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中国主要河流的输沙量及其影响因素

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中国主要河流的输沙量及其影响因素 中国主要河流的输沙量及其影响因素Ξ 李晶莹1 张 经1, 2 (1 中国海洋大学化学化工学院, 青岛 266003; 2 华东师范大学河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室, 上海 200062) 摘 要:  本文选择了中国 40 余条重要河流, 并对这些河流多年来平均输沙量及其环境因素资料进 行分析, 发现黄河及其支流的输沙量很大, 这主要是由于流域干燥的气候、松散的黄土层以及人类开 垦活动加剧等原因造成的。对中国河流输沙量影响较大的因素是河流的径流量、干旱指数、最高海拔 和人为活动。而流域年均降雨量...

中国主要河流的输沙量及其影响因素
中国主要河流的输沙量及其影响因素Ξ 李晶莹1 张 经1, 2 (1 中国海洋大学化学化工学院, 青岛 266003; 2 华东师范大学河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室, 上海 200062) 摘 要:  本文选择了中国 40 余条重要河流, 并对这些河流多年来平均输沙量及其环境因素资料进 行分析, 发现黄河及其支流的输沙量很大, 这主要是由于流域干燥的气候、松散的黄土层以及人类开 垦活动加剧等原因造成的。对中国河流输沙量影响较大的因素是河流的径流量、干旱指数、最高海拔 和人为活动。而流域年均降雨量、年均气温、相对高差、森林覆盖率等的影响则不明显。与世界主要流 域输沙量的影响因子相比, 中国主要河流输沙量受到人类活动和干旱指数的影响较为显著。在相关 数据分析的基础上, 提出了中国主要河流产沙量的估算模式, 即 logD s= 0. 185 2logH + 0. 398 9logR + 0. 080 3logQ + 0. 163 9logCu lt+ 3. 068 9, 模式得到了较好的验证, 但有待进一步完善。 关键词:  主要河流; 输沙量; 影响因素; 径流; 气候; 地貌; 植被; 人类活动 中图法分类号:  P3325     文章编号:  100121862 (2003) 042565209 河流是地球表面最活跃的组成部分, 它在地表物质迁移、地貌塑造、陆2海物质循环中都扮 演着十分重要的角色。河流的泥沙主要来源于流域的岩石、土壤及其风化产物, 并受到流域气 候、地貌、植被等自然因素的影响。近些年来, 毁林造田、过度开垦、筑坝等人类活动对河流输沙 量的影响也越来越受到人们的关注。我国河流众多, 黄河是世界上泥沙含量最高的河流, 多年 的平均输沙量高达 16×109 t [1 ] , 虽然我国入海河流水量仅占全球河流入海水量的 7% , 但输沙 量却占世界河流输沙总量的 10%~ 15%。因此我国河流在世界陆2海物质循环尤其是泥沙输 送方面具有举足轻重的地位。 长期以来, 关于中国主要河流输沙量的研究报道相当多, 但对于河流输沙量影响因素的研 究不多, 而且众多学者的研究集中在某个单一流域, 如黄河、长江等, 但对全国主要河流的输沙 量及其控制因素的综合性研究成果至今未见报道。 本文收集了我国松花江2嫩江、辽河、海 (滦) 河、黄河、淮河、长江、珠江等 7 大水系主要河 流及其支流等共计 40 多条河流多年来的水文、泥沙资料。结合这些河流的气候、地貌、植被、人 类活动等主要影响因素[2212 ] , 对这些影响因子多年平均值进行定量化, 进而探讨各种因素对河 流主要输沙量的控制作用及其相对大小。同时与世界主要流域盆地的相关资料进行对比, 旨在 为中国主要流域盆地物质地球化学循环、水土流失状况等提供科学依据。 第 33 卷 第 4 期   2003 年 7 月     青 岛 海 洋 大 学 学 报 JOU RNAL O F OCEAN UN IV ERS IT Y O F Q IN GDAO      33 (4) : 565~ 573 Ju ly, 2003 Ξ 国家重点基础研究发展规划项目“东、黄海生态动力学与生物资源可持续利用”(G1999043705) ; 华东师范大学河口海 岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室开放基金资助 收稿日期: 2002207219; 修订日期: 2003203210 李晶莹, 女, 1974 年 10 月出生, 博士, 现在青岛科技大学材料与环境科学学院工作。邮编 266042。 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 1 中国主要河流及其影响因子的选取 1. 