中国母亲河黄河的泥沙特性

2019-06-22 作者: bukun 浏览: 604 次

摘要: 黄河水沙概况 黄河水沙的基本特点 水沙的地区来源 水沙年际变化大 人类活动对谁沙的影响 相关链接 黄河水沙概况 黄河是世界上最著名的水少沙多河流。据实测资料计算,黄河下游多年平均输沙量为16亿t,年均人海泥沙量约12亿t,有4亿t泥沙淤积在下游河床里,....

黄河水沙概况

黄河是世界上最著名的水少沙多河流。据实测资料计算,黄河下游多年平均输沙量为16亿t,年均人海泥沙量约12亿t,有4亿t泥沙淤积在下游河床里,致使下游河段平均每年以10cm的速度淤积抬升,形成举世闻名的地上悬河,严重威胁着沿黄地区的安全。但最近几十年,黄河中游水沙特征发生巨大变化,2010年花园口和利津站实测年输沙量为1.24亿t和1.67亿t,花园口站年均输沙量为8.99亿t(1950〜2010)、利津站年均输沙量为7.22亿t(1952〜2010)。

黄河水沙的基本特点

天然情况下,黄河水沙的基本特点是“水少沙多,水沙不平衡”。黄河是世界上含沙量最大的河流。素有“斗水七沙”之称。进人黄河河道的泥沙以悬移质为主,而推移质所占比例很小。黄河中游悬移质泥沙的粒度组成中,小于0.007mm的黏粒、0.007〜0.025mm的粉粒以及0.025〜0•05mm的粉砂三部分之和占56.8%〜71.4%,而大于0.10mm的砂粒仅占3.7%〜11%。这说明黄河中游悬浮泥沙的粒度偏细,并且悬移质泥沙颗粒级配的总趋势有自龙门站至花园口站渐次变细的规律。

水沙的地区来源

黄河流域自然地理条件差别很大,水沙来源地区分布非常不均。上游流域是黄河水量的主要来源区,中游流域则是黄河泥沙的主要来源区,存在着“水沙异源”的突出特点。黄河的大部分径流来自兰州以上,兰州站的集水面积占花园口站集水面积的30%,年径流占花园口站年径流的58%。兰州到河口镇区间为干旱区,几乎无径流量汇人。河口镇到三门峡区间,径流量占花园口站的33%,但产沙量却占全河沙量的90%,其中河口镇到龙门占全河的60%,为集中产沙区。

水沙年际变化大

黄河水沙不仅异源,而且年际间变化大,年内分配不均。同时,来水丰枯并不完全与来沙多少同步,视暴雨落区的不同,往往会出现丰水多沙、丰水平沙、丰水少沙,平水多沙、平水平沙、平水少沙,枯水少沙、枯水多沙、枯水平沙的水沙组合情况。黄河水沙来量在年内主要集中在汛期(7〜10月),汛期水量占年水量的60%左右。汛期沙量集中程度更甚于水量,占年沙量的85%以上,在暴雨洪水期,往往5〜10天的沙量可占年沙量的50%〜90%。支流沙量的集中程度又甚于干流。根据1919〜1975年56年系列资料统计,黄河花园口多年平均径流量470亿t,沙量约16亿t,平均含沙量35kg/m3,这种水少沙多、含沙量高的特点进一步加大了黄河水沙时空分布不协调而形成的灾害效应。

人类活动对谁沙的影响

人类活动对黄河泥沙形成、输送和沉积等也有着巨大的影响。黄河流域自20世纪50年代以来开展水土保持工作,从60年代末实施了大规模的水土流失治理。采用水保法,黄河流域多年平均水土保持减少水量6.67亿m3(其中1956〜1970年为零,1971〜1980年为8.17亿m3,1981〜1990年为11.33亿m3,1991〜2000年为10.67亿m3)。因此推断,水土保持措施实施是造成人海水沙通量在1968年出现显著转折点的重要原因。另外,据统计资料,1950〜1968年、1969〜1985年、1986〜1996年和1997〜2004年四阶段年均引水量分别为159亿m3、258亿m3、320亿m3和334亿m3,1968年前后年均引水量增加最多,约100亿m3。由此,引水量则是形成1968年转折点的另一重要原因。

目前,黄河流域已建水库3380余座,其中大型水库12座,总库容量563亿m3,有效库容355.6亿m3,相当于花园口多年平均径流量的64%,利津站的82。水库对人海水沙通量的影响主要通过调节水沙通量时间分配,如1960年三门峡水库蓄水导致断流,以致数月人海水沙通量为零,从而使黄河非汛期人海水沙通量在1960年出现明显转折点;再如龙羊峡水库1986〜1989年连续蓄水导致人海径流序列于1985年出现明显转折;又如2002年以来利用小浪底水库调蓄功能实行调水调沙后,使全年和非汛期人海径流量出现明显转折点,平均人海径流量有所抬升,小浪底水库控制了黄河径流量的91%和近100%的黄河泥沙。另一方面,水库可削减汛期洪峰导致河流输沙能力降低,同时通过大量滞留泥沙以使人海泥沙通量减少,如1960年三门峡水库运用,使汛期人海沙通量于1959年出现明显转折。

近几十年来,特别是1986年以后,由于气候条件和人类活动的影响,黄河下游来水来沙进人偏枯时期,来水来沙量明显减少;三门峡水库的运用改变了水沙的年内分配,小浪底水库的运用也将对下游水沙过程产生深远的影响。


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