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河流形态的分维及与洪水关系的探讨——以长江中下游为例

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水科学进展 2005年第4期16卷 530-534页

作者：马宗伟许有鹏李嘉峻南京大学城市与资源学系江苏南京210093

河流水系形态特征可以通过河流的分形特征来反映,分形维数则是河流分形特征的量化表示,其与河流洪水之间存在着一定的关系。以长江中下游为例,利用网格覆盖法计算出长江中下游河流分维,分析了长江中下游河流的分形特性,并在此基础上结... 详细信息

河流水系形态特征可以通过河流的分形特征来反映,分形维数则是河流分形特征的量化表示,其与河流洪水之间存在着一定的关系。以长江中下游为例,利用网格覆盖法计算出长江中下游河流分维,分析了长江中下游河流的分形特性,并在此基础上结合长江中下游洪水分析不同水系特征下洪水的特点。研究结果表明,一般来说河道分维越大、河网分维越小,洪水发生可能性则越高。

关键词：河流形态分形维数洪水长江中下游

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河流形态对遥感估算河道流量的影响研究

河流形态对遥感估算河道流量的影响研究

作者：史卓琳西北大学

学位级别：硕士

河道流量的监测为水资源管理、水土保持、气候变化、陆地水循环、洪旱灾害预警及农业、运输等等多个方面的研究和应用提供了宝贵的数据基础,特别在水资源比较缺乏的内陆干旱半干旱地区,河道流量监测对河流及周边生态环境的可持续发展具... 详细信息

河道流量的监测为水资源管理、水土保持、气候变化、陆地水循环、洪旱灾害预警及农业、运输等等多个方面的研究和应用提供了宝贵的数据基础,特别在水资源比较缺乏的内陆干旱半干旱地区,河道流量监测对河流及周边生态环境的可持续发展具有极为重要的意义。研究表明,水文站的数量逐渐减少,空间分布不均且较为稀疏,很多自然河流都难以实现连续、完整的流量监测。随着遥感技术的发展,利用遥感技术估算及监测河流流量、建立遥感虚拟流量站成为遥感研究的热点领域之一,如何准确地通过各种方法基于遥感估算河道流量成为其中的关键。河流形态普遍被认为是影响遥感估算精度的直接指标,然而,其具体通过哪些指标从何种程度上影响估算精度还有待深入探索。本文分别在中国西北地区和澳大利亚东南部典型的干旱半干旱地区选择了黑河上游、墨雷达令子流域作为研究区,基于GIS和遥感数据定量提取河道的比降、弯曲度以及河宽等河流形态指标,同时提取地表水动态作为辅助要素,采用对照/测量(Calibration/Measurement,C/M)方法基于Landsat遥感影像估算各河段流量,结合河流形态、水动态与估算结果,使用相关分析、多因素方差分析定性和定量讨论河流形态各项指标变化对遥感估算流量精度的影响。在此基础之上,得出遥感虚拟流量站的选址依据,并以墨雷达令流域另一相似河段为例,展示本研究对遥感监测河道流量的指示意义。结论印证了C/M法用于估算流量的可行性,实测流量与C/M序列均表现出较强的正相关特征。总体上,河宽越大,流量估算的误差趋向于越小,流量估算模型的稳定度越高。估算精度受多个河流形态指标综合影响,且在水体发生率较高、历史最大水域范围较大的河段,容易取得较好的估算结果。同时,河宽对流量估算精度和模型稳定度的影响最为显著。此外,在选址建立遥感虚拟流量站进行流量监测时,也可选定多个遥感虚拟流量站的位置,在保证一定估算精度的前提下,提供更灵活的调整方案。

关键词：遥感估算河道流量河流形态 Landsat C/M 遥感虚拟流量站

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龙门山典型河流形态变化的潜在地震因素分析

地质力学学报 2016年第3期22卷 659-666页

作者：李建锋刘锋吴中海中国地质科学院地质力学研究所北京100081

以岷江支流白沙河和涪江支流湔江为例,探讨了2008年汶川地震之后龙门山地区河流形态的变化及其可能的长期构造地貌效应。研究表明,2008年汶川地震地表破裂带穿越河流形成裂点(跌水),地震触发的山体滑坡、泥石流堵塞河道形成堰塞湖,致使... 详细信息