1 河流输沙量影响因子的选取  河流泥沙主要来自于岩石、土壤的机械剥蚀作用, 除受到 岩石、土壤性质的控制外, 同时受到各种自然因素和人类活动的影响, 主要包括河流自身的属 性、流域的环境因素 (包括径流、气候、植被、地貌等)以及人类活动等。本文首先对这些因子进 行定量化, 通过具体的数据来反映因子的相对大小与强弱 (表 1)。如人类活动通过流域内的平 均人口密度和土地开垦面积比例来反映; 气候因子用流域多年平均气温、年均降雨量和干旱指 数 (蒸发量ö降水量) 来表示; 植被状况用流域内森林的覆盖率来反映; 而地貌因素包括流域发 源地的最高海拔和流域的相对高差 (河流落差与河流长度的比值)。各流域的因子量化数据主 要来自多年来河流的相关水文、地质资料和朱道清所著《中国水系大辞典》[13 ]。 表 1 河流输沙量主要影响因子的量化指标 T able 1 T he quan tita t ive con tro lling param eters of sedim ent yield 参数组 Param eter group 影响因子 Contro lling param eters 简写 A bbreviat ion 单位 U nit 属性 Featu res 河流长度 L ength流域面积 A rea L A km km 2 气候C lim atic param eter 年均降水量M ean annual p recip ita t ion 年均气温M ean annual temperatu re 干旱指数 A ridity index P T R mm ℃2 径流R unoff 地貌M o rpho logical param eters 年均径流量M ean annual runoff 最高海拔 H ighest elevation 相对高差 (落差ö河长)R elief ra t io QHS 108m 3m 植被V egetat ion 人类活动 A nth ropogen ic param eters 森林覆盖率 Fo rest ra t io 耕地占流域面积的比例 Percen tage of cu lt ivated area 人口密度M ean populat ion density V Cu lt P op % % hökm 2 表 1 中所列因子是国际上常用的主要影响因素, 当然, 这些因子不能把全部的影响因素都 囊括在内。例如一些学者认为流域内植被状况除森林覆盖之外还包括生物产量、不同植被类型 (如草原、森林等) 所占的比例等, 耕地面积可以再细化为不同坡度的坡耕地各占多少比例, 而 人类活动的影响因子中应考虑大型水库的兴建、工农业用水等等。但由于河流相关资料的匮 乏, 很难掌握所有影响因素的量化指标, 所以只选择以上在文献资料中较易查阅到的主要因子 作为代表。 1. 2 主要河流及其支流的选取  由于黄河、长江、珠江等大型流域属于流域面积、径流量和 输沙量都很大的流域盆地, 它们自西向东流经不同的气候区, 利用单一的影响因子平均值来代 表如此大范围的河流特征, 显然忽略了很多更详细的信息。国外一些学者采取将河流依据经、 纬度来进行人为切割划分的方法, 例如以经ö纬度 0. 5°×0. 5°的面积范围为研究单元来对河流 输沙量及其影响因子进行研究[14 ] , 但这种做法首先在中国主要流域盆地内很难实现, 中国主 要流域盆地缺乏如此详细的气候、地貌等参数资料, 而且河流的泥沙输送具有自上而下的继承 性, 加之经、纬度的划分方法具有很大的人为性与流域盆地不一定完全重合, 因此为了更清楚 665 青 岛 海 洋 大 学 学 报 2 0 0 3 年 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 的反映不同气候、地貌等对我国主要河流输沙量的影响。本文采取利用小型支流来分别代表大 型流域盆地的方法, 一方面大河流的物质主要是由其众多支流汇合而来的, 另一方面支流的环 境因子等参数有较多的资料可以参考利用。 对于支流的选择, 一方面要考虑较大支流可以充分的代表大型流域的特征, 而另一方面支 流又不能太大, 如果支流的流域面积太大, 其影响因子所能提供的信息就不够精确。例如珠江 的支流西江, 如果将其直接作为支流来考虑, 西江流域全长超过了 2 000km , 流经地区的气候、 植被和地貌都有较大变化, 所以认为将西江 3 条支流红水河、柳江和郁江作为研究对象更为合 适, 这 3 条支流的径流总量与西江的径流量基本接近, 流域面积占西江流域总面积的 80% , 可 以充分反映西江流域的特征。 综合考虑认为河长 500~ 1 500km 的支流用来表现大型河流的特征比较适宜。