黄河下游不同河型河道的水沙效应及演变趋势分析

黄河下游沿程出现的辫状河流（游荡型河流）、弯曲河流（弯曲型河流）、顺直河流（顺直微弯型河流）的转化现象引人关注,并有不同方面的专门研究。本研究针对以往研究的不足,通过对不同河型段的水沙演变、断面形态对流量的响应、河道断面演变、河床沉积速率及能耗率特征等方面,系统分析了不同河型段河道的水沙效应。认为黄河下游沿程出现的三类河型是由河道比降小、河床质细、洪枯水交替、粗泥沙输入少及大堤限制等因素起主导作用。其中顺直河流的出现是人工大堤的胁迫性产物。随着近年来水沙的阶段性减小,顺直河流在大堤的挟持下得以维持;弯曲河段河道的侧向摆动依然、宽度略微变窄,河床加积速率最大,但不会导致整个下游河道比降发生明显变化;辫状河段能耗率相对较大,冲淤强烈,滩槽更替频繁,但随着流量的减小,其能耗率明显减小,其比邻弯曲河流段的河道会逐渐曲流化,表现为弯曲河段的适度上延,但延伸有限。各类治理措施中,以中上游修建水库和淤地坝是最有效的,可拦截大量粗泥沙,从而降低下游河床的加积速率,以延缓悬河的发展。当然,针对决口险情的大堤建设是必要的,但要与不同河型段的河道稳定性相适应。     

黄河下游河型的特性及成因探讨

黄河下游具有辫状河流、弯曲河流和微弯顺直河流3种河型，从横断面上可见，辫状河段的河道变化最频繁且最不稳定，微弯顺直河段最稳定；而弯曲河段明显向上游延伸，随着输沙量在各河段的阶段性变化，冲淤 状况在各河段也表现出阶段性，但加积升高是各河段发展的总趋势，从河相关系可见，弯曲河段和微弯顺直河段基本相似，但和辫状河段有着本质的区别。辫状河段的演变主要受到中上游来水来沙等自然因素的综合影响，但其更大范围的摆动仍然受到人为作用的影响；弯曲河段是河流自动调整的必然结果，两岸河堤对它的形成及向上游的延伸具有促进作用，但对它侧向迁移的特性具有较大的限制作用；而微弯顺直河段是人力强迫下河流局部调整的产物。     

新疆焉耆盆地开都河不同河型段砂砾质沉积特征与差异分析*

新疆焉耆盆地开都河自察汗乌苏水电站流入博斯腾湖的河口之间,发育单一物源供给下的山间河段、辫状河段、曲流河段、顺直河段以及三角洲平原顺直型分流河道段等多种类型河道沉积。通过探坑挖掘与观察、砂砾质沉积物结构的测量、碎屑组分与重矿物分析以及数据统计分析等方法,分析开都河不同类型河段的砾石质沉积特征与搬运距离关系、砾质与砂质组合特征、砂质碎屑组分与沉积构造特征及变化等,认为沉积地形与坡度、沉积物组成以及气候条件等因素控制了不同河段类型的变化与沉积特征的差异。同时,建立了不同河型段砾石径变化与沉积搬运距离的定量关系。在此基础上,统计了在干旱气候与充沛物源供给条件下,开都河不同河型沉积中的有利储集体分布范围及其比例关系数据,可为陆相湖盆河流沉积相图的编制提供重要的参考依据。     

新疆焉耆盆地开都河不同河型段砂砾质沉积特征与差异分析

新疆焉耆盆地开都河自察汗乌苏水电站流入博斯腾湖的河口之间,发育单一物源供给下的山间河段、辫状河段、曲流河段、顺直河段以及三角洲平原顺直型分流河道段等多种类型河道沉积。通过探坑挖掘与观察、砂砾质沉积物结构的测量、碎屑组分与重矿物分析以及数据统计分析等方法,分析开都河不同类型河段的砾石质沉积特征与搬运距离关系、砾质与砂质组合特征、砂质碎屑组分与沉积构造特征及变化等,认为沉积地形与坡度、沉积物组成以及气候条件等因素控制了不同河段类型的变化与沉积特征的差异。同时,建立了不同河型段砾石径变化与沉积搬运距离的定量关系。在此基础上,统计了在干旱气候与充沛物源供给条件下,开都河不同河型沉积中的有利储集体分布范围及其比例关系数据,可为陆相湖盆河流沉积相图的编制提供重要的参考依据。     

