椒江入海水沙通量的变化规律

基于椒江流域沙段和柏枝岙水文站1958-2013年实测径流量和输沙率资料,采用水文学和数理统计等方法,分析椒江流域始丰溪和永安溪入海水沙通量变化特征及相互关系,并对气候和人类因素影响进行讨论。研究结果表明:始丰溪和永安溪的水沙通量具有明显的年际变化和年内变化,水通量变化相对稳定,沙通量变幅大于水通量,始丰溪变幅大于永安溪;椒江洪枯季流量悬殊,洪峰暴涨暴落,梅汛期和台汛期是主要输水时期,台汛期是主要输沙时期;始丰溪和永安溪水沙通量之间具有较好的峰谷对应关系;椒江流域径流变化主要受降雨量控制,而输沙量变化还受其它因素影响;受人类活动影响,始丰溪和永安溪的水沙关系发生多次改变,突变时间与人类活动吻合;里石门水库的建成和运行,对始丰溪径流起到了调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀。     

1957-2014年信江水沙变化特征分析

利用信江干流3个水文站（上饶站、弋阳站、梅港站）近60年的实测流量、含沙量资料,分析了信江流域年径流、年输沙量的变化特征。结果表明：（1）径流量年际变化较大,1990 s水量异常偏多（+20%）,径流序列存在29年、9年的主周期,但未来径流量表现为明显的随机性;（2）输沙量在1990 s起显著减少,导致水沙双累积曲线发生转折,R/S分析表明未来输沙量继续减少;（3）2000 s径流量偏少（-5豫）是输沙量减小的原因之一,1990~2000年间建成的界牌水库、大坳水库、七星水库等大中型水利工程拦截泥沙,是梅港站2000 s输沙量异常偏少的另一个主要因素。由于流域水土流失治理、水利工程建设等,预计今后梅港站输沙量仍将进一步减少。     

中国大陆太平洋流域河流下泄水沙通量的变化

选择中国大陆太平洋流域主要的10条河流17个代表性站点,分析、插补各站年径流量和年输沙量数据,汇总得出1955-2007年53年的水沙通量系列数据,代表中国大陆太平洋流域河流总的下泄水沙通量。总体看,中国大陆太平洋流域河流总的水通量约为每年15 600亿m3/a,从时间序列来看,无明显趋势性变化;总的沙通量约为每年13.9亿t/a,从时间序列来看,呈明显的4级梯级下降,年输沙量从20.9亿t/a降至近年的5.8亿t/a。输海沙量的降低主要是水土保持、水利枢纽对水沙量的调节、灌溉引沙和气候变化等因素综合作用的结果。     

大凌河流域水土保持成效与水沙变化研究

以1992年为时间节点,采用大凌河流域建凌、朝阳、大凌河、义县、哈巴气、复兴堡等水文站实测系列资料,分设站-1991年、1992-2020年、设站-2020年三个时段全系列分析了大凌河流域输沙模数、输沙量、径流量、降水量等水沙特征。结果表明,1992年后大凌河流域降水量变化不明显,但输沙量和径流量明显减少,并且输沙量高于径流量的下降幅度,可见水土保持减水减沙效益显著。建议大凌河流域水土保持工作应重点关注现有水文监测体系的充分利用,加强重点支流治理,加快沟底、沟坡、沟头、坡面四道“防线”的构筑。     

2000年以来黄河入海水沙变化及河口演变分析

利用实测资料对小浪底水库运用以来黄河入海水沙情势变化及其演变效应进行了系统分析和概括,结果表明:2000年以来黄河入海水沙数量急剧减少,尤其是泥沙数量减少更甚,含沙量减小的特征十分明显;汛期水、沙数量占全年水、沙数量的比例也有了一定程度减小,小于500 m3/s的小流量历时大幅度延长;小浪底水库的初期运用以及下游发生的全程冲刷使得入海泥沙有所变粗;从现阶段河道冲淤、水位、淤积延伸造陆以及尾闾口门河势变化来看,黄河口的演变正处于微变化或逆转性状态,并使得现行流路行河年限明显加长。     

鄱阳湖与长江水沙通量变化特征分析

利用1956～2005年湖口水文站水、沙观测资料,分别分析了鄱阳湖和长江水沙通量的年代、年际、季节的变化规律以及水、沙通量之间的关系.研究表明:①鄱阳湖入江水通量的年代变化明显,20世纪90年代入江水通量具有明显的递增趋势,21世纪初则呈递减趋势;而沙通量在20世纪50～90年代间有明显的递减趋势,2000年以来呈明显的递增趋势.②水沙通量的年际变幅较大,但沙通量的年际变幅远大于水通量.③水沙通量的季节变化明显,鄱阳湖入江水通量主要集中在4～9月份汛期,其径流量占全年总径流量的68%以上.由于长江水倒灌,鄱阳湖入江的沙通量与水通量变化不一致,输沙量多集中于春夏两季,特别集中于鄱阳湖与长江汛期的间隔期3～4月份.④年输沙量和年径流量相关性较低,但是枯水期至汛期前期的水沙通量变化趋势一致性较好.     

