含沙量

含沙量 ^[1]  是水體單位體積中所含懸移質的泥沙重量。以每立方米渾水含若干公斤泥沙計，以前也曾採用含沙重量的百分率、千分率或百萬分率計。含沙量水樣須在水體中指定深度處採取，經實驗室處理後確定。一般在降水井中需要控制含沙量，一般小於1/5<萬。

測得含沙的水的體積V，質量M 設含沙量為x，水的密度用ρ表示，則：

x=(M-ρV水)/V

河流上游砂子的粒徑大，下游粒徑小，是因為流水作用的結果，源頭能看到鵝卵石，下游只能看到泥砂。至於東西河岸的砂子哪邊多，那要看地形情況而定。河流中含砂量是橫截面上單位流砂量，要看水的流速，穩定流，紊流是不同的。總的來説由於重力作用，大多數情況下河底水流中的砂要比河面的多。

我國北方多沙河流的含沙量，可以從非汛期的 1kg/ m以下，變化為汛期的 1000kg/ m³以上，高含沙水流頻繁發生。這樣的水沙兩相流，可稱之為寬變幅水沙兩相流。我國南方的河流則多為少沙河流，已有很多學者對少沙河流的懸移質粒度特性隨含沙量和流量的變化進行過研究。在很多情況下，非汛期基本上無地表徑流匯入 , 懸移質泥沙是由於基流沖刷河牀而產生的，因而較粗；進入汛期以後，暴雨徑流使土壤受到侵蝕，並隨徑流進入河道 , 因而懸移物質的粒度相對較細。這樣，便形成了懸沙粒度隨流量、含沙量的增加而減小的關係。

不同的河流之間，懸移質泥沙粒度特徵與含沙量的關係也是複雜的。在更長的時間尺度和更大的空間尺度上，流域地表物質組成特性決定了懸移質泥沙組成的平均狀況，這一特性又會反過來影響挾沙水流的平均狀況，使之表現出某種特性。黃河中游某些支流的固體-液體兩相流中的液相和固相的物質分別來自不同的物源。構成液相物質漿液的細顆粒部分，主要來自黃土；而構成固相的大於0. 05mm 粗顆粒泥沙則主要來自風成沙、基岩風化物和沙黃土中的粗粒部分。

以黃河中游有懸移質粒徑測驗資料的所有支流的資料為基礎，研究懸移質中的粗、細泥沙構成對含沙量的影響。黃河中游支流固液兩相流的含沙量，既取決於液相 (細顆粒)，又取決於固相的含沙量。如果細顆粒太多而粗顆粒不足，則隨着含沙量的增大，粘滯係數增大，紊動減弱，會最終進入層流狀態，甚至發生阻滯而停止流動。此時含沙量不可能達到很高的量級。如果粗顆粒供應量豐富很多而細顆粒不足，則液相的比重較小，不可能使粗顆粒的懸浮重量顯著下降，因而不可能使大量粗顆粒進入懸浮狀態而向下遊運動。在這種情況下，懸移質含沙量也不可能達到很高的量級。

顯然，在上述兩種極端情形之間，存在着一種最優的粗、細顆粒的搭配關係 , 使懸移質含沙量達到最大。高含沙水流的最優粒度組成，反映了一種自然規律。對這一自然規律的認識，可以應用於人為干預下的泥沙輸移過程的調度，如應用於高含沙灌溉渠道、管道乃至於小浪底水庫的調水調沙。如果調沙後形成的懸移質泥沙級配接近於最優粒度組成，則輸沙效率會大大提高而不至於發生淤積 ^[2]  。

世界上含沙量最大的河流是中國第二長河黃河。其幹流全長5464千米，流經青海、四川、甘肅、寧夏、陝西、山西、內蒙古、河南及山東等9個省及自治區，整條河流呈“幾”字形向東注入渤海，它有30多條主要支流，沿途彙集了無數溪川，其流域面積廣闊，達到了75萬多平方千米。由於其流經的甘肅、寧夏、陝西、內蒙古等地多為黃土高原地區，許多支流夾帶大量泥沙匯入黃河，使河水呈黃色，併成為世界上含沙量最大的河流“黃河”就是因此而得名的 ^[3]  。