迪那河流域输沙量分析计算

图布新，马丽娟

(1.新疆水文实验站，新疆 乌鲁木齐 830049；2.新疆昌吉水文勘测局，新疆 昌吉 831100)



迪那河流域输沙量分析计算

图布新1，马丽娟2

(1.新疆水文实验站，新疆 乌鲁木齐 830049；2.新疆昌吉水文勘测局，新疆 昌吉 831100)

根据迪那河水文站历年实测单断沙资料，按照规范规定方法分析历年综合单—断沙关系线。对所定综合关系线进行适线检验、符号检验和偏离数值检验,确定所定综合关系线是否合理，并将分析年份单—断沙关系线套绘于综合单-断沙关系线图中，检查各年关系线与综合关系线偏离值是否在规范规定范围内。得出该站最大月平均含沙量、输沙量为最小月平均含沙量、输沙量的几百倍。最大月平均输沙量占年平均输沙量的37.7%，可见迪那河泥沙集中程度很高。

输沙率；综合关系曲线；分析计算

1 概况

1.1 流域概况

迪那河流域位于轮台县境内，流域东面与阳霞河流域相连，南面为塔里木河干流，西面与库车河流域接壤。全流域东西平均宽约为42.3 km，南北长136 km，迪那河入塔里木河汇合口以上全流域面积为5 777 km2，其中山区面积为2 029 km2，占全流域总面积的35.1%，平原区面积3 748 km2，占全流域总面积的64.9%，流域内最高点海拔高程为4 227.2 m。

迪那河流域总的地势是北高南低，由北向南，流域由山区、冲洪积扇和冲积平原组成。

迪那河流域地处天山南脉的哈尔克山南麓东侧及霍拉山南麓西侧区域。流域地势北高南低，东高西低。流域形状呈扇状水系，出山口以上流域内上游山区河谷两岸植被茂盛，中游河段河道下切较深，呈“U”型河谷，两岸山体对峙、陡峭，地表植被稀少，岩石裸露，风化强烈，下游河谷渐宽，河道纵坡趋于平缓，地表植被稀少，呈荒漠景观。

迪那河出山后，自水文站以下河道迅速扩展，宽度达400～1 500 m。迪那河在出山口后的冲积扇中部分为两条支流，从西向东依次为卡尔塔河和红桥河。两条支流在平原冲积扇上自然分洪，将冲洪积平原分割为三大片。

迪那河中下段河漫滩发育，有多级台地，现已被垦植，河槽不明显，中、下段河曲发育，尚存有明显河槽。河两岸荒地中生长着红柳、芦苇等灌丛植物，植被覆盖度在30%～70%，地形平坦，局部有沙丘分布，地面坡降约为1/100～1/1 500。局部地区被风蚀，土地有沙化劣变现象。

1.2 气象

迪那河流域深居内陆地，远离海洋，又受塔里木盆地影响，冷湿气流难以侵入，水量小而蒸发强烈、气温日、年变幅大属于温带大陆性气候类型。

1.3 基本泥沙资料情况

迪那河水文站1972年、1981-1993年14年的泥沙资料，其中1972年1-3月、1981年1-4月、1993年10-12月缺测。缺测月份1981年4月和1993年9月用多年平均值代替，其余缺测月份用4-9月含沙、输沙资料与年含沙、输沙资料相关推求有缺测月份资料的年含沙、输沙量。相关关系见图1、图2。

本次泥沙分析由迪那河水文站泥沙资料推求，迪那河泥沙资料情况见表1。

表1 迪那河水文站泥沙资料情况表

图1 迪那河水文站4-9月平均含沙与年平均含沙相关图

图2 迪那河水文站4-9月平均输沙与年平均输沙相关图

迪那河流域发源于天山南坡，流域源头海拔较高，气温低，高山区均覆盖着永久性积雪，径流量小，其产沙量亦相对较小；中山和前山区植被条件差，是降水汇流带，雨洪集中，流域抗侵蚀能力弱，致使产沙量不断增大，在出山口处达最大，随后逐渐减少。迪那河水文站多年平均含沙量为7.38 kg/m3，历年最大年平均含沙量18.2 kg/m3(1982年)，为多年平均含沙量的2.5倍，历年最大含沙量535 kg/m3，发生时间为1983年6月19日。迪那河水文站多年平均含沙量统计见表2。

2 输沙量

迪那河水文站的输沙量随着河流径流、含沙量的大小变化而变化。迪那河水文站1972、1981-1993年时段内平均年径流量为3.71×108m3，同步期平均年输沙量为280.6×104t,迪那河水文站实测悬移质输沙量统计见表3。