当然, 首先 要选择最主要的支流, 这些支流的流域面积、径流量和输沙量之和应分别占大型河流流域总面 积、总径流量和输沙总量的大部分, 这样才可以利用支流来反映大型流域盆地的特征。 对于黄河的支流, 它们一般长度都较短, 但它们对黄河输沙量的贡献比例却很高, 因此在 对黄河支流的选择时主要考虑支流的输沙量而次要考虑长度。本文选择了黄河流域年输沙量 大于 1×107 t 的支流。黄河的主要上游支流湟水、洮河、祖厉河、清水河和中游的窟野河、无定 河、延河、秃尾河、北洛河、伊洛河、渭河、皇甫川、汾河和沁河作为代表, 这些河流的流域面积、 径流量和输沙量分别占黄河流域面积、径流量和输沙量的 50%、52% 和 70% , 其余的流域面积 和径流量集中在黄河的上游。 对于长江流域, 主要的 1 级支流有 53 条, 长度在 500km 以上的 1 级支流有雅砻江、岷江、 沱江、嘉陵江、乌江、沅江、资水、湘江、汉江和赣江。因此选择了以上的重要支流作为研究对象, 这些支流的流域面积、径流量和输沙量之和分别占长江流域面积、径流量和输沙量的 54%、 59% 和 91%。虽然它们的流域面积和径流量仅占长江流域的一半稍多, 但是它们是长江最重 要的泥沙来源, 其余的径流量和流域面积集中在长江的源头。 珠江其实是由西江、北江和东江 3 条重要支流组成, 它们只在近入海口处才汇合组成了珠 江复杂的水系网。西江支流众多, 横跨几个省市, 利用其支流红水河、柳江为西江北源的主要支 流, 郁江为西江主要的南源, 南北源汇合成西江, 西江这几条支流和北江、东江的流域面积、径 流量和输沙量之和分别占珠江流域面积、径流量和输沙量的 80%、97% 和 96% , 可以很好的反 映珠江流域的特征。 此外, 对河流长度接近或超过 500km 的黑龙江流域的第二松花江和嫩江、图们江、鸭绿 江、辽河、大凌河、滦河、海河、淮河、钱塘江、闽江、韩江等中国较大河流的属性、环境和人类活 动因子等参数进行了 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 。以上所举河流的径流量占中国河流径流总量的 81% , 其输沙量占 我国径流每年输送入海泥沙总量的 83% 以上, 可以较好的代表中国主要流域盆地的总体特 征。 2 中国主要河流输沙量的影响因素 通过对 40 余条河流多年来 (一般从上世纪 50 年代~ 90 年代) 平均输沙量的分析, 粗略的 看, 中国河流输沙量 (D s)具有南北低中部高的空间分布特征 (图 1)。我国最北方的河流第二松 花江、嫩江、图们江、鸭绿江、辽河、大凌河等输沙量均较低, 在 4×107 t 以内。南方河流包括淮 7654 期 李晶莹, 等: 中国主要河流的输沙量及其影响因素 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 河、钱塘江、闽江、韩江、红水河、柳江、郁江、北江等河流的年均输沙量一般也不超过 4×107 t。 图 1 中国主要河流年均输沙量的空间分布特征 F ig. 1 Spatia l characterist ics of sedim ent transpo rta t ion fluxes of m ajo r rivers of Ch ina 但在中部流经或发源于黄土高原或西北高原地区的黄河及其支流、海河、长江支流部分支 流的年均输沙量较高, 黄河支流的年均输沙量普遍较大, 年输沙量超过 109 t 的支流有窟野河、 无定河、渭河等; 长江流域的年均输沙量次之, 年输沙量超过 109 t 的支流有嘉陵江和汉江, 此 外海河的年输沙量亦超过 109 t。年均输沙量最小的河流是嫩江, 年均输沙量仅有1. 318×106 t, 其径流量和干旱指数小, 流域的物理剥蚀作用微弱。 对于中国主要河流而言, 不同流域盆地内的岩石、土壤组成十分复杂, 即使同一流域盆地 内岩石、土壤通常也差异很大, 而且不同岩石的抗蚀性存在巨大的差异, 很难将其对输沙量的 影响状况进行量化研究, 在大尺度范围内, 主要针对各种自然环境因素对输沙量的影响, 故不 考虑岩性的影响, 在比较时尽量避开岩性对输沙量影响的干扰。 通过近几十年来全国主要河流及其支流共计 40 余条河流的多年平均输沙量与影响因子 量化指标的相关分析, 得到了各种因子与输沙量之间及各种因子之间的相关系数矩阵(表 2)。 表 2 河流输沙量及其影响因子的相关系数表 T able 2 T he co rrela t ion betw een sedim ent yield and its con tro lling facto rs D s L A Q P T H S R V Cu lt L 0. 05 A 0. 413 0. 903 Q 0. 763 0. 913 0. 943 P 20. 13 0. 22 0. 15 0. 32 T 20. 15 0. 