浅析东江流域泥沙输移比

　　摘要：东江流域泥沙的输移比现状、输移比的时空变化及发展趋势，指出在特定的自然地理条件下，泥沙中推移质比倒较大．致使该区泥沙输移比远小于1，这是东江流域泥沙运移的重要特征；输移比在空间上有明显差异并且沿程逐渐增大。从时间上看,输移比有不断减小的趋势．今后一段时间，随着区内河流径流量的减少和人为侵蚀作用的加剧，泥沙输移比仍会减小。
　　关键词；东江流域，泥沙，输移比
　　发源于江西省赣州南部的东江，是珠江四大水系之一，地势自东北向西南倾斜，三面环山，一河中贯，山河交错，地势起伏，南濒南海。本区因纬度差异和地势高低的不同，南北差异明显。北部山地，日温差和年温差较大，冬冷夏热，具有大陆性气候特征。年降雨量1600～2000毫米，可满足中亚热带农作物生长的需要。南部属南亚热带季风气候区，年降雨量1800～2000毫米。河源、博罗因受地形雨的影响，成为全省暴雨中心之一。
　　频发的暴雨、洪水、泥石流及日益频繁的人类各种不良工程活动，使水土流失正在加剧。由于侵蚀物质较粗，常作为推移质被流水搬运并沿程沉积，这样就使根据河流输沙量确定出的侵蚀模数值常常偏小。为了正确认识土壤侵蚀问题，给防治水土流失提供科学依据，有必要研究河流泥沙的输移比，以深刻揭示侵蚀产沙与河流泥沙运移沉积的规律。
　　一、输移比现状
　　输移比是指流域实测输沙量与流域侵蚀总量之比。当流域侵蚀物质愈是以悬移质状态被流水搬运时，所测得的输沙量与流域侵蚀量相差愈小，此时，河流泥沙输移比愈接近l，在中游的大部分地区输移比就属于这种情况_。但是参与侵蚀的物质近较中游地区复杂多样，而且粗碎屑物质所占比例很大，一般小于1mm的泥沙以悬移质的形式被流水搬运，而大于1mm的泥沙则以推移质形式被流水搬运，这部分推移质在河流全沙中的含量一般可达到或超过悬移质量。
　　该区河流泥沙的输移比普遍远小于1，这是东江流域泥沙运移中的一个重要特征。河流泥沙的推移质量和悬移质量也不是固定不变的，随水动力和地貌等条件的变化可以互相转化。作为推移质，既可以被流水以推移的方式向下游输送，也可在相应条件变化时沿程沉积；作为悬移质，在适当的条件下，也可成为推移质甚至沿程沉积。
　　二、推移质的产生
　　地质地貌复杂，在各种地质作用影响下，岩石风化破碎，形成大面积分布的易侵蚀岩土，包括第四纪各种成因的松散堆积物(如主要由基岩风化物形成的山地石渣土等)、前第四纪抗蚀力弱的粘土岩类、部分砂岩、片岩、板岩、千枚岩及风化的岩浆岩等。大量的风化碎屑物成为推移质丰富的物质来源，其中0．1～0.25mm者成为悬移质的主要来源，>0.25mm特别是05～5mm者成为沙质推移质的来源。
　　由于地形高差悬殊，陡坡峭壁比比皆是，夏秋之际，暴雨频频，使得重力侵蚀的泥石流作用成为泥沙推移质最重要的产出方式。重力侵蚀表现为以下三种形式：一是在中高山区一些陡峭临空的坚硬半坚硬岩类如碳酸盐岩、碎屑岩类和火山岩类分布区。岩石性脆，裂隙发育，风化破碎岩块在重力作用下骤然崩落．形成崩塌；二是在疏松的花岗岩、闪长岩、砂岩等陡坡常有风化物沿坡面向下滚动形成泻溜侵蚀；三是各种松散岩类和石质岩类滑坡。在区内强暴雨的作用下，上述脱离母岩的碎屑物又常以泥石流和坡面流水的形式由山坡或支沟搬运至河流，最终成为河流推移质。
　　近年来，在经济发展的同时，人类工程活动造成的侵蚀也愈演愈烈，采矿、修路、建厂产生的大量废渣废石随意倾倒沟底、河床，其中一部分也成为河流推移质。总之，重力侵蚀作为东江最重要的土壤侵蚀方式，与人为侵蚀结台，产出大量的粗粒物质．使推移质在河流泥沙中所占比例较大。
　　三、输移比的变化
　　1.输移比的空间差异
