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黄河水沙变化过程及其三角洲沉积环境演变

彭俊  
【摘要】:黄河是我国第二大河流,以高含沙量闻名于世。过去治理黄河的首要问题是治理黄河泥沙,尤其是中游地区的来沙。历史上黄河的高含沙量导致下游河道淤积并发生漫滩形成泛滥平原,给人民生活带来沉重的灾难。然而,黄河的高含沙量形成了宽广的三角洲,为社会经济的发展提供了可供利用的土地资源。本文运用统计学方法,小波分析方法,回归分析方法以及Surfer和Mapinfo等技术手段,系统分析了1950-2009年黄河水沙的变化过程,以及水沙变化对下游河道和三角洲的影响,同时对黄河三角洲沉积环境演变进行了初步探讨,结果表明: 黄河流域水沙产自中上游,其中径流量主要来源于上游,输沙量主要来源于中游,下游不产水不产沙。1950-2009年黄河流域各水文站径流量和输沙量均表现出逐渐减少的变化趋势,这是气候变化和人类活动共同影响的结果。流域输沙量减少最主要的影响因素是水土保持措施,其次是水库拦沙,然后为降雨量减少。黄河入海水沙具有显著的年(0.5-1.0a)、年际(3.0-6.5a)和年代际(10.1-14.2a)3个不同时间尺度的周期变化,而且入海输沙量的周期变化主要受入海径流量周期变化的控制。20世纪70年代以来,入海水沙的不同时间尺度的周期变化表现均不明显,时间尺度越小,周期变化显著性越低。 1950年以来,黄河下游河道经历了淤积-冲刷不断交替的变化过程,水沙条件(花园口站含沙量)是这种变化的主要控制因素。当进入下游河道的含沙量小于18.6kg/m3时,河道表现为冲刷,大于18.6kg/m3时,河道表现为淤积。艾山以下河道的冲淤变化过程除受水沙条件控制外,还受到入海流路变迁的影响。流路变迁初期形成新河口,河道发生溯源冲刷;流路变迁中后期河口延伸,河道发生溯源淤积。不同流路时期,当黄河入海总水沙量比在25.34-26.05kg/m3时,河口附近岸线延伸,三角洲面积增加。但1999年小浪底水库下闸蓄水以后,2000-2007年黄河入海总水沙量比仅为10.90kg/m3,河口三角洲表现为侵蚀,加上废弃河口的岸段侵蚀,整个黄河三角洲已由淤积转变为侵蚀。 黄河三角洲YDZ1孔沉积物类型主要为砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和粘土质粉砂。以假单畴(PSD)-多畴(MD)晶粒为主的亚铁磁性矿物主导了YDZ1孔沉积物的磁性特征。根据YDZ1孔沉积物粒度参数和磁学参数的变化特征,结合AMS14C测年,推断黄河三角洲沉积相序自上而下大致经历了泛滥平原相→河流相→三角洲前缘相→浅海相→潮坪相→河流相,沉积动力环境表现为强(陆相)→弱(海相)→强(陆相)的变化过程。


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