黄河宁蒙段粗泥沙特征及物源示踪研究
宁蒙河道冲淤规律及输沙特性研究
（） １
（） ２
１ 研究背景
黄河上游下河沿一河 口镇河段 （ 一般称为 宁蒙河道 ） 河长 ９０ｋ 除石嘴山一河拐子河段河道较窄 、 ９ ｍ， 河床有基 岩出露外 ， 其余河段都是沙 质或沙 卵石河床 ， 河道宽浅 ， 比降较小 。该河 道上游是全国重点开发建设的水电基地之一 ， 规划 中的水利枢
冲 淤变 化 幅度 逐 渐 减 小 。
２ 河道冲淤规律
对于冲积性河道而言 ， 来水来沙条 件是影响河道冲淤调整 的最直接 、 最重要 因素 。根据长时段 干支流及引水引沙实测资 料， 以来沙系数 （／ ， ｓｑ 即含沙量 与流量之 比，ｇ・ｓｍ ） 表来 ｋ ／ 代 水来沙的组合情况 、 以单位水量 冲淤量 （ ｗ／ 即冲淤量与水 Ａ ｓｗ，
图１ 表明 ， 宁蒙河道汛 期 、 非汛期 冲淤 状况随来水 来沙 的 组合情况而变化 ， 来沙 系数大则单 位水量 冲淤量大 ， 来沙 系数 小则单位 水量 冲淤量 小 ； 当汛期 、 汛 期来 沙 系数 分别 约在 非 ０ ０ ３４ｋ ｓｍ ．０ ｇ・／ 和 ００ １ ｇ・ ／ ．０ ｋ ｓｍ 时河道基本保持冲淤平 ７ 衡， 也就是说如果 宁蒙河道汛期平均流量为 １ ０ ｓ含沙量 ０ｍ ／ 、 ０ 约为 ３ ４ ｋ／ 河 道 冲 淤 平 衡 ， 汛 期 平 均 流 量 为 １ ０ ． ｇｍ 时 非 ０ ０ Ｉ／ 、 Ｔ ｓ含沙量 约为 １７ ｋ／ 时河 道 冲淤平衡 ； Ｉ ． ｇｍ 当来 沙系数小 于此值 时河道 由淤积 转为 冲刷 。同时 ， 随着来沙 系数 的增大 ，
基本平衡 ； 宁蒙河道具有泥沙“ ② 多来、 多淤、 多排” 的特性 ； 上游大型水库 的运用方式 对宁蒙河道的 冲淤演变产生 了 ③
黄河泥沙特点及治理实践评述
黄河泥沙特点及治理实践评述黄河,全长约5464公里，流域面积约79.5万平方公里，是中国境内长度仅次于长江的河流，它发源于青海省青藏高原的巴颜喀拉山脉北麓的卡日曲，呈“几”字形流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南及山东9个省，最后流入渤海。
在中国历史上，黄河及沿河流域的人类文明带来很大的影响，是中华民族最主要的发源地之一，所以中国人一般称其为“母亲河”。
黄河是中国第二长河，世界第五大河。
目前的研究状况及进展一、黄河由于中段流经中国黄土高原地区，因此夹带了大量的泥沙，所以它被称为世界上含沙量最高的河流。
笔者经阅读多篇论文对黄河水沙的基本特点和变化趋势概括如下：（一）黄河水沙基本特点1.深化和完善，水少沙多，含沙量高黄河是世界罕有的多沙河流，实测年平均水量464亿m3，沙量15.6亿t，平均含沙量33.6 kg／m3，年沙量和含沙量是中国各大江河之首。
黄河的水量不及长江的1／20，沙量却是长江的3倍。
像黄河这样沙量大、水量少、含沙量高的河流，在世界大江大河中是罕见的。
2．水沙异源，分布不均黄河流域自然地理条件差别较大，水沙来源地区分布非常不均。
水量主要来自河口镇以上，占总水量的54％，而且是清水，该地区来沙量仅占到总来沙量的9％；沙量主要来自河口镇～龙门区间，来沙量占到55％，来水量仅占14％。
黄河上游的水量主要来自贵德以上。
而产沙集中在中游的黄土丘陵沟壑区，黄河的泥沙和粗泥沙总量中，约有3／4集中在11和10万km2区域，其中一半又分别来自5和3.8万km2区域。
3 . 水沙年际变化大，年内分配不均匀黄河水沙存在丰、枯水年交替出现，年际变化大的特点，如花园口站实测水沙量变化过程出现了1922～1932年11年和1969～1974年连续6年的枯水系列。
由于暴雨落区的不同来水并不完全与来沙同步，出现各种丰、平、枯水沙年组合。
水沙量年际间差别较大，年水量最大最小的比值约为3.1～3.4，年沙量最大最小的比值约为4～10。
黄河内蒙古段不同粒径泥沙输移能力变化分析
