沙量平衡
正文
水文學的重要原理之一。指河流、水庫、湖泊、海灣或其部分水域在某一時段內，泥沙的輸入量與輸出量之差等於該水域在同一時段內泥沙的增量。沙量平衡是質量守恆原理在泥沙運動中的具體套用。輸入河段的泥沙主要有:通過上斷面帶入的,支流、汊道等帶入的。輸出河段的泥沙主要有：通過下斷面帶走的，沿河引水和放淤引走的。河段泥沙的增量可以通過施測進口斷面和出口斷面（包括支流、汊道和引渠等斷面）的時段輸沙量，包括懸移質和推移質在內，或施測時段始末的河床地形（或控制斷面）來求得。水體中的沙量變化一般影響較小，故在後一種方法中常略而不計。河段的沙量變化情況可用輸沙平衡方程（也稱泥沙連續方程）表示： 式中為輸沙率G的沿程變化率；為河底沖淤量隨時間的變化率，其中γ′為河床泥沙乾么重,b為河寬；Z0為河底高程；為水體中泥沙量的變化率，其中A為,過水斷面面積，s為含沙量。這裡的輸沙率G包含懸移質的和推移質的。式中後兩項之和即為河段內的泥沙增量。和數為零時，表明進入河段的沙量等於輸出河段的沙量，稱為輸沙平衡。在略去水體中沙量變化的影響後，輸沙平衡就表明時段內河段上的沖淤量為零。水流挾帶懸沙量的能力稱為挾沙能力。當上游來沙量小於本河段的挾沙能力與推移質輸沙能力之和時，河床將發生沖刷;反之,則發生淤積。這種情況稱為輸沙不平衡。在自然界中，輸沙不平衡是絕對的，必然的；輸沙平衡只是相對的,偶然的。在時段總和為輸沙平衡中,仍然有時沖時淤,此沖彼淤,即時間上的不平衡和空間上的不平衡。輸沙不平衡引起的河床變形，包括縱剖面變形，橫斷面變形，平面形態變形，河床組成變化等。一般來說，來沙偏多，將發生淤積，縱剖面要變陡，河床組成要變細；挾沙能力和推移質輸沙能力相應加大，趨向與來沙量逐漸相應，淤積強度也逐漸減小。反之，來沙偏少，將發生沖刷，縱剖面要變緩，河床組成要變粗；挾沙能力和推移質輸沙能力相應減小，趨向與來沙量逐漸相應，沖刷強度也逐漸減小。在此沖、淤過程中，河床平面形態和斷面形態的變化也會同時發生。即使是在河段輸沙平衡狀態下，河段內的此沖彼淤也會使河道變形，如凹岸沖塌、凸岸淤長，深槽和淺灘交替沖、淤等。
上列泥沙連續方程中,γ′和b 值有時變化較大,如水庫淤泥和河漫灘上的淤泥，γ′值是隨時間而加大的。進行地形測量時就要同時施測γ′值。在塌灘嚴重和河道擺動迅速的地段，b 值變化較快的，也要進行相應的觀測，以便較精確地計算沖淤沙量。
