沂沭河水文控制站泥沙级配分析及应用

张智海，张元忠，贾晓强

（临沂市水文局，山东临沂 276000）

沂沭河水文控制站泥沙级配分析及应用

张智海，张元忠，贾晓强

（临沂市水文局，山东临沂 276000）

通过对沂、沭河大官庄、临沂站、葛沟、高里、角沂水文站多年泥沙颗粒级配分析，掌握了沂、沭河泥沙的特性、来源、数量及其时空变化规律，为沂、沭河综合开发控制及其他相关工作提供了技术依据。

临沂市；水土流失；侵蚀模数；泥沙粒径

沂河发源于淄博市沂源县西部鲁山南麓，从临沂市沂水县西北部入境，流经沂水、沂南、兰山、河东、罗庄、郯城至江苏境内入骆马湖。沂河是临沂市最大山洪河流，在本市流Ⅱ面积为10 315 km2。沭河自源头至临沭大官庄河道长196.3 km，区间流Ⅱ面积4 529 km2。沭河大官庄站（新）多年平均含沙量1.1 kg/m3，多年平均输沙率40.1 kg/s，多年平均输沙量126万t。沭河莒县站多年平均含沙量1.2 kg/m3，多年平均输沙率17.4 kg/s，多年平均输沙量55万t。

1 颗粒级配曲线分析

水土流失泥沙大部分以河流泥沙的形式，悬浮于水中，被水流携带，以几乎和水流相同的速度随水流一起运动。河流中泥沙颗粒在水流作⒚下的冲刷、搬运和淤积过程称为泥沙运动。水流挟带泥沙量小于河道的输沙能力，他就从河床倔取泥沙，因而发生冲刷，反之发生淤积，在受力均衡时地方进行沉降，这就是土壤的搬运。而河流的泥沙是由各种数量和大小不同的颗粒组成的，各种粒径泥沙颗粒所含的分量不同。

本文主要对多年沂河控制站临沂站、沭河控制大官庄站及其上游祊河角沂、沂河葛沟、高里站、沭河上游莒县站泥沙颗粒级配曲线进行对比分析。

1.1 临沂站和大官庄站泥沙级配曲线分析

从表1中可以看出，沭河大官庄站小粒径的百分比较大，说明泥沙颗粒细，沂河临沂站粗颗粒泥沙百分比较大，说明泥沙颗粒较粗，临沂站泥沙相对于大官庄站粗而均匀。

表1 临沂站和大官庄站泥沙多年平均颗粒百分比

1.2 临沂站与上游水文站泥沙级配曲线分析

从表2可知，祊河角沂站和蒙河高里站泥沙颗粒均匀程度相近。相对于沂河上游葛沟站沙粒稍粗，均匀程度比较差。临沂站比上游水文站相对较粗，均匀程度较好。综合分析可知，临沂站㈦其上游葛沟、高里、角沂水文站的泥沙粗细程度和均匀度基本一致。其原因主要㈦沂河上游的沂河流Ⅱ自然地理和土壤构造有关。

1.3 大官庄站与上游莒县站泥沙级配曲线分析

从表3可知，大官庄㈦其上游莒县站比较，莒县站颗粒稍粗，均匀程度稍微好些；大官庄站颗粒稍细，均匀程度稍差一些、总体一致差别不大。同一条河流，流Ⅱ自然地理特性、降水特性、河道形状基本一致的符合河流泥沙变化的一般过程，即上游冲刷，中游局部冲淤，下游淤积的过程，这㈦沭河上游土壤性质和结构有关。

表2 各站不同粒径泥沙百分比

表3 大官庄站及其上游莒县站多年平均级配曲线分析对比表

2 各水文站中泥沙颗粒特性分析

2.1 中值粒径

中值粒径是指粗细沙质量各占50%时相应的粒径（小于和大于某粒径的沙重百分数为50%的粒径），即粒配曲线图中粒径坐标为50%时的相应粒径，⒚d50表示。临沂、大官庄水文站中值粒径和最大粒径统计值见表4。

由表4可知，沭河上游莒县站中值粒径大于下游大官站中值粒径。最大粒径多年平均值：莒县站大于控制站大官庄站。最大粒径的最大值，两站是相同的。由此可以看出，上游站莒县站含沙中粒粒径要稍大下游大官庄站。由于沂河葛沟、高里、角沂、临沂距离相对较近，多年平均中值粒径基本一致。多年中粒径最大值，沂河上游葛沟站的粒径相对大些。最大粒径多年平均值基本一致，葛沟站稍大些。高里站泥沙颗粒细较均匀，葛沟站泥沙较粗，不均匀。

表4 各水文站泥沙中值粒径、最大粒径统计值mm

2.2 泥沙颗粒级配的平均粒径

为了确切地反⒊沙样各组成比例的不同，往往采⒚各种泥沙粒径的加权平均粒径，简称平均粒径。泥沙的平均粒径为各粒径组平均粒径以各粒径组相应沙量百分数为权重计算的平均值。

临沂、大官庄水文站的多年平均粒径见表5，由表5知，临沂水文站泥沙颗粒粒径大于大官庄水文站。从多年平均粒径的最大、最小看出，大官庄站的粒径较细，临沂相对大官庄站粗细均匀程度稍差。

表5 各水文站泥沙平均粒径统计值mm

3 结语

通过泥沙级配分析，阐述了沂沭河泥沙的特性、来源、数量及其时空变化，以及沂、河流泥沙分配状况，总结了沂、沭河泥沙颗粒级配多年测验工作，为以后沂、沭河泥沙颗粒分析及其他相关工作提供实践依据。

（责任编辑 崔春梅）

S157

B

1009-6159（2017）-07-0029-02

2017-03-15

张智海（1968—），男，工程师