黄河中上游主要沉积汇泥沙沉积过程、驱动机制与地貌响应

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黄河作为世界上著名的多沙河流,因其含沙量大,河道冲淤剧烈,摆动十分频繁,经常造成巨大的灾害,影响沿岸居民的生产生活。尤其是近几十年来,受气候变化以及人类活动的影响,特别是黄河干流水库的修建及水资源的开发,造成黄河水沙来源和水沙过程发生变化,水少沙多,水沙关系更趋于不协调,加剧了河道淤积、河道抬高、河道萎缩、凌汛灾害等问题。黄河流域由上至下依次存在河套平原、汾渭地堑以及黄河下游冲积平原3大主要沉积盆地,是黄河流域主要的泥沙汇。长期以来人们对黄河下游开展了广泛的研究,而对其余两大沉积汇的研究尚未深入。本文以河套平原的内蒙古河段、小北干流以及渭河下游为研究区,应用断面法计算各泥沙汇河床、河岸以及河漫滩的冲淤量及冲淤过程、影响因素及河床形态调整。主要得到以下结论:  淤积是这三大沉积汇最主要的趋势。1960~1990年间渭河下游共淤积泥沙9.6069亿m3;相同时段内,小北干流段共淤积泥沙18.4226亿m3;而内蒙古河段的淤积量最小,1960-1990年间共淤积泥3.5122亿m3。  滩地是黄河流域冲积性河段最主要的泥沙汇。渭河下游滩地共淤积泥沙8.3901亿m3,占总淤积量的89.5%;小北干流段滩地共淤积泥沙11.4953亿m3,占总淤积量的62.4%;内蒙古河段滩地共淤积泥沙4.003亿m3,大于此河段滩、床、岸的总冲淤量之和。  河床存储泥沙的能力弱,但游荡型河道其河床存储泥沙的能力较强。游荡型河道如小北干流段的河床淤积量占河段淤积总量的26.3%(4.8393亿m3),而渭河下游河床淤积量仅占8.0%(0.7454亿m3)。与前两个河段显著不同的是,内蒙古河段河床表现为冲刷,成为了一个泥沙源。  河岸滞纳泥沙的能力较弱。渭河下游河岸共淤积泥沙0.2388亿m3,占总淤积量的2.5%;小北干流河岸淤积泥沙2.0880亿m3,占总淤积量的11.3%。而内蒙古河段河岸的淤积量为0.2473,占总量的7%。  河床、河岸以及滩地泥沙存储对水沙与边界条件变化的响应是不同的。1960-1970年间,潼关高程抬高是造成渭河下游滩地严重淤积的最主要因素,而河床的淤积主要受到年最大洪峰流量的作用,河岸淤积受来沙系数影响最大;1970-1990年间,河床冲淤主要受潼关高程影响,而来水来沙是滩地淤积和河岸冲淤的最主要因素。小北干流滩地的淤积主要受汛期来沙量的影响,河岸的冲淤主要受汛期含沙量的影响,而河床冲淤的时空分布的主要影响因素为潼关高程变化。1962-1982期间,受水库的拦沙作用和来水较丰影响,内蒙古河段河岸与河槽发生冲刷,滩地淤积;1982-1991年间,受气候变化以及水库的联合调度等因素作用,河床、河岸和河床皆淤积,但淤积强度不同。1991-2000年间,受来水来沙减小和水库联合调节影响,河床与河岸淤积而滩地侵蚀。  河床与河岸在汛期和非汛期的冲淤也存在差异。渭河下游的河床汛期冲刷而非汛期淤积,而小北干流则在两个时期都为淤积。渭河下游和小北干流的河岸在汛期和非汛期的冲淤趋势相同,都表现为汛期淤积而非汛期冲刷。
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