乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究

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1、乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究乌兰木伦河流域暴雨产沙分析研究i羟氏f泥沙研韵气1995年6月JournalofSedimentResearch第2期一7/乌兰木伦河流域暴雨/堇苤生.查点塑柳丽英(陕西省术土保持环境评价,监甜,研究中心)提要乌兰木伦河流域位于多沙粗沙地区,其产流,产沙_变化具有独特的规律.本文用考虑雨强时空分布的超渗产谎模型及用前期影响

2、雨量为参数分别就涨水,落水段的含沙量与流量关系的流域水抄经验模型以计算产流量和产沙量效果良好,基本满足实用要求,具有生产价值,也可应用于同类流域关键词多沙粗沙区,降雨时空分布,水沙关系.一,概况乌兰木伦河发源于内蒙古东胜市柴登乡巴定沟畔,自西北向东南流.经内蒙的伊金霍洛旗流达陕西神木县境内.在碾房峁处与悖牛川汇合后称为窟野河.乌兰木论河上有～王道恒塔水文站,站以上河流长度134km,河道平均比降2.98‰?面积3839km:.流域的气候属中温带干旱半干旱大陆性季风气候,具有年内干燥步雨,日照强烈,冷热剧变,温差大,风多风大,降雨

3、猛.历时短等五个特点.流域内地质地貌大体可分三类北部为人工草地的砾质砒砂岩丘陵,称I区;中部为天然草地的风沙丘陵.称Ⅱ区;南部为灌木丛林的沙质丘陵及盖沙黄土丘陵,称Ⅲ区.土壤以风沙土类为主,另有灰漠土,沙坨土,沙质淡棕钙土等大柳塔至王道恒塔沿河两岸储藏有丰富的煤矿资源自1987年起进行了大量的开发.这将会引起新增人为水土流失量.1976年,流域内雨量站少,难于分析雨洪产沙成因特点.之后,陆续增设雨量站,到1986年,雨量站数为20个根据1977~1985年洪水资料.选洪峰流量大于300m/a的洪水2O场为本次分折对象对20场洪永

4、的特征进行统计,得知单峰型洪水居多,其涨水历时为0.2～6h,洪水总历时一般在24h之内,2O场洪水中,峰和量均较大的是洪号78,8,31和85,8,5两场?也是输沙量最多的两场.而且,暴雨下落中心区也都位于I区内.统计暴雨中心落在何区的颠次可见.发生在I区的最多.为l2次当暴雨中心位于I区内的霍洛,布尔台,牛格吐沟,花亥图,巴图塔一带时,沙峰含抄量一般可达1000kg/m以上.又根据1976~1980年悬沙级配资斟统计.中值粒径止.为0.036~0.237mm,最大可达038mm.且中值粒径随含沙量增大而增大.对1976年～l

5、985年的36次洪水过程中的含沙量与流量点绘关系,发现多数呈现绳套形.8字形.蔓杂绳套形等.针对此种特点.分析丁前期影响雨量和暴雨空间分布特征(采用-车研究拳冒豪”八五攻美资助项目87,究上述五站有效雨量占流域有效雨量之比值)对产输沙的影响.发现这二十参数能起到重要的作用.加入前期影响雨量参数一分别就涨水,落水段点绘含水量与流量关系,相关点据呈现出明显分布趋势.即前期影响雨量小?相同流量的含沙量就大.反之则小;无论是箍,落水段,含沙量与流量有正比关系,但当流量大于某值后,含沙量就趋予稳定值,该值与前期影响雨量涨落水段有关,见表1

6、.表l王遭恒塔流域求沙关系分析结果表Re[ationsfaipsbetweenrunoffandsedimentconcentraioninWangdaohengtawatershed前期彰响醢承段落水段雨量流量撮服极甩Patmm)6相关系教古抄量b相关系数流量(m,s)(m,s)吉抄量(kg/m1(kg/m)≤104.0S0.750.a6S000164O2.0.840.8020001拍0t0～205480.S80.8gZ50O5004.500.B20.8415GO350>Z0l2.350.4409120004O0l3.O

7、00.4Sm87ISO0450备注致学表选式为P;口1P一岔抄量(kgm1;0～蒉【量(m,s】二,产流分析计算考虑刘流域下垫面条件的差异及降雨时空分布不均的条件,采用分区分单元的二种计算方法.(一)超渗产流模型法首先根据雨量站分布按泰森法划分每十雨量站的控制面积.在每一站控制面积内都应用菲利浦下渗公式.分别按各自雨强变化计算产流.计算公式如下=÷sn+A(1)S一(Ira～尸口)(2)式中——下渗能力;A,s——分别为下渗参数;——时段出的雨强;J—一最大蓄渗量;c——系数;a一一指数;Pa——前期影响雨量,用下式计算.Pa=

8、kP,～l+P一2+…+klsp…s式中——系数,取用0.85,采15天雨量计算P口.由于王遭恒塔流域内下垫面划分为三种类型,相应的A,c,参数均有三个数值,分别A,A:,A,C,c:,c,,,表示,Im则采用一个数值,上述lO个参数经优化计算来确定.目标函数取