径流变化下三江源冲积河群的河床演变规律

The Sanjiangyuan source is the area where river network is most developed and river diversity is the highest in Qinghai-Tibet Plateau. River pattern distribution and fluvial process are important themes for understanding plateau river processes and trend of plateau rivers under runoff change. This project focuses on alluvial river group/cluster of Sanjiangyuan source. Remote sensing image, hydrological and sediment data, field investigation, sampling, laboratory experiment and other methods are applied to study characteristics, distribution, and formation of alluvial river group. It reveals that discrepancies and universalities of different rivers among a river group and between different river groups. Considering effect of runoff variation, we study the sediment transport capacity of braided river group in the Yangtze River source and meandering river group in Yellow River source. Laboratory experiments of formation and evolution of braided and meandering river under diverse riverbank material conditions are performed to reveal the response of sediment transport capacity and channel evolution to runoff variation, and the river-sediment-vegetation threshold conditions of river pattern transformation between braided and meandering river. These studies are of significant importance to understand river diversity and fluvial process of the Sanjiangyuan region based on a new idea of alluvial river group, furthermore, to develop the plateau river morphodynamics, and to reveal the formation of evolution of alluvial river group.

三江源地区是青藏高原水系最为发达和河型多样性最高的区域，其河型分布与河床演变是认识径流变化下高原河流演变过程和趋势的重要内容。本项目以三江源区的冲积河群为研究对象，综合运用遥感影像、水文泥沙数据、野外调查与采样、室内水槽动床实验等多种方法，重点研究冲积河群的形成特征、分布与成因，揭示同一河群内部河道的差异和不同河群间的共性与差异。基于径流变化下，致力于研究长江源辫状河群和黄河源弯曲河群的输沙能力，并开展不同河岸边界条件下辫状与弯曲河流的塑造实验，揭示输沙能力和河道演变对径流变化的响应机制，以及辫状河道与弯曲河道相互转化的水流-泥沙-植被的临界条件。这些探索性研究工作，为认识三江源河型多样性和河床演变提供认识新思路,对于建立高原河流形态动力学和揭示冲积河群演变机理具有重要的科学意义。

三江源地区是青藏高原水系最为发达和河型多样性最高的区域，其河型分布与河床演变是认识径流变化下高原河流演变过程与趋势的重要内容。本项目以三江源区的冲积河群为研究对象，重点研究冲积河群的空间分布、形态特征和维持条件，黄河源冲积河道的河床稳定性，弯曲河流崩岸与裁弯过程与机理，以及若尔盖泥炭湿地萎缩机制。本项目提出冲积河群的新概念，给出其定义、分布、形态特征和维持条件，其中辫状河群集中于长江源、同德-兴海盆地、玛多-达日、怒江源、澜沧江源、雅江流域，弯曲河群集中于若尔盖草原、黄南草原、甘南草原、玛多-达日、怒江源。揭示黄河源4个代表性冲积河道的河床稳定性，确定了植被和推移质输沙在黄河源冲积河型形成中的作用。建立了草甸型与泥炭型弯曲河流的河岸悬臂式崩岸模型，提出了基于主导流量过程的悬臂式崩岸过程模拟方法。揭示了泥炭型河岸的二元结构和新河槽的分流角是决定颈口裁弯速率及颈口扩展的主控因素。颈口裁弯的水槽实验证实了颈口上下游河岸侵蚀是黄河源弯曲河流触发颈口裁弯的主要机制。揭示了黄河源若尔盖湿地萎缩机制：人工开渠作为强烈的人类活动干扰，是若尔盖沼泽快速萎缩的重要原因；自然水系的溯源侵蚀长期疏干沼泽、降低地下水水位和放射状地向沼泽内部切穿是沼泽萎缩的重要机制；人工开渠连通自然水系强化沼泽内河床下切和排水作用。本项目获取的关键数据包括若尔盖泥炭地4个典型泥炭层三维水流结构、水力梯度和水力传导率；若尔盖盆地30年土地利用变化，绘制了1 m分辨率的自然河网和人工沟渠河网；原位监测1平方公里泥炭地的小流域差分DGPS测量三维地形，1m精度；UAV航测黄河源泥炭湿地和弯曲河流，如黑河、格曲、麦曲、哈曲、兰木错曲等，航测数据包括照片、视频和处理后的DEM。本项目对于认识青藏高原辫状河群，黄河源区弯曲河流形态动力过程和若尔盖泥炭湿地的地下水水文过程与演变机制具有重要价值。