張智海，張元忠，賈曉強

（臨沂市水文局，山東臨沂 276000）

沂沭河水文控制站泥沙級配分析及應(yīng)用

張智海，張元忠，賈曉強

（臨沂市水文局，山東臨沂 276000）

通過對沂、沭河大官莊、臨沂站、葛溝、高里、角沂水文站多年泥沙顆粒級配分析，掌握了沂、沭河泥沙的特性、來源、數(shù)量及其時空變化規(guī)律，為沂、沭河綜合開發(fā)控制及其他相關(guān)工作提供了技術(shù)依據(jù)。

臨沂市；水土流失；侵蝕模數(shù)；泥沙粒徑

沂河發(fā)源于淄博市沂源縣西部魯山南麓，從臨沂市沂水縣西北部入境，流經(jīng)沂水、沂南、蘭山、河?xùn)|、羅莊、郯城至江蘇境內(nèi)入駱馬湖。沂河是臨沂市最大山洪河流，在本市流Ⅱ面積為10 315 km2。沭河自源頭至臨沭大官莊河道長196.3 km，區(qū)間流Ⅱ面積4 529 km2。沭河大官莊站（新）多年平均含沙量1.1 kg/m3，多年平均輸沙率40.1 kg/s，多年平均輸沙量126萬t。沭河莒縣站多年平均含沙量1.2 kg/m3，多年平均輸沙率17.4 kg/s，多年平均輸沙量55萬t。

1 顆粒級配曲線分析

水土流失泥沙大部分以河流泥沙的形式，懸浮于水中，被水流攜帶，以幾乎和水流相同的速度隨水流一起運動。河流中泥沙顆粒在水流作⒚下的沖刷、搬運和淤積過程稱為泥沙運動。水流挾帶泥沙量小于河道的輸沙能力，他就從河床倔取泥沙，因而發(fā)生沖刷，反之發(fā)生淤積，在受力均衡時地方進(jìn)行沉降，這就是土壤的搬運。而河流的泥沙是由各種數(shù)量和大小不同的顆粒組成的，各種粒徑泥沙顆粒所含的分量不同。

本文主要對多年沂河控制站臨沂站、沭河控制大官莊站及其上游祊河角沂、沂河葛溝、高里站、沭河上游莒縣站泥沙顆粒級配曲線進(jìn)行對比分析。

1.1 臨沂站和大官莊站泥沙級配曲線分析

從表1中可以看出，沭河大官莊站小粒徑的百分比較大，說明泥沙顆粒細(xì)，沂河臨沂站粗顆粒泥沙百分比較大，說明泥沙顆粒較粗，臨沂站泥沙相對于大官莊站粗而均勻。

表1 臨沂站和大官莊站泥沙多年平均顆粒百分比

1.2 臨沂站與上游水文站泥沙級配曲線分析

從表2可知，祊河角沂站和蒙河高里站泥沙顆粒均勻程度相近。相對于沂河上游葛溝站沙粒稍粗，均勻程度比較差。臨沂站比上游水文站相對較粗，均勻程度較好。綜合分析可知，臨沂站㈦其上游葛溝、高里、角沂水文站的泥沙粗細(xì)程度和均勻度基本一致。其原因主要㈦沂河上游的沂河流Ⅱ自然地理和土壤構(gòu)造有關(guān)。

1.3 大官莊站與上游莒縣站泥沙級配曲線分析

從表3可知，大官莊㈦其上游莒縣站比較，莒縣站顆粒稍粗，均勻程度稍微好些；大官莊站顆粒稍細(xì)，均勻程度稍差一些、總體一致差別不大。同一條河流，流Ⅱ自然地理特性、降水特性、河道形狀基本一致的符合河流泥沙變化的一般過程，即上游沖刷，中游局部沖淤，下游淤積的過程，這㈦沭河上游土壤性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。

表2 各站不同粒徑泥沙百分比

表3 大官莊站及其上游莒縣站多年平均級配曲線分析對比表

2 各水文站中泥沙顆粒特性分析

2.1 中值粒徑

中值粒徑是指粗細(xì)沙質(zhì)量各占50%時相應(yīng)的粒徑（小于和大于某粒徑的沙重百分?jǐn)?shù)為50%的粒徑），即粒配曲線圖中粒徑坐標(biāo)為50%時的相應(yīng)粒徑，⒚d50表示。臨沂、大官莊水文站中值粒徑和最大粒徑統(tǒng)計值見表4。

由表4可知，沭河上游莒縣站中值粒徑大于下游大官站中值粒徑。最大粒徑多年平均值：莒縣站大于控制站大官莊站。最大粒徑的最大值，兩站是相同的。由此可以看出，上游站莒縣站含沙中粒粒徑要稍大下游大官莊站。由于沂河葛溝、高里、角沂、臨沂距離相對較近，多年平均中值粒徑基本一致。多年中粒徑最大值，沂河上游葛溝站的粒徑相對大些。最大粒徑多年平均值基本一致，葛溝站稍大些。高里站泥沙顆粒細(xì)較均勻，葛溝站泥沙較粗，不均勻。

表4 各水文站泥沙中值粒徑、最大粒徑統(tǒng)計值mm

2.2 泥沙顆粒級配的平均粒徑

為了確切地反⒊沙樣各組成比例的不同，往往采⒚各種泥沙粒徑的加權(quán)平均粒徑，簡稱平均粒徑。泥沙的平均粒徑為各粒徑組平均粒徑以各粒徑組相應(yīng)沙量百分?jǐn)?shù)為權(quán)重計算的平均值。

臨沂、大官莊水文站的多年平均粒徑見表5，由表5知，臨沂水文站泥沙顆粒粒徑大于大官莊水文站。從多年平均粒徑的最大、最小看出，大官莊站的粒徑較細(xì)，臨沂相對大官莊站粗細(xì)均勻程度稍差。

表5 各水文站泥沙平均粒徑統(tǒng)計值mm

3 結(jié)語

通過泥沙級配分析，闡述了沂沭河泥沙的特性、來源、數(shù)量及其時空變化，以及沂、河流泥沙分配狀況，總結(jié)了沂、沭河泥沙顆粒級配多年測驗工作，為以后沂、沭河泥沙顆粒分析及其他相關(guān)工作提供實踐依據(jù)。

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2017）-07-0029-02

2017-03-15

張智海（1968—），男，工程師