云南省中小河流输沙量计算模型研究

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云南山区中小河流众多,但许多流域内水文站较少,且很少有水文站开展泥沙观测,缺乏充足的泥沙资料,给水利工程设计和建设带来一定的困难。目前在中小河流水库设计工作中,河流输沙量大多依据土壤侵蚀量估算,此方法明显较实际输沙量偏大不少,增加了无谓的工程成本,因此急需探讨一种精度更高的无资料地区河流输沙量估算方法。本研究基于流域的产沙机制,分析位于云南省的20个水文站的多年实测悬移质泥沙数据和流域内的土地利用、土壤分布等流域环境因素的关系,使用RS与GIS技术提取各因子数据,建立了单位径流深输沙模数模型,分析模型计算结果与实测资料的误差,并通过岔河水库2014~2016年的实测泥沙数据对模型精度进行验证,通过研究的得到的主要结果如下:(1)分析影响悬移质输沙量的影响因素,以土壤可蚀性(K)、流域内坡耕地面积百分比(P)、流域内大于25°耕地占坡耕地面积百分比(Pk)、集水面积(F)、植被面积百分比(V)比和暴雨频次(R)六个影响因子为基础,构建了云南省中小河流单位径流深输沙模数模型8)=0.4210.227-0.09(1-0.030.406。根据模型计算结果,结合流域多年平均径流量数据,可以计算出河流多年平均悬移质输沙量。(2)将模型计算结果与实测单位径流深输沙模数相比较,发现实测单位径流深输沙模数小于2 t/(km~2·mm)时,模型计算结果误差不超过30%的站点有86%,可见模型在单位径流深输沙模数小于2 t/(km~2·mm)的流域适用性较好。滇西地区的伊洛瓦底江、怒江、澜沧江三个流域中,计算值与实测值误差不超过30%的站点有75%,因此,相较于滇东地区而言,模型在滇西地区的适用性比滇东地区更好。(3)使用单位径流深输沙模数模型对即将修建的岔河水库进行输沙量计算,求得岔河水库多年平均输沙量为8.64万吨,岔河水库2014~2016年的实测输沙量为5.97万吨,用土壤侵蚀模数图的计算的岔河水库输沙量为18.39万吨。将两种方法计算的结果与实测输沙量进行比较,发现单位径流深输沙模数方程的计算结果更接近岔河水库多年平均悬移质输沙量,因此本研究构建的模型计算结果精度大幅提高,更适用于云南省中小河流输沙量估算。本文的研究结果为云南省中小河流建设水利工程提供泥沙参考资料,对水电工程合理规划库容、节约工程成本具有重要意义,也为云南省中小河流进行水资源分析、水土流失等研究提供参考。
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