异源水沙对黄河上游兰州至头道拐河段悬移质泥沙冲淤的影响

由于自然地理条件的差异,黄河上游(兰州至头道拐河段,以下简称兰头河段)具有十分显著的水沙异源特征,这对于河道冲淤有深远影响。本文以实测资料为基础,建立冲淤量与异源水沙之间的定量关系,为减淤措施的确定提供参考。划分了3个水沙来源区,即兰州以上清水来源区、祖厉河和清水河多沙细沙来源区和十大孔兑多沙粗沙来源区。基于清水区的汛期来水量与多沙细沙区、多沙粗沙区来沙量的对比关系,提出了不同来源区水沙的耦合指标,这些指标反映了清水区汛期来水对多沙区高含沙洪水的稀释作用。建立了兰头河段的年冲淤量SL-T与不同来源水沙量之间的多元回归方程,并按半偏相关系数的大小估算出兰州站汛期径流量Qwh,L、兰州站年输沙量Qs,L、祖厉河和清水河年输沙量Qs,ZQ和十大孔兑年输沙量Qs,KD对于SL-T变化的贡献率,分别为39.6%,23.8%,14.0%和22.6%。兰州汛期径流量对于兰头河段冲淤的贡献率居第一,十大孔兑的贡献率超过多沙细沙区。两个多沙区来沙贡献率之和为36.6%,为干流来沙贡献率的1.41倍。建立了兰头河段河道冲淤量与不同来源区水沙耦合指标的关系,并计算出使该河段达到冲淤平衡的临界值。这一临界值对于冲淤调控有一定的应用意义。基于本研究的成果,提出了减淤对策:(1)改变龙羊峡水库现有运用方式来增大兰州站汛期径流量;(2)在祖厉河和清水河多沙细沙区加强水土保持,减少从多沙细沙区进入干流的泥沙量;(3)在十大孔兑多沙粗沙区加强水土保持和进行风沙治理,减少输入黄河的粗泥沙量。     

长江宜昌至汉口河段水沙变化初步分析

对长江上游水沙变化、中游干流河道泥沙冲淤变化以及两者之间的响应关系进行了分析研究.与1990年前相比,1991～2000年长江上游径流量变化不大,但输沙量减小明显,宜昌站年均输沙量减少约1亿t,减幅约20%;1966～1998年长江中游宜昌至汉口河段枯水河槽冲刷泥沙约3.67亿m3,宜昌至城陵矶段以枯水河槽冲刷为主,河床下切明显,城陵矶至汉口段则河床滩槽均淤,但以淤高水洲滩为主.荆江河段泥沙冲淤量与宜昌站水沙作用强度∏=Q2×T/S呈较为明显的正比关系.当宜昌站水沙作用强度在1.6×1010～1.2×1011时,宜昌至城陵矶河段泥沙冲淤基本平衡.当螺山站含沙量大于0.60 kg/m3时,城陵矾至汉口河段将发生淤积;当含沙量为0.50～0.60 kg/m3时,城陵矾至汉口河段冲淤基本平衡;当含沙量小于0.50 kg/m3时,城陵矶至汉口河段将发生冲刷.     

长江宜昌至汉口河段输沙特性分析

通过对长江宜昌至汉口干支流水文站50年水文资料的分析发现，长江干流年水量变化不大，而年沙量变化很大，造成沙量增减变化的主要原因是荆江三口(藕池口，松枝口，太平口)分洪分沙、量的逐年减少、干流来沙及汉江丹江口水库蓄水运用引起的。本文还从沙量平衡法和断面法分析了宜昌至汉口河段的泥沙冲淤和输沙特性，发现城陵矶至汉口河段长期处于淤积状态，是上下游河段挟沙力平衡的一个调节河段。并预测三峡水库蓄水后下游年沙量将进一步减少。     

辽河各水沙来源区对下游泥沙沉积的影响

以辽河中下游有关水文站年系列资料为基础,运用泥沙收支平衡法,研究辽河中下游泥沙时空分布,结果表明：巨流河至六间房河段为辽河中下游强烈沉积区。运用统计学方法,研究巨流河-六间房河段泥沙沉积量与上游不同水沙来源区水沙量相关关系。分析结果表明：辽河下游巨流河-六间房河段沉积量与辽河支流柳河产沙区产沙量具有较好的相关关系,柳河产沙量的变化对辽河下游河道泥沙沉积量的变化起着主要的控制作用,且柳河汛期单位来水来沙量较全年单位来水来沙量对辽河下游沉积量的贡献率更大。因此,为缓解辽河下游河道沉积问题,柳河水土流失的治理亟待加强。     

