锦州市小凌河泥沙分析.docx

锦州市小凌河泥沙分析熊金锋， 杨 光（辽宁省水文水资源勘测局锦州分局， 辽宁 锦州 121000）摘要 泥沙资料是河流开发、 利用、 整治不可缺少的资料。 由于河流泥沙有其独自的特性， 为了满足小凌河水利工程建设， 综合利用规划、 河道整治， 我们收集了小凌河泥沙资料， 并进行整理分析， 供有关部门参考。关键词 河流； 泥沙分析； 河道整治中图分类号 tv14文献标识码 b石 山 区 ， 地 形 多 变 ， 有 的 是 岩 石裸露的高山峻 岭， 有的是土质瘠薄的荒山秃岭。 河流进入凌海 市境内多为低山丘陵， 土质多为黄土和亚粘土 ， 流域内西北高东南低， 一般高度在海拔 200m 左 右， 中上游地势的平均坡度在 30 0 以上， 极易造 成水土流失。辽 宁 西 部 的 气 候 条 件 ， 夏 季 多 雨 ， 冬 季 少 雨， 年平均降雨量 500 600mm， 丰水年年降雨 量 可 达 700 900mm， 枯 水年年平均降雨量 300mm 左右。 降雨量多集中在每年的 69 月份，约占年降水量的 80% 以上。 不但是降雨量集中， 而且还多降暴雨， 暴雨又是产流和水土流失的主 要 原 因 。 降雨量大于入渗量 ， 就要产生地表径 流 ， 而地表径流又能带走大量 的土壤颗粒和沙 石， 降暴雨强度大， 而且又有重力作用， 它能破 坏地表土壤的团粒结构， 一部分被径流带走流入 河中， 一部分土粒堵塞土壤孔隙， 削弱土壤入渗 能力。小凌河流域内多是山区， 低山丘陵区多是荒 山秃岭， 岩石裸露， 树木植被稀少， 水土流失严 重。 虽然自建国以来做了大量的水土保持工作 ， 在山区植树造林， 修建水土保持工程， 在丘陵区 修梯田， 种果树， 扎沟治坡， 流域内的植被覆盖 率也只有 50%左右， 有一半以上的地区还裸露在 阳光的直接照射下， 一遇暴雨， 还会倾流直下 ， 现有的水土保持工程也经受不住暴雨的袭击。人类的活动。 小凌河流域的县、 乡、 因地处 山区， 山是荒山秃岭， 岩石裸露， 树木稀少， 地流域概况1小凌河是辽西地区第二大河，属沿海山溪性河流。 发源于朝阳县西南 110km 之助安喀刺山，海 拔 784m，流 经 朝 阳 、 葫 芦 岛 、 凌 海 、锦 州 4市。 至锦州市东南右岸与女儿河汇合， 南下注入渤海， 干流全长 206.2km， 流域面积为 5 475km2。其中山地占 60%， 丘陵面积占 23.7%， 平原面积占 16% 。流域形同宽叶片状 ， 流 域 平 均 宽 度22km。 小凌河流域内的地势为西北高， 东南低，丘陵起伏， 比降大， 水势急 （特别是上游地区），水土流失严重。小凌河上游有缸窑口水文站，文站， 并先后设有六家子、 羊山、下游有锦州水根德营子、 大屯 、 巴 图 营 子 、 七 道 岭 、 二 道 岭 子 等 几 处 雨 量站。锦州水文站自建站以来 ， 测 得 最 大 流 量 9810m3/s， 年 平 均 流 量 10.8m3/s， 年 平 均 输 沙 量288 万 t， 浸蚀模数为 924t/(akm)。小凌河泥沙成因2小凌河所处的地理环境、 气候条件、土壤植被 情 况 ， 人类活动等因素构成了 小 凌 河 泥 沙 成因。从小凌河流域内的地理环境看， 小凌河流经 的朝阳市朝阳县、 葫芦岛市南票区， 大部分是土收稿日期 2010-11-30作者简介 熊金锋 （1961-）， 男， 辽宁锦州人， 工程师， 现从事水质监测分析、 水资源评价、 泥沙颗粒分析等工作。吉林水利锦州市小凌河泥沙分析熊金锋等2011 年 04 月是多年水土流失， 土质瘠薄， 产量低， 收入少，属于贫困地区， 由于近几年政策扶持， 群众的生 活也刚刚解决温饱问题， 无经济实力搞水土保持3.2 小凌河泥沙粒径和组成小凌河泥沙粒径和组成， 根据缸窑口站测得 的颗分资料， 泥沙颗粒大小和形状极不规则， 卵 石常呈椭球形， 沙粒呈多角形， 土粒为悬移质 ， 细小的难以辨别形状。 土粒的大小常用泥沙颗粒 直径表示， 悬移质泥沙粒径一般在 0.007-1.0mm 之间。 选缸窑口站一次峰测得的资料， 悬移质最 小粒径为 0.005mm， 平均粒径为 0.041mm， 最大 粒径为 0.711mm。小凌河的泥沙多为悬移质， 即流域内降暴雨造成水土流失。 因此泥沙组成， 根据测得粒径大 小对照， 泥沙颗粒分级标准， 泥沙组成为粗沙 ， 中沙、 细沙、 极细沙、 粉沙和粘土。工程和生物措施， 再加上有不合理耕种，矿等因素， 水土流失也在所难免。开荒采3小凌河泥沙状况3.1小凌河泥沙变化规律小凌河的泥沙是通过流域内缸窑口水文站和 锦州水文站实际测验中得知的。 根据 2 个水文站 测得的泥沙资料看， 小凌河的泥沙多出现在每年 的 6-9 月份， 而其他月份基本没有 ， 详 见 表 1。每年的 6-9 月份也正是降雨集中的月份，小凌河小凌河输沙量及断面冲淤变化据小凌河锦州站实测资料统计， 历年平均含 沙 量 2.21kg/m3, 历 年 最 大 含 沙 量 为 67.9kg/m3， 发 生在 1961 年， 历年平均输沙量为 98.7 万 t， 历年3.3中的水位变化、 流量、 含沙量也是随降雨量的大小而变化的。 