举水流域悬移值泥沙特性分析

举水流域悬移值泥沙特性分析

黄俊1  张爽1  易礼群2柳泉1

（1.湖北省武汉市水文水资源勘测局，430074，武汉）

(2.湖北省黄冈市水文水资源勘测局，438000，黄冈）

摘要：通过对举水流域控制水文站径流、悬移值泥沙统计分析，本文论述了举水流域悬移值泥沙沿程变化，输沙量的年内、年际变化规律、泥沙成因，为研究举水流域水土流失、合理开发利用泥沙资源提供科学依据。

关键词：举水流域悬移值泥沙

1、概述

举水发源于大别山中段南麓鄂、豫交界的风包裂山，自北向南流经湖北省麻城、新洲、团风等三市（区、县），于新洲区、团风县交界处大埠镇注入长江。举水流域界于东经114︒41＇~115︒23＇，北纬30︒37＇~31︒26＇之间，全流域集水面积4059km2。

举水干流河道弯曲，干流弯曲系数为1.5，干流长度165km，流域平均高程174m，河网密度0.4，流域平均坡降千分之0.6。举水水系发育，共有支流144条，主要支流左岸有阎家河、白果河、东河、沙河；右岸有跳石河、浮桥河、鄢家河。七十年代初期，麻城市对上、中游举水干流河道进行裁弯取直，将中游河宽普遍缩窄到200—300m，开辟出部分耕地。干流河床质自北向南由卵石、沙砾渐变为黄沙。

悬移值泥沙指的是被水流挟带，而远离床面悬浮于水中，随着水流流向浮游运动的泥沙。这种泥沙在整个水体空间中自由运动，时而上升，时而下降，其运动状态具有随机性。天然河流中，从数量、质量、体积上来说，悬移值相对较多。

2、泥沙的沿程分布

举水流域现有两个国家基本水文站点，分别是麻城水文站和柳子港水文站,均为干流上站点。两个水文站均有较长的实测泥沙资料，选取1980年至2020年的实测资料作为统计时段，得到两个水文站历年同步期间径流量和悬移值泥沙特征值如下表1。

从上表可以看出，上游麻城站集水面积888 km2，下游柳子港站集水面积2997 km2，麻城站集水面积占柳子港站集水面积的29.6%，柳子港站集水面积占全流域集水面积73.8%。

麻城站多年平均径流量4.792亿m3，柳子港站多年平均径流量15.41亿m3，麻城站多年平均径流量占柳子港站31.1%。麻城站多年平均输沙率3.18 kg/s，柳子港站多年平均输沙率9.31 kg/s，麻城站多年平均输沙率占柳子港站多年平均输沙率34.2%。麻城站多年平均输沙量10.04万t，柳子港站多年平均输沙量29.35万t，麻城站多年平均输沙量占柳子港站多年平均输沙量34.2%。两站多年平均含沙量分别为0.209 kg/m3、0.191 kg/m3，相差不大，输沙模数分别为113 t/km2、97.9 t/km2，基本一致。

以上数据分析表明，上游麻城站集水面积、径流量、输沙量与下游柳子港站相比，基本上都占30%左右，含沙量与输沙模数两个站基本一致，说明举水流域上下游自然植被相当，人类活动造成的影响基本一致，悬移值泥沙上下游随着地区分布相差不大。

3、泥沙在时间上的变化

3.1 年际变化

泥沙在时间上的变化以举水流域下游控制站柳子港水文站为代表进行分析。

柳子港站历年输沙量、径流量变化分别见图1、图2。从图中可以看出，柳子港站输沙量和径流量变化基本一致，并呈现不规则周期变化，一般每隔5年就会有一次大的输沙量过程。1980年至1991年期间，同等径流量条件下，输沙量明显大于1992年至2020年。从1980年至2020年有两次大的输沙量，分别是1991年、2016年，分别是187万t和139万吨，相应这两年的径流量也基本是最大。输沙量较小的年份为2001年、2006年，输沙量几乎为0。

3.2年内变化

柳子港站历年输沙量逐月变化见图3。柳子港站多年平均输沙量29.35万t，输沙量主要发生在5月至8月，4个月的输沙量达27.73万t，占全年输沙量的94.5%，其中7月输沙量18.17万t，占全年输沙量的61.9%。由此而见输沙量年内分配极不均匀。

4、泥沙成因分析

4.1气候原因

举水流域属中亚热带向北亚热带过度的大陆性季风气候区，一年四季分明，流域降雨主要受太平洋湿热气团和西伯利亚冷气团控制，降雨成因多为锋面雨，梅雨期一般发生在6月中旬至7月中旬，极易发生洪涝灾害，造成水土流失。全年最热月平均气温达29℃，绝对最高气温达41.5℃，温差大。温湿度的强烈变化，容易造成地表风化剥蚀作用，更容易形成易冲刷物质，因此输沙量集中在6月份至7月份。

4.2地质地貌的影响

举水流域呈扇形，地势北高南低，西部、北部、东部为山地，中、南部为丘陵和平畈。尤以东北山地高峻峰峦起伏，最高峰康王寨，海拔1337m。东部龟山山脉环绕其境，主峰龟峰山，海拔1250m。麻城以上为山区，植被良好，麻城以下地势逐渐平缓，两岸为河谷平原，新洲城关以下地势低洼。流域内山地占53％，丘陵占30％，平畈占17％。山地以岩浆岩为主，丘陵、平原以变质岩为主，沿河多为松散岩。山地及丘陵植被以林木为主。主要树种有松、栎等。平原主要为耕地，流域植被茂盛。流域内麻城、柳子港站输沙模数量级均小于500t/km

2，按地表侵蚀强度分级，属微度侵蚀区域。

4.3人类活动影响

流域的土壤侵蚀是河流泥沙的主要来源，人类生产活动引起的侵蚀是其中重要原因之一。举水流域人口稠密、人居耕地少，90年代前，不适宜的经济活动，如滥垦滥伐、坡面盲目开发，造成河流中含沙量较大，输沙率较高。90年代后，国家开始重视水土流失管理，退耕还林、“长治”工程、水土保持项目等，水土流失明显好转。

5、结语

举水流域悬移值泥沙上下游沿程分布，含沙量、输沙模数相差不大。流域泥沙输沙模数100t/km2左右，属微度侵蚀区域。输沙量年内年际分配极不均匀，年内集中在5月份至8月份，4个月的输沙量占全年输沙量的九成，年际变化90年代前，每隔5年左右就有一次明显的输沙量过程，90年代后，输沙量明显减少，仅2016年发生一次较大输沙过程，流域水土流失转好。

参考文献

[1] 朱晓原，等，《水文测验实用手册》 中国水利水电出版社，2013

[2] 柳子港站水文特性分析  湖北省水文水资源局，2018

[3] 武汉市水资源综合规划  武汉市水务局，2011