近期黄河下游河床调整过程及特点

利用黄河下游1999-2005年的实测水沙及断面资料,分析了近期下游(铁谢至利津河段)河床调整过程及特点,具体表现为:小浪底水库运行后,黄河下游河道出现持续冲刷。其中,游荡型河段的冲刷量占下游总冲刷量的77%,单位河长的冲刷量在高村以上河段最大,孙口以下河段次之,高村至孙口河段最小;各河段主槽横断面形态调整均表现为向窄深方向发展;河床在冲刷过程中,主槽纵比降变化不大,其纵剖面形态自1855年以来均为下凹曲线,其凹度值随河床冲刷而略有增大;汛期深泓摆动幅度在游荡段最大,在弯曲段较小;随河床冲刷,下游平滩流量增加,但断面平滩流量与河段平滩流量的增加程度不同;因床沙显著粗化,不同河型河段的河床纵向稳定程度随冲刷均增加,而河床横向稳定程度在游荡段变化不大,在过渡段及弯曲段有所增加。     

藕节辫状河发育和演变过程的试验研究

利用室内概化模型试验,研究了"藕节"辫状河的发育和演变过程。从初始顺直小河开始,以黄河花园口水文站枯水期和洪水期流量为背景,概化试验入口水沙条件,成功塑造了具有典型藕节的辫状小河。模型小河的试验发现:① 原顺直河道交错边滩的发育对辫状河道"藕节"的形成起到关键作用;② 结合自然河流和试验小河,"藕节"河段形态特征系数I与河道稳定性参数θ呈较好的非线性关联性,说明辫状河道除了沙粒阻力和床面形态阻力,也可以采取断面形态一收一放的"河势形态阻力"方式消耗,制衡部分水流能量;③ 流量过程是控制河段形态特征的决定因素之一,大洪水不仅破坏了原交错边滩的特点,也使"藕节"形态遭到破坏;但在中小流量下,河段保持了较好的"藕节"驻点、"藕身"收放的特点。本研究对黄河下游收放相间的"藕节"河段防洪起到借鉴作用。     

准噶尔盆地莫北凸起侏罗系三工河组沉积演化及微相构成

运用高分辨率层序地层学原理将准噶尔盆地莫北凸起侏罗系三工河组划分为10个短期基准面旋回、2个中期基准面旋回。按照短期基准面旋回期次分析了该区沉积演化特征,在三工河组沉积期,研究区经历了辫状河三角洲前缘、曲流河三角洲前缘及滨浅湖的交替演化过程。不同的演化期,其微相构成具有很大的差别,辫状河三角洲前缘沉积主要由辫状河水下分流河道微相及河道间微相构成,河口砂坝及远砂坝不发育;曲流河三角洲前缘沉积微相有曲流河水下分流河道、支流间湾、河口坝、远砂坝及席状砂,以水下分流河道微相为主,河口坝较发育,远砂坝、席状砂次之;滨浅湖沉积微相由砂泥坪及滩坝构成。通过分析认为,在中期基准面下降到上升的转换位置,辫状河水下分流河道叠置连通广泛分布,为本区最有利的构造油气藏储集砂体;中期基准面上升和下降的中期,曲流河三角洲前缘水下分流河道及河口坝砂体发育,孤立状分布,为形成岩性油气藏的有利储集砂体。      

1986—2021年雅江-尼洋河交汇段辫状河道演变过程

雅鲁藏布江与尼洋河交汇段的辫状河道形态及变化主要受尼洋河入汇、河谷边界条件及滨河植被的影响,时空变化的差异性和复杂性值得研究。利用1986—2021年遥感数据提取河道-沙洲-植被主要形态参数(主河道迁移率、弯曲率、面积等)分析辫状河道形态的复杂特征与演变过程。结果表明：主河道迁移率最大为483 m/a,曲率减小3.43%,植被面积逐年增加到8.05 km²。米林—派镇段辫状河道受边界条件和水文条件的差异影响,主河道在尼洋河汇入前呈横向单侧摆动,汇入后雅鲁藏布江主河道同时发生横向与纵向摆动;2013年以来该河段的植被仅有11.8%的覆盖区域对河床产生抑冲促淤的正向反馈并促进沙洲的稳定。     