表2 迪那河水文站实测含沙量统计表

表3 迪那河水文站实测输沙量统计表

2.1 含沙量与输沙量的年内变化

迪那河河流悬移质泥沙年内分配很不均匀，夏季气候干燥，加上地表岩石机械风化强烈，大量冰雪融水和局部暴雨洪水携带大量泥沙汇入河道，使得夏季输沙量高度集中，其输沙量占年输沙量的88.5%。连续四个月最大输沙量出现在5-8月，其输沙量占年输沙量的比重达95.2%。最大月平均含沙量、输沙量均出现在6月份，最小月平均含沙量、输沙量均出现在12月份。最大月平均含沙量、输沙量为最小月平均含沙量、输沙量的几百倍。最大月平均输沙量占年平均输沙量的37.7%，可见迪那河泥沙集中程度很高，输沙量年内分配表见表4。输沙量的年内集中程度见表5。

迪那河水文站含沙量年内变化亦不均匀，根据多年统计，迪那河水文站多年平均含沙量见表6。

2.2 含沙量与输沙量的年际变化

迪那河含沙量、输沙量的年际变化都较大，最大年平均含沙量与最小年平均含沙量的比值为5.4；最大年输沙量与最小年输沙量的比值为7.6。从Cv值来看，迪那河年含沙量的Cv值为0.51，年输沙量的Cv值为0.63，其值远大于径流的Cv值0.22，说明含沙量与输沙量的年际变化远大于径流的年际变化(表7)。

表4 迪那河水文站输沙量年内分配表 104 t

表5 迪那河水文站多年平均输沙量年内集中程度统计表

3 输沙模数

输沙模数是研究土壤侵蚀程度的重要指标，其大小主要由河流径流量的大小、流域坡度、植被覆盖率及地质条件所决定。迪那河输沙模数为1 738 t/km2，输沙模数较大，说明该区域侵蚀较为严重。输沙模数大的原因主要是流域坡降大，坡陡流急，产沙区低山带广布易侵蚀泥岩、沙岩，且植被差，造成单位面积上的产沙量大。

4 输沙总量

输沙总量为悬移质与推移质泥沙输沙量之和。迪那河水文站有14年实测悬移质泥沙资料，其多年平均悬移质输沙量为280.6×104t，由于缺少推移质泥沙资料，推移质输沙量估算较为困难，通常推移质输沙量采用悬移质输沙量乘经验系数推求。根据国内许多水文计算教科书提供的年推沙量与年悬沙量的比值β：平原河流，β=0.01～0.05；丘陵区河流，β=0.05～0.15；山区河流，β=0.15～0.30。迪那河为山区河流，根据使用条件与范围，本次计算采用β=0.25推求推移质输沙量。由此推得迪那河水文站年输沙总量为350.8×104t。

表6 迪那河水文站多年平均含沙量年内分配表 kg/m3

表7 迪那河含沙量、输沙量年际变化统计表

5 泥沙成因浅析

河流泥沙的多少反映了流域水土流失的严重程度和河流水质的物理特性，同时也是说明河川径流质量的一个方面。影响河流泥沙的主要因素是气候因素和下垫面因素。

气候因素主要为流域的气温、降水、风力等，暴雨和风力是产生土壤侵蚀的动力。下垫面因素主要有土壤结构、植被、坡度等。河流的泥沙状况，不仅关系河流本身的发展演变，也反映了流域的环境特性、水土流失程度以及人类活动的影响。随着水利工程的增多，河流泥沙与水利工程的排沙处理问题是不可忽视的。迪那河流域悬移质泥沙主要来源于迪那河径流形成区，主汛期，大量的冰雪融水和暴雨洪水将大量的泥沙携运到平原区，均伴以高沙峰。洪水泥沙不仅导致了迪那河河床的频繁变迁，而且对沿河水利工程构成了极大的威胁。

迪那河水土保持工作正在开展，通过综合治理，土壤流失面积将逐渐得到控制，地面侵蚀量会减少。由于影响迪那河流域泥沙变化的主要因素是气候和地质地貌等条件，短时间不可能变化。因此，今后一段时期迪那河流域的河流泥沙还不会有显著的变化。泥沙问题仍将是迪那河流域水利水电工程建设中需要研究和解决的重要问题。

[1]封春华.从水文数据分析看流域水土保持效果.河北水利科技.121(3).

[2]雷冬梅，徐晓勇，胡斌，等.水电开发对流域自然生态系统影响的研究[J].安徽农业科学.2010(29).

[3]李佳怡，张世佑.用水文特性分析流域治理效果[J].农业与技术.2011(2).

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1004-1184(2016)06-0115-02

2016-08-14

图布新(1989-)，女，新疆塔城人，助理工程师，主要从事水文与水资源工作。