长江干流江心洲及黄河下游心滩面积变化及其控制因素

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinxinhun
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长江和黄河作为我国重要的地理单元,无论是在交通还是跨区域间的资源调配等方面都发挥着重要的作用。长江干流和黄河下游发育众多的江心洲或心滩,其动态变化过程会受到上游来水来沙及人类活动的干扰。随着梯级水库和水利枢纽的修建,水库的蓄水拦沙使得坝体下游水沙条件发生强烈变化,改变了洲滩发育的根本物质来源—泥沙。洲滩的动态变化不可避免会对流域内环境的自然过程、人类活动和经济发展产生重大影响。因此开展对长江干流及黄河下游洲滩变化的研究具有重要意义,可为长时间监测长江江心洲和黄河下游心滩面积变化以及长江和黄河流域水土保持工程建设对水沙的调控提供参考。本文基于美国地质调查局(USGS)的官网遥感影像,以1986-2019年间长江干流的江心洲以及黄河下游的心滩作为研究对象,结合研究地区主要水文控制站近40年的实测年均径流量、输沙量等资料,分析水沙变化对洲滩面积、数量调整变化的影响,得到的主要认识如下:1.长江干流自河口至上游宜宾之间5个河段(A-E)之间江心洲面积变化规律依次是增加、减小、增加、减小、减小。相对于基准期(1986年)的总面积,各段面积变化率分别为6.46%、-0.87%、0.76%、-0.15%、和-0.26%,上游(E段)江心洲面积以缩减为主,但实际面积减少不明显,中游至河口段(A-D段)江心洲面积既有增加也有减少。2.空间变化上,长江的沪安段(入海口上海市至安徽省安庆市)和黄洪段(湖北省黄石市至洪湖市)为面积增长段,安黄段(安徽省安庆市至湖北省黄石市)和洪宜段(湖北省洪湖市至四川省宜宾市)是面积减少段,江心洲面积变大数量最多的是集中在沪安段,面积变小数量最多的集中在洪宜段。从面积类型变化来看,三种类型的江心洲面积变化有着相同的趋势。小型(1-10 km~2)和中型(10-50 km~2)江心洲的数量多且在近40年的时间里面积变化率较大,面积≥50km~2的江心洲数量最少且面积变化率相对小。3.长江年均径流量自1980年以来变化不明显,但受中上游梯级水库和长江上中游水土保持重点防治工程(简称“长治”工程)建设的影响,90 s以来输沙量逐渐减少,上游段江心洲面积以减小为主,面积增大的江心洲数量随输沙量的减少而减少,输沙量是江心洲面积变化的主要控制因素。中下游段受三峡水库蓄水及鄱阳湖“五水”建库对水沙调节的影响,输沙量明显减少,江心洲的面积变化表现为随距离大坝和鄱阳湖的增加由减小变为增大,越靠近河口段江心洲受输沙量减少的影响越小,以自然发育为主。4.黄河下游心滩面积和数量在1986-2020年间均有所减少(总面积变化绝对值超过55.8 km~2),1986-1995年和2005-2010年是总数量快速减少期,1995-2000年、2005-2010年是平稳过渡期。空间上,靠近小浪底大坝的桃夹段(河南省郑州市桃花峪至兰考县夹河滩村)无论是心滩的面积还是数量都是减少最多的,其次是夹艾段(河南省兰考县夹河滩村至山东省东阿县的艾山),最后是靠近入海口的艾山以下段(山东省东阿县艾山至入海口)。5.黄河下游三个河段的心滩面积都以0.1-0.5 km~2和0.01-0.05 km~2两种类型为主,且其心滩数量变化以这两种最为明显,面积>3 km~2的心滩是最少的且数量减少的不多。受黄河中游重大水土保持工程建设的影响,蓄水后(2000-2015年)多年平均输沙量较蓄水前(1986-1999年)降低了约86.8%,水沙减少对各河段心滩也产生了影响。2000年以前,桃夹段心滩数量持续减少,夹艾段先减少后增加,艾山以下段先增加后减少。2000年以后,艾山以下段的心滩在2010年之后完全消失。
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