的输移能力。根据历史实测资料， 可采用如下经验公 式建立各级粒径泥沙输移能力与流量的关系［ ］： Ｑ ＝ ＡＱ 式中：Ｑ 为输沙率，ｔ ／ ｓ；Ｑ 为流量，ｍ ／ ｓ；ｍ、Ａ 均为 参数。 ２ ． ２㊀ 各级粒径 ｍ 值分析 首先分析巴彦高勒和头道拐两断面全沙输移能力 与实测流量的相关关系， 结果表明两断面在各时期均 具有较好的相关关系， 但 ｍ 值在各时期有所不同： 巴 彦高勒断面 ３ 个时期的 ｍ 值分别为 ２． １５、 １ ． ８０ 、 １ ． ５１ ， １ ． ９２ 、 １ ． ６０ 。根据经验公式 头道拐断面分别为 ２． ０１、 ｍ 越大， 可知［］， 在相同流量下， 输沙率越大， 而ｍ值 大小反映了断面的宽深比， 窄深断面比宽浅断面有更 ｍ 值随断面变化而改 强的输沙能力， 对于同一河段， 变。巴彦高勒和头道拐断面的 ｍ 值在 ３ 个时期逐年 减小， 一定程度上反映出巴彦高勒和头道拐断面河道 由相对窄深向相对宽浅变化， 输沙能力逐渐减弱。各 级粒径泥沙输移经验公式中的 ｍ 值变化与全沙不尽 相同， 见表 １。
随着巴彦高勒断面细沙输移更加均化粗沙的输移能力从3个时期的平均情况来看却有一定程度的提高这似乎与近年来内蒙古河段少有大的流量过程相悖但反映出了各粒径级泥沙的输移在全沙输移中相对比例的调相对而言无论从输移的绝对数量上还是年际间的变化上来看头道拐断面分组沙在各个时期的输移情况均较为稳定相对较好的时期是20世纪70年代这一时期河水具有较强的挟沙能力一定程度上改善了内蒙古河段不断淤积的趋势在较大时间尺度下维持了这一河段的冲淤平衡
Ｓ Ｓ
１． ２㊀
１㊀ 不同时期洪水过程的水沙组成特征
１异源， 不同年份汛期以及场 次洪水过程当中的水沙搭配形式多样。从各个时期内 ７ —１０ 月）水沙量 蒙古河段汛期洪水过程与整个汛期（ 的对比关系来看， 来水来沙并不完全同步， 即来沙的多 ㊀ 收稿日期： ２０１５ ０６ ２３ ㊀ 基金项目： 黄委水文局科技项目（文 Ｈ０８０９）。 少并不完全随来水的变化而变化， 水丰并不一定沙丰， ㊀ 作者简介： １９６１ —）， 李学春（ 男， 陕西佳县人， 高级工程师， 水枯也并不一定沙少。以巴彦高勒断面为例（见图 研究方向为水文测报及水资源管理。 ， 洪水过程来水来沙比例关系点群基 ㊀ Ｅｍａｉｌ：７２９７２７１８６＠ ｑｑ． ｃｏｍ １） １９８７ 年以前， · ９·
黄河上游水沙变化及宁蒙河段冲淤分析
年平均：龙刘两库联调后，兰州站年平均流量较天然减少 108m3/s，河口镇较天然减少 202m3/s，而利津站较天然减少 844m3/s，为兰州站水量减少的 7.8 倍。1952～1960 年（天然 情况下）河口镇～利津区间来水 236.8 亿 m3，而 1986～1997 年河口镇年平均水量 168 亿 m3， 利津年平均水量为 160 亿 m3，说明中、下游不但用去本区产流，而且多用了上游来水 8 亿 m3。
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水电 2006 国际研讨会
2 流域概况
黄河流域以河口镇（头道拐站）、桃花峪（花园口站）分为上、中、下游，黄河内蒙古托 克托县河口镇以上为黄河上游，河段长 3472km，流域面积 42.8 万 km2，上游段水量丰沛， 落差集中，是黄河水资源最丰富的河段，也是全国水能资源的富矿之一；下河沿至河口镇， 黄河流经宁蒙平原，河道展宽，比降平缓，两岸分布着大面积的引黄灌区。
非汛期：龙刘两库联调后，非汛期下泄水量增加，平均每年非汛期增加水量约 34 亿 m3 （相当于平均流量 162m3/s）。兰州站非汛期平均流量较天然增加 162m3/s，河口镇较天然增加 54 m3/s，而利津站较天然减少 408 m3/s。1952～1960 年非汛期河～利区间来水约 58.5 亿 m3， 而 1986～1997 年相应区间损失水量达 39.6 亿 m3。
（2） 龙、刘水库蓄水与区间用水比较分析 刘家峡水库为年调节型，库容 57 亿 m3，1968 年 10 月 15 日二次蓄水运用，龙羊峡水库
为多年调节型，库容 247 亿 m3，1986 年 10 月 15 日蓄水运用。为了满足上游梯级电站发电和 其下游河道的防洪、灌溉、防凌等综合要求，使河道径流年内分配有所变化，汛期水量占年 比例减少，非汛期水量比例增加。
基于小波变换的黄河宁夏段水沙变化趋势研究
基于小波变换的黄河宁夏段水沙变化趋势研究作者：慕丹丹褚金镝高博来源：《人民黄河》2021年第11期摘要：近年来黄河宁夏河段水沙特性及变化趋势受到大型水库运行调蓄影响，为探明其水沙演变规律，运用累积距平法及小波变换方法系统地分析了黄河下河沿水文站和石嘴山水文站连续63 a年径流量和年输沙量的演变规律。
