重的沙粒不斷地沉降到河底，因而河口附近的泥沙粒徑總是最小的。因此干流較長河流河口的泥沙粒徑一般較小；而那些干流較短的河流，尤其是一些坡降大、流程短直接入海的河流，河口的泥沙粒徑就會大一些。

作者：盛茂剛崔峻嶺時青李磊 耿堯單位：青島市水文局青島市黃島區水利局