刘冬梅，杨 周

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

贵州六冲河流域泥沙特性分析

刘冬梅，杨 周

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002)

随河水运动和组成河床的松散固体颗粒，叫做泥沙。随水流运动的泥沙，又称固体径流。河流泥沙是重要的水文现象之一。河流泥沙对于河流水情及河流的变迁有着重要的影响，防洪、航运、灌溉、发电、港口码头等水利工程的建设都必须考虑河流泥沙问题。文章主要以贵州六冲河流域为例，阐述了泥沙来源以及泥沙特性，对泥沙各项指标及特征进行了分析，最后做出结论。

贵州；六冲河；泥沙；特性；分析

0 引 言

六冲河流域水土流失严重。流域泥沙主要集中在5—10月，特别是5—8月占全年的90%左右。上游七星关站多年平均年径流量和悬移质年输沙量，分别为11.7亿 m3和225万 t，最大年输沙量与最小年输沙量的倍比为85。

至干流控制站洪家渡水文站，多年平均年径流量达44.5亿 m3，多年平均悬移质年输沙量为630万 t，最大年输沙量与最小年输沙量的倍比为10.1[1]。

1 六冲河流域概况

六冲河位于E104°20′～105°58′，N26°40′～27°35′，是乌江最大的一级支流，地处云南省镇雄县及贵州省毕节地区。河流发源于贵州省赫章县可乐乡，经高家院、赫章县城、天桥伏流区、七星关水文站、纳雍县境后，进入梯子岩伏流，两进两出之后汇入洪家渡水库，在化屋基汇入乌江干流。

干流全长268km，天然落差1293.5m，平均比降4.73‰，全流域面积10665km2。大于300km2的支流有11条。

六冲河西北部乌蒙山支脉与金沙江支流横江分界，北部以大娄山脉与赤水河分水，地势西高东低，由西北向东南倾斜，海拔为860～2840m，山高坡陡，河谷深切。

域内出露地层以二迭系、三迭系为主，全为石灰岩分布地区，岩溶较发育，溶洞、暗河、封闭式盆地、堰塞湖较多。干流河谷束放相间，除部分河段河谷开阔有河谷小盆地外，其余均为深切峪谷，沿河崩石林立，险滩栉比，河床陡峻。

在上段七星关站水面宽约30～40m，至下段洪家渡站水面宽70～140m，平均水深 0.8m，一般年份洪、枯水位变幅约 12m[2]。

六冲河流域东西横距约154km，南北纵距约90km，呈东西长、南北窄的长条形。山地占85%，丘陵占12%，平地仅占3%。流域植被较差、坡陡、水土流失严重、泥沙含量高，是乌江泥沙的主要来源之一。

流域属北亚热带温凉湿润季风气候，雨量较丰沛。域流多年平均年降水量为 992.0mm，降水主要集中在汛期5—10月(占全年的83%左右)。5—10月为汛期，多暴雨和阵雨，多年平均径流量 48.7亿 m3。

2 泥沙来源

六冲河流域泥沙是由水土流失造成的，泥沙来源主要有2个方面：

1)流域地表侵蚀。

2)河床冲刷。

河床冲刷又包括：河底冲刷和河岸冲刷。

本地区是以山地为主，丘陵、峡谷和少量坝地交错分布的高原山区，沟谷切割密度和深度都比较大，地形极为破碎，山大坡陡，水流冲刷力强。岩石以碳酸岩为主，土层浅薄，透水性差，土质疏松，抗蚀能力很差。

本地区植被覆盖特别差，破坏严重，为水土流失极强区，80年代以前由于人类对生态环境的破坏较少，因而侵蚀模数较低，20世纪80年代初期由于大规模的农业开发及经济发展、加之政府及国民环保意识薄弱引起环境保护措施不力，出现了严重的水土流失，90年代初期由于生态保护意识的加强和水土保持措施的实施，含沙量明显减小[3-5]。

3 泥沙特性

六冲河水文测验工作始于20世纪50年代，进行泥沙观测的仅有七星关站(F=2999km2)和洪家渡站(F=9456km2)。

洪家渡站有1958—2000年实测泥沙资料；七星关站有1972—1983年，2004年7月—2011年实测泥沙资料，建立本站实测同步水沙系列，通过相关分析插补延长得到1958—2011年泥沙资料。

两站均无推移质实测资料。本流域推移质较少，参考其他流域的情况，六冲河推悬比取值20%[6]。

3.1 悬移质泥沙主要特征值

六冲河流域泥沙特性见表1。

整个乌江流域以洪家渡站、七星关站输沙模数最大。与鸭池河站的输沙量比大大超过水量比。主要原因在于六冲河植被较差，水土流失严重，尤其以七星关站以上流域更为严重。

从洪家渡站历年输沙量累积曲线来看，根据曲线转折变化趋势，可以按不同增长率变化情况总体上分为6个时段，即1970—1980、1980—1983、1983—1990、1990—1992、1992—1998、1998—2003年。由于1983—1998年的趋势基本一致，增长率接近，故将其合并为一个时段考虑。从曲线中可以看出如下特点：