研究表明：宁夏河段年径流量存在6、9、13、28 a的变化主周期，水沙变化均有下降趋势。
年径流量受龙羊峡水库运行影响，突变点出现在1968年和1986年，1986年的突变强于1968年的。
宁夏河段年输沙量波动是祖厉河、清水河和红柳沟泥沙的汇入导致的。
受刘家峡水库运行影响，年输沙量的突变点出现在1968年，在1968年以后年输沙量未出现明显突变。
关键词：水沙变化;小波变换;趋势;黄河宁夏段中图分类号：P333;TV882.1文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.11.012引用格式：慕丹丹，褚金镝，高博.基于小波变换的黄河宁夏段水沙变化趋势研究[J].人民黄河，2021，43（11）：65-68，75.Evolution Law of the Runoff and Sediment Discharge in Ningxia Reach of the Yellow RiverBased on Wavelet TransformMU Dandan， CHU Jindi， GAO Bo（Ning-Meng Hydrology and Water Resources Bureau， YRCC， Baotou 014000， China）Abstract： In recent years， the characteristics of water and sediment in the Ningxia reach of the Yellow River have been affected by human activities and the operation and storage of large-scale reservoirs. In order to explore the water and sediment evolution laws， the cumulative anomaly method and wavelet transform method were used to analyze the water and sediment evolution laws of runoff and sediment transport for 63 years at the Yellow River Xiaheyan Hydrological Station and Shizuishan Hydrological Station. The research shows that the runoff of the Ningxia section has a main cycle of 6 a， 9 a， 13 a， and 28 a， water and sediment changes have a downward trend. The annual runoff is affected by the operation of Longyangxia Reservoir. The mutation points appeare in 1968 and 1986 and the mutation intensity in 1986 is greater than that in 1968. The reason for the fluctuation of sediment transport in the Ningxia reach is due to the influx of sediment from the Zuli River， Qingshui River and Hongliu Gulley. Affected by the operation of the Liujiaxia Reservoir，the sudden change in the annual sediment delivery occurs in 1968 and there is no obvious sudden change in the annual sediment delivery after 1968.Key words： water and sediment changes; wavelet transform; trend; Ningxia Reach of Yellow River黃河是我国的母亲河，自新中国成立以来，党和国家注重对黄河的治理和开发利用，经过不断的努力，黄河流域水沙治理取得了一定的成效。
