泥沙来源确定方法述评.pdf

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1、第32卷第4期人民黄河Vo1．32．No．42010年4月YELLOWRIVERApr．，2010【水文·泥沙】泥沙来源确定方法述评李振山，付慧真，张红武，孙卫玲(1．北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室，北京100871；2．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084)摘要：对解析泥沙来源的径流小区观测法、大面积调查法、水文资料分析法和理化分析法等4类方法进行了阐述，并介绍了从理化分析法发展而来的“指纹”识别技术。各种解析方法的适用条件和应用效果差别较大，缺乏详细的可信度分析；探索新的单一沙源解析方法以及通过多种解析方法组合来分析复杂沙

2、源是以后研究的趋势。关键词：指纹识别技术；径流小区观测法；大面积调查法；水文资料分析法；理化分析法；泥沙来源中图分类号：P333文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．04．021控制泥沙来源是防治河流泥沙淤积、保护河流水质和构建于具有水文站观测资料的流域。健康生态系统的有效措施⋯。20世纪初，人们开始对泥沙来(4)理化分析法。根据泥沙本身的物理或化学特性来鉴别源(简称沙源)的确定方法进行探索。，60年代以后，关于沙沙源。这种方法不用考虑泥沙的复杂运移过程，而是直接利用源的研究成果明显增多，提出了径流小区观测、大面积调查法

3、、泥沙颗粒本身的属性确定沙源，具有直接、简单、方便的优点。水文资料分析和泥沙理化性质分析等多种沙源确定方法。近早期主要采取容易检测的指标，如碳含量等。随着仪器检测20多年来，借助现代高精度测试技术和分析手段，开发了沙源精度的提高，颜色、磁性和放射性核素等“j也开始作为检测的“指纹”(fingerprint)识别技术，采用的泥沙“指纹”包括磁性、指标来判定沙源，由此发展出一种得到广泛应用的沙源解析方放射性和颜色等。法——“指纹”识别技术。1．2“指纹”识别技术1沙源解析方法理化因子的筛选是“指纹”识别技术的关键之一例化因子的选择遵循3项原则：①存在较强的差异性；②在

4、■蚀和运1．1沙源解析方法的分类移过程中保持稳定；③具有相应的检测仪器或技术。片1来鉴别为方便叙述，将各种沙源确定方法统称为沙源解析方法。沙源的泥沙特性包括泥沙颜色、泥沙磁性、有饥碳和沙源解析方法可分为两大类：一类是方法本身涉及泥沙运动过氮的浓度及”Cs、PI】、Be”j等。这类研究“的特性程，如径流小区观测法、大面积凋查法及水文资料分析法一；另一类是不直接涉及泥沙运动过程，只关注泥沙物理化学特性以如卜。及沙源地的相关特性，如“指纹”识别技术。(1)泥沙形态。包括颜色、粒度大小、矿物结构等，其中泥(1)径流小区观测法。它是最经典的沙源确定方法之沙颜色是最早作为沙源

5、研究的性质j通常不同的泥沙形态对J一应于不同类别土壤的流域，因此此类方法在小流域内的研究较。径流小区是对坡地水土流失规律和小流域水土流失规律进行定量研究的一种测验设施，一般由边埂、边埂围成的小少。Weaver、Grimshaw等”通过研究发现，颗粒颜色能够表区、集流槽、径流和泥沙集蓄设备、保护带及排水系统组成，主征河流中颗粒物的来源。悬浮泥沙颜色的检测步骤是首先使要观测内容有降水、径流和泥沙。在沙源研究中，径流小区一用玻璃纤维过滤器过滤悬浮泥沙样本，然后用彩色扫描仪对泥般选择土壤侵蚀和泥沙运移的典型区，可以确定不同沙源区内沙进行扫描。不同地貌部位、土地利用类型的产

6、沙量，从而直接确定沙源。(2)化学特性。例如有机碳和氮浓度，作为“指纹”识别的(2)大呵积调查法。指采用人工或遥感技术进行大面积词特性来确定沙源。由于泥沙中的污染物可能会影响泥沙本身查的沙源分析方法，根据遥感卫星影像提取地面信息，并结合的化学属性，因此这种方法不适用于受到污染的流域。野外调查确定土壤侵蚀类型和强度等数据，进而界定沙源区。Peartl6利用有机碳、氮、碳／氮比、灼烧减量和颜色作为大面积调查法适用于从宏观上把握沙源、对精度要求不高的“指纹”识别的特性研究沙源，发现除颜色外，其他特性都能够情况。很好地确定沙源。有机碳和氮可由CarlaErba元素分析仪测

7、(3)水文资料分析法。对流域内水文站网观测的泥沙、径收稿日期：2009—09-29流等水文信息进行分析，得出不同水文站之问的产沙量，再结作者简介：李振山(1965一)．男，内蒙古商都人，副教授，研究方向为风沙地貌合输沙模数进行对比分析以确定沙源，或利用同源河流产水和及环境系统工程．产沙量的同步性来确定沙源的主要支流和地区。该方法适用E—mail：lizhenshan@lee．pku．edu．CIq·46·人民黄河2010年第4期定。Walling等及Santiago等j把泥沙化学特性作为“指调查中，但是在分析泥沙运移过程的空间和时间的分布特征时纹”识别特性进行研究

8、。面临着较