三峡水库蓄水初期宜昌河道演变特点及趋势分析

在原型观测资料基础上,对三峡水库蓄水运行以来坝下游近坝宜昌河段河床冲淤演变特点进行了详细分析.结果表明,2003年以来,坝下游近坝宜昌河段经历了三峡水库不同的蓄水运行期,受多种因素的影响,河床冲淤变化呈现不同的演变特点,受宜昌河段冲淤影响,宜昌枯水位有时会出现下降或保持稳定不变的情况.近年来,由于坝下游长程河道冲刷带下移及宜昌以下枯水控制河段冲刷幅度加大,使宜昌枯水位又出现新一轮的下降.     

长江宜昌—监利段河床冲淤对宜昌站水沙变化的响应

三峡水库蓄水运行以来宜昌站水沙条件发生了明显改变,驱动下游河床发生新一轮调整。采用回归分析、机理分析等方法,探究了三峡工程运行前后长江宜昌—沙市段及沙市—监利段河床冲淤变化对宜昌水沙站条件的响应规律。结果表明:宜昌—沙市段冲淤量与宜昌站水沙指标间的关联度强于沙市—监利段且前者关联度随时间增强;研究河段月尺度河床演变对宜昌站水沙条件不存在明显的滞后响应;基于宜昌站月均流量分别构建的两个河段冲淤量回归模型可较好反映河床冲淤变化;根据所构建模型的模拟,三峡工程运行前宜昌—沙市段呈“小水小冲、大水大淤”的冲淤格局,冲淤转换临界宜昌站流量约为23 500 m3/s,三峡水库蓄水后该河段全面冲刷,呈“小水小冲、大水大冲”,但随着床沙粗化冲刷量有所下降;三峡水库蓄水前沙市—监利段亦呈“小水小冲,大水大淤”的冲淤格局,冲淤转换临界宜昌站流量约为22 500 m3/s,且同流量下的淤积量大于宜昌—沙市段,三峡水库蓄水后宜昌站小水时该河段冲刷量略大于上游河段,但宜昌站大水时该河段冲刷量明显更小。     

长江城陵矶至汉口河面的冲淤变化及影响分析

本文通过长江中城陵矶至汉口哨河段冲淤变化析分析，得出了城陵矶至汉口河段在平滩及枯水河槽的多年淤积量，以及河段冲淤２量在时间和空间上的分布规律。最后通过河段冲淤对长江中游干流螺山水文站水位流量关系的影响研究，探讨了河段冲淤对长江中游干流洪水水位的影响程度。     

长江上游干流和支流河流泥沙近期变化及其原因

通过长江上游宜昌水文站、金沙江屏山水文站和嘉陵江北碚水文站20世纪50年代以来径流量和输沙量的变化分析，表明宜昌站多年水沙关系未见有明显的变化，属正常波动。20世纪80年代以来，长江上游主要支流嘉陵江和金沙江的水沙关系发生了不同的变化，嘉陵江的河流泥沙呈明显减少的趋势，金沙江呈略有增加的趋势，嘉陵江、金沙江两流域的侵蚀、产沙、输沙环境条件差异较大。人类活动的方式、程度，植被破坏与恢复，水土流失治理，水利工程拦沙和工程建设增沙等的明显差异，是20世纪80年代以来，嘉陵江和金沙江水沙变化不同的主要原因。     

长江城陵矶——汉口河段的冲淤变化及影响分析

通过对长江中游城陵矶至汉口河段冲淤变化的分析，得出了城陵矶至汉口河段在平滩及枯水河槽的多年淤一，以及河段冲淤量在时间和空间上的分布规律，最后通过河段冲淤对螺山水文站水位流量关系的影响研究，探讨了河段冲淤对长江中游干流洪水水位抬高的影响程度，为弄清长江１９９８年洪水水位偏高的原因提出了参考意见。     