05 0. 09 0. 26 0. 883 H 0. 603 0. 643 0. 583 0. 583 0. 15 0 S 20. 17 0. 33 0. 25 20. 21 20. 30 20. 32 0. 34 R 0. 623 3 20. 503 3 20. 39 20. 593 3 0. 623 3 20. 40 20. 06 0. 35 V 20. 19 0 0. 04 0. 18 0. 773 0. 633 0. 01 20. 553 3 20. 51 Cu lt 0. 703 0. 45 0. 23 0. 08 20. 25 20. 33 0. 31 20. 37 0. 07 20. 703 P op 0. 18 0 0. 01 0. 02 0. 01 0. 34 0. 28 0. 06 0. 12 0. 16 0. 29 注3 显著性水平 p < 0. 01 (n= 45) , 3 3 p < 0. 05 (n= 20230)。 865 青 岛 海 洋 大 学 学 报 2 0 0 3 年 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 从表 2 中可以看到, 河流的自身属性流域面积对流域的产沙量有一定的影响。径流量和干 旱指数与流域输沙量的相关系数较大, 对流域的产沙量影响最大, 而年均气温和降水量对输沙 量的影响不明显。地貌无疑也对流域的产沙量具有一定的作用, 尤其是流域的最高海拔对输沙 量的影响较为显著, 而相对高差的影响则不明显。植被可以有效减少流域输沙量, 但中国主要 流域的植被保护作用表现不明显。相反, 人类活动对中国河流产沙量的影响较为明显, 尤其是 土地开垦面积与流域输沙量的相关系数达到 0. 70, 2 者具有明显的正相关关系。 2. 1 径流  径流量对输沙量的影响作用最大, 它们之间的相关系数为0. 76, 是影响输沙量最 为显著的环境因子, 这与世界主要流域盆地输沙量最重要的影响因素为径流量不谋而合[14 ]。 2. 2 气候  我国河流众多, 流域气候分布从北到南跨越寒温带一直到热带, 从东到西则有从 湿润区到干旱区的水分递变规律, 由此构成了中国流域明显的区域气候特征。河流含沙量的南 北低中部高区域分布即是气候影响因素的 1 种集中体现。 从气候因素的 3 个量化指标与输沙量的关系来看, 干旱指数与输沙量的相关性较好, 而年 均降水量和年均气温的影响作用则不明显。关于干旱指数对河流输沙量的影响, 在相关的研究 中并没有得到足够的重视。而本文的研究发现, 干旱指数与输沙量之间的相关系数为0. 62, 其 相关性明显。例如有关资料显示, 虽然黄河支流窟野河、无定河、祖厉河的干旱指数只是嫩江的 几倍, 而它们的输沙量却是后者的 10~ 100 倍, 虽然这并不全是干旱指数造成的, 但从中可以 看出干旱指数对产沙量的影响不可小视。 中国流域年均降水量 (400~ 1 900mm ) 与年均气温对输沙量的影响在中国河流中并没有 明显的体现。这与世界主要流域输沙量受到降水量的较强影响有较明显的不同[14 ]。从中国河 流径流量与降水量的相关系数只有 0. 32 来看, 中国主要流域的年均径流量受降水量的影响较 小, 尤其是黄河等流域受到蒸发量的影响较为强烈, 体现在受到干旱指数的显著控制 (相关系 数0. 62, 显著性水平 p < 0. 02)。气温对流域的影响几乎在所有的流域都明显受到降水差异的 中和[15 ]。 2. 3 地貌  地貌因素对流域输沙量的影响在国内的研究中没有得到足够的重视, 基本没有 文献涉及。而在国外的研究成果中, 地貌被认为是影响世界流域输沙量的 1 个很重要的因 素[16217 ]。 本文对流域的最高海拔和相对高差对流域输沙量的影响进行了研究, 发现最高海拔对流 域输沙量的影响较为明显, 两者的相关系数达到 0. 60, 而相对高差的作用不显著。一般而言, 高海拔意味着活跃的构造活动, 快速的构造隆起使风化壳遭受强烈的剥蚀, 同时构造运动形成 的地貌单元改变了区域性气候和风化作用环境, 使气候、植被等也相应发生急剧变化, 从而对 流域的输沙量产生重要的影响。我国的长江、黄河发育于青藏高原, 输沙量大同青藏高原强烈 的隆升不无关系, 同样发源于青藏高原世界最高山峰喜马拉雅山的印度恒河2布拉马普特拉 河、印度河等河流的含沙量、输沙量、碎屑侵蚀模数也是世界异常高的流域[18 ] , 从另一方面佐 证了这一点。 2. 4 植被  植被对流域产沙量的影响比较复杂。一方面, 植物的生长造成岩石矿物的机械破 碎即对机械剥蚀有所贡献, 另一方面, 植被覆盖在原岩上, 形成土壤保护层, 对雨滴动能有消散 作用, 并对降雨有拦截作用, 从而延缓径流的产生, 增加了土壤的抗蚀性, 同时减少了岩石暴露 面积, 阻止了风化作用向深部发展的进程。