1952- 2014 年饶河流域水沙变化特征及影响因素

利用饶河流域 1952- 2014 年 3 个水文站的实测流量、输沙量资料, 分析了饶河流域年径流量、年输沙量的变化 特征。结果表明: ( 1) 饶河流域从径流和输沙地区组成来看, 昌江、乐安河、信江东大河占比在 20% ~ 35% 之间, 输沙量 和径流量成正比; ( 2) 饶河流域径流量年际变化较大, 20 世纪 90 年代水量异常偏多( + 20%) , 径流、输沙序列存在 20 年的周期, 但未来径流量表现为明显的随机性; ( 3) 输沙量在 1998 年后显著减少, 导致水沙双累积曲线发生转折, 未来 输沙量可能继续减少; ( 4) 2000 年后径流量偏少( - 10%) 是输沙量减小的原因之一, 1998- 2007 年间建成的大中型水 利工程拦截泥沙, 是饶河 2000 年后输沙量异常偏少的另一个主要因素。由于流域水土流失治理、水利工程建设等, 预 计今后饶河干支流输沙量仍将进一步减少。研究结果可为饶河流域水资源综合利用开发和水生态保护提供参考。     

黄河流域洪水对入海泥沙通量的影响

利用1950～1985年大样本洪水资料,研究了黄河流域洪水过程中三黑小所控制的流域水沙条件与入海泥沙通量和通量系数的关系,分析了泥沙通量与流域水量、沙量和平均流量的关系。在三黑小沙量与入海泥沙通量的关系中,从量上看,黄河下游河道具有“多来多排”的特性;从比例上看,具有“多来多淤”的特性。不同来源区洪水对泥沙通量和通量系数具有不同的影响,平均每场洪水泥沙通量按大小排序依次是:多沙粗沙区、下少沙区、上少沙区和多沙细沙区。通量系数按大小排序依次是:下少沙区、上少沙区、多沙细沙区和多沙粗沙区。     

河流输沙量变化的主要驱动因素

鉴于河流输沙量的大小和变化对河流系统的功能发挥具有重要意义,且河流输沙量的变化受多种因素驱动,在总结近些年我国河流输沙量变化研究的基础上,分析河流输沙量变化的主要驱动因素。认为我国主要河流除松花江多年水沙量无明显趋势性变化外,其他河流的年输沙量均呈明显下降趋势,主要河流总入海输沙量从1955—1968年的20.3亿t/a降至1997—2010年的5.0亿t/a。研究表明:大坝建设、水土保持措施、流域扰动、河道采砂和气候变化等是输沙量变化的主要驱动因素;长江流域修建大量水库是长江入海沙量降低的主要驱动因素;水土保持措施是黄河入海沙量大幅降低的主要驱动因素之一;流域扰动为澜沧江清盛站输沙量的降低幅度远低于嘎旧站的原因;农业增产减沙可能是淮河入海沙量降低的主要驱动因素;珠江输沙量的降低受到河道采砂的影响;海河流域气候变化是海河诸河输沙量大幅降低的主要驱动因素之一。     

长江口悬沙浓度变化趋势及成因

基于1959-2011年长江河口水域实测悬沙浓度数据,对其悬沙浓度分布特征及变化趋势进行研究。结果表明:1流域入海水量无明显增减趋势,年内分配过程为洪季水量减少枯季增加,入海沙量和含沙量无论是洪季、枯季或年均为减小趋势;2河口段徐六泾、南支、南北港及北槽进口悬沙浓度伴随入海泥沙量锐减呈现减小趋势,北支受潮汐影响也呈减小趋势,南槽因水动力增加变化不明显;3受分流比减小、上游来沙锐减及河床粗化等影响,2005-2011年北槽上段和下段平均悬沙浓度较2000-2002年减小约33.25%,中段(CSW)受越堤沙量影响较大,呈现一定增加趋势;4长江口外海滨泥沙的再悬浮作用,有效减缓该区域悬沙浓度减小幅度,但仍不能改变其伴随流域入海泥沙锐减的减小趋势,2003-2011年平均悬沙浓度较1981-2002年减小约21.42%;其峰值向口内上溯约1/6经度,且峰值移动主要由径流和潮流水动力对比决定。     

