河流泥沙变化规律及其对环境的影响
水环境中泥沙作用的研究进展及分析
泥沙的环境作用
水环境系统中，泥沙通过对污染物质的吸附 与解吸，直接影响着污染物质在水固两相间 的赋存状态。同时，伴随着泥沙在水体中的 运动，污染物质在水体和底泥之中的赋存状 态也发生着变化。因此，泥沙与水流共同成 为污染物的主要载体，影响着污染物在水体 中的迁移转化过程，从而最终影响着水生态 环境的状态。这种作用，可以称为泥沙的环 境作用。
四．通过对辽河泥沙对CODCr测定值 的影响分析，发现辽河泥沙含量对 CODCr测定值有显著影响，悬浮物测 定值与原状水CODCr含量有明显的正 相关关系。
五.通过采集长江口表层泥沙和水中悬沙，进行泥沙吸 附有机物的实验，证明泥沙对微量甲苯、乙苯、四 氧化碳、乙烯、氯苯和对一二氯苯都具有一定的吸 附作用。
由于一般采用吸附动力学方程描述解吸过程，因此解 吸过程中吸附和解吸系数的相对关系十分重要。有研究 者提出对应泥沙吸附和解吸重金属状态，相应有两个吸 附速率系数。但已经进行的研究工作对于吸附系数和解 吸系数在吸附和解吸过程中出现差异的原因，都未进行 深入的研究。未来的研究工作，需要探讨是否有可能建 立吸附、解吸系数与影响因素的数学表达式，从而建立 统一的吸附-解吸数学模式，这是把实验研究和理论模 式推广应用到天然水体的关键因素之一。
(3)与水合氧化铁、氧化锰结合，环境变化时会 部分释放的铁锰水合氧化物结合态； (4)进入或包裹在有机质颗粒上，同有机质发生 螯合或生成硫化物，较稳定的有机硫化物和硫 化物结合的残渣态。一定区域的分析结果表明， 残渣态、硫化物或有机结合态的比例为60％～ 80％，而水溶态、态； (5)稳定存在于石英或粘土矿物等结晶矿物晶格 里的稳定离子交换态、碳酸盐结合态及铁、锰 氧化物结合态占20％～40％，稳定态比例大于 活动态.
污染物在水体中的迁移转化
浅谈河流泥沙及淤积防治措施
浅谈河流泥沙及淤积防治措施随着我国水利水电建设事业的蓬勃发展，河流泥沙防治措施越来越多，河工模型设计理论和试验技术均获得了显著的成就，并具有自身特点，现已成为解决各种水利工程问题的一种普遍公认的有效工具，其在河流治理开发与保护中的作用也愈来愈大。
标签：河流泥沙；淤积现象；河工模型一、泥沙及其特性（一）什么是泥沙泥沙是河水挟带的岩土颗粒。
天然河流中常常挟带着大量的泥沙，河流中的泥沙主要是流域表面的土壤受暴雨或融雪冲刷后，汇入河流而形成的。
河槽本身的冲刷，包括河底冲刷和河岸冲刷，也是河流泥沙的一个来源。
此外，风沙的沉积会使河流的含沙量增加，不过这部分泥沙所占的比重很小。
（二）泥沙的特性有泥沙颗粒的特性和泥沙群体的特性两种。
泥沙颗粒的特性主要有：1、重度，单位体积泥沙颗粒的重量，以千克/米3表示，其数值随泥沙的岩性不同而异，矿物成分主要是石英和长石，泥沙的重度一般约2650千克/米3。
2、粒径，泥沙颗粒大小的一种量度，有不同方法表示。
常用的有等容粒径即体积与泥沙颗粒相等的球体的直径；筛径，即用具有不同孔径的标准筛，对泥沙进行分筛求出的粒径；沉降粒径，即根据粒径与沉降速度的关系算出的粒径等。
3、沉速，指泥沙颗粒在无边界静水内的沉降速度，以米/秒或毫米/秒表示。
它也可作为泥沙颗粒大小的一种量度，故又称泥沙的水力粗度。
沉速综合反映颗粒和水的特性，因河流泥沙而是泥沙运动的一个重要参数。