总体而言, 植被的保护作用 (减少输沙量)占优势地 位。如果植被破坏严重, 河流的输沙量就会急剧增加。整体而言, 中国主要流域盆地的输沙量 9654 期 李晶莹, 等: 中国主要河流的输沙量及其影响因素 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 与森林覆盖率的相关系数并不大 (0. 19) , 这可能是因为我国流域的森林覆盖率普遍不高, 除南 方少数河流外, 大部分流域盆地的森林覆盖率不足 20% , 导致植被的保护作用不明显, 可能被 土地开垦面积等增大河流输沙量的因素所掩盖了。 2. 5 人类活动  几个世纪以来, 沿河流域地区的城市化、过度开垦、毁林造田等人类活动导 致世界众多河流严重的水土流失和洪涝灾害, 正日益受到人们的关注。据估算, 人类大规模耕 种后, 世界河流每年的输沙量已增加了 2~ 10 倍[19220 ]。自从人类大规模开垦后, 黄河流域的产 沙量已增加了 1 个数量级, 由开垦前的 0. 1×109 töa 增加到现在的 1. 6×109 töa [21 ]。W alling 研 究了英国 Exeter 地区城市化对河流产沙的影响, 结果表明当流域 25% 的地区建设为城市后, 河流泥沙量增加了 5~ 10 倍[2 ]。C ronan 等对美国M aine 流域的研究发现河流泥沙浓度在流经 农垦地区比流经林地和湿地要高出 1 个数量级[22 ]。 通过对中国 20 余条河流输沙量与耕地面积的分析研究发现, 河流输沙量随着耕地面积的 增加而增大了, 2 者的相关性仅次于径流量与输沙量的相关系数, 可见农业耕作对中国河流的 输沙量具有重要的贡献。尤其在植被稀疏、气候干旱的黄土高原区, 农业开垦对脆弱的生态系 图 2 Goodw in 流域耕种面积的变化 对河流输沙量的影响 F ig. 2 T he effect of land use changes on sedim ent transpo rt in the Goodw in w atershed 统的影响尤为显著。人口密度的大小与流域 输沙量没有明显相关性, 因为人口分布可能 更多的受到社会因素等的影响。 由于缺乏详细的资料, 在此引用美国密 西西比河中北部的 Goodw in 流域的农业耕 作面积减少导致输沙量急剧减少的例证[23 ] , 从反面来更清楚的反映农田耕作对流域输 沙量的影响。Goodw in 流域 1982~ 1990 年 9 年间的耕种面积由 26% 下降为 12% , 流域泥 沙的含量急剧下降了 60% , 由此可见农业耕 作与河流输沙量之间明显的正相关关系 (r= 0. 65, p < 0. 05, 图 2)。 3 中国主要河流产沙量的估算模式 为了评价物质入海通量对地区和全球变化的响应效应, 有必要对河流的入海通量进行统 计分析, 并对其控制因子进行研究, 建立主要河流泥沙输送通量模式。A hnert、M illim an 等、 Summ erfield 等很多的学者[17, 24225 ]指出流域的高程和地形、地貌情况对通量尤其是泥沙通量有 非常重要的影响, Jan sen 等和 P rob st [26227 ]曾尝试建立考虑多种变量的多元回归模型对全球泥 沙向海输送通量进行估计, P rob st 对世界河流产沙量与环境参数提出了 1 种估算方法: L nD s= 0. 965 5L nS + 0. 002 3L nQ + 0. 569 2L nP 20. 866 0L nV 21. 561 0 (1) 最近,L udw ig 等[28 ]收集了世界上 60 条主要江河的流域资料, 从全球尺度上对其水文、气 象、生物、地貌参数进行了量化分析, 建立了估计泥沙通量的经验模型, 利用该模型计算得到年 均全球入海泥沙通量约为 1. 6×1011 t, 与实际情况相当接近。 基于相同的思路, 根据中国主要流域输沙量的主要影响因子 (流域的干旱指数R、径流量 Q、最高海拔H 和土地开垦面积 Cu lt) 与河流输沙量的相关关系, 在此基础上对其进行定量 075 青 岛 海 洋 大 学 学 报 2 0 0 3 年 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 化, 初步提出了中国主要河流产沙量的估算模式: logD s= 0. 185 2logH + 0. 398 9logR + 0. 080 3logQ + 0. 163 9logCu lt+ 3. 068 9 (2) 用方程 (2)分别估算了窟野河、无定河、海河、汉江、珠江等几条河流 (以上几个主要参数齐 全) 的输沙量, 并与它们的实测输沙量结果进行了对比, 结果显示估算值与实测值的比值在 1±25% 范围内变化 (表 3) , 说明该估算模式可以用来较好的反映中国主要河流及其支流的输 沙量。