长江城陵矶─—汉口河段的冲淤变化及影响分析

通过对长江中游城陵矶至汉口河段冲淤变化的分析，得出了城陵矶至汉口河段在平滩及枯水河槽的多年淤积量，以及河段冲淤量在时间和空间上的分布规律。最后通过河段冲淤对螺山水文站水位流量关系的影响研究，探讨了河段冲淤对长江中游干流洪水水位抬高的影响程度，为弄清长江１９９８ 年洪水水位偏高的原因提出了参考意见     

长江上游川江河道水沙输移特性分析

选取长江干流上游屏山、寸滩和宜昌及支流嘉陵江的北碚站、岷江的高场站等水文站为代表站,对比分析各站近期年径流量、年输沙量、年均含沙量等水沙特征值的变化特性。另外,依据宜昌站实测资料重点分析了川江沙卵石推移质的粒径组成情况及其输沙率年内变化过程。分析结果表明:长江上游川江河道含沙量较小,而输沙量较大,从金沙江下游屏山站至宜昌站,输沙量沿程增大,而含沙量则沿程有减有增,但主要是减小。川江沙质推移质输移集中在4-11月,其粒径在汛期的5(或6)月-8(或9)月,粒径先是变细,然后逐渐变粗。而卵石推移质集中在6-10月其粒径在汛期的5(或6)月-8(或9)月,粒径先是变粗,然后逐渐变细。     

嘉陵江流域水沙变化趋势及其对长江宜昌站的影响

通过对嘉陵江北碚站多年平均径流量和输沙量的统计分析发现嘉陵江年均径流量和输沙量关系变化可分为4个时段，各时段年输沙量有明显递减，通过流域内水利工程建设时期和水土流失治理时间的分析，得出1985年前减沙的主要因素是水利工程的建设，1990年后减沙则主要是水利工程建设和水土流失治理措施共同作用的结果，嘉陵江减沙是引起长江宜昌站1988年输沙量减少1亿t和以后继续减沙的主要原因，嘉陵江减沙趋势及其对长江减沙的影响将在今后较长时期内得以维持。     

近40年来长江上游干支流悬移质泥沙粒度的变化及其与人类活动的关系

以实测资料为基础,研究了长江上游干支流5个代表站即金沙江屏山站、岷江高场站、乌江武隆站、嘉陵江武胜站和长江宜昌站的悬移质泥沙粒度随时间的变化。研究发现,近40年来长江上游不同的水沙来源区和干流控制站的悬沙粒径均呈现出明显的减小趋势。长江上游干支流悬沙粒径的细化趋势,与水库的修建有密切的关系。长江上游的水库均以蓄水发电和灌溉为目标,水库拦截了来自库上游流域的泥沙,其中粗颗粒部分淤积在库内,使得经水库下泄的泥沙显著变细。长江上游干支流绝大多数河流为沙卵石河床或基岩河床,已建水库下游河道均为沙卵石河床,通过水库下游的冲刷得到的细泥沙补给是很有限的。由于床沙中含细颗粒泥沙少,水库下泄的清水无法通过冲刷河床来得到大量泥沙的补给,故经过长距离的水流-河床相互作用后,因水库拦沙而显著变细的悬沙粒径不会因河床冲刷而明显增大。长江上游流域内大规模的水土流失治理收到了明显成效,使重点产沙区的产沙量减小。各种水土保持措施的实施,拦截了较粗的泥沙,也会使进入河道的泥沙粒度变细。运用多元回归分析方法,研究了不同水沙来源区悬沙粒度的变化和两个重点产沙区产沙量的变化,对宜昌站悬沙粒度变化的影响。运用所建立的多元回归方程式,可以根据上游各站悬沙粒径特征和两个重     

长江中下游水沙通量变化规律

采用水文学、泥沙运动力学与数理统计学相结合的研究方法，对宜昌和大通两个测站近五十年的实测水文、泥沙资料进行分析，以探究长江中下游水沙通量的变化规律。研究表明，水量由中游向下游沿程递增，但各测站的年均增幅不明显；长江中下游泥沙主要来源于长江上游地区的金沙江和嘉陵江。其次是汉江、洞庭湖和鄱阳湖等水系；长江流域来沙主要以悬移质形式下泄，悬沙通量由中游向下游沿程递减，同时各测站悬移质输沙量也逐年呈阶梯性递减趋势；长江中下游水沙通量有明显的季节性变化，洪季通量值明显高于枯季；悬沙颗粒主要由极细砂和粉砂组成，自中游向下游，泥沙颗粒逐渐细化；由于江阴河段附近边界条件的限制，该区域的悬沙粒径明显小于其上下游河段。     

