黄河玛曲段砾质网状河平面形态特征与河道发育方式

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网状河是一种由围绕河间湿地(岛屿)的多河道共同组成的稳定河道体系。近年来随着网状河作为一种独立河型被识别出来,其沉积特征、河流水动力特征以及多河道形成与维持机制也得到了更为广泛的研究。现有的研究主要基于少量的砂质网状河,而玛曲河段出现了砾质河床的网状河,其平面形态特征,河道与河间湿地的动态变化与砂质网状河存在一定差异。因而本文选取黄河玛曲段砾质网状河为研究对象,利用Google Earth高分辨率遥感影像,对河道与河间湿地等地貌单元进行提取,选取能够表征网状河特征的地貌参数对河道与河间湿地平面形态特征以及发育程度进行研究;利用多期Landsat遥感影像对研究河段河间湿地变化的趋势、强度以及河道的稳定性进行分析;结合实地的地貌观察对河道形成发育过程与阶段进行了讨论。得出以下主要结论:  (1)玛曲段网状河平面形态上发育了规模远大于主河道的广阔河道带,以及一个规模上明显优于次级河道的主河道。研究河段网状河中河间湿地发育在河道带中相对河道发育占优势,河间湿地面积占比为61.24%,明显高于河道面积占比;分支河道的发育在河道发育中相对主河道占优势,分支河道面积占比为54.84%,明显高于主河道面积占比。研究河段岸线密度和分汊点密度分别为8.81km/km2和16.76个/km2,说明其分支河道体系发育程度高。  玛曲段砾质网状河的三个亚河段的多河道体系发育程度存在明显差异。其中S2河段发育程度最高,S1河段次之,而S3河段发育程度相对低。发育程度上的差异主要是由于河型沿程转变导致的不同河段展现出过渡河型的特征。  (2)玛曲段网状河中的河间湿地与分支河道以河间湿地群体这种独特的组合方式存在。河间湿地群体的发育特征参数与河间湿地群体的面积有明显的相关性。其中河间湿地面积占比P值随河间湿地群体面积Su的增加呈现增加的趋势,而P值80%则是一个限制值,标志着此时网状河流系统处于形态最为稳定、分支河道及河间湿地发育的成熟阶段,河间湿地与河道的形成与消亡达到动态平衡状态。岸线密度Dl值与分汊点密度Dn值随河间湿地群体面积Su的增大呈减小趋势,这是不同面积河间湿地群体中分支河道在长度和数量上的发育差异导致的。  玛曲段网状河中的河间湿地个体以小微型为主,而河间湿地群体以大型和巨型为主。河间湿地群体根据规模特征能够分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型五类。根据发育程度差异可以进一步将Ⅰ型河间湿地群体分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc三个亚类,将Ⅱ型河间湿地群体分为Ⅱa、Ⅱb两个亚类。从河间湿地群体的分布上来看,不同类型的河间湿地群体分布在不同发育程度的河段。从河间湿地群体的湿地组成来看,小微型湿地是河间湿地群体最主要的组成部分。相近面积的河间湿地群体,随着发育程度的提高,小微河间湿地的占比明显提升。  (3)本文利用了河间湿地的变化率与总变化率对其变化趋势以及强度进行了研究。就全河段而言,1990-2016年研究河段河间湿地变化率明显下降,由T1时期的0.58%·a-1下降到T2时期的0.05%·a-1,河间湿地由显著的扩展向保持动态平衡转变。总变化率在T1和T2时期分别为1.21%a-1和1.19%·a-1,河间湿地总变化强度保持相对稳定。两者在不同时期的差异主要由扩展率的明显下降与萎缩率的明显上升导致。  不同亚河段河间湿地的变化趋势与强度存在差异,其中S1和S2河段的变化趋势与全河段保持一致,即在1990-2016年变化率出现显著下降,河间湿地由扩展向稳定转变。S3河段与前两个河段存在明显差异,河间湿地在2000-2006年间发生萎缩(变化率-0.12%·a-1),而在1990-2000年和2006-2015年期间发生扩展(变化率在0.38%·a-1和0.65%·a-1之间)。从总变化率来看,S3河段从1990-2006年,河间湿地的变化强度减小,而在2006-2015年变化强度增大,总变化率从1990-1994年的1.51%·a-1下降到2000-2006年的0.96%·a-1,又上升到2009-2015年的1.62%·a-1。  河道位置频率与河道相似率能够用来衡量网状河的稳定性,研究河段呈现高稳定性的特征,河道带内主要分布着河道位置频率为0的稳定河间湿地和河道位置频率为100%的稳定河道,河间湿地与河道的转换现象主要发生在主河道附近的活跃区域。  (4)玛曲段网状河河道的形成与消亡与河间湿地的发育密切相关,新河道的形成主要是由于河间湿地形成对原河道的分隔作用,而河道的消亡则主要与河间湿地的扩展与合并同时出现。研究河段的分支河道根据发育的阶段主要可以分为四种类型,低水位河道、高水位河道、半废弃河道以及废弃河道。
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