长江中下游水沙通量变化规律

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1、长江中下游水沙通量变化规律

2、第1...　摘要：采用水文学、泥沙运动力学与数理统计学相结合的研究方法，对宜昌和大通两个测站近五十年的实测水文、泥沙资料进行分析，以探究长江中下游水沙通量的变化规律。研究表明，水量由中游向下游沿程递增，但各测站的年均增幅不明显；长江中下游泥沙主要于长江上游地区的金沙江和嘉陵江，其次是汉江、洞庭湖和鄱阳湖等水系；长江流域来沙主要以悬移质形式下泄，悬沙通量由中游向下游沿程递减，同时各测站悬移质输沙量也逐年呈阶梯性递减趋势；长江中下游水沙通量有明显的季节性变化，洪季通量值明显高于枯季；悬沙颗粒主要由极细砂和粉砂组成，自中游向下游，泥

3、沙颗粒逐渐细化；由于江阴河段附近边界条件的限制，该区域的悬沙粒径明显小于其上下游河段。关键词：长江中下游；水通量；悬沙通量；宜昌站；大通站长江中下游干流河道，宜昌至湖口（955km）为中游，湖口至大通（338km）为下游，大通以下为河口段（600km）。据大通站多年实测资料统计，流域平均每年汇集河道的径流总量达9.051×1011m3（1950～2000年），并挟带约4.33×108t（1950～2000年）泥沙入海［1］。巨量的水沙下泄不仅对长江河口，而且对临近陆架海域的水文、泥沙、沉积和生态环境等都有重大影响，多年来许多研究工已经从不同的角度对这些影

4、响进行了讨论［2～5］。本文在前人的研究成果和大量实测资料基础上，采用水文学、泥沙运动力学和数理统计学相结合的分析方法，着重研究长江中下游河道的水沙通量的变化规律，以及对河口水沙通量的贡献，这对于进一步探讨河口发育及演变的成因将具有深远的意义。1水沙长江中下游河道水量及其变化规律主要取决于流域降雨的时空分布，前人曾做过长江中下游各站年平均流量与上游流域年降雨量的比较，结果表明峰谷起伏基本相应［4］。根据统计资料，宜昌站多年平均径流量为4.382×1011m3（1950～2000年），与入河口区（大通站）径流总量9.051×1011m3(1950～2000

5、年)相比［1］，只占其48.4%，由此可见，进入河口区径流量有一半来自上游，一半来自中下游流域。长江中下游流域属于冲积平原河流，湖泊对于水沙的调蓄和沉积作用不容忽视，这对于河道输沙量和含沙量的沿程变化具有重要影响，洞庭湖多年平均（1956～1995）入湖沙量为1.67×108t，其中有1.32×108t泥沙通过荆江河段的松滋口、太平口和藕池口（其中调弦口已于1959建闸）输入洞庭湖［6］；含沙量在宜昌以下呈单向递减的趋势，中游宜昌站多年平均含沙量为1.14kg/m3（1950～2000年），下游大通站的多年平均含沙量仅为0.486kg/m3（1950～2

6、000年）［1］，只相当于宜昌站的42.6%（表1）；同时长江上游来沙量的变化对于中下游输沙规律的变化也起着重要的作用，上的金沙江和嘉陵江是长江流域的主要产沙区，两江多年（1954～1998年）平均输沙量分别占宜昌站输沙总量的50.6%和23.5%，而其他河流和地区来沙约共占1/4［7］。此外长江来沙又以悬沙为主，占总输沙量的98%左右［8］，这就为河口三角洲的形成提供了丰富的泥沙。2水沙通量时间系列的特征分析在数理统计学中对时间系列进行特征分析时可以用不同的参数来说明数据量的特征，其中用来反映集中趋势的综合特征数有：算术平均数、中位数和众数等；描述分配

7、离散情况的特征数有：方差、标准差和全距等；另外还可以通过偏态系数和峰度系数来描述系列曲线的分布特征，宜昌站和大通站多年平均流量和输沙量时间系列的相关表征参数见表2。从对上述参数的分析中可知，两个测站的流量和输沙量时间系列的特征参数均存在众数＜中位数＜算术平均数的现象，故中下游水沙通量时间系列的分布都呈正偏趋势，这与我国大多数河流的水文序列是一致的；由于长江中下游河段的水沙不同，造成了宜昌站与大通站的年均流量和输沙量时间系列之间存在着相异的分布特征，长江中游宜昌站的水沙来量均以上游为主，下游大通站泥沙主要于上游，而水量则为上、中、下游的汇集量，故宜昌站的多

8、年平均流量只相当于大通站的48.4%，但输沙量却是大通站的1.16倍；宜昌站多年平均流量时间系列曲线的峰度系数为0.026，大通站为2.602，这表明大通站的年均流量分布曲线较宜昌站的起伏要大；而两个测站的年均输沙量时间系列曲线的峰度系数绝对值相近，即二者的分布曲线形式类似。...　3水沙通量时间系列的趋势分析3.1趋势分析采用指数平滑法对时间系列进行修匀，其目的在于通过平均消除个别年度中夹杂其他因素的影响，从而使数列呈现出更加明显的长期变化趋势，已知从图中可知，经过指数平滑后的流量值在较长的时间范围内，更加趋于稳定，围绕平均值上下波动，除了1954年和

9、1998年两个特大洪水年的年均流量值有较大偏差以外，其余年份波动性均不明显，大通