网状河流的分汊河流的河型归属讨论

河流的河道平面表态分类有多种方案,其中Ｒｕｓｔ的分类因为出了网状河流而得到沉积学家的更多关注,中国地貌学界和水利学界则更关注钱宁的分类,其中包括分汊河流。目前,许多研究人员把网状河流和分汊河流当作同一类型的河流,文中从河型的定义,河道平面形态、地下沉积物特征、水动力、新河道形成机理和发育的地部位学等方面对分汊河流和网状河流进行对比,根据对比结果认为它们是不同的河型,为了便于沉积学家、水利学家以及地貌学家之间相互交流各片有关河流的研究成果,需要提出一个更符合实际的冲积河流分类方案。     

根据河道形态和沉积物特征的河流新分类

目前河流分类方案较多,各有所长和不足,不同学科间的河型表述也有一定的差异,不便于相互沟通。在讨论了分别以侵蚀阶段、沉积物搬运方向、河道和河间地的相对沉积速率以及河道平面形态等为标准的代表性河流分类方案的不足之处后,提出一个新的河型分类,把冲积河流分为辫状河、曲流河、分汊河、网状河和直流河五类,以便于沉积学界、地貌学界和水利学界等能够在统一的河型分类的格架中相互借鉴各自的研究成果。     

两类多河道河流的形式模式及河道稳定性比较

在多河道河流中，网状河流作为有别于分汊河流和辫状河流的河型而提出已经引起人们的注意，但它与分汊河流的区别常常被忽略。为了阐明二者的根本差别，力求从多河道形成模式上对二者进行比较研究。通过对长江下游分汊河流及荆江风状河流特定河段形成历史及方式的探索，提出河道内的江心洲化模式和河漫滩上的河道化模式分别是分汊河流和网状河流形成的基本途径。由此而决定了网状河道具有分汊河流更高的稳定性。     

网状河流的构型、流量-宽深比关系和能耗率

网状河流作为一类新河型,已经受到研究者的关注,但对其研究还不充分.该研究基于目前已经报道过的资料及新近取得的研究成果,从河流构型、河道过水断面宽深比与流量关系及能耗率等方面对该河型展开论述,期望引起大家对该河型的兴趣.网状河流在许多方面表现出了独有的特色.从平面构型来看,它以相互连通的多河道围绕非常稳定的泛滥盆地为特征,其中泛滥盆地上植被发育、沼泽湖泊可见.从河道纵、横剖面来看,它具有非常小的河道比降和一般小于40的河道宽深比,总体上属于各类河型中最小的.从沉积体系的剖面构型来看,它以多个孤立的河道砂体"漂浮"在细粒泥质沉积物中为特征.在河道过水断面宽深比与流量的半对数图中可见,其宽深比随流量的增大而减小,并且其散点位于各类河流的最下部.由于其河道比降一般很小,多河道体系中的单个河道的流量相对于其决口前的老河道显然较小,从而其能耗率就相对很小.文中所讨论到的长江三口分流网状河道:东松滋河、西松滋河、虎渡河、藕池河、北藕池河和松澧合流,其能耗率分别为3.0 W/m2,5.5 W/m2,2.8 W/m2,6.4 W/m2,3.7 W/m2和2.7 W/m2,显然都小于10 W/m2,这与长江主河道在枝江附近的140 W/m2相比,差两个数量级.所有这些特征都预示着网状河流与以长江中下游为代表的分汊河流之间有着完全不同的特性,与其他河型更是大相径庭.     