　　就输移比区域分布而言．区内自然地理条件的差异决定了不同地区输移比的差异。影响输移比的因素很多，岩性、地貌、水动力条件、河流纵比降以及土壤侵蚀方式、水库修建等都对其有影响，而且是一种综合的影响。区内中高山风化的岩浆岩、变质岩分布区，虽然河床比降较大，但由于风化物质较粗、较多，河流挟抄能力相对降低，常产出大量的推移质，输移比一般较小，但是，当侵蚀物较坚硬，产沙少时，河流的挟沙能力相对较强，强大的水动力亦可使某些粗粒成为悬移质下泄，输移比将会变大。低山丘陵及盆地周边一些砂、页岩、黄土分布区，则主要产出悬移质泥沙，输移比有所增大。某些河流因库坝等各种水利工程的拦蓄，部分悬移质转化为推移质，因而，输移比较小。在泥石流频发的支沟，虽产出各种较粗的碎屑物质，但在强大的水动力条件下，常颤泻而下，输移比也较大，但在泥石流沟口，由于河道比降减缓．大量悬移质转化为推移质并发生堆积，输移比又变小。输移比沿一条河流从上游到下游的变化称为沿程变化，实质上是推移质和悬移质、搬运与沉积在流速、流量和河流比降等诸多变量影响下的相互转化的过程。区内输移比的一般变化过程可概括如下：各种岩石风化产物，在崩塌、泻溜、滑坡及坡面暂时性流水等侵蚀作用影响下，首先就近堆积于坡麓或支沟底部，山区支沟纵比降大，沟道窄，在雨季常形成洪流或泥石流，把大量固体物质搬运至支流、溪沟出口处的低洼较平坦地带，成为大河上游固体物质的主要来源，由于搬运物质颗粒较粗，悬移质少，一般较大河流上游的输移比较小，并且有部分粗粒物质在河滩或河床发生沉积，愈向下游河段，由于河水流量的增加以及进入该段河流的粗粒物质的相对减少，悬移质相对增多，因此，使泥沙输移比向下游呈逐渐增大的趋势。
　　2.输移比的时间变化
　　主要受降水和水动力条件的影响。同一流域不同时期的输移比也在变化。一般说，当河流的径流量减小时，将会使河流的挟沙能力减弱．大量的推移质沉积，遂使此时输移比减小，反之，输移比将增大。
　　四、输移比研究的实际意义
　　1.输移比小所揭示的东江流域、水库淤积问题
　　在产沙量仍很大的情况下，输移比小说明推移质的量大，推移质在淤积物中比例大是流域泥沙淤积的一个显著特点．河床因此而不断加高。在新丰江、秋香江、西枝江的不少支流，由于推移质的大量堆积，还形成了许多悬河地貌。泥沙沉积引起的河床抬高和水库淤积，使行洪困难，洪水泛滥，库容减少，水库效益降低直至报废，直接影响农业生产和水土保持工作的开展。
　　2.正确估价的土壤侵蚀问题
　　目前,许多地方,一方面由于人为破坏植被及大量的工程活动，土壤侵蚀在发展，生态环境趋于恶化，昔日的青山绿水在许多地方已不复存在，但另一方面所测得的土壤侵蚀模数却不大，在人类活动频繁的中低山、丘陵区，土壤侵蚀模数一般也仅在3000～4000t／(km2•a)左右，使得土壤侵蚀还未引起人们的足够重视．这的确是一个矛盾。但是，通过对输移比的研究可以很好地把二者统一起来，从而加深对土壤侵蚀的认识。实际上，各地产沙量还是很大的，坡面侵蚀是很强烈的，只是在特殊的侵蚀产沙条件下，推移质产出比例高，同时沿程淤积．输移比小正说明了这一问题。目前测出的河流泥沙只是悬移质量，在输移比远小于1的情况下，嵌据悬移质计算的土壤侵蚀模数不能反映真正的土壤侵蚀强度．数值往往只是实际值的一半甚至不到一半，显然偏小。这一问题在整个长江上游地区亦具有普遍性。通过区内输移比的研究，不但可以恢复有关部门正确认识与防治土壤侵蚀．做好水土保持工作也将提供科学而真实的依据。
　　五、输移比今后的变化趋势
　　目前，水土流失仍在加剧，抑制生态环境恶化的任务十分艰巨，生态环境的良性循环还需一个较长的时间才能实现。由于推移质的增加使绝对产沙量增加，悬移质变化不大，因此，在一段时期内输移比将有继续变小的趋势，具体原因如下：1)多年来河流径流量的减小使挟沙能力下降的趋势仍在发展，除推移质继续堆积外，原先的部分悬移质也可能向推移质转化。从这一意义上来说，只要河流径流量减小的趋势继续存在，东江流域输移比也将随时间而变小。2)由于多石质山地、丘陵，基岩裸露，多数火成岩、变质岩风化强或较强，山间盆地周边多出露易侵蚀的沉积岩．使产生推移质的物质源特别丰富。3)人为侵蚀活动愈演愈烈，随着山区资源的开发．各种采矿、修路、建厂等工程活动方兴未艾．开山炸石、乱弃废石废渣、重力侵蚀和泥石流在发展，将使推移质大量增加。
　　上述因素的配合．使区内推移质增加速度超过悬移质增加速度，推移质量接近或可能超过悬移质量，使输移比继续变小。深刻认识研究这个问题，科学地测算土壤侵蚀强度，必将有力地促进该区水土保持工作的发展。

《浅析东江流域泥沙输移比》

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