輸沙量計算

主要計算多年平均年輸沙量和各種典型年年輸沙量的年內(nèi)分配。由于推移質(zhì)輸沙量資料缺乏，通常僅作懸移質(zhì)輸沙量的年內(nèi)分配計算。輸沙量年內(nèi)分配一般以月沙量表示。多年平均年輸沙量的年內(nèi)分配，在有較長實測資料時，直接由實測資料計算。各種典型年輸沙量的年內(nèi)分配，一般根據(jù)工程規(guī)劃設(shè)計的要求，按豐、平、枯水年多與多、中、少沙年的組合情況選擇典型進行計算，如豐水多沙年、豐水中沙年、平水多沙年等。在資料不足或無資料地區(qū)，可移用鄰近相似流域的年內(nèi)分配百分數(shù)，估計年內(nèi)分配情況 。

河流泥沙分為懸移質(zhì)和推移質(zhì)兩類。懸移質(zhì)資料較多，是進行輸沙量計算的主要依據(jù)。推移質(zhì)資料很少，精度亦差，常采用其他途徑間接估算其輸沙量。

（1）懸移質(zhì)輸沙量。根據(jù)資料條件采用不同的計算方法；1.有實測懸移質(zhì)資料10~15年以上時，可直接計算出多年平均年輸沙量。2.懸移質(zhì)實測資料不足時，可通過本站水沙關(guān)系，如年、月徑流量與年、月輸沙量關(guān)系，利用本站徑流資料來插補延長輸沙量系列；也可通過本站與上、下游站或鄰近相似流域測站的年、月輸沙量關(guān)系進行插補延長。3.沒有懸移質(zhì)實測資料時，常采用多種方法估算比較確定。如：根據(jù)地區(qū)水文手冊查輸沙量模數(shù)圖；調(diào)查設(shè)計流域或相似流域已建水庫的淤積沙量，據(jù)此估算設(shè)計站的多年平均年輸沙量；用經(jīng)驗公式估算，這類公式大多以流域的地質(zhì)、地貌、植被、氣候和治理程度等因素為定量指標，建立輸沙量和這些指標的經(jīng)驗關(guān)系。

（2）推移質(zhì)輸沙量。常用的估算方法有：1.比例系數(shù)法。認為在一定地區(qū)和河道水文地理條件下，推移質(zhì)和懸移質(zhì)數(shù)量上有一定的比例。利用這種比例關(guān)系，根據(jù)懸移質(zhì)年輸沙量推求推移質(zhì)年輸沙量。一般情況下，推移質(zhì)與懸移質(zhì)的比值為：平原地區(qū)河流0.01~0.05；丘陵地區(qū)河流0.05~0.15；山區(qū)河流0.15~0.30或更高。2.推移質(zhì)輸沙率公式計算。這類公式很多，各有其依據(jù)和適用條件，應(yīng)慎重使用。3.利用上、下游或相似流域已建水庫淤積資料，根據(jù)泥沙的顆粒級配，粗估推移質(zhì)輸沙量。

一定時段內(nèi)通過河流指定過水斷面的泥沙總量的計算。在工程水文學(xué)中，輸沙量計算的主要任務(wù)，是預(yù)估未來工程運行期間河流來沙的數(shù)量及其變化情況，為制定排沙減淤措施提供基本特征數(shù)據(jù) 。計算內(nèi)容包括:(1)工程所在河流斷面的多年平均年輸沙量及其年內(nèi)分配，它反映河流總的來沙條件;(2)不同典型年的年輸沙量及其年內(nèi)分配，它反映了河流輸沙量在不同典型年份及其年內(nèi)的變化。