黄河入海口水沙通量变化规律

根据利津站1950-2003年长系列的水、沙实测资料，运用统计分析方法对比分析研究了长系列及近期（1986-2003年）黄河入海口区水、沙通量的季节性变化、年际变化以及水、沙通量之间的关系。结果表明，①黄河入海口区的水沙通量有明显的季节性变化，其中沙通量的变化更为显著；②丰水年很少连续出现，枯水年有75％以连续两年的形式出现；③多沙年有连续几年出现1次的，也有连续2年或3年都出现的，少沙年基本上以连续形式出现，最多可达7年；④水沙通量间存在一定的相关性，其中细颗粒泥沙通量与水通量之间的相关性较弱。     

复杂河口汊道封堵水沙问题研究

摘 要：对复杂分汊河口次要汊道进行封堵围垦可以获得土地资源。以瓯江口南口封堵为例研究了复杂河口汊道封堵问题。首先对复杂的瓯江口的自然条件和冲淤演变进行了分析；其次，使用二维波浪潮流泥沙数学模型、波浪潮流泥沙物理模型及三维潮流数学模型等研究手段，对瓯江南口现潜堤加高进行了封堵后的二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化和三维潮流场进行了模拟研究，对瓯江泄洪排涝的影响进行了计算和分析。研究结果表明，从对周围水沙环境和瓯江泄洪排涝的影响角度考虑，将现潜堤加高进行南口封堵的方案是可行的。     

黄河尾闾河道平滩流量变化对来水来沙的响应

通过分析1976年清水沟流路以来黄河河口尾闾河道冲淤变化及河槽萎缩特点,探讨了利津平滩流量变化对来水来沙及河口延伸的关系。结果表明:河口区平滩流量变化不仅与来水量、洪峰流量、水沙搭配系数、河口河长相关,而且与前期河床条件有关。给出了维持河口河道4 000 m3/s平滩流量需要的水量、洪峰流量及水沙搭配的定量关系以及河口延伸长度的限制条件,为河口尾闾河道的综合治理提供一定的参考。     

生态输水条件下额济纳河水沙特征

为定量描述内陆河下游河流水沙变化特征,基于额济纳河实测径流数据（1988—2020年）和泥沙数据（2006—2020年）,系统分析额济纳河多年水沙变化特征以及生态输水条件下流量变化对额济纳河含沙量输出特征影响。结果表明：自2000年生态输水后,额济纳河输水期延长,且径流量由生态输水前的急剧下降转为显著上升的态势;至2020年,额济纳东、西河的年均流量均已恢复至20世纪80年代末水平;2006—2020年额济纳河年输沙量呈现下降趋势（-0.3万t/a）,其中东河多年平均输沙量约37.6万t,为西河的2.4倍,且主要受径流量、输水期及河水含沙量的影响。水沙变化特征分析表明,含沙量与流量呈显著正相关,河流泥沙在低流量时期（春、冬季）沉积,等到高流量时期（夏、秋季）便引发强输沙（含沙量> 5 kg/m3）或中输沙（含沙量> 1 kg/m3）事件。含沙量不仅会随流量增加而不断增大,且其增幅受流量增速与前期高流量输水事件影响显著。本研究结果可为额济纳河生态输水管理和未来绿洲生态环境变化预测提供理论支撑。     

珠江河口口门区滩槽演变及对泄洪的影响研究

受流域来水来沙和高强度的人类活动的影响,珠江河口口门滩槽演变规律复杂,对泄洪安全的影响有待深入研究。本文阐明了珠江河口滩槽近期演变总体特征,揭示了河口拦门沙演变动力机制,评估了不同类别大型涉水工程对泄洪的影响和贡献率,提出了珠江河口径潮控制敏感区的划分方法,量化了涉水工程防洪影响关键控制指标。研究发现:(1)在来沙大幅减少背景下,珠江河口滩涂存在侵蚀后退的可能,滩槽近期演变总体上有利于口门泄洪;(2)季风成沿岸流和洪水径流是塑造磨刀门拦门沙东、西汊发育的主动力,洪水与波浪共同作用是形成拦门沙内、外坡冲刷,拦门沙顶淤高的主要成因;(3)涉水工程对河口洪潮水位、分流比、净泄洪量、纳潮量等影响的群体效应,伶仃洋东四口门桥梁工程群对潮位影响贡献率大于围垦工程,而在西四口门围垦工程对潮位影响更大;(4)引入径潮动力比概念,提出珠江河口径潮控制分区,识别了防洪敏感河段,建立基于单宽流量概念的工程阻水效应判断方法,划分防洪影响敏感水域;(5)综合分析提出了各敏感河段或水域的涉水工程的允许壅水高度,基于口门均衡断面的河相关系,提出涉水工程引起的潮量减幅应控制在1%~2%以内。     

