【摘要】：一般而言,沖積河流通過自動調(diào)整河槽的沖淤過程與微地貌,以適應上游水沙條件和邊界條件的改變,這種自動調(diào)整過程可稱為自適應行為,其包括河槽的沖淤特征、沖淤量及微地貌類型的變化及其原因。河槽的自適應行為關(guān)系到河流兩岸的防洪抗旱、涉水工程安全以及岸線資源開發(fā)與利用,故此研究長期以來受到眾多科研人員的廣泛關(guān)注。眾所周知,具有“黃金水道”之稱的長江自20世紀50年代以來,先后開展了以三峽大壩為主的水庫群、水土保持、河道整治等工程,河口修建了青草沙水庫、深水航道以及促淤圍墾等工程。這些流域和河口大型工程等人類活動使得長江中下游河槽的邊界條件與水沙條件發(fā)生了重大改變,河槽原有的地貌過程及其演變趨勢必然發(fā)生了自適應調(diào)整,即河槽的沖淤特征與沖淤量、床面微地貌類型等發(fā)生變化,但是這些自適應行為的具體特征及其變化趨勢等問題尚待研究。因此,本文擬開展的長江漢口至吳淞口河段河槽沖淤和微地貌演變對人類活動的自適應行為研究具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。針對上述問題,本文收集了1998年、2013年長江漢口至吳淞口的水下地形資料,于2014年、2015年、2016年利用多波束測深系統(tǒng)和雙頻ADCP對長江九江至吳淞口河段干流主槽開展的水深、流速測量,并同步采集了河槽表層沉積物樣品,系統(tǒng)分析了長江漢口至吳淞口的河槽沖淤分布與沖淤量及和床面微地貌特征,探討了長江漢口至吳淞口河槽沖淤與微地貌對人類活動的自適應行為,獲得如下主要成果。1998年至2013年長江漢口至吳淞口河槽沖淤格局表現(xiàn)為整體沖刷,部分河槽略有淤積。其中,漢口至湖口河段河槽沖刷體積約2.96億m~3,淤積約0.68億m~3,凈沖刷體積約2.29億m~3;湖口至大通河段河槽沖刷體積約2.91億m~3,淤積約0.29億m~3,凈沖刷體積約2.62億m~3;大通至吳淞口河段河槽沖刷體積約21.6億m~3,淤積約3.1億m~3,凈沖刷體積約18.5億m~3。其主要原因是流域來沙量減少引起的。但值得注意的是不同河段河槽對人類活動的自適應行為具有差異。其中,漢口至湖口河段、湖口至大通河段以及大通至吳淞口河段河槽主要的響應水域分別為5~10 m河槽、0~5 m河槽和10 m以深的河槽,上述響應水域的河槽沖刷貢獻率分別占對應河槽總沖刷量的60.2%、44.9%和49.1%。局部河槽發(fā)生的強烈沖淤現(xiàn)象與涉水工程改變了河槽邊界條件有關(guān)。利用Seabat 7125型多波束測深系統(tǒng)對長江九江至吳淞口河槽微地貌進行精細結(jié)構(gòu)調(diào)查時發(fā)現(xiàn),南、北港分流口發(fā)育了新的沙波類型,該類型沙波波谷中有規(guī)律地發(fā)育了橢圓形凹坑,且在高分辨率水深數(shù)據(jù)3D成像上,這些凹坑如同一粒粒圓珠鑲嵌于沙波群中。鑒于伴生底形的尺度與宏觀形態(tài)與沙波尺度相比不可忽視,故提出了"沙波形態(tài)-伴生底形"的命名方法。該類型沙波是河槽地貌自適應流域來沙減少,河槽表層沉積物粗化以及河流工程改變了水動力條件而形成的一種侵蝕型沙波。2014年至2016年九江至湖口河段河槽中沙波地形約占河段的80.3%,湖口至大通河段河槽中沙波地形約占62.1%,大通至徐六涇河段河槽中沙波地形約占64.3%,徐六涇至吳淞口河段河槽中沙波地形約占27.5%,沙波地貌所占河槽比例與沙波尺度從上游向下游呈減小規(guī)律。對比三峽修建之前長江中下游河槽沙波發(fā)育尺度發(fā)現(xiàn),2014年至2016年沙波的尺度較有明顯增大趨勢。綜上所述,目前長江漢口至吳淞口河槽正經(jīng)歷著河槽劇烈沖刷、床沙波動粗化、侵蝕型沙波形成與演變、河道形態(tài)變化等自適應行為,以此響應流域及河口人類活動的干擾。這一成果具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。
【圖文】：

12圖 1- 1 技術(shù)路線圖Figure 1. Technology roadmap1.4 小結(jié)本章主要介紹了論文研究意義與河槽沖淤演變、河槽表層沉積物、沙波地貌、河槽自適應行為的國內(nèi)外研究進展，并介紹了研究目標與本文的主要研究內(nèi)容，同時總結(jié)了論文工作量并繪制了技術(shù)路線圖。

華東師范大學博士學位論文位于揚子準地臺，受新構(gòu)造運動的影響，以沉降作用為主；南北兩岸的大地構(gòu)造單元也不同，右岸相對抬升，左岸下沉(李茂田, 2005)。大通至河口河段由于淮揚地盾與江南古陸的構(gòu)造運動的原因，流域內(nèi)發(fā)生了強烈褶皺或斷裂運動，形成了一系列斷裂的破碎帶(屈貴賢, 2014)。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV147;P931.1

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