4、细粒泥沙表面的物理化学性质，主要决定于颗粒表面双电层和吸附水膜的性质。
细颗粒泥沙的絮凝和分散等现象都与双电层和吸附水膜的结构有关。
（三）影响河流挟沙的因素影响河流挟沙的因素很多，综合起来有两个：一是气候因素，二是下垫面因素，气候因素中影响最大的是降水。
干旱地区植被较差，土壤含水量不足，使土壤变得松散，很容易被地面径流冲到河中。
降水强度的大小对河流挟沙也有影响。
降水强度大，地面径流增加，侵蚀加剧，使泥沙增多。
下垫面因素，如土壤、植被和地形等的差异，都会影响河流泥沙含量的多少。
输沙量的变化规律
输沙量是指河流或海洋中悬浮颗粒物质（包括沙粒、泥沙等）的运移速率，通常以单位时间内通过某一断面的悬移质量或体积来表示。
输沙量的变化规律主要受以下因素影响：
1. 降雨量及径流量：降雨量增加会导致河流水位上升和产流增加，增大了输沙量。
持续性降雨会逐渐饱和地表土壤，增加了径流和产流的可能性，进而增加了输沙量。
2. 河床坡度和形态：河床坡度越大，水流速度越快，输沙能力也越强，从而增加了输沙量。
此外，河床的形态特征也对输沙量有影响，例如，宽浅河道相对于窄深河道具有较大的输沙能力。
3. 河床材料和沉积物特性：河流悬移颗粒物质的质量和大小对输沙量有重要影响。
颗粒物质的粒径越大，其沉积速度越快，输沙量相应减小；而较小的颗粒则容易被水流携带，输沙量增大。
4. 水流速度和水位变化：较快的水流速度有利于悬移颗粒物质的搬运和输送，促进输沙量增加。
而水位上升会扩大水流的水面面积，增加了输沙断面的有效宽度，从而提高输沙量。
5. 植被覆盖和人类活动：植被覆盖能够减缓水流速度，促使泥沙沉积，从而减少输沙量。
人类活动如土地开垦、水土保持措施
缺失等会加速土壤侵蚀，导致河流中的泥沙含量增加，增加了输沙量。
需要注意的是，输沙量的变化是一个动态过程，受多个因素交织影响，不同河流或海洋的输沙量变化规律可能存在差异。
此外，长期的气候变化和人类活动对输沙量也有一定的影响。
因此，对于具体河流或海洋系统，需要进行详细的观测和分析，以了解其输沙量的变化规律。
黄河泥沙量减少的原因
黄河泥沙量减少的原因
黄河泥沙量减少的原因有：
1. 气候变化：气候变化导致的温度升高和降水减少，影响了河流径流量和泥沙含量。
2. 多种人为因素：水土保持不力，滥伐染江水来源的林木，土地利用失去平衡的情况下，泥石流等自然灾害频发，农业、工业和城市化发展带来污染和沉积物等各种因素也都造成了泥沙减少。
3. 水利工程建设对黄河的影响：黄河流域的水利工程建设，如堤防、挖掘运河道、河生态调节、梯级水库等，对黄河泥沙量和河道演化产生了重大影响。
4. 黄色土地区域的减产：黄色土地是黄河流域重要的土地资源，但由于排作物、缺水、人为采挖等因素会导致黄色土地的减产，也将导致泥沙量减少。
5. 生态环境破坏：对山水林田湖泽的生态环境破碎，导致土地、水源和生物破坏，也会导致泥沙量逐年减少。
关于河流泥沙的几个问题与解答(课后思考题)
在未经试验分析前，可采用单宽输沙率折点布线法。一般情况下，其分布应为大致均匀，中泓密，两边疏，以能控制含沙量横向变化转折，正确测定断面输沙率为原则。测沙垂线数目，一类站不应少于10条，二类站不应少于7条，三类站不应少于3条。断面与水流稳定的测站，测沙垂线应该随测速垂线一起固定下来。用全断面混合法测输沙率时，测沙垂线的数目和位置应按全断面混合法的要求布置。
