沙量平衡

水文学原理

沙量平衡为水文学的重要原理之一，是质量守恒原理在泥沙运动中的具体应用。在自然界中，输沙不平衡为绝对与必然的；输沙平衡只是相对与偶然的。

释义

是水文学的重要原理之一。指海湾、湖泊、河流、水库或其部分水域在某一时段内，泥沙的输入量与输出量之差等于该水域在同一时段内泥沙的增量。沙量平衡是质量守恒原理在泥沙运动中的具体应用。

简介

输入河段的泥沙主要是通过上断面带入的支流、汊道等带入的。输出河段的泥沙主要是通过下断面带走的或沿河引水和放淤引走的。河段泥沙的增量可以通过施测进口断面与出口断面（包括支流、汊道和引渠等断面）的时段输沙量，包括悬移质与推移质在内，或施测时段始末的河床地形（或控制断面）来求得。水体里的沙量变化一般影响较小。水流挟带悬沙量的能力称为挟沙能力。当上游来沙量小于本河段的挟沙能力与推移质输沙能力之和时，河床将发生冲刷；反之,则发生淤积。这种情况称为输沙不平衡。在自然界中，输沙不平衡是绝对的，必然的；输沙平衡只是相对的,偶然的。在时段总和为输沙平衡中,仍然有时冲时淤,此冲彼淤,即时间上的不平衡和空间上的不平衡。

基本信息

水文学的重要原理之一。指河流、水库、湖泊、海湾或其部分水域在某一时段内，泥沙的输入量和输出量之差等于该水域在同一时段内泥沙的增量。沙量平衡为质量守恒原理在泥沙运动中的具体应用。输入河段的泥沙主要有:通过上断面带入的,支流、汊道等带入的。输出河段的泥沙主要有：通过下断面带走的，沿河引水和放淤引走的。河段泥沙的增量可以通过施测进口断面和出口断面（包括支流、汊道和引渠等断面）的时段输沙量，包括悬移质和推移质在内，或施测时段始末的河床地形（或控制断面）来求得。水体中的沙量变化一般影响较小，故在后一种方法中常略而不计。

公式

河段的沙量变化情况可用输沙平衡方程（也称泥沙连续方程）表示：式中为输沙率G的沿程变化率；为河底冲淤量随时间的变化率，其中γ′为河床泥沙干么重,b为河宽；Z0为河底高程；为水体中泥沙量的变化率，其中A为,过水断面面积，s为含沙量。这里的输沙率G包含悬移质的和推移质的。式中后两项之和即为河段内的泥沙增量。和数为零时，表明进入河段的沙量等于输出河段的沙量，称为输沙平衡。在略去水体中沙量变化的影响后，输沙平衡就表明时段内河段上的冲淤量为零。水流挟带悬沙量的能力称为挟沙能力。当上游来沙量小于本河段的挟沙能力与推移质输沙能力之和时，河床将发生冲刷;反之,则发生淤积。这种情况称为输沙不平衡。在自然界中，输沙不平衡是绝对的，必然的；输沙平衡只是相对的,偶然的。在时段总和为输沙平衡中,仍然有时冲时淤,此冲彼淤,即时间上的不平衡和空间上的不平衡。输沙不平衡引起的河床变形，包括纵剖面变形，横断面变形，平面形态变形，河床组成变化等。一般来说，来沙偏多，将发生淤积，纵剖面要变陡，河床组成要变细；挟沙能力和推移质输沙能力相应加大，趋向与来沙量逐渐相应，淤积强度也逐渐减小。反之，来沙偏少，将发生冲刷，纵剖面要变缓，河床组成要变粗；挟沙能力和推移质输沙能力相应减小，趋向与来沙量逐渐相应，冲刷强度也逐渐减小。在此冲、淤过程中，河床平面形态和断面形态的变化也会同时发生。即使是在河段输沙平衡状态下，河段内的此冲彼淤也会使河道变形，如凹岸冲塌、凸岸淤长，深槽和浅滩交替冲、淤等。

上列泥沙连续方程中,γ′和b值有时变化较大,如水库淤泥和河漫滩上的淤泥，γ′值是随时间而加大的。进行地形测量时就要同时施测γ′值。在塌滩严重和河道摆动迅速的地段，b值变化较快的，也要进行相应的观测，以便较精确地计算冲淤沙量。

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