连降暴雨， 小凌河锦州站测得水位 流量、 含沙量、 沙量均出现一次峰量。 这说明降 雨对泥沙的影响极大， 降雨量大， 流量大， 泥沙最大输沙量出现在 1969 年， 为 1 271 万 t，由公也大， 降雨和泥沙是正比关系（见表 1）。式可知输沙量的大小与径流量 的大小成正比关 表 1锦州站历年逐月含沙量统计表kg/m3月年123456789101112197519761977197819791980198119821983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920032004200520066.860.172.050.410.8113.90.8811.92.263.241.4312.11.423.916.2613.35.591.540.0873.684.052.951.41.2212.44.683.441.470.0853.260.140.163.430.2450.3134.0611.73.061.362.781.50.0252.380.460.391.8910.41.211.922.063.761.480.110.0160.220.1130.0960.470.0030.0094.758.410.070.4290.0710.1790.230.0730.50.152.90.122.740.110.110.120.270.161.43.5810.50.0690.61.013.741.283.420.0150.470.130.430.2711.92.060.210.310.0351.370.0370.160.272.360.1340.0720.4380.13.440001.9201.400.16000003.490.180.121.501.490.3010.0850.2550.037- 39 -吉林水利锦州市小凌河泥沙分析熊金锋等2011 年 04 月系， 从图 1 可以明显看出这一关系。逐渐增大。 还有沿河宽分布， 主要特征为河主流大， 两边小。 另外还有沿河长分布。含沙量随时间的变化而变化。 对于一次洪峰 而言， 一般是随流量增加而增大， 这一点与流域 内水土流失状况有着复杂关系。 在初次洪水时 ， 由于长时间堆积在流域面上的杂草和浮物， 一下 子被暴雨冲刷至河中， 容易造成河面出现大量的 淤 柴 ， 也可增大含沙量 。 洪 水 总是从涨水到持 平， 到落水完成这一洪峰过程的， 而含沙量也是 随之完成这一过程变化的。图 1 锦州站历年径流量与输沙量相关图结论4小凌河断面的冲淤变化， 主要是泥沙运动造成的。 而泥沙运动又取决于河水的流速大小， 泥 沙运动分为滑动、 滚动、 跳动、 悬移。 小凌河河 床比较稳定， 历年来变化不大， 只有遇暴雨时或 出现较大洪峰流量时， 河床断面才有较大冲淤变 化。 从图 2 可以看出， 洪峰流量越大， 造成河底 底沙运动引起的河床断面外形改变越大， 一般涨 水冲， 落水淤， 冲高填渣。小凌河泥沙规律是 ， 有水位峰， 就有沙1）峰， 降雨产流就有沙子， 从图 1 一次峰量与含沙量对照图中， 明显看出这一规律。降水量对泥沙影响很大 ， 降雨量集中在2）每年的 6-9 月， 泥沙量也相应出现在 6-9 月。3） 沙峰与流量洪峰过程一样 ， 因为小凌河 属山溪性河流， 比降大， 水势急， 所以沙峰是起 涨 快 ， 持 平 短 ， 落 水 也 快 ， 一 般是先出现水位 峰 ， 后 出 现 沙 峰 。 提 前 出 现 沙 峰的情况基本没 有。4） 年内含沙分布不均， 90%以上出现在降雨较多的 6-9 月份，其他月份基本没有含沙。 小凌河的泥沙与降雨， 水土保持有着密切的关系， 要想减少小凌河中的泥沙， 唯一办法就是加强水土 保持工作， 泥沙是降雨径流所致， 那么加大水土 保持力度， 保水保土， 多栽种植被， 增加地面覆 盖 ， 修建水土保持工程 ， 使 水 不 出 沟 ， 水 不 下图 2 缸窑口站历年最大流量与断面冲淤变化图山，将有效的防止雨后径流的产生。3.4小凌河含沙量含沙量是指水流中所含沙粒的浓度。小凌河每年平均输沙量从锦州站测得的5）这里面资料为 98.7 万 t， 锦州站以上小凌河流域面积为3115km2， 经计算得出每年 1m2 的地面上就要流失0.32kg 的土。 比照 1985 年以前的泥沙资料流失量 小了将近一半， 这说明这些年来我们加大了水土 保持的力度， 增加植被对地面的覆盖率所取得的 成效是非常可观的。 但是我们不能因此就停滞不 前， 虽然我们取得了一些效果， 但是每年一平米有床沙质和冲泻质的分别， 床沙质是悬移质中粗颗 粒 的 泥 沙 ， 它与河道中的冲淤 变 化 有 密 切 关 系。 冲泻质是指悬移质中细颗粒的泥沙。 小凌河 流域内因水土流失严重 ， 多 出 现 的 是 冲 泻 质 泥 沙， 它对河床的演变