藏南洛扎地区侏罗纪—早白垩世层序地层与地层格架——兼论基本层序变化规律调查在区调工作中的运用

根据米级旋回垂向上的变化规律，新特提斯洋北缘北喜马拉雅被动大陆边缘的沉积层序自侏罗纪—早白垩世共可划分二级层序3个，三级层序18个。早、中侏罗世低位体系域不发育，由海进体系域与高位体系域两部分组成。晚侏罗世出现大型深切河谷。海平面下降幅度最大。早白垩世发育陆架边缘体系域。在此基础上建立了测区侏罗纪—早白垩世地层格架。讨论了当前1∶〖KG-*2〗25万、1∶〖KG-*2〗5万区调填图过程中岩石地层单位内基本层序调查应从静态的代表性基本层序描述转变为动态的基本层序变化规律的调查，阐明了基本层序变化规律与层序地层的关系。     

东胜煤田北部延安组沉积体系及聚煤特征

鄂尔多斯盆地延安组在全盆地发育,是盆地内最重要的含煤、油、气地层之一,依据大量的钻井、测井资料,运用沉积学的方法,对东胜煤田艾来五库沟-台吉召延安组沉积体系及聚煤特征进行了分析。研究认为延安组为辫状河、曲流河及辫状河三角洲沉积,沉积微相主要发育有辫状河体系的河床滞留沉积及心滩、河漫滩和河漫沼泽沉积;曲流河体系的河床滞留沉积、边滩、天然堤、河漫滩、河漫沼泽和河漫湖泊沉积;辫状河三角洲体系的分支河道、天然堤和河漫沼泽沉积等。辫状河及曲流河垂向上表现为下粗上细的间断性正韵律或正旋回,为典型的河流二元结构特征。聚煤特征分析认为,辫状河和曲流河体系河漫沼泽环境是有利成煤场所,由于河道的冲刷、下切作用,辫状河道和曲流河道形成的煤层厚度较小、侧向连续性差;三角洲体系的三角洲平原是有利的成煤带,其煤层具有厚度较大、结构较为简单、分布范围较广、连续性较好的特征。     

江汉平原洪水沉积物的粒度特征及环境意义——以2005年汉江大洪水为例

2005年10月初汉江发生了自1983年以来最大的一次洪水。通过对江汉下游仙桃河段不同地貌单元洪水沉积物的系统取样和分析,发现2005年汉江洪水沉积的粒度特征具有以下特点：  1)不同河道地貌单元的沉积物粒级组分有所不同,高河漫滩的粒径相对偏细,主要以粉砂级组分为主（49.56.％）,粘土含量相对较高（约为4.871％）。低河漫滩和平水位边滩沉积物的粒径相对偏粗,主要以砂级组分为主（低河漫滩为82.96.％,边滩为69.72.％）,低河漫滩沉积物中粘土含量较少,只有1.058.％; 2)平水位边滩沉积物的粒径的统计平均值比高河漫滩沉积物值偏大,而标准差值的统计平均值却比高河漫滩和低河漫滩沉积物的偏小;   3) 3种地貌单元中,高河漫滩的偏度平均值最大,低河漫滩的偏度平均值最小,但低河漫滩偏度平均值的分布范围却较大;   4)低河漫滩沉积的粒度参数值曲线的空间波动起伏最为明显,而高河漫滩粒度参数值的空间变化不大;   5) 3种地貌单元的峰态系数的统计平均值均大于1.15（为窄态）,频率曲线表现为单峰,概率累积曲线都较平缓且均为2段式,反映了一般河流高水位沉积的基本特征。分析认为,粒度特征与河道不同地貌单元的微地貌形态和沉积结构是一致的,均是由洪水时不同地貌单元的水动力特征决定的。     