渤海湾盆地垦东凸起北坡馆上段沉积相模式探讨

主要通过岩心观察、粒度分析、参数计算、录测井分析等手段,充分吸收国内外河流研究成果,结合研究区区域地质背景,揭示垦东凸起北坡馆上段沉积相模式。得到以下认识：研究区馆上段地层为河流相沉积,从沉积物特征和平面形态角度可以将研究区馆上段河流沉积理解为介于辫状河及曲流河之间的过渡河型。其平均河道弯曲度大于1.7,垂向层序表现为泥多砂少,具有曲流河的特征;但沉积层序顶部常直接覆盖河漫/洪泛平原沉积,特别是河道内砂坝发育造成河道分汊河,砂坝沉积物粒度特征反映受洪水控制的震荡性特点而与曲流河有重要差别。本文借用在水利学界和地貌学界广为使用的分汊河概念建立了研究区馆上段沉积相模式,包括河床、堤岸、河漫/洪泛平原、废弃河道等4个亚相,组成下粗上细的正旋回。其中,河道砂坝是其主要砂体,顶部常被洪泛平原直接覆盖;决口扇是仅次于河道砂坝的第二大砂体。     

渤海湾盆地垦东凸起北坡新近系馆陶组上段沉积相模式探讨

主要通过岩心观察、粒度分析、参数计算、录井及测井分析等手段,充分吸收国内外河流研究成果,结合研究区区域地质背景,总结出渤海湾盆地垦东凸起北坡新近系馆陶组上段沉积相模式。研究认为：馆上段为河流相沉积,从沉积物特征和平面形态角度可以将研究区馆上段河流理解为介于辫状河与曲流河之间的过渡河型。其平均河道弯曲度大于1.7,垂向层序表现为泥多砂少,具有曲流河的特征;但沉积层序顶部常直接覆盖河漫/洪泛平原沉积,特别是河道内砂坝发育造成河道分汊河,砂坝沉积物粒度特征反映的受洪水控制的震荡性特点而与曲流河有重要差别。作者借用在水利学界和地貌学界广为使用的分汊河概念,建立了馆上段沉积相模式,包括河床、堤岸、河漫/洪泛平原和废弃河道等4个亚相,其沉积物组成下粗上细的正韵律。其中,河道砂坝是其主要砂体,顶部常被洪泛平原直接覆盖;决口扇是仅次于河道砂坝的次要砂体。     

从端点走向连续:河流沉积模式研究进展述评

从河道类型的划分、河床演变与河型转换、河道沉积与河流砂体的建筑结构要素、河漫滩沉积、季节性河流与分支河流体系、河流沉积相模式、河流沉积学研究技术与方法等方面对国内外河流沉积模式的研究进展进行了综述,认为近十年来河流沉积学的理论和方法都发生了重要的变化。地貌学家、沉积学家和工程师认识到河道形态是连续可变的,而不是只有4~40多个端点类型。河床的演变受河床比降、流量变幅、河岸沉积物粒度构成、气候、植被以及构造沉降速率等多方面的影响。垂向剖面分析法难以对古河流类型做出正确的判断,运用建筑结构要素分析法重建河道内大型底形的地貌形态是河型判别和河流相模式重建的正确方法。河漫滩是河流沉积事件记录最为齐全的部位,对河漫滩、天然堤和泛滥平原沉积层序的研究能够揭示更多古河流沉积过程以及古环境、古气候和古生物方面的信息。对季节性河流、受季风强烈影响地区的河流、以及不同气候带河流所发育的独特沉积构造和建筑结构要素的研究不断增加。分支河流体系的概念得到越来越多的应用,但也得到不少质疑。我国学者应当注重对现代河流地貌形态和沉积过程的观察,把河床演变学的定量方法与沉积学的观点、理论和资料相结合,利用露头、三维地震资料和探地雷达技术建立河流砂体内部建筑结构信息数据库,加强对古河流河漫滩和泛滥平原的沉积过程、特征及其控制因素的研究,加强对不同构造和气候条件下河流沉积的差异性研究,不断发展河流沉积学研究技术,加强河流沉积学实验室建设和研究队伍建设,加强国际交流与合作,使我国河流沉积学为国家经济社会发展提供更加有力和有效的支撑,为推动国际河流沉积学发展做出中国人自己的贡献。     

