鸭绿江上游河道沙量平衡分析

付卫东，张 立

（1.吉林省水文水资源局白山分局，吉林 白山 134300；2.吉林省水文水资源通化分局，吉林 通化 134000）

1 流域概况

鸭绿江是中朝界河，发源于长白山主峰将军峰南麓，流经长白县、临江市、白山市、集安市，于辽宁省的丹东市注入黄海。流域面积61887 km，河长790 km。

临江站以上河段河道弯曲，河槽宽深，并有暗礁及滩哨，水流湍急，洪水涨落急骤，呈山溪性河流特征，平均坡度0.312%，大陆性季风气候明显。春汛主要来源于高山融雪，洪水主要来源于夏季降雨。年降水量为600～1000 mm左右，主汛期集中在7，8月份。临江站历年最大流量为10000 mm3/s（1962年8月9日），最大测点流速为5.28 m/s，最大水面宽为506 m，最大水深为9.4 m。临江站以上中国一侧无较大水利工程，只建有几处小型电站和抽水站。朝鲜一侧水库较多，大型水库有莲头坪、沙草坪、赴战、莲花等。

鸭绿江上游中国一侧植被良好、多为次生林，朝鲜一侧树林砍伐较多，水土流失严重。

鸭绿江上游在白山市境内，共设有4处水文站，其中测沙站2处，均为悬移质泥沙测验。资料整编按照部颁规范及吉林省有关规定执行。资料代表性较好，悬移质泥沙整编方法为单断沙关系曲线法，精度较高，沙量站布设情况见表1。

2 泥沙来源及输沙量年际变化

泥沙分为悬移质和推移质两大类，在流速非常低时几乎没有泥沙运动，随着流速的逐渐增大，泥沙颗粒以滑动的形式开始向前移动或跳跃，此时的泥沙为推移质；当达到一定流速时，泥沙颗粒由于水流紊动的向上分力和胶悬作用而不再与河床接触，此时泥沙称为悬移质。

表1 鸭绿江上游各水文站特征值及沙量分配统计表

鸭绿江流域年输沙量的变化不仅决定于年降水量和径流量的变化，而且也与雨强、笼罩面积、中心位置、径流来源、洪峰过程以及人为影响因素有关。所以，在年际变化上差异很大，从表2可见，其变化范围在几十到几百倍。

表2 实测最大最小输沙量比较表

输沙量的年际变化规律与径流量变化过程基本相似，根据临江站连续1973～2008年36年的实测资料分析，年输沙量的变差系数Cvs大于年径流量的变差系数Cvq。由长期实测资料分析，多沙年与少沙年河道水量丰枯变化一般同步，基本是水大沙也大。

3 多年平均输沙量分析计算

3.1 泥沙平衡方程

根据沙量平衡方程：

式中Ws下，Ws上，分别代表干流上下游代表站多年平均输沙量；s支+Ws区，分别代表上下游两站区间支流站和区间的多年平均输沙量；△s为河床上下游两站的冲刷或淤积量。

3.2 平衡分析计算

由于鸭绿江上游支流无沙量测验，故以上方程简化为：

表3 鸭绿江上游沙量多年平衡计算表

由上表计算结果可知，十四道沟站到临江站的沙量，从上断面到下断面输沙量增加了61.8×104t，说明鸭绿江上游河段河道顺直，比降大，易使河床发生冲刷，泥沙向下输送，故上游沙量在上下断面间是递增的。另一方面对于整个河段的冲淤变化也取决于上游来沙量和河床的挟沙能力的对比关系，如上游来水的含沙量大于本河段的挟沙能力，河床发生淤积，反之河床发生冲刷。鸭绿江上游区多年来输沙率是从上到下逐渐递增的规律。从侵蚀模数也可反映：十四道沟36.6 t/km2，临江为38.2 t/km2。

4 年输沙量的平衡分析

选取资料系列相同的1979～2008年资料，按照沙量平衡方程进行平衡计算，计算结果见表4。

由表4可以看出，虽然河床的沙量变化十分频繁、复杂，但也有一定的规律行和特殊性。悬移质泥沙是在水流的作用下输移并堆积，河道中不仅有悬移质泥沙运动，也有沙波的运移，每次较大的洪水过程，河道也要经受一次冲淤调整。由表4可见，鸭绿江上游35年资料中仅3年以淤积为主（1984，2001，2002年），32年以冲刷为主。冲刷量最大为1979年，最大冲刷量为145万t。

5 结语

随着江河运动的泥沙，是造成河床冲淤、河道变迁的主要原因，给防汛、灌溉、航运等带来困难。因此，掌握和研究泥沙的运动规律并运用其为工农业生产服务，是水文工作者的一项重要课题。目前吉林省各水文站中，施测推移质的站仍为空白，很难满足研究泥沙运动及河床冲淤变化规律的需要。要控制河道沙量淤积，必须进行综合治理，加强水土保持，修建水库，合理开发利用土地，以达到拦沙滞沙，减轻河床淤积，调节水流泥沙过程和保护水资源的目的。为鸭绿江上游的经济开发起到积极的作用。

表4 1979～2008年沙量平衡计算表