横断面上的分布：流速分布岸边流速接近于0，水深最大处水面流速最大，悬移质分布脉动强度比流速大，岸边流速趋近于零，而含沙量却不趋近于零，所以，含沙量的横向分布变化较流速横向分布相对变化小且河流的悬移质泥沙颗粒越细，含沙量的横向分布就越均匀。一般在中泓处含沙量最大，但对于漫滩河流，滩槽含沙量比主槽含沙量大，导致了全断面的含沙量降低，滩地含沙量大于中泓处。
显而易见,土壤侵蚀与地面植被率、土壤母岩抗蚀能力、地表坡度、暴雨强度、自然外营力作用以及人类活动密切相关。
严重的水土流失将导致山地无肥、河流成为悬河、人工水库和湖泊被淤,水电站面临泥沙磨损过流部件及堵管的威胁。
河流泥沙与泥沙测验的联系（泥沙测验的必要性）：
天然河流挟带的泥沙，直接影响河道的演变，也影响着人类的发展。世界上很多河流挟带的泥沙，形成的冲积平原、河谷和河口地区的三角洲大多是工农业发达地区；同时，河床泥沙也可作为自然资源加以利用，例如，可以改良土壤和作为建筑材料等。但河流泥沙也给人类带来了一定的问题，例如，泥沙在河渠、湖泊和水库等淤积，常给防洪、发电和航运等造成困难；河床冲刷、水土流失会使生态失去平衡。为达到兴利除害、解决泥沙问题，必须系统地掌握河道泥沙信息，掌握时空变化规律，因此，进行泥沙测验是十分必要的。
水库泥沙问题与解决方案
01
水库泥沙问题的概述及影响
水库泥沙问题的定义与成因
水库泥沙问题是指水库运行过程中，由于水流减缓、 泥沙沉积等原因导致的泥沙积累和水库淤积问题
水库泥沙问题的成因主要包括气候变化、 人类活动和地质条件等因素
• 水库建设改变了河流的水沙平衡，导 致泥沙在水库内沉积 • 水库运行过程中，入库泥沙量大于出 库泥沙量，导致泥沙积累 • 水库泥沙问题影响水库的运行安全和 综合效益
水库泥沙沉降 的影响因素主 要包括水库运 行管理和自然
条件
02
• 水库运行管理如调度运行、 冲洗排污等影响泥沙沉降 • 自然条件如气候、地质、地 形等影响泥沙沉降
水库淤积形态与特征
水库淤积形态主要包括层状淤积、锥状淤积和带状淤积
• 层状淤积主要发生在水库的底层，受泥沙浓度、水流速度等因素影响 • 锥状淤积主要发生在水库的尾部，受地形、水流速度等因素影响 • 带状淤积主要发生在水库的两侧，受地形、水流速度等因素影响
水库泥沙淤积影响水库的库容、调度运行和综合效益
• 泥沙淤积导致水库库容减少，影响水库的调蓄能力 • 泥沙淤积影响水库水质，影响水库的供水功能 • 泥沙淤积影响水库的航运、灌溉等综合效益
03
水库泥沙问题的防治技术
水库泥沙沉降与淤积的预测技术
水库泥沙沉降与淤积的预测技术主要包括数学模型 和物理模型
• 数学模型如统计模型、动力学模型等 用于预测泥沙沉降和淤积 • 物理模型如室内试验、现场观测等用 于验证和优化数学模型
水库淤积的特征主要包括淤积速率、淤积物成分和淤积厚度
• 淤积速率受入库泥沙量、水库运行方式等因素影响 • 淤积物成分受泥沙来源、河流地貌等因素影响 • 淤积厚度受泥沙沉降规律、水库运行方式等因素影响
河流地貌发育角度分析,说明洪水过程对河流的影响
河流地貌发育角度分析,说明洪水过程对河流的影响河流是陆地大型排水道,从地形形成开始,因为降雨,汇聚而成的水流便沿着比较低洼的地区排出.在此过程中不断地侵蚀者河道,渐渐形成河床,成为河流.因为是的滋养,两岸常常长有茂盛的树林,由此形成了河流地貌.