以岷江支流白沙河和涪江支流湔江为例,探讨了2008年汶川地震之后龙门山地区河流形态的变化及其可能的长期构造地貌效应。研究表明,2008年汶川地震地表破裂带穿越河流形成裂点(跌水),地震触发的山体滑坡、泥石流堵塞河道形成堰塞湖,致使河流形态及河流水动力条件随之发生变化。河流同震裂点在震后迅速消失,部分河段出现"裁弯取直"的趋势,这可能与河流中激增的沉积通量有关。随着周期性大地震的复发,河流的沉积-侵蚀过程会不断改变,伴随着震间活动断裂持续的构造变形,龙门山河流形态可能会发生快速变化。

关键词：裁弯取直裂点河流形态地震龙门山

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山区河流形态对不同来沙过程的响应试验研究

泥沙研究 2018年第2期43卷 15-20页

作者：张晨玲关见朝方春明王协康四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 中国水利水电科学研究院泥沙研究所北京100048

山区流域突发性暴雨洪水常携带大量泥沙及石块进入河道,使河流形态急剧改变,引发局部区域水沙灾害。结合野外调查与室内物理模型试验,探讨了不同来水来沙条件对宽窄相间和比降骤变河段河床形态的影响,研究了泥沙落淤发展趋势及河床演变... 详细信息

山区流域突发性暴雨洪水常携带大量泥沙及石块进入河道,使河流形态急剧改变,引发局部区域水沙灾害。结合野外调查与室内物理模型试验,探讨了不同来水来沙条件对宽窄相间和比降骤变河段河床形态的影响,研究了泥沙落淤发展趋势及河床演变特征。结果表明：上游有泥沙补给时,泥沙在宽窄相间河段落淤,呈现溯源淤积现象,流量越小,泥沙淤积向上游发展的速度越快,铺床作用明显,堆床作用较弱;随流量增大,淤积锋面向上游发展速度减小,铺床作用减弱,堆床作用增强。下游河段泥沙落淤使得原有的局部河床抬高,纵比降减小,落淤趋势进一步发展扩大,泥沙输移与河流形态之间形成一种互馈机制,相互影响制约。

关键词：山区河流水沙变化溯源淤积河流形态

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基于遥感的黄河郑州段河流形态变化分析

人民黄河 2020年第1期42卷 21-26页

作者：闫超德袁观杰李紫薇刘晓叶勇超郑州大学水利与环境学院

黄河郑州段在中下游黄河中具有代表性,研究郑州段黄河河流形态的变化可以为中下游河床的治理以及小浪底水库调水排沙效果评价提供科学依据。基于Landsat 8卫星影像提取桃花峪至花园口段多时相的水体信息,研究2013—2017年河流水面面积... 详细信息

黄河郑州段在中下游黄河中具有代表性,研究郑州段黄河河流形态的变化可以为中下游河床的治理以及小浪底水库调水排沙效果评价提供科学依据。基于Landsat 8卫星影像提取桃花峪至花园口段多时相的水体信息,研究2013—2017年河流水面面积及长度变化、河流摆动以及河流重叠度变化,并对该河段的河流形态变化原因进行了分析。结果表明:在研究年限内,该河段的水面面积在年内变化范围较大,但在年际间维持动态稳定;河流长度变化很小,基本保持不变;主流摆幅逐渐缩小,游荡性逐年减弱,河型趋于稳定,表明小浪底水库的调控作用日趋显著。