1)1970—1980年悬移质输沙量累积曲线增长率基本稳定，无明显突变现象，为880万t/a。

2)1980—1983年出现明显突变转折，增长率增大到1053万t/a。

3)1983—1998年再次趋于平稳，并且增长率减小且小于第一时段，为490万t/a。

4)1998—2003年，再次出现大幅减小，达到230万t/a，其值小于以前所有时段。

该站不同时段的总体变化趋势是逐渐变小的。历年六冲河输沙量累积曲线见图1。

图1 历年六冲河输沙量累积曲线

3.2 泥沙的年内分配及年际变化

悬移质泥沙含量年内分配极不均匀，主要集中在汛期，其中5—9月输沙量占全年的95%左右，特别是每年汛期开始的首场洪水含沙量一般均很高；枯期11、12至次年3、4月，河水清澈，含沙量甚微。

悬移质输沙量年际变化较大，最大年输沙量与最小年输沙量的倍比七星关站为85，洪家渡站为10.1。

3.3 悬移质颗粒级配及矿物组成

悬移质泥沙颗粒级配见表2、表3。

表1 悬移质泥沙特性表 t·(km2)-1

表2 七量关站悬移质输沙颗粒级配成果表

表3 洪家渡站悬移质输沙颗粒级配成果表

七星关站级配年内变化的特点是流量越大，输沙量越大，相应的颗粒级配越粗；悬移质颗粒以<0.062mm的粉土和黏土为主，其中，<0.004mm的黏土占23.4%；颗粒级配横向变化不大。硬度较大的矿物成分占总沙重的百分比很少。

洪家渡站颗粒级配及矿物组成的特点为：泥沙颗粒很细，平均<0.025mm粒径的沙重百分数占83.1%。硬度较大的矿物成分占总沙重的百分比也很少，如硬度较大的石英在0.05mm粒径的重量百分比为10%～15%，锆石在0.05mm粒径的重量百分比<1%。

3.4 河床组成分析

主要有3个方面的内容：

3.4.1 床沙级配沿程分布特点

总体上看，除七星关水文站～刹界河渡口河段粒径较粗外，其余河段粒径较细，粒径以<75mm中小卵石为主。本测区有大河、毕底河、引底河、白甫河等大支流入汇，各大支流的出口河段床沙粒径均较细，粒径以<75mm中小卵石为主[7-8]。

3.4.2 河段床沙级配与一般山区性河流的差异

由于库区河段地处喀斯特发育地区，有多段暗河，这些暗河在大水时产生壅水，因此，床沙级配以中小卵石为主；由于河谷总体上为窄深河床，河段内洲滩不太发育，洲滩的规模较小，单个洲滩的床沙级配平面分布较为均匀。

3.4.3 河段推移质级配估计

由于推移质与床沙的交换频繁，两者的级配应有较密切的关系。本河段床沙级配以中小卵石为主，卵石粒径一般<75mm，最大值一般在100mm左右。各大支流的出口河段床沙粒径均较干流的级配略细。综上所述，推测本河段推移质级配以中小卵石为主，最大值在100mm左右。

4 结 语

河流泥沙问题已经形成一个新的科学研究门类，主要研究方向是泥沙的形成、搬运和沉积规律，以期利用这些规律对泥沙的治理和利用形成理论指导作用，并为水库调度、水库泥沙问题研究及数学模型计算提供技术依据。

此外，从保护土地资源的角度出发，政府应积极支持泥沙资源化的工作，不可因经济效益不显著而持观望态度，河道的采砂与泥沙综合效益需要政府作出长远的、强硬的可行性政策。

泥沙资源化的开发利用技术也应当避免三高危害，提高产品的经济环保性能。在城市水利规划设计与农业灌溉方面也应充分考虑排水入河时的水力因素，增强其冲淤能力。

[1]陈宏峰，夏日元，唐建生，李兆林.贵州六冲河流域地下水资源特征与评价[J].安徽农业科学，2010，38(18)：9704-9706，9783.

[2]肖鹏云，张连翔，李晶东.倭肯河泥沙特性分析[J].黑龙江水利科技，2009，37(03)：88-89.

[3]吴俊秀，张晓红，车延路. 综合治理对大凌河流域泥沙影响分析[J].东北水利水电，2005，23(02):31-32.

[4]李文，李守吉，余焕全，丁淑芹. 大凌河流域产沙特性分析[J].东北水利水电，2000，18(10):6-7.

[5]王曙光，栾继虹，刘清石. 浑河流域上游(抚顺段)河流泥沙特性分析[J].东北水利水电，2008，26(03):28-29.

[6]张信宝，文安邦. 长江上游干流和支流河流泥沙近期变化及其原因[J].水利学报，2002(04):56-59.

[7]牛四平，王征兰，王小平，王小兵. 王家沟流域径流泥沙运行规律研究[J].山西水土保持科技，2002(02):17-18.

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1007-7596(2014)01-0166-03

2013-11-01

刘冬梅(1968-)，女，重庆人，高级工程师，工作方向为水资源水文专业；杨周(1982-)，男，贵州都匀人，工程师，研究方向为水文水资源专业。

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