洪水灾害不仅带来巨大的经济损失，而且对人类的生存环境也会造成极大破坏。
这种对环境的破坏主要表现为以下四个方面。
1、对生态环境的破坏。
水土流失问题是中国严重的生态环境问题之一，而暴雨山洪是主要的自然因素。
至2000年，全国水土流失面积356万km2，约占国土面积的37%，每年土壤流失量约50亿
t，大量泥沙淤积在河、湖、水库中，同时带走大量氮、磷、钾等养分。
水土流失危害不仅严重制约着山丘区农业生产的发展，而且给国土整治、江河治理以及保持良好生态环境带来困难。
2、对耕地的破坏。
洪水灾害对耕地的破坏，主要是水冲沙压、破坏农田。
如1963年海河大水，水冲沙压造成失去耕作条件的农田达13万余hm2。
黄河决口泛滥对土地的破坏更为严重，每次黄河泛滥决口都使大量泥沙覆盖延河两岸富饶土地，导致大片农田被毁。
3、对河流水系的破坏。
中国河流普遍多沙，洪水决口泛滥致使泥沙淤塞，对河道功能的破坏极其严重，尤其是黄河泛滥改道，对水系的破坏范围极广，影响深远。
4、对水环境的污染。
洪水泛滥对水环境的污染，主要是造成病菌蔓延和有毒物质扩散，直接危及人民的身体健康。
第三章 泥沙特性
泥沙颗粒）的双电层。
+
+ +
+
+吸
++ + +
附
层
扩散层
内 泥沙颗粒 层 外层 中性水
双电层
32
1、泥沙颗粒周围的双电层
2、双电层的外层 ①、吸附层 ②、扩散层
①、吸附层（固定 层，不活动层）
紧靠内层的反离子， 由于受静电引力大， 便与颗粒表面牢固 地结合在一起，称 吸附层。
++ + +
+
+
+ ++
c很缓，粒径变 化范围大，各组 粒径含量接近， 组成不均匀，级 配良好
请想想:砼搅拌中要求组成沙级配良好，对应均匀沙或非均匀沙？
第三章 泥沙特性
1.1 泥沙的几何特性
(二)沙样组成与粒配曲线
第三章 泥沙特性
1.1 泥沙的几何特性
(二)沙样组成与粒配曲线
1.1.2
第三章 泥沙特性
1.1 泥沙的几何特性
+ +
+ +
+ +
+
+ +
+
+吸
++ + +
附
层
内 泥沙颗粒 层 外层
双电层
扩散层 中性水
33
1、泥沙颗粒周围的双电层 2、双电层的外层 ①、吸附层 ②、扩散层
②、扩散层（活动层）
扩散层：距内层较远的 反离子与颗粒表面结合 的就不牢固，具有一定 的活动性，这一层叫做 扩散层。
++ + +
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河流泥沙变化规律及其对环境的影响
河流是地球上最宝贵的自然资产之一，对于物种生态系统和人
类社会有着重要影响。
河流是淡水资源的重要来源，并为农业、
工业、交通、观光和娱乐等产业提供了重要的支持。
然而，河流
沉积物变化的规律对环境稳定性的影响却是不可忽视的问题。
本
文旨在分析河流沉积物变化的规律及其对环境的影响。
一、河流沉积物的来源和组成
河流沉积物主要源于两个方面：一是岸边和河道中的岩石、石头、草木和泥土等天然物质；二是溪流中冲刷下来的泥沙和土壤
以及附近地区的农业、工业和城市废水。
河流沉积物主要由砾石、沙粒、泥板、黏土和有机物质等组成。
这些沉积物可以通过人工和自然力量的运动转移到不同的地貌区