河型转化研究进展综述

河型研究是河流动力学及河流工程学中的一个基本问题,也是沉积学家判别地下不同成因砂体的一个关键问题。目前河型的分类大都基于河流的平面形态,而这一分类受到了越来越多的质疑,并提出了一些新的分类方案,许多研究者注意到河型并不是离散的,存在一系列连续变化的河型,同时,顺直河、曲流河以及辫状河这些常见的河型之间可能发生突变,河型转化是当前国际河流学界研究的前缘和薄弱环节。本文通过综述河型转化在现代沉积、模拟实验、露头以及地震四个方面的研究进展,认为河型转化主要受到构造作用、沉积物供给、气候条件和海(湖)平面变化四大因素控制,其中前三个因素对于古河型的演化至关重要。在上述因素的影响下,一条河流从上游往下游,往往具有由辫状河→低弯度曲流河→高弯度曲流河→网状河的演化规律。但是河流的位置并不是决定上述变化的主要因素,只要符合条件,即构造作用、沉积物供给及气候等因素发生重大变化的情况下,河型就可能发生转化。然而,河型转化的研究成果尚未引起石油地质学家们的足够重视,并没有被充分的应用到古代河流的解释中去,这将是今后的一个重点研究方向。     

曲流串沟型江心洲形成机制与演化探讨

曲流串沟型江心洲是现代河流水利学研究关注的重要河流要素,不同于曲流河点坝和辫状河心滩,但在油气储层沉积学研究中鲜有关注。选取现代松花江典型河段,开展基于水动力学的沉积数值模拟,恢复曲流串沟型江心洲的演化过程,建立了曲流串沟型江心洲演化模式。研究结果表明:1）洪水期曲流河发生漫滩冲刷,串沟发育扩张,截弯取直,形成分汊河道及江心洲地貌;2）分汊偏移角、相对梯度优势可用于预测短期汊道存在的稳定性;3）串沟型江心洲形成于曲流点坝残余沉积之上,发育洲头侵蚀、洲尾加积、翼部双侧积,但垂向加积主要发育在顶部,不构成沉积主体结构。通过上述研究建立了曲流江心洲沉积模式,揭示了曲流河江心洲内部结构及分汊河道水动力特征,对现代河流治理和地下河流沉积储层刻画有指导意义。     

河流沉积学研究热点与进展--第11届国际河流沉积学大会综述

第11届国际河流沉积学大会于2017年7月17日-21日在加拿大卡尔加里大学举行,每四年举行一次的国际河流沉积学学术会议,吸引了当今北美、欧洲、澳洲及亚洲从事河流沉积学及相关学科研究的众多知名学者参会,研究成果充分体现了当前国际河流沉积学研究取得的重要进展和发展方向。重要进展有:1）河流动力学及其变化过程研究。其中包括将今论古法论现代河流沉积过程与古老地层对比,河道-洪泛平原体系的越岸复合沉积动力学,河流动力学与变化过程研究展望,恢复河道迁移过程:新一代平面图演化模式的讨论,冲积河流和基岩河流的湍流、颗粒间作用和沉积作用;2）陆缘河流。包括河流入海处的地貌动力学与沉积学,河流补给边缘的沉积物搬运、地貌和地层特征,干旱地区河流、冲积扇体系与风的相互作用,植被生长前、无植物生长、或是植被发育区河流的沉积过程研究;3）河流沉积地层及其地下资源。包括源-汇系统,"河流相模式"是否有用的讨论,辫状河、网状河、曲流河概念的厘定等;4）河流地貌变化。包括气候改变、泥泞植被洪泛平原等对河流沉积物通量、河流模式等产生影响,河道中冲积岛屿的演化和稳定河流的蛇曲化,河流环境中沉积物生物作用等。基于上述资料分析,认为河流演化过程从定性向定量化研究,物理模拟与数值模拟技术是河流沉积学研究不可或缺的手段,应用定量建模、数学计算等方法进行精准研究,碎屑锆石U-Pb定年技术是新一代从源到汇研究的重要工具等诸多方面,是我国学者应该重视并开展研究的方向。     