黄河宁蒙河段淤积严重,防洪形势日趋严峻
黄河宁蒙河段防洪形势分析与对策一、宁蒙河道基本情况黄河宁蒙河段包括宁夏河段和内蒙古河段两个部分，自宁夏中卫县南长难入境，至内蒙古伊盟准噶尔旗马栅乡榆树湾出境，全长1237km。
宁夏河段从南长滩入境，经黑山峡、青铜峡至石嘴山麻黄沟出境，河段长397km，南长滩至茶园河道呈西南东北流向，河段长135km，为坡陡流急的峡谷型河道，长度135km，河面宽200-300m，比降0.8‰～1.0‰；茶园至麻黄沟河道自南向北而流，河段长262km，河面宽500-1000m，比降0.1‰～0.2‰；坡小流缓。
在宁夏河段建有青铜峡水库，枣园至青铜峡坝址为青铜峡库区段。
内蒙古河段干流河段长840km，总落差仅162.5m。
该河段河宽坡缓，逶迤曲折，河床从上至下逐渐由窄深变为宽浅，水面宽自石嘴山至喇嘛湾呈马鞍形变化，渡口堂最宽为400～1200m，昭君坟最窄为200～600m。
石嘴山以下有头、二、三道坎，在巴彦高勒以下，河道弯曲，特别是昭君坟与头道拐河段不顺直，弯曲度分别达到1.58和1.75。
巴彦高勒至头道拐，较大弯道有69处，最大弯曲度达3.64。
河道比降呈“上大下小”，在昭君坟至头道拐的河道具有明显的平原河床特性，比降仅为0.09‰～0.11‰。
二、防洪形势及原因分析（一）防洪形势日趋严峻1、河道淤积变化情况宁蒙河段除局部河段有基岩出露外，大部分属于随来水来沙变化的冲积性河道。
其来水来沙具有水多沙少、水沙异源、水沙集中在汛期等特点。
在60年代干流枢纽和支流治理生效前，该河段灌溉引水引沙已有相当规模，河道是微淤的。
刘家峡水库运用后，宁蒙河段河道基本也呈微淤状态，1968～1986年宁夏河段年均淤积0.161亿t，内蒙河段年平均淤积量为0.22亿t。
1986年龙羊峡水库的运用造成水沙条件和河道演变特性发生巨大变化，河道冲淤特性也发生改变。
龙、刘两库汛期拦蓄大量洪水，降低了该河段汛期水量和输沙能力，加上90年代以来连续枯水及内蒙古鄂尔多斯境内十大孔兑发生的高含沙洪水汇入黄河等原因，水沙比例失调，造成河床淤积严重，河道萎缩。
黄河巴彦高勒-头道拐河段泥沙冲淤调整特点
黄河巴彦高勒-头道拐河段泥沙冲淤调整特点张晓华;郑艳爽;尚红霞;丰青【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2022()3【摘要】通过实测资料分析,阐明黄河上游宁蒙河道巴彦高勒-头道拐河段不同粒径泥沙来源及冲淤调整特点:长时期(1952—2012年)河段来沙组成以细泥沙为主,占总沙量的52.7%,且来源与中泥沙和较粗泥沙相同,主要来自巴彦高勒以上;特粗泥沙是淤积的主体,占总淤积量的56.2%,且来源比例在巴彦高勒以上、十大孔兑和沿河沙漠三个地区比较相近。
不同粒径泥沙的普遍冲淤调整规律为:细泥沙、中泥沙和较粗泥沙随来水来沙发生冲淤调整,特粗泥沙持续累积淤积。
因此,不同粒径泥沙在不同时期的年内调整特点有较大差别,汛期1986年以前特粗泥沙是淤积的主体,细泥沙和中泥沙冲刷;1986年后细泥沙和中泥沙转冲为淤,细泥沙成为淤积的主体。
非汛期泥沙由1986年前的冲刷转为1986年后的淤积,主要在于细泥沙和中泥沙由冲转淤及较粗泥沙的增淤。
初步分析表明,河段各时期泥沙的冲淤调整取决于干流来水来沙量及水流过程,十大孔兑的来沙量也有较大影响。
研究结果可为宁蒙河道悬河治理提供基础支撑。
【总页数】9页(P41-49)【作者】张晓华;郑艳爽;尚红霞;丰青【作者单位】黄河水利委员会黄河水利科学研究院;黄河水利委员会黄河流域生态保护和高质量发展研究中心【正文语种】中文【中图分类】TV142【相关文献】1.黄河巴彦高勒-头道拐河段冲淤变化与分布2.近20年来巴彦高勒-头道拐河段淤积成因分析3.黄河巴彦高勒河段冰塞机理研究4.黄河石嘴山～巴彦高勒段河床冲淤演变特征分析5.异源水沙对黄河上游兰州至头道拐河段悬移质泥沙冲淤的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
近五百多年来黄河宁蒙河段泥沙沉积量的变化分析