关键词：河流形态河流测度重叠度遥感黄河中下游

黄河源干流梯级水电开发对河流形态及鱼类多样性的可能影响

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黄河源干流梯级水电开发对河流形态及鱼类多样性的可能影响

作者：洪欢云南大学

学位级别：硕士

龙羊峡以上的黄河源区作为黄河上游青藏高原鱼类的主要分布地,是黄河水生态保护的重点区域,同时该区域存在独特多样的地貌环境与河流形态。然而,随着黄河上游水电开发重心逐渐转移至龙羊峡以上河段,该区域的河流生态系统正面临威胁。研... 详细信息

龙羊峡以上的黄河源区作为黄河上游青藏高原鱼类的主要分布地,是黄河水生态保护的重点区域,同时该区域存在独特多样的地貌环境与河流形态。然而,随着黄河上游水电开发重心逐渐转移至龙羊峡以上河段,该区域的河流生态系统正面临威胁。研究目前近自然条件下黄河源河流形态、鱼类多样性的本底特征及其关联,预测水电开发的影响以对该区域水电开发下的水生态保护提出建议,具有重要意义。本文基于河流空间、河流内部和外部边界特征,构建黄河源干流河流形态特征指标体系,利用遥感影像、地形数据等,采用地理信息系统技术,详细分析了各河段河流形态特征,并采用因子分析法对河流形态多样性进行了综合评价。通过文献资料搜集整理,研究了黄河源鱼类物种多样性及其分布格局,并探讨了鱼类物种分布格局与河流形态之间的关系。利用水电规划数据,模拟各规划电站淹没区,分析了水电开发下河流形态的改变,并设置不同水电开发情景,研究了河流连通性变化规律,最后结合鱼类特征,预测了水电开发对鱼类多样性的可能影响。主要结论如下：1.河流形态特征根据单河道与多河道的不同,龙羊峡水电站库尾至黄河源水电站之间的干流河段可自然划分成14段。(1)就空间纵向特征而言,黄河源干流除少数河段外,大多呈蜿蜒型;纵剖面变化幅度较大的河段有龙羊峡库尾-泽曲汇入口和阿万仓乡-优尔曲汇入口,其余河段变化幅度较缓,并且多河道段河道比降均小于下游紧连的单河道段。就空间横向特征而言,全河段平均河宽为428m,单河道、多河道的平均河宽大致呈先增加后减小的趋势,在黄河第一弯处达到最大,且各河段内河宽差异较大;干流河段横断面形态多样。(2)从河间地特征来看,单河道段河间地的面积比、单位河长面积、河间地总面积都远小于多河道段,位于黄河第一弯、岗纳格玛错与玛多县附近的多河道段河间地密度较大,单位河长面积指标反映了多河道段内的河型分布,网状河型、辫状河型、分汉河型河段的单位河长面积依次减小。(3)从边界特征来看,多河道段的边界总体较单河段平缓,所有多河道段边界坡度90%以上都分布在0-25。内,单河道段中位于龙羊峡库尾-卡尔格和阿万仓黄河桥-隆卡的两段边界较陡峭。(4)从河流形态多样性来看,黄河源干流河段从下游至上,河流形态多样性呈现较低(龙羊峡库尾-卡尔格段)-中等(卡尔格-白河汇入口段)-高(白河汇入口-沙科曲汇入口段)-较高(阿万仓黄河桥-优云乡段)-高(优云乡-黄河源水电站段)的趋势,并在岗纳格玛错附近河段达到最大。2.鱼类物种多样性及其分布(1)黄河源(龙羊峡以上)共有鱼类32种,土著鱼类24种,外来鱼类8种。绝大部分土著鱼类属中亚高原山区复合体,濒危特有鱼类物种所占比例达到41.7%。黄河源干支流中主要鱼类10种,繁殖期在4-8月,均产沉粘性卵,繁殖力低,生长缓慢,栖息于水体的中下层,肉食性鱼类较少。(2)分布特征：就主要鱼类在黄河源内的分布而言,花斑裸鲤、极边扁咽齿鱼、厚唇裸重唇鱼、黄河裸裂尻鱼、拟鲶高原鳅、黄河高原鳅6种鱼类在研究区内几乎均有分布;硬刺高原鳅分布于扎陵湖、星星海和玛曲黑河及以下的干支流,骨唇黄河鱼分布于扎陵湖和玛曲黑河及以下的干支流,拟硬刺高原鳅分布于玛曲黑河及以下的干支流;刺鮈的分布较为局限和集中,仅分布于军功以下干流河段。就区域而言,黄河源干流特合土-龙羊峡段,从上游至下呈现鱼类物种多样性升高的趋势,并在军功-羊曲河段达到最高。3.鱼类物种分布格局与河流形态间的关系黄河源干流鱼类采样点所在河段的大部分河流形态指标值的范围与全部河段相似;黄河源干流河段鱼类物种多样性的空间分布格局与河流形态多样性格局不一致。结果反映出在流域尺度,黄河源干流的河流形态并不是影响鱼类物种多样性空间分布格局的最重要因子。4.梯级水电开发的影响(1)河流形态的改变：规划电站全部建成后,研究河段的回水区、多河道和单河道的河段长度比例将由目前的1：6：8变为9：5：1,其中单河道河段长度所占百分比将由目前的57%降至7%(减少87%),多河道河段将由41%降至33%(减少20%),而回水区段将由目前的6%升至60%。全部淹没河段的蜿蜒度均会减小,淹没的河间地面积将超过5000公顷。(2)河流连通性变化规律：随着黄河源干流水电站建成数量的增加,河流连续性会逐渐下降,但下降幅度越来越小。在目前基础(羊曲、玛尔挡建成)上若再建一座电站,再建电站所处位置的不同对干流鱼类单向连通性的影响程度为：位于沙曲入河口以上河段(河段内变化不大)>玛曲-军功河段(越靠近上游越大)>军功以下河段(河段内变化不大)。对比各种水电开发情景发现,一旦涉及到沙曲入河口以上河段电站的建设,干流鱼类单向连通性均会大幅降低。(3)基于鱼类物种的“分布特征”、“对水电开发的敏感性”、“增殖放流情况,得到黄河源10种主要鱼类受水电开发的影响程度为：刺鮈>骨唇黄河鱼、拟鲶高原鳅>极边扁

