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本文以中国主要河流(松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、钱塘江、闽江、珠江)为研究对象,从自然作用和人类活动两个角度出发对入海泥沙的变化特征、原因及其影响进行了研究,并从气候变化、河道及湖泊的调节、水土流失、河道采砂、水库的建设等方面重点研究了长江入海泥沙变化的影响因素,得出了如下结果和认识:
一、近50年来中国主要河流入海泥沙均值为13×108t/a左右,并具有显著的下降趋势,近十年(1994-2003年)的年均入海泥沙(6.6×108t/a)仅为1954-1973年的37%,北方河流入海泥沙下降幅度比南方河流大。过去50年来,降水量呈略微下降趋势,降水量的减少是导致北方河流输沙减少的原因之一。
二、功率谱分析表明,长江各支流的降水量、径流量、输沙量三者周期性变化具有一致性,这说明输沙量的周期性变化是由气候变化的周期性引起的,气候的波动性决定了输沙量的波动性变化。
三、宜昌以下的长江中下游河道展宽,湖泊众多,对流域的来沙具有很大的调节作用。在以前的研究中由于种种原因均没有考虑长江主要支流控制站之外的干支流区域产沙,这显然是不够严谨的。本文根据1956-2003年的实测数据以及对缺乏资料河流输沙量的估算,基于泥沙平衡(SedimentBudget)的概念以及考虑流域全部来沙的基础上,从整体上对长江中下游湖泊和干流河道的冲淤对来水来沙的响应规律进行研究,据此认识长江中下游湖泊和干流河道的调节作用对入海泥沙的影响。
四、长江流域水土流失面积呈增加趋势。虽然从20世纪90年代开始在长江上游实施了长治工程,但长江流域水土流失面积依然呈增加态势。在20世纪90年代以前,长江流域水土流失面积的增加主要是因为对土地的开垦所致。90年代以后,则主要和工程建设有关,如道路修筑等。
五、长江中下游河道的采砂量虽然很大,但却不是导致入海泥沙减少的主要原因,由河道采砂引起的河流输沙减少的相应比例估计不到采砂量的10%。南水北调工程实施后,在调水的同时也会带走一部分泥沙。在调水总量为448×108m3的条件下,本文认为由此引起的入海泥沙的减少将会不超过长江入海泥沙总量5%。
六、长江流域目前的水库总库容约为2000×108m3,占长江入海径流量的22%,超过世界20%的平均水平。长江流域水库的淤积速率估计近年达到约1000×106t/a。论文总结了长江入海泥沙变化的影响因素,认为虽然影响长江入海泥沙的因素有很多,但造成入海泥沙减少趋势的最主要的因素应该是水库的建设。
七、三峡水库蓄水后整个长江中下游的冲淤形势发生了根本性的变化。三峡水库的蓄水运用有效地减轻了洞庭湖的泥沙淤积,同时也降低了洞庭湖对长江干流泥沙的调节作用;长江上游干流河道淤积增强,中下游河道出现冲刷,但不同的河段表现不一;中下游河道冲刷量小于工程论证阶段的预测值,三峡水库的蓄水运用加剧了长江入海泥沙的减少。
八、河流入海泥沙是塑造和维持河口三角洲以及海岸滩涂湿地的物质基础,由于河流入海泥沙的减少已导致中国很多河口及其附近区域(如辽东湾两侧、秦皇岛附近、滦河口、莱州湾、山东半岛南侧)等都发生了侵蚀。在黄河三角洲,由于来沙锐减,部分岸线出现了强烈的蚀退,三角洲的造陆面积呈逐渐减小的趋势;目前由于长江来沙的减少,在长江口无论是潮滩还是水下三角洲,均出现了淤涨速率减慢甚至冲刷的现象。由于黄河、长江的入海泥沙影响范围很广,它们的减少将会对整个中国东部平原海岸带环境产生重大影响。