黄河下游河床质粒径的时空演变及影响因素

《Journal of Hydrology: Regional Studies》：Spatiotemporal evolution and influencing factors of bed material grain size in the Lower Yellow River

　　

摘要

研究区域

中国黄河流域及黄河下游。

研究重点

1963–2020年间，黄河下游（LYR）河床物质颗粒粒径发生了显著变化，受水库调度运行、水土保持和引水等因素影响。本研究分析了黄河下游7个水文站的河床物质数据，包含398组年均颗粒粒径测量数据。通过对黄河下游河床采样中值粒径、分选参数和粒径分布组成变化的分析，识别其时空演化的影响因素。

该地区新的水文见解

本研究调查了黄河下游（LYR）河床物质颗粒粒径的时空演化及其影响因素。研究发现：（1）中值粒径（D₅₀）在过去经历了三个阶段：变化微小（1963–1985年）、显著减小（1986–1999年）和显著增大（2000–2020年）。各时期河床沉积物粒径均表现出顺流细化的特征。分选系数（σ）随时间保持稳定，但顺流减小，表明粒径均匀性增强。在组成方面，细砂（FS）和粗粉砂（CS）在1986–1999年（FS减小、CS增大）和2000–2020年（FS增大、CS减小）呈现相反趋势，而极细砂（VFS）作为过渡组分保持相对稳定。（2）水库建设、水土保持和引水对河床物质特性产生了显著影响。龙羊峡水库蓄水导致下游河床物质细化，D₅₀和细砂减少，粗粉砂增加。相反，小浪底（XLD）水库的建设导致河床物质粗化。水土保持减少了潼关站的输沙量，当输沙量小于5×10?t时，由于黄河下游的侵蚀和选择性粗化，D₅₀增大，但分选系数并未增加。径流减少叠加1986至1999年间引水量未变，导致河床物质细化。这为河流调控和工程应用提供了科学依据和技术支持。

马子朴|马红波

中国水利水电科学研究院水循环与水安全国家重点实验室，北京，100048，中国