曲流河向辫状河转化的控制因素及模式——以松花江干流和黄河源区为例

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河型转化机制研究对于分析河流沉积特征具有重要意义。曲流河和辫状河作为现今和地质历史时期最广泛的河流类型,同时曲流河向辫状河转化是一种较为少见的逆向河型转化,所以分析曲流河向辫状河转化的控制因素对现代水利防治和地下储层预测均具有重要意义。但目前曲-辫转化研究一直停留在河流地貌学的定性描述上,缺少多河流系统性曲-辫转化控制因素的定量分析。因此,本文选取不同地貌背景的松花江巴彦-通河段、佳木斯-同江段和黄河玛曲段为研究对象,运用Google Earth和Arc GIS软件获取河流卫星影像,并对其几何形态参数进行测量和建立数据库,同时结合地质地貌特征和沉积动力学机制,得出不同河段的曲-辫转化控制因素,最终建立曲-辫转化模式。以河型成因理论、河型分类和河型判别方法为指导,对曲流河向辫状河转化的控制因素进行了系统性梳理,在河流参数数据库的基础上,最终对不同河段的曲-辫转化控制因素及模式进行研究。结果表明:(1)曲流河向辫状河转化主要受河流自身地质因素和河流外部边界因素控制,河流自身地质因素影响流量和输沙量的平衡关系进而改变河流发育特征,河流外部边界因素可以改变水流侵蚀力的大小从而影响河流形态;(2)松花江巴彦-通河段为低坡度背景下河流逐渐加宽且植被密度逐渐降低的曲辫共存型河流,松花江佳木斯-同江段为高坡度背景下的曲辫突变型河流,黄河玛曲段为高坡度背景下河流限制性逐渐减弱且植被密度逐渐降低的曲辫共存型河流;(3)松花江巴彦-通河段和黄河玛曲段曲-辫转化控制因素为植被密度降低引起的河岸抗侵蚀性减弱,松花江佳木斯-同江段曲-辫转化控制因素为高坡度的开阔地貌环境下流量和输沙量的增大,其中曲-辫转化不完全取决于河流坡度的增大,只有当河流流量或边界条件发生改变时,坡度变陡才可引起曲流河向辫状河的转化;(4)建立了不同河段的3种曲-辫转化模式,松花江巴彦-通河段为稳定流量低坡度渐变转化模式,黄河玛曲段为稳定流量高坡度渐变转化模式,松花江佳木斯-同江段为不稳定流量高坡度突变转化模式。
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