黃河泥沙

中國黃河以泥沙多而聞名於世。中國古籍記載“黃河斗水，泥居其七”。根據近代實測資料分析，進入黃河幹流的多年平均年輸沙量為16億噸，含沙量為35 千克/立方米。黃河沙量之多，含沙量之大，為世界大江大河之冠。20世紀70年代以來，由於水土保持的進展，來沙量有減少的趨勢。黃河流域大約70%的面積為黃土高原，其表層覆蓋著數十米至數百米的黃土層，土質疏鬆，抗沖能力低，遇水極易崩解。黃土高原地區年降水量雖然只有400~500毫米，但降雨集中，暴雨強度大。地質和氣候特性造成了嚴重的水土流失，這是黃河多泥沙的根源。

黃河泥沙不僅在下遊河段的河床中淤積，在黃河中游的寧蒙河段也發生嚴重的季節性淤積。寧蒙河段區間的鄂爾多斯高原是黃河中游的暴雨多發區。每到雨季，這裡經常發生暴雨，洪水夾帶大量泥沙直接沖入黃河，淤塞河床，迫使黃河主流北移，直接威脅包蘭鐵路、公路，造成極大危害。

基本介紹

• 中文名：黃河泥沙
• 外文名：Sediment in Yellow River

泥沙的地區分布

黃河河口鎮以上水量占全河水量的54%左右，沙量只占9%，而三門峽以下水量約占10%，沙量僅占2%，這兩個河段水多沙少。河口鎮至龍門河段水量占14%，而沙量卻占55%：龍門至潼關河段水量占21%，沙量占34%，這兩個河段水少沙多。上述情況說明，上游是黃河水量的主要來源區，中游是沙量的主要來源區，存在著水沙異源的特點。中游地區的黃土分布最廣，泥沙粗細分布具有明顯的分帶性：西北地區的泥沙較粗，東南地區的泥沙較細。粒徑大於0.05 mm的粗泥沙占總沙量的比例，各水文測站不同：河口鎮為20%，吳堡為37%，龍門為32%，渭河為23%。黃河的粗泥沙對河道的淤積危害最大，其總量中，約有74%來自河口鎮至龍門河段。黃河粗泥沙主要來自兩個區域：①皇甫川到禿尾河間各條支流的中，下游地區，粗泥沙模數為10 000 t/(km*a)。②無定河中下游地區及廣義的白宇山河源區（無定河、清澗河、延水、北洛河及涇河支流馬蓮河的河源地區），粗泥沙模數分別為6000~8000 t/(km*a)和6000 t/(km*a)左右。在黃河的泥沙和粗泥沙總量中，約有3/4來自中下游的10萬~11萬km的黃土丘陵溝壑區，約有1/2來自其中的4萬~5萬km，泥沙來源地區集中的特點很明顯。

根據流域來沙多少和泥沙顆粒粗細不同，可把泥沙來源分為三大區：①多沙粗泥沙來源區，即河口鎮至龍門區間、馬蓮河和北洛河；②多沙細泥沙來源區，除馬蓮河以外的涇河乾支流、渭河上游、汾河：⑧少沙區，河口鎮以上、渭河南山支流、伊洛河和沁河。

泥沙的時間分布

黃河泥沙的時間分布非常不均勻，年際變化很大，具有豐、枯相間的周期性變化，豐、枯水時段和豐、枯水年交替出現，其中有1922~1932年連續11年的枯水段、1969~1974年6年的枯水段和1990年以後出現的枯水段，並出現了1933~1968年36年以豐為主豐、平、枯交替出現的時段。由於存在“水沙異源”的特點，來沙多少並不完全與來水豐枯同步。洪水泥沙搭配視暴雨降落區域的不同而出現豐水多沙年(1937年三門峽水量659億m，沙量26.2億t)及豐水少沙年（1983年水量524億m，沙量9.25億t），或枯水多沙年（1977年水量327億m，沙量20.8億t）及枯水少沙年(1928年水量327億m，沙量4.88億t)。年沙量變幅大於年水量的變幅。自1919年以來，三門峽年水量最大為659億m（1937年），最小為202億m(1928年)，相差3.3倍；而年沙量最大為39.1億t（1933年），最小為4.88億t（1928年），相差8倍。

泥沙往年內分配也很不均勻，水沙量主要集中在汛期（7~10月）。汛期水量占年水量的60%左右，汛期沙量更加集中，占年沙量的85%以上，且集中於幾場暴雨洪水。如幹流三門峽站洪水期最大5d沙量占年沙量的31%，而水量只占4.4%。支流沙量的集中程度更甚於幹流，無定河川口站最大5d沙量占年沙量的42%，窟野河溫家川站占75%。高度集中的泥沙形成濃度很大的高含沙量洪水，皇甫川、無定河、窟野河等支流洪水含沙量常達l000~1500 kg/m，其中窟野河1958年7月10日出現l700 kg/m的高含沙量洪水。幹流龍門站1966年7月出現的含沙量高達933kg/m，三門峽站1977年8月出現的含沙量高達911 kg/m。

洪峰與沙峰的差異性

黃河流域不同地區的植被和水土流失情況有很大的不同，而暴雨往往集中在一個較小的地區，單位面積產沙量常有顯著差異。住中游流域面積不大的支流，可以出現沙峰大、洪峰小，或洪峰大、沙峰小的洪峰與沙峰不同步現象。在控制流域面積較大的測站，來水來沙經過較長河段的沿程調整作用，洪峰與沙峰的大小比較同步。每年汛前流域比較乾旱，地表物質疏鬆，土壤易被沖走，因此汛期第一、第二場洪水的含沙量較大，繼之而來的洪水含沙量就較小。一般7~8月洪水含沙量較大，9~10月洪水含沙量較小。不同時間相同流量的含沙量變幅很大，一般達到10倍左右。

