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表 ２ 三堆子站各时段特征流量平均天数统计 （单位：ｄ）
３
流量分级?（ｍ ?ｓ）
年份
＜２０００ ２０００～＜４０００ ４０００～＜６０００ ６０００～＜８０００ ８０００～＜１００００ １００００～＜１２０００ １２０００～＜１４０００ ≥１４０００
２００８ —２０１２年 １７６．４ ７１．０ ５２．４ ２３．２ ２２．２ １１．６ ５．６ ３．０
２０１３—２０２１年 １３７．２ １０７．２ ６１．１ ２４．４ ２３．１ ８．２ ３．０ ０．８

如图 ２（ａ）所示，悬移质输沙量呈现显著减小趋势，每年约减少 ３１８万 ｔ，研究时段内输沙量年际
极值比达 ６．８；图 ２（ｂ）表明，卵石推移量除 ２０１２年和 ２０１４年增大幅度明显外，其余年份输沙量呈周
期性减小趋势。金沙江降水和径流之间存在良好的相关关系 ［２５ － ２６］ ，２０１２年及 ２０１４年金沙江流域降水
量增大，引起径流量增大，使其对应年份输沙量变大，这也是卵石推移量激增的原因。同时，２０１４年
金沙江干流降水量较 ２０１２年多 ［２７］ ，但 ２０１４年径流量及悬移量增幅却远小于 ２０１２年，这是因为自
２０１２年以来，金沙江中游鲁地拉、观音岩等电站陆续投产使用，不但减少了上游来水量，亦拦截了大
量细泥沙，使得上游悬移质泥沙补给显著减少。
２．２ 卵石推移质输沙特性变化 统计三堆子站前后两时段内输沙量组分均值变化及占比情况（表 ３）。
结果表明，２０１３—２０２１年多年平均卵石推移量由 ２００８—２０１２年的 ２８万 ｔ减小至 ２０１３年以后的 １９万 ｔ，
相应时段内悬移质输沙量由 ４８８０万 ｔ锐减至 １２８８万 ｔ，卵石推移质输沙量及悬移质输沙量减幅分别为
３２．１％和 ７３．６％，对应时段内卵石推移质输沙量占总输沙量的比例由 ０．６％增大至 １．５％，三堆子河段卵
石推移质输沙量的占比有增大趋势。可见变化水沙情势下卵石推移质在该河段河床演变过程中的影响
日益显著。
表 ３ 三堆子站不同时段输沙量组分变化情况

年份 径流量?亿 ｍ ３ 卵石推移量?万 ｔ 悬移质输沙量?万 ｔ 卵石推移量与总输沙量之比?％
２００８ —２０１２年 １１４１ ２８ ４８８０ ０．６
２０１３ —２０２１年 １１３８ １９ １２８８ １．５

３ 三堆子河段卵石推移质起动流速公式

３．１ 经典起动流速公式检验 鉴于天然河流难以取得精确的水力坡降成果，目前泥沙起动条件多采用
起动流速为参数的表达方式。依据前人的研究成果，泥沙起动受到各种力的综合作用，基于滚动模式
下受力平衡，推导得到起动流速公式基本结构如下：
１
ｍ
－ ｍ
Ｕ ＝ Ｋｄ ２ ｈ （４）
ｃ
分别为水和泥沙
式中：Ｕ 为卵石起动流速，ｍ?ｓ；ｈ为断面平均水深，ｍ；ｄ为泥沙粒径，ｍ；γ 、γ ｓ
ｃ
３
３
２
颗粒的容重，本文分别取为 ９８００Ｎ?ｍ 和 ２５９７０Ｎ?ｍ ；ｇ为重力加速度，ｍ?ｓ；Ｋ、ｍ为待定系数。
为了更有效地反映三堆子站卵石推移质起动规律，依照前人研究方法 ［４，２１，２８］ ，取实测卵石推移质
最大粒径 ｄ 为相应水流条件下的临界起动粒径，对应的流速也即该粒径的起动流速，故式（４）改
ｍａｘ
写为
１
－ ｍ
ｍ
Ｕ ＝ Ｋｄ ２ ｈ （５）
ｃ ｍａｘ
对于参数 Ｋ和 ｍ，各家公式取值略有不同，经典起动流速公式通常将系数 Ｋ及指数 ｍ取为常数，
如沙莫夫取 Ｋ ＝ １．１４ ，ｍ＝ １?６ ；武汉水利电力学院 Ｋ ＝ １．３４ ，ｍ＝ ０．１４ 。
考虑到三堆子站实测卵石推移质资料中最大粒径 ｄ 的范围是 ８～３０７ｍｍ，差别较大，因此将 ｄ
ｍａｘ ｍａｘ
分为小粒径组（ｄ ＜１００ｍｍ）、中等粒径组（１００ｍｍ ≤ｄ ＜２００ｍｍ）和大粒径组（ｄ ≥２００ｍｍ）。基于
ｍａｘ ｍａｘ ｍａｘ
已有实测资料，分别计算经典公式（式（ ５））的系数 Ｋ和指数 ｍ，并将公式计算结果与实测资料进行比
较，结果如图 ３所示。
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