近五百多年来黄河宁蒙河段泥沙沉积量的变化分析师长兴【期刊名称】《泥沙研究》【年(卷),期】2010()5【摘要】宁蒙黄河河段主要穿行于断陷盆地中,近期淤积严重,同流量洪水水位抬升,洪灾和土地盐碱化问题加重。
为了弄清该河段泥沙淤积长期变化过程,正确预测河段泥沙淤积变化趋势,以利制定合理的治河措施,本文利用河段来水来沙与河道淤积关系、气候要素与区域产沙关系以及古气候与古径流等相关资料,重建了宁蒙河段近500多年来年沉积量的变化过程。
结果显示1989年以前505年间宁蒙河道年均泥沙沉积量达0.55×108 t/a,其中1850年至1989年间为0.52×108 t/a,高于上世纪50至80年代宁蒙河道年均泥沙沉积量。
因此黄河宁蒙河段是一个长期泥沙淤积比较强烈的河段。
虽然近20多年来宁蒙河段年淤积量已高于近500多年来宁蒙河道年泥沙沉积量,但历史上也出现过连续25年河道年均淤积量接近近20多年的年均淤积量。
【总页数】7页(P19-25)【关键词】宁蒙河段;泥沙通量;长期河床加积【作者】师长兴【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TV147【相关文献】1.黄河宁夏河段泥沙冲於变化计算分析 [J], 岳志春;马晓阳2.近10年黄河宁蒙河段凌情特征分析 [J], 王富强;王雷3.近50 a黄河宁蒙河段输沙量的沿程变化规律 [J], 贺莉4.黄河宁蒙河段河道岸滩特性及入黄泥沙来源初步分析 [J], 余明辉;申康;张俊宏;郭晓5.黄河宁蒙河段泥沙加入量分析及防治对策 [J], 缑倩倩;韩致文;王国华;杜鹤强;孙家欢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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黄河宁蒙段粗泥沙特征及物源示踪研究
黄河宁蒙段粗泥沙特征及物源示踪研究
引言：
黄河作为中国第二长河流，承载着巨大的泥沙负荷。
其中，黄河宁蒙段是黄河河流中的重要部分，对于了解黄河泥沙的特征及物源示踪至关重要。
本研究旨在分析黄河宁蒙段粗泥沙的特征，并通过物源示踪的方法，揭示其物质来源及运移过程。
方法：
本研究采集了黄河宁蒙段不同地点的粗泥沙样品，并对其进行了颗粒分析、矿物组成分析和稳定同位素分析。
同时，还收集了宁夏和内蒙古地区的岩石样品，通过对比分析，揭示了粗泥沙的物质来源。
结果与讨论：
1. 颗粒分析结果显示，黄河宁蒙段粗泥沙主要为沙粒级别，
颗粒粒径呈现多样性，以粗砂、中砂和细砂为主。
这些沙粒主要来源于上游地区的河道侵蚀和陆地侵蚀。
粗泥沙中还包含有少量的粉砂和粘粒，主要来自黄土高原的风蚀作用和冲刷产物。
2. 矿物组成分析结果显示，黄河宁蒙段粗泥沙的矿物组
成复杂多样。
主要矿物有石英、长石、云母和绿泥石等。
其中，石英含量较高，占总体的50%以上。
矿物组成的差异性可以反
映出不同地区的物质来源区域的变化。
3. 稳定同位素分析结果显示，黄河宁蒙段粗泥沙的碳同
位素和氮同位素具有一定的空间差异。
这些差异可以用来追踪不同物质来源的运移路径和沉积过程。
例如，较高的碳同位素比值和氮同位素比值可以指示近源区的黄土高原物质输入，而较低的比值则表明了远源区物质的输入。
结论：
通过对黄河宁蒙段粗泥沙特征及物源示踪的研究，我们发现黄河宁蒙段的粗泥沙主要来自上游地区的河道侵蚀和陆地侵蚀，并且存在着不同物质来源的差异。
该研究结果对于黄河泥沙运移和沉积过程的了解具有重要意义，也为更好地保护和管理黄河流域的水资源提供了参考依据。
未来的研究可以进一步深入挖掘黄河宁蒙段粗泥沙的特征及其物质来源运移机制，以更全面地认识和研究黄河泥沙的特性和变化
综上所述，黄河宁蒙段粗泥沙主要来源于上游地区的河道侵蚀和陆地侵蚀，其中包含少量的粉砂和粘粒。
矿物组成分析结果显示，主要矿物包括石英、长石、云母和绿泥石，其中石英含量占较大比例。
稳定同位素分析结果表明，碳同位素和氮同位素存在空间差异，可以用来追踪不同物质来源的运移路径和沉积过程。
这些研究结果对于了解黄河泥沙运移和沉积过程具有重要意义，并为保护和管理黄河流域的水资源提供了参考。
未来的研究可以进一步深入探索黄河宁蒙段粗泥沙的特征及其物质来源运移机制，以更全面地认识和研究黄河泥沙的特性和变化。