三江源河床演变与湿地退化机制研究

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三江源以其所处青藏高原的广袤背景和河流地貌景观的多样性,为弯曲河流、分汊河流和辫状河流的河床演变以及湿地研究提供基本无人类活动干扰的理想观测窗口和天然试验场地。三江源的河床演变研究包含干流冲积河段及支流的冲积河流的科学问题。弯曲、分汊和辫状河流作为源区主导的河型,强化其基础问题的探索,对于丰富河床演变学具有一定意义。黄河干流及其支流白河与黑河从三个方向贯穿若尔盖盆地。若尔盖沼泽湿地的快速退化与河床下切、水系溯源侵蚀和人工开渠等过程存在密切联系。只有定量掌握若尔盖盆地内自然河流与人工渠道对疏干沼泽的贡献,才能真正地揭示若尔盖沼泽湿地长期和短期退化机制。通过2010-2013年的四年野外调查与试验、遥感影像、水文气象数据和理论分析,较全面研究了三江源的现代河床演变,揭示了弯曲河流自然裁弯机制,揭示了沙洲形态特征、发育模式与机制,探讨了若尔盖沼泽湿地退化的内在机制,并提出了保护与修复沼泽湿地的方法。长江源主要水系基本成平行状水系格局,属于树枝状河网,广泛发育辫状型河道。黄河源干流的河型具有多样性特征,尤其在黄河第一弯内河型沿程变化4次,依次是网状-分汊,网状-弯曲,弯曲-辫状和辫状-弯曲。弯曲河流的颈口裁弯划分为崩岸、冲切和串沟3种模式,而斜槽裁弯可分为切滩、串沟和主流顶冲3种模式,其裁弯机制各不相同。裁弯后牛轭湖形成速率关键取决于原河道进口断面悬移质浓度和沙栓长度。冲积河道的沙洲以洲头淤积向上游生长的发育模式。通过4组沙洲冲淤实验、沿程阻力达到最小推导、洲面植被与粒径分布、沿程挟沙能力和泥沙临界起动分析论证这一个主导模式的存在,洲头淤积主要在于洲头的分流和洲体阻挡的叠加效应。气候变暖对若尔盖沼泽湿地的萎缩有一定影响,但不是其快速消亡的主要原因。人工开渠是若尔盖沼泽数十年来快速萎缩的重要原因,其加速沼泽萎缩的三种方式为直接疏干封闭沼泽积水,强化自然水系与人工渠道连通性,和挖开泥炭层加速人工渠道溯源下切能力。黄河、白河和黑河长期下切导致地下水水位降低和水系溯源侵蚀导致疏水通道拓展是沼泽湿地长期萎缩的最重要机制。
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