现代冲积河流的河型空间转化模式探讨

论述了现代冲积河流系统中常见河型的自然分布及转化特征,归纳了河型从上游向下游发生空间转化的 5种主要模式。这些河型转化模式发生的相对频率是不同的,其中从辫状河流向曲流河流转化的发生频率最大。文中通过具体实例总结了这些转化模式分别发生时的主要影响因素。     

中国现代网状河流沉积特征和沉积模式

中国境内的许多河流发育有网状河段,从长江、黑龙江、珠江等这样的大型河流到嫩江、赣江等中小型河流都有。依据这些网状河的地理和构造背景的不同,可以把它们划分为:平原网状河流、山谷网状河流、入湖三角洲平原网状河流和入海三角洲平原网状河流四大类型。作者通过实地挖掘探槽、密集采样,对嫩江齐齐哈尔平原网状河段、赣江入湖三角洲平原网状河段、珠江入海三角洲平原网状河段沉积特征进行了详细描述和研究,并建立了网状河的沉积模式,探讨了网状河的成因。认为网状河流体系的发育不受气候和地理位置的限制,低坡降是形成网状河的必要条件,相对稳定的网状河道不同于曲流河和辫状河,湿地环境是网状河流体系中最发育的地貌单元,堤岸植被繁茂、粘结性高是河道稳定的重要因素,与曲流河和辫状河相比,网状河出现的几率较低。     

分汊河道主支汊交替主导因子的转换模拟

进口水流条件及河道周界特征的改变是促使分汊河道主支汊交替的两大主要因素,不同类型的汊道对两者敏感性存在差异,辨析不同汊道主支汊交替的主导因素是预测汊道演变的前提。以长江中游分汊河道为参考,通过调整进口水流动力轴线走向及两汊的长度比设置了30种概化方案,采用平面二维水沙数学模型探讨上述两种因素对主支汊交替的影响。结论表明:两汊长度比存在一个临界值,当汊长比低于此临界值时,进口主流动力轴线的偏移是影响主、支汊交替的主要动力因素;超过此临界值后,进口水流条件变化对汊道分流格局的影响将会明显减弱,影响主支汊交替的主导因子将转换为汊道间的阻力对比关系;通过概化计算得到此临界值约为1.5。     

分汊河道主支汊交替主导因子的转换模拟

进口水流条件及河道周界特征的改变是促使分汊河道主支汊交替的两大主要因素，不同类型的汊道对两者敏感性存在差异，辨析不同汊道主支汊交替的主导因素是预测汊道演变的前提。以长江中游分汊河道为参考，通过调整进口水流动力轴线走向及两汊的长度比设置了30种概化方案，采用平面二维水沙数学模型探讨上述两种因素对主支汊交替的影响。结论表明：两汊长度比存在一个临界值，当汊长比低于此临界值时，进口主流动力轴线的偏移是影响主、支汊交替的主要动力因素；超过此临界值后，进口水流条件变化对汊道分流格局的影响将会明显减弱，影响主支汊交替的主导因子将转换为汊道间的阻力对比关系；通过概化计算得到此临界值约为1.5。     

西江和北江三角洲区的水沙特点及河道演变特征

通过对珠江三角洲区有关水文泥沙资料的分析, 初步揭示了西江和北江在流速与流量、水位、含沙量、断面宽深比之关系方面的差别。结合河道平面及断面形态和河道冲淤特性, 探讨了其河型特点及成因。认为研究区西江为典型的网状河流, 而北江仍处于网状河流的发育初期。该区网状河流多河道的形成遵循冲裂机制, 人工堤围加速了河道沉积、抑制了河漫滩地的淤积, 从而使河道及河漫滩地的加积表现为不均一性。