但值得注意的是, 河流输沙模式中并没有考虑河流沉积物的淤积滞留情况, 实际上近年 来水库筑坝等人为因素已经减少了全球河流沉积物输送到海洋沉积物的约 16% [28 ]。 由于河流输沙量影响因子的多样性和复杂性, 许多河流输沙量的影响因子数据不完整, 因 此有待更深入的探讨完善估算模式。尽管模式中数据的来源存在疑义、数据的标准尚未统一、 数据的精确度值得怀疑、收录的河流尚不够齐全, 但此工作本身无疑是极有意义的, 值得进一 步提高。 表 3 中国某些河流多年平均输沙量估算值与实测值的比较 T able 3 E stim ated versus observed so lid yields of som e w atersheds of Ch ina 河流 R iver D s 估算值 (104 t) E stim ated values D s 实测值 (104 t) O bserved values D s 估算值öD s 实测值 E stim atedöobserved values 窟野河 Kuyehe 无定河W udinghe 海河 H aihe 汉江 H anjiang 珠江 Zhujiang 17 972 14 002 16 881 15 026 9972. 7 14 400 11 842 16 000 13 000 8734. 9 1. 248 1. 182 1. 055 1. 156 1. 142 4 结论 通过以上对中国主要河流及其支流多年平均输沙量及其影响因素的分析研究, 可以看出: (1) 中国主要河流输沙量的空间分布极不均匀, 总体呈现南北低中部高的态势, 不同流域之间 的输沙量最多可相差几个数量级, 其中流经或发源于黄土高原地区的河流输沙量最高。 (2) 对于全球主要河流而言, 影响世界主要流域输沙量的主要因素是径流量、年均降雨量和海 拔[14, 16217 ] , 对中国主要河流而言, 径流量、海拔、干旱指数和人类活动的影响都不可低估。两者 的相似之处是海拔和径流量都是主要的影响因子, 不同的是中国主要河流受到人类活动的影 响较为明显, 尤其是土地开垦活动对河流输沙量的影响较大, 而且降水对我国河流输沙量的影 响并不显著, 这可能是由于蒸发量的重要作用掩盖了降水量的影响。 (3) 土地的过度开垦造成河流泥沙的急剧增加, 这在我国表现的尤为明显, 我国主要流域的森 林覆盖率普遍偏低, 土地开垦面积普遍较高, 尤其在生态脆弱的黄土高原地区, 水土流失状况 十分严重, 因此我国当前保护流域植被、限制流域土地开垦已势在必行。 (4) 初步提出了中国主要河流输沙量的估算模式, 可以较好的估算中国主要河流的产沙量, 但 有待逐步完善。 1754 期 李晶莹, 等: 中国主要河流的输沙量及其影响因素 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 参考文献: [ 1 ] 陈 骏, 杨杰东, 李春雷. 大陆风化与全球气候变化 [J ]. 地球科学进展, 2001, 16 (3) : 399~ 405 [ 2 ] 陈静生, 王飞越, 程成旗. 中国东部主要河流颗粒物的元素组成 [J ]. 北京大学学报 (自然科学版) , 1996, 32 (2) : 206~ 214 [ 3 ] 张明波, 张新田, 余开金. 乌江流域水文气象特征分析 [J ]. 水文, 1999, 6: 53~ 56 [ 4 ] 毛红梅, 刘少华. 嘉陵江流域人类活动对干支流水沙量的影响 [J ]. 泥沙研究, 2000, 21 (3) : 37~ 40 [ 5 ] 贺素娣. 汉江流域水土流失特点及防治对策 [J ]. 长江流域资源与环境, 1997, 6 (3) : 271~ 276 [ 6 ] 潘久根. 金沙江流域的河流泥沙输移特征 [J ]. 泥沙研究, 1999, 2: 46~ 50 [ 7 ] 邓贤贵. 雅砻江流域产沙区及人类活动影响分析 [J ]. 四川联合大学学报, 1998, 2 (2) : 103~ 106 [ 8 ] 董雪娜, 钱云平, 赵六奇. 汾河水沙特征变化分析 [J ]. 人民黄河, 1999, 21 (8) : 20~ 21 [ 9 ] 陈发中, 戴明英, 吴 卿. 渭河水沙变化及特征分析 [J ]. 人民黄河, 1999, 21 (8) : 16~ 17 [ 10 ] 钱云平, 董雪娜, 林银平, 等. 无定河水沙变化及特征分析 [J ]. 人民黄河, 1999, 21 (8) : 25~ 26 [ 11 ] 白站国. 地貌条件与土壤侵蚀关系的定量研究2以窟野河流域为例 [ J ]. 陕西师范大学学报, 1992, 20 (2) : 63~ 66 [ 12 ] 李 文, 李守吉, 余焕全, 等. 大凌河流域产沙特征分析 [J ]. 东北水利水电, 2000, 18 (10) : 6~ 7 [ 13 ] 朱道清编. 