南水北调中线工程泥沙问题.docx

南水北调中线工程泥沙问题研究作者：何鹏 专业：林学院水土保持和荒漠化防治 班级：201301 学号 指导老师：郝建锋摘要：随着南水北调工程的开展，越来越多的问题也随之出现，泥沙问题也变得显著。在南水北调中线工程跨越当地河流的交叉建筑物设计中，对河流泥沙及河床变形问题进行物理模型、数学模型的研究，并对泥沙问题进行处理。关键词：中线工程；泥沙；泥沙处理及利用南水北调通往北京的水已经开通，但是在这中间却处理了很多问题，泥沙问题就是一个典型，在对这途中的泥沙处理，植被防止侵蚀产沙。本文通过对泥沙来源和河床泥沙流失的研究，并归纳泥沙处理的方法，来研究南水北调中线工程中存在的泥沙问题。1 南水北调中线概况及泥沙来源南水北凋中线工程从长江最大支流汉江的丹江口水库引水，渠线经伏牛山垅岗与平原过渡地带 北行170km，越过汉江、淮河分水岭-方城垭口，进入淮河流域。北行300km于郑州西穿越黄河。 穿黄后进人海河流域，线路基本沿太行山东麓与京广铁路西侧北上，穿漳河进入河北省，穿北拒马河中支进入北京市，至终点玉渊潭，全长1246km，其中黄河以南462km，黄河以北774km。供水范围主要包括北京、天津、河北、河南和湖北五省市。南水北调中线工程将给京、津、华北地区城市 提供优质水源，有效改善用水和生态条件，提高生活质量，为工业发展增加新的活力。同时北方地 区还可部分还原被挤占的农业用水量，改善农业生产条件。 南水北调中线工程河北省段总长461kin，总干渠与大型河道交叉建筑物52座，其中渡槽17座， 渠道倒虹吸21座，暗涵2座，河道穿总干渠建筑物12座。南水北调总干渠与当地诸多大型河道的 交叉建筑物的设计中，对河道河床可能存在的冲刷、淤积及主河槽摆动等变形要素提出要求，为此对河床泥沙及演变规律研究成为南水北调中线工程设计中的一个重要课题。从泥沙来源的地类来看，坡耕地、裸地是侵蚀泥沙的主要来源地.林地和草地均具有较强的水土保持功能[1]。2 泥沙的组成和流失情况(1)降雨过程造成的水土流失也对田间表土养分含量产生一定的影响。植被相对稀少，施肥时间相对较短的西瓜地养分流失的幅度明显高于油菜地，并且水解氮与速效磷含量降低的非常明显，全磷含量在降雨前后，田间表土没有明显减少[2]。在降雨产生最大径流后，流失泥沙细小颗粒会相对逐渐减少，粗大颗粒相对增加；而整个径流过程中，流失泥沙所含养分含量是逐渐降低的，其中水解氮与速效磷含量降低幅度很小，明显小于氮、磷的全量的降低幅度[2]。降雨是导致水土流失的原动力,降雨量、降雨强度、降雨类型及降雨历时等降雨特征与土壤侵蚀密切相关。大量研究表明,降雨强度越大,历时越长,雨量越大,对下垫面提供的侵蚀动能越大,对土壤的侵蚀能力越强[3]。使得泥沙问题逐年严峻，泥沙进行不断地迁移，并且潮流也是河口泥沙迁移扩散的原因之一[4]。 (2)水土流失导致土壤中大量细小颗粒与养分流失，其中流失泥沙携带的养分含量与细小颗粒含量呈明显 的正相关，而大量细小颗粒与养分随径流流失导致田间表土在降雨径流后呈现土壤粗骨化与养分降低的趋势[2]。(5)流失泥沙具有富集粘粒和富集养分的特性。油菜地与西瓜地粘粒的富集率都达到1．2，全氮与有效磷的富集率都在1．3以上，全磷和水解氮富集率基本处在1．1～1．3之间[2]。(6)当试验条件确实存在困难或宏观研究对数据精度要求不高时，特别是生产建设项目水土保持监测，称重法和比重计法具有较好的适用性，且称重法较比重计法适用性更好。另外，泥沙密度取值不同对测算结果影响较小，一般可取2．7g／cm3[5]。(7)随着林地覆盖率的增加，径流泥沙都有了不同程度的减少，而且泥沙量减少的幅度大于径流量。这说明植被增多、耕地减少的土地利用变化对流域产流产沙量的减小影响显著，进而反映了退耕还林、植树造林等水保措施对保护水土流失是有效的[6]。3 天然河床的不稳定性天然河床在行洪期间极不稳定的，其河床的变化主要受到洪水流速的影响，而洪水流速又受河流形状、糙率、行洪流量及紊流状态的综合影响．天然河道总体上为上游比降大、下游比降小，因此定性而言河道中下游在自然状态下一般以河床淤积为主．但在一场大洪水行洪过程中，随着涨水段流速不断加大和退水段流速逐渐减小，河床必然存在一个由淤积到冲刷，再由冲刷到淤积的变化过程．天然河床的不稳定性不仅仅表现为主河槽的冲淤变化，而且对塑造河道形状起到反作用。凸岸河床不断淤积,凹岸河床不断冲刷，河床演变规律总是造就天然河道的形状蜿蜒曲折。 为了保护广大平原地区的生命财产安全，新中国成立后，一方面在上游大型河流的出山口处修建了大量控制性工程，在一定程度上消减了洪峰流量，降低了洪水的危害性；另一方面，在河道中下游修建了河道堤防工程，对于疏导洪水起到重要作用。既使如此，在中下游河道总是不断出现