河流輸沙量的大小主要決定于水量的豐枯和含沙量大小。含沙量大的河流輸沙量不一定大；含沙量小的河流輸沙 量不一定小。中國長江年平均含沙量僅0.54公斤/米3，而年輸沙量高達4.78億噸；遼河年平均含沙量為6.86公斤/ 米3，而年輸沙量僅0.41億噸。河流輸沙量隨時間變化。一年中最大輸沙量在 汛期，最小輸沙量在枯水期，年際輸沙量 也不一樣，變化較年徑流更為劇烈。在一次洪水過程中，最大輸沙量與最大洪水量出現(xiàn)時間大體一致。就一條河流而言，山區(qū)河段輸沙能力強，河道以沖刷為主，輸沙量沿程增加；平原河段河道以淤積為主，輸沙量沿程減少。

中國主要河流輸沙量的影響因素

輸沙量徑流量

徑流量對輸沙量的影響作用最大，是影響輸沙量最為顯著的環(huán)境因子。

輸沙量氣候

我國河流眾多,流域氣候分布從北到南跨越寒溫帶一直到熱帶，從東到西則有從濕潤區(qū)到干旱區(qū)的水分遞變規(guī)律,由此構(gòu)成了中國流域明顯的區(qū)域氣候特征。河流含沙量的南北低中部高區(qū)域分布即是氣候影響因素的1種集中體現(xiàn)。從氣候因素的3個量化指標與輸沙量的關(guān)系來看，干旱指數(shù)與輸沙量的相關(guān)性較好,而年均降水量和年均氣溫的影響作用則不明顯。中國主要流域的年均徑流量受降水量的影響較小,尤其是黃河等流域受到蒸發(fā)量的影響較為強烈,體現(xiàn)在受到干旱指數(shù)的顯著控制。氣溫對流域的影響幾乎在所有的流域都明顯受到降水差異的中和。

輸沙量地貌

一般而言,高海拔意味著活躍的構(gòu)造活動,快速的構(gòu)造隆起使風化殼遭受強烈的剝蝕,同時構(gòu)造運動形成的地貌單元改變了區(qū)域性氣候和風化作用環(huán)境,使氣候、植被等也相應(yīng)發(fā)生急劇變化,從而對流域的輸沙量產(chǎn)生重要的影響。我國的長江、黃河發(fā)育于青藏高原,輸沙量大同青藏高原強烈的隆升不無關(guān)系,同樣發(fā)源于青藏高原世界最高山峰喜馬拉雅山的印度恒河-布拉馬普特拉河、印度河等河流的含沙量、輸沙量、碎屑侵蝕模數(shù)也是世界異常高的流域 ,從另一方面佐證了這一點。

輸沙量植被

植被對流域產(chǎn)沙量的影響比較復(fù)雜。一方面,植物的生長造成巖石礦物的機械破碎即對機械剝蝕有所貢獻,另一方面,植被覆蓋在原巖上,形成土壤保護層,對雨滴動能有消散作用,并對降雨有攔截作用,從而延緩徑流的產(chǎn)生,增加了土壤的抗蝕性,同時減少了巖石暴露面積,阻止了風化作用向深部發(fā)展的進程 ?？傮w而言,植被的保護作用(減少輸沙量)占優(yōu)勢地位。如果植被破壞嚴重,河流的輸沙量就會急劇增加。整體而言,中國主要流域盆地的輸沙量與森林覆蓋率的相關(guān)系數(shù)并不大 ,這可能是因為我國流域的森林覆蓋率普遍不高,除南方少數(shù)河流外,大部分流域盆地的森林覆蓋率不足20% ,導(dǎo)致植被的保護作用不明顯,可能被土地開墾面積等增大河流輸沙量的因素所掩蓋了 。

輸沙量人類活動

幾個世紀以來,沿河流域地區(qū)的城市化、過度開墾、毀林造田等人類活動導(dǎo)致世界眾多河流嚴重的水土流失和洪澇災(zāi)害,正日益受到人們的關(guān)注 。據(jù)估算,人類大規(guī)模耕種后,世界河流每年的輸沙量已增加了2～ 10倍。自從人類大規(guī)模開墾后,黃河流域的產(chǎn)沙量已增加了1個數(shù)量級。2100433B