中国水系大辞典 [M ]. 青岛: 青岛出版社, 1993 [ 14 ] L udw ig W , P robst J L. 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All rights reserved. http://www.cnki.net Na tura l C on tro ls of S e d im e n t Yie ld in the M a jo r R ive rs in C hina L i J ingying1 Zhang J ing1, 2 (1 Colleg e of Chem istry and Chem ica l E ng ineering , O cean U n iversity of Ch ina , Q ing d ao 266003, Ch ina; 2 S ta te K ey L abora tory of E stua ry and Coast, E astch ina N orm a l of U n iversity , S hang ha i 200062, Ch ina) A bs tra c t:   T he sedim en t yield and environm en ta l data indica te that the sedim en t t ran spo rta t ion fluxes of the Yellow R iver and its t ribu taries are h igher by a facto r of 10 ~ 100 than tho se of no rthern and sou thern rivers in Ch ina. D ry clim ate, loo se loess and hum an act ivity m ay be respon sib le fo r the fact tha t the h ighest sed im en t t ran spo rta t ion fluxes of the w o rld are in the Yellow R iver and its t ribu taries. T he river sedim en t yield of Ch ina is mo re clo sely rela ted to m ean annual runoff, arid ity index, the h ighest elevat ion and an th ropogen ic facto rs. How ever, the effect of annual p recip ita t ion, annual tempera tu re, relief ra t io and fo rest ra t io on the sedim en t yield is no t sign if ican t. In part icu lar, compared to the w o rld w atersheds, the percen tage of cu lt iva ted area and arid ity index p lay a m ajo r ro le in con tro lling the sedim en t yield of m ajo r Ch inese rivers. A cco rd ing to the above study, a model w as bu ilt to est im ate the sedim en t yield of m ajo r Ch inese rivers, w h ich is exp ressed as logD s = 0. 1852 logH + 0. 3989 logR + 0. 0803 logQ + 0. 1639 logCu lt + 3. 0689. It has p roved to be a good model though fu rther imp rovem en t is needed. Ke y w o rds:  m ajo r rivers; sed im en t yield; con tro lling facto rs; runoff; clim ate; relief; fo rest ra t io; hum an act ivity 3754 期 李晶莹, 等: 中国主要河流的输沙量及其影响因素 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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