长江上游水沙变化分析

初步分析了长江上游屏山站、北碚站以及宜昌站近5 0年来的水沙变化趋势。分析结果表明：长江上游年均径流量变化比较平缓,总体上波动不 大,近几年有增加的趋势;输沙量总体逐渐减少。屏山站1980-2000年输沙量偏高,2001-20 05年输沙量则有减少的趋势;北碚站水沙变化趋势完全一致,但输沙量减幅更甚;宜昌站80 年代以来输沙量一直呈下降趋势,尤其是90年代以来输沙量急剧减少。     

金沙江流域径流年代际变化特性分析

为研究金沙江流域径流年代际的变化特性,采用金沙江流域石鼓站1951~2009年、攀枝花站1966~2009年、屏山站1940~2009年径流资料,对金沙江流域径流年代际变化特性进行了分析,结果表明,自20世纪40年代以来,金沙江流域来水年际径流变化不大,无明显增大或减小趋势。金沙江中游来水自20世纪80年代后呈小幅增加趋势,可能是由于降雨增加所致,形成原因有待进一步深入研究。     

长江河流研究进展

对1950年以来长江河流研究工作的进展作了简要综述。内容包括:长江流域来沙特性、长江中下游河道演变特点、河道整治的主要经验以及相应的研究成果。指出:长江上游干流悬移质泥沙主要来源于金沙江和嘉陵江,以宜昌站为代表,分别占50.9%和24.0%;长江中下游河道演变受自然因素和人为因素的双重影响,且人为因素日益增强;加强河道演变观测分析,掌握河道演变规律,是实施河道整治工程的基础工作和必要条件;河道整治工程的规划、设计必须与河道演变观测、河工模型试验和数学模型计算相结合。     

长江上游水库群兴建对水沙情势的影响分析

长江上游一批大中型水库的相继建成,对上游流域的水文、泥沙特性将产生一定的影响。系统分析了上游流域水库群建成后各支流主要控制性水文站及干流寸滩、宜昌站的水沙变化规律。结果表明:除屏山站以外,各站点在时段分割点后的年均径流量均较之前呈明显的下降趋势,下降幅度达4%～24%;各站点年均输沙量下降趋势更为明显,下降幅度达30%～90%。在此基础上,分析了长江上游水库群兴建后面临的新形势,并对当前需重点研究解决的问题提出了建议。     

基于粒径和 137Cs的三峡水库消落带泥沙来源示踪研究

为分析三峡水库消落带泥沙输移与沉积规律,采用原位观测方法,沿库岸H=148 m高程带选择15个采样点,并甄选出3个典型断面采集沉积泥沙样品,利用激光粒度仪和γ能谱仪分别测试样品的粒径与 ¹³⁷Cs活度,分析二者在水平和高程2个维度的变化特征,探讨消落带沉积泥沙来源。结果表明①三峡水库消落带沉积物的中值粒径(D₅₀)沿水流方向逐渐降低,并在忠县任家镇及其下游河段基本保持稳定,而 ¹³⁷Cs活度沿水流方向逐渐增大,但在任家镇及其下游河段仍有波动。②消落带邻江区域沉积物的粒径最粗、 ¹³⁷Cs活度最低,除这一区域外,沉积物粒径沿高程的变化取决于消落带上方坡面的土壤侵蚀状况,若上方存在侵蚀,沉积物粒径随高程的增加而增大,若上方微弱侵蚀或无侵蚀,则沉积物粒径随高程的增加而降低,但 ¹³⁷Cs活度不受上方土壤侵蚀状况影响,均表现为随高度增加先降后升的变化趋势。③粗颗粒与细颗粒沉积物具有不同的来源特征,变动回水区的粗颗粒也主要源于金沙江和嘉陵江,乌江入库的粗颗粒主要沉积在涪陵至忠县任家镇河段,任家镇下游的粗颗粒主要源于库区内侵蚀产沙;变动回水区的细颗粒主要源于金沙江和嘉陵江,常年库区的细颗粒泥沙来源较多,金沙江、嘉陵江、乌江和库区内侵蚀产沙均存在明显贡献,而库水位涨落过程中的波浪侵蚀对沉积物存在再分配作用,它能使表层沉积物重新进入水体,并在较低的位置实现二次沉积。