苏北盆地XH 1＃钻孔沉积物磁化率与粒度组分相关性变化特征及其意义研究

对苏北盆地XH 1#钻孔沉积物磁化率与粒度组分的相关性进行了研究，研究结果表明，此钻孔沉积物磁化率与粒度组分的相关性在不同深度段内有着不同的表现:在350～247 m深度段内，磁化率大小与中值粒径大小表现为负相关、与4～12Φ各粒级组分百分含量表现为正相关；在234～0 m深度段内，磁化率大小与中值粒径大小表现为正相关，与1～3Φ粒级组分百分含量表现为密切的正相关；247～234 m深度段是上述两种相关性变化的一个过渡阶段。环境磁学实验结果也揭示出在上下两个深度段内磁性矿物组成上也存在差异。这种不同深度段内磁化率与粒度组分相关性上的大的变化，以及磁性矿物组成上的差异共同揭示出，在深度247～234 m这段沉积物的沉积过程中，苏北盆地内可能发生了一次重大的事件，正是这次重大事件的发生导致了碎屑沉积物来源的改变，出现了上下两部分磁化率大小与粒度组分相关性上的差异。     

黄河下游不同河段分组悬沙输移对河床冲淤的影响

小浪底水库运行后,坝下游分组悬沙输移特点发生改变,不同河段冲淤过程有所差别。基于1999—2018年坝下游实测水沙资料及固定淤积断面地形数据,分析汛期分组悬沙输移的沿程调整特点,建立分组悬沙输移及河床边界条件双重影响下不同河段河床累计冲淤量的计算关系。分析结果表明：(1)汛期各组沙输沙率远小于蓄水前,且中沙输沙率降幅最大,在各水文断面平均降幅为85%;沿程上细沙输沙率基本不恢复,而中沙和粗沙恢复距离分别到利津及艾山。(2)坝下游河床持续冲刷,各河段河床组成均发生不同程度的粗化;在拦沙后期(2007—2018年),游荡段和过渡段床沙中细沙和中沙占比不足5%,对悬沙几乎无补给作用,而弯曲段床沙对中沙仍有一定的补给能力。(3)下游各河段以冲刷下切为主,但调整幅度不同,故对水流的约束能力有所差异。建立了各河段累计冲淤量与前期河相系数及进口断面分组来沙系数的经验关系,并采用2019年下游水沙数据对公式进行了初步验证,公式能合理反映断面形态与分组悬沙输移对河床累计冲淤过程的影响。     

黄河下游游荡段过流能力调整对水沙条件与断面形态的响应

河道过流能力与主槽形态有关,而主槽形态又取决于上游水沙条件,分析过流能力与这两者之间的关系对研究黄河下游游荡段河床演变规律有重要意义。从典型断面和河段平均两个尺度,定量分析了黄河下游游荡段1986-2015年平滩流量与水沙条件(来沙系数和水流冲刷强度)及汛前主槽形态(河相系数)之间的响应关系。结果表明:①1986年至小浪底水库运行前,游荡段淤积严重,主槽萎缩,河道过流能力急剧下降,自小浪底水库运行后,游荡段发生强烈冲刷,其断面持续趋向窄深,过流能力逐年恢复;②建立了断面和河段平滩流量与水沙条件及河相系数的幂函数关系,二者相关系数均在0.5以上,但河段尺度相比于断面尺度的相关系数至少可提高17%;③河段平滩流量与前5年汛期平均水流冲刷强度及河相系数的相关系数接近0.94,相应计算公式能较好地反映平滩流量的变化过程,为分析其他河段平滩流量的变化提供了参考方法。     

班公湖-怒江结合带西段侏罗纪木嘎岗日群的重新厘定及意义

沿班公湖—怒江结合带西段出露的侏罗纪木嘎岗日群是一套复理石碎屑沉积组合,代表了班公湖—怒江中特提斯洋盆早—中侏罗世深海—半深海沉积。本文通过详细的地层剖面研究,依据沉积建造、岩性组合及古地理、古生物面貌特征,将原木嘎岗日群进行了重新划分。重新厘定的木嘎岗日群可划分为一、二两个组。在1∶〖KG-*2〗25万区调成果的基础上,分析了重新厘定的木嘎岗日群的沉积层序、沉积构造环境及地质意义。