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黄河上游的河道演变研究主要集中在宁蒙河段,而黄河青藏高原河段的研究仍少有涉及。位于青藏高原的黄河第一湾因其独特的地理位置与环境特征受到人类活动的影响较小,发育着多种河型,为研究自然条件下的河道演变提供了有利条件。论文选取黄河第一湾的3种典型冲积河型(网状河、弯曲河、辫状河)为研究对象,利用玛曲站和吉迈站的1959年以来实测水沙数据分析了其水沙关系;利用近1990年以来的遥感影像数据,基于Arcgis和ENVI技术支持下分析了网状河段不同流量下活动河道(在给定观测期中一个河道的两端都与其他河道相连通并有流动的水流)的分布规律,网状河段、弯曲河段和辫状河段近几十年的河道平面形态变化特征;结合野外实地测量以及采集的滩地土样分析了其沉积特征。该研究不仅可以丰富对不同河型自然条件下河道演变的认识,而且可以进一步丰富河流地貌理论,主要得出以下结论: (1)玛曲与吉迈两个水文站多年年均流量变化趋势基本一致,且变化相对稳定。两个水文站汛期径流量变化不明显,而玛曲站输沙量稍微减少,吉迈站输沙量减少较大。玛曲站多年汛期来沙系数在90年代以前呈波动微升的趋势,而2008~2015年又减小到60年代的平均水平;吉迈站多年汛期来沙系数波动幅度大,90年代以前增减趋势不明显,而2008~2015年明显减小,其波动幅度也减小。玛曲站与吉迈站汛期来沙系数都很小,较小的来沙系数表明河流的冲刷能力较强。总而言之,玛曲站与吉迈站之间的河段水沙关系比较稳定,这对研究该段河段的自然条件下的河道演变有重要的意义。 (2)根据流量大小对阿万仓和采日玛网状河段分别划分出了3种类型活动河道(Ca1、Ca2、Ca3与Cc1、Cc2、Cc3),其分布规律是后一种类型的活动河道基本位于前一种的两侧。据此可以推断,网状河分支河道基本是从主河道向两侧逐渐发展的。在没有峡谷限制的草原湿地河段,网状河的主河道发生弯曲时,弯道内侧的活动河道数总是大于弯道外侧的活动河道数,这有利于维持网状河流体系的空间均衡性和稳定性。 宽阔的泛滥平原是网状河流多河道体系得以稳定发育的重要地貌条件,该条件下主河道横向上发育的活动河道较多,但是由于河间地也较宽,导致线密度(垂直于网状带的单位距离内的活动河道数)较小且相差较小。网状河形态发育较好的河段,线密度与河谷宽度具有极好的线性负相关关系,即随着河谷宽度的增加河道带横向上单位距离内的河道数越少。而峡谷地带由于两侧相对较高的地形的限制,河谷宽窄不一,活动河道的线密度相对较大、且差别也较大。 (3)对位于黄河第一湾入口的齐哈玛乡附近主河道长约为12km的砾石质网状河段研究表明,砾石质网状河整体具有很高的稳定性,众多分支河道与河间地1990~2016年间无明近显冲淤现象。26年网状带面积仅增加2.43%,陆地与水体面积比例接近1∶1;网状带部分小型河间湿地及河间岛屿呈现碎片化现象,导致河间湿地个数逐渐增加,最大增加率为62.16%。河道主流线长期左右迁移交替变化,且变化率相对稳定,受主流线迁移的影响,主河道内部河间岛屿形态变化较大,其河岸变化率为5m/y。网状河众多支河道非常稳定,平均河宽变化率仅为1m/y左右。 河岸沉积物以细砂或粉砂为主,黏土含量较高,粒度分布曲线呈现多峰,这与砂质网状河流河岸以泥质沉积物为主略有不同,但河岸及河间湿地茂密的植被保护了众多分支河道免受侵蚀、维持了河道的稳定性,这也是砾石质网状河流体系具有高稳定性的重要原因。 (4)对位于黄河第一湾的后半段弯曲河段与辫状河段的研究表明,研究河段在1994~2016年间的整体形态变化较小。江心洲面积位于0.01~0.05km2区间的江心洲个数最多,而位于0~0.01km2区间与0.5~1.0km2的江心洲个数较少。1994~2001年江心洲个数基本不变,从2001~2016年间,江心洲总个数与总面积都基本呈增加趋势,最小面积呈减小趋势,最大面积呈增大趋势,说明随着河道的演变,河内江心洲冲刷与淤积同时进行,发育相对稳定。 四个亚河段的四个时期河道长度、河道面积、平均河宽和弯曲系数变化较小,不同河段之间仍有差别,其中A段变化最大,B、C和D段变化较小。此外,B段的江心洲个数与辫状指数变化最大。根据侧向稳定系数分析得出,四个亚河段都具有较高的侧向稳定性,且D段的侧向稳定性最高,A段的侧向稳定性最低。河道的侧向稳定性与河道平均河宽、辫状指数存在正相关关系,与弯曲系数存在负相关关系。