域和不同的水域环境中。
沙和泥沈积是代表性的河流沉积物，在
纵向分布上互相依存，沙粒沉积在上游区域，而细小的泥沙则主
要在下游区域沉积。
二、河流沉积物变化的规律
河流沉积物的变化与多种因素有关，包括流量、降雨、输入量、流速、沉积作用、生态因素等。
以下内容将着重探讨这些因素的
影响。
1. 流量
河流的流量是影响沉积物变化的重要因素。
径流量的变化不仅
仅改变了输移能力、搬运才华和侵蚀能力，同时也影响了河床的
粒子分选和沉积速率等物理过程。
2. 降雨
降雨量会对河流搬运力造成影响，同时也会增加河流的风险。
如果降雨量小于径流量，部分水分会通过地下水层附近的地面径
流来到河流中，并且水质不会因为降雨而发生明显的变化。
3. 输入量
输入量包括从河床、岸边和上游输入的沉积物和生物质量等。
沉积物的输送由利用流量、悬浮物、水速、水体深度、枯水期等
条件的径流来驱动。
如果输入量变化很大，则会影响底部通量的
吸附和吸附过程，使它们在环境中的固定性和可行性产生变化。
4. 流速
河流的流速会影响沉积物的运动和传输。
一般来说，流速越快，泥沙的径流距离越远。
在慢流的条件下，稳定地假设岸边和底端
质点的间隔相等以及它们耗费同等的时间通过实际沉积物碰撞和
沉积进程，也就是说在同等温度、官能群和环境下，不同的大气
沉积速率下，不同的碰撞速度和沉积速度等条件下，密度初始值
相同的沉积物粒径在沉积区的垂直径向分布是相同的。
5. 沉积作用
沉积物的沉积速率是由沉积作用和浓度决定的。
沈积作用是指悬浮在水中的沉积物凝聚成高度可支撑的质量形态并成为底部沈积物的过程。
由于复合沉积作用甘伟粒子不同在浊积物中的沉积率不同，并且不同部位粒子的沉积速率也会有所变化。
6. 生态因素
生态因素是影响河流沉积物变化的重要因素之一。
河流生态系统的改变可能会影响沉积物输送、沉积物转移能力和沉积物优先捕集。
水生植物和底栖生物可以影响沉积物颗粒的运动、颗粒吸附和生态物理特征等因素。
三、河流沉积物变化对环境的影响
河流沉积物的变化不仅会影响河床的物理特征和生态环境，还会影响周边的环境质量。
以下是对河流沉积物变化对环境的影响提供一些例子：
1. 生物多样性
河流沉积物的变化可能会影响河谷生物多样性。
因为沉积物的变化可能会改变河流的深度、流速和水温，从而影响物种的适应性。
2. 生态系统服务
河流生态系统在提供生态系统服务方面起着重要作用。
但是，河流沉积物的变化可能会改变河流的生态物理特性，导致生态系统服务的下降。
例如，河流行近上游的栖息地可能会因为沉积物水位变化而被淹没，或因为沉积物淤积而受到影响。
3. 养分循环
河流沉积物的变化可能会影响河流内养分循环。
河流沉积物中的有机质可以分解并释放出营养元素。
但是，如果沉积物淤积，养分循环可能会受到影响。
4. 自然灾害
河流沉积物变化可能会导致自然灾害的发生。
河谷中的泥沙可以增加洪水的规模和破坏力。
此外，温度和雨量的变化可能导致泥石流等灾害的发生。
四、结论
总结来说，河流沉积物变化的规律是十分复杂的，在不同的河流生态系统中，其变化方式和影响方式都不同。
我们需要进一步研究河流沉积物变化的规律和影响因素，以更好地维护河流的生态安全和环境质量。