懸移質泥沙顆粒組成

黃河的泥沙主要是懸移質，推移質很少。河口鎮泥沙粒徑較細，經中游支流泥沙匯入後，吳堡、龍門站泥沙粒徑變粗，然後沿程變細。在年內變化也十分明顯，汛期泥沙主要來源於暴雨沖刷造成的土壤流失，粒徑較細，而非汛期泥沙多來自河床沖刷，粒徑較粗。汛期懸移質中，值粒徑，河口鎮為0.02 mm，龍門為0. 031 mm，花園口為0.020 mm，利津為0.018 mm；而非汛期河口鎮為0.022 mm，龍門為0.04 mm，花園口為0.035 mm，利津為0.026 mm。

人類活動對泥沙的影響

黃河受人類活動影響極大，特別是1986年以來，上游劉家峽和龍羊峽大型水庫的聯合運用，調節了徑流過程，水土保持綜合治理措施逐漸發揮減沙作用，使黃河來沙特性發生了變化。主要表現在：實測年沙量減少，年際變化仍較大，同時年內分配更不均勻。1986~1999年實測年均沙量為7.6億t。但沙量的減少並不穩定，在一般降雨條件下，減沙作用較明顯，遇強暴雨條件，沙量仍較大，其中9月下旬～10月沙量減幅較大，已接近非汛期特徵，同時又受三門峽水庫“蓄清排渾”運用的影響，汛期進入下游沙量可占年沙量的90%以上。黃河懸移質泥沙組成隨含沙量增大而變粗，自1986年以來，由於沙量的減少懇移質泥沙組成發生細化，中數粒徑略變細。

河道沖淤特性

大量泥沙進入河道後，河床發生沖淤變化。黃河上遊河段沙量不大，河道沖淤幅度較小。中下遊河道特性不同，河口鎮至龍門、潼關至小浪底為峽谷河段，沖淤變化不大；龍門至潼關河段和下遊河道沖淤變化較大。

（1）龍門至潼關河段是支流北洛河、渭河、汾河的匯流區，河道寬淺散亂，河床隨來水來沙條件的變化進行調整，一般表現為6~8月淤積，9月至次年5月沖刷，在年內起著泥沙的反調節作用。其沖淤變化過程與來水來沙周期件變化密切相關。河床演變的基本規律是：當前期河床淤高到一定程度，河床寬淺散亂，遇高含沙水流，河床發生揭河底現象，沖槽淤灘，形成明顯的灘槽高差，河勢平而趨於規順。以後遇一般水沙條件，河床回淤抬高，河槽變為寬淺，河勢遊蕩擺動，新淤灘地不斷坍塌，進入坍灘淤槽時期，多年平均處於淤積狀態，天然情況下年平均淤積量約為0.5億～0.8億t。

（2）黃河下游是一條強烈堆積性河道。大量泥沙淤積使河床逐年抬高。目前下游灘面一般高出背河地面3~5 m，最大達10 m，是世界著名的“懸河”，成為華北大平原的“屋脊”，淮河和海河流域的分水嶺。從1950年7月至1999年10月下遊河道共淤積泥沙93億t，同流量(3000 m/s)水位抬高2.59~4.26 m。河道的沖淤狀況主要取決於來水來沙條件，各年的變幅很大。遇多沙的水文系列，河道淤積，如1933年黃河來沙39.1億t，孟津至高村河段淤積達17億t：遇少沙年份，河道發生沖刷。1950~1960年黃河下遊河道年均淤積泥沙3.6億t，主槽淤積約占23%；1960~1964年三門峽水庫攔洪運用下泄清水，河道發生沖刷：1964~1973年滯洪排沙運用，下遊河道回淤：1973~1999年控制運用，下遊河道淤積，1986年以來全斷面年平均淤積量2億t，主槽淤積量占全斷面淤積量的70%，主槽淤積量約為50年代的2倍，河槽淤積萎縮，過水麵積大大減少，同時艾山以下主槽年均淤積量達0.29億t，改變了天然情況下沖淤基本平衡的狀況。從多年平均情況看，天然情況下進入下游的泥沙，約有25%淤積在利津以上河道及引出河道，約有50%淤積在利津以下的河口三角洲及濱海地區，其餘25%被海流輸送至外海。1986年以來，進入下游的泥沙約有52%淤積在利津以上的河道及引出河道，約有43%淤積在利津以下的河口三角洲及濱海地區，僅有5%被海流輸送至外海。

黃河河口1855~1954年造陸面積達1510 km，平均每年造陸面積23.6 km（實際行水64年），1954~1991年共造陸1020 km，平均每年造陸面積26 km。河口循著淤積、延伸、擺動、改道的規律演變，對近河口段的河床沖淤變化產生一定的影響。

展望

黃河經過多年的治理開發，在改變流域內生態面貌的同時，減沙效益也開始顯示出來。水土流失有自然和社會兩方面的因素。自然因素將長期發生作用，不易在短時間內改變；社會因素也難以完全消除，在人口增長過快的地方，還可能加劇。因此，隨著中國西部大開發的進行，加強生態環境建設將會較好地實現水土保持減沙的作用，輸入黃河的泥沙將有所減少，黃河仍將是一條多沙河流。黃河是中國西北和華北地區重要水源，隨著社會經濟的發展，水量將進一步減少，水少沙多的矛盾將更為突出。泥沙問題始終是治理開發黃河的一個重要問題。小浪底水利樞紐工程已建成運用，下遊河道沖淤將發生劇烈變化。加強對黃河水沙變化規律、泥沙運動規律的研究，成為黃河治理開發的基礎課題。