宁夏清水河流域水沙变化特点分析

为搞清清水河流域不同时期、年际及年内水沙变化特点,以清水河流域固原、韩府湾和泉眼山3个水文站长系列实测水沙资料为基础,采用实测资料统计分析方法对水沙量进行系统分析,并利用Mann-Kendall突变检验方法确定了各站年水沙突变点年份。研究表明:与长时期相比,近期2010—2015年除泉眼山站水量增加6.2%外,其他各站水沙量均减少,水沙减少范围分别为58.8%～65.7%和64.3%～94.4%,沙量减幅大于水量减幅。清水河流域年水量的58.5%～65.6%和年沙量的85.6%～89.4%都集中在汛期,年际间水沙丰枯悬殊。各站年径流量和输沙量突变时间存在差异性,各站水沙量近期呈减少趋势。同时也对影响清水河流域水沙条件变化的降雨量、坡面水土保持措施、水库运用和淤地坝建设等因素进行了初步分析。     

泾河张家山站水沙多时间尺度分析及输沙量模拟

为了掌握泾河水沙变化的基本规律,运用EMD方法对泾河张家山水文站1958—2011年的年径流量及年输沙量序列分别进行了多时间尺度分解,依据实测年输沙量数据,应用时间序列分析方法建立了年输沙量模拟模型。泾河年径流和年输沙量的时间序列均可分解为3个不同波动周期的振荡分量和一个递减的趋势分量;年输沙量模型适用性较好,且模拟精度较高,可应用于年输沙量预测。泾河水沙多时间尺度变化的特征分析和输沙量预测可为泾河水资源规划提供科学依据。     

1965~2011年赣江中上游年输沙量变化及影响因素

基于赣江万安坝址下游的西门水文站1965~2011年的径流量、输沙量观测资料和推算数据,利用Mann-kendall趋势分析检验法、双累积曲线法和相关性分析法等分析了赣江中上游输沙量变化特征,并探讨了该区域的气候变化和人类活动等因素对赣江中上游输沙量的影响。结果表明：西门水文站径流量年际变化较为均衡,而年输沙量有明显减少的趋势,特别是万安建库前后水沙关系分成两个系列,年径流量的突变点在1967年,输沙量突变点在1996年,即万安水库建成之后2 a;西门水文站年降雨量和年径流量基本保持一致,年降雨量的变化对年输沙量的影响显著;另一方面,1980年至今水利工程建设、水土保持工程等对河流泥沙产出和输送的影响显著,这也是导致该河段泥沙减少的主要原因。     

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。     

Impact of water and sediment discharges on subaqueous delta evolution in Yangtze Estuary from 1950 to 2010

In order to determine how the subaqueous delta evolution depends on the water and sediment processes in the Yangtze Estuary, the amounts of water and sediment discharged into the estuary were studied. The results show that, during the period from 1950 to 2010, there was no significant change in the annual water discharge, and the multi-annual mean water discharge increased in dry seasons and decreased in flood seasons. However, the annual sediment discharge and the multi-annual mean sediment discharge in flood and dry seasons took on a decreasing trend, and the intra-annual distribution of water and sediment discharges tended to be uniform. The evolution process from deposition to erosion occurred at the -10 m and -20 m isobaths of the subaqueous delta. The enhanced annual water and sediment discharges had a silting-up effect on the delta, and the effect of sediment was greater than that of water. Based on data analysis, empirical curves were built to present the relationships between the water and sediment discharges over a year or in dry and flood seasons and the erosion/deposition rates in typical regions of the suhaqueous delta, whose evolution followed the pattern of silting in flood seasons and scouring in dry seasons. Notably, the Three Gorges Dam has changed the distribution processes of water and sediment discharges, and the dam＇s regulating and reserving functions can benefit the subaqueous delta deposition when the annual water and sediment discharges are not affected.