关键词：黄河源梯级水电开发河流形态鱼类多样性

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汾河太原段上游不同河流形态下水土环境分析

汾河太原段上游不同河流形态下水土环境分析

作者：郭涵婧山西农业大学

学位级别：硕士

许多城市中心是围绕河流发展起来的,随着城市河流景观的商业价值被挖掘和定义,对美学的关注以及环境整治的现实需求,生态修复成为近20年来城市河流开发建设的关键词,许多城市都做了有益探索。河流形态多样化是城市河流生态修复一大重点... 详细信息

许多城市中心是围绕河流发展起来的,随着城市河流景观的商业价值被挖掘和定义,对美学的关注以及环境整治的现实需求,生态修复成为近20年来城市河流开发建设的关键词,许多城市都做了有益探索。河流形态多样化是城市河流生态修复一大重点。但是,修复后的河流生态环境变化情况缺少建成后定时、定项的监测和分析,使人们对于修复措施与生态环境因子间的关系认识不足,对于河流生境的改善程度认知模糊,制约进一步城市河流生态建设发展。本研究通过对汾河太原城区段上游一处具有3种不同河流形态的河段进行河水、岸土及底泥多项理化性质及土壤重金属含量等指标的检测,利用Excel和SPSS分析数据,以定量方式明晰不同河流形态下各河段水土环境相关性质差异情况。研究结果如下:（1）从河流形态来看,不同的河流形态下河水水质有一定的差异,三种河流形态的水质综合状况为顺直型最优,分汊型其次,弯曲型最差。从采样时期来看,各河流形态的枯水期河水水质各项指标均劣于平水期。（2）分汊型河段的河岸土壤及河底底泥性质稍好,顺直型其次,弯曲型河段河岸及河底均为石块,最不利于河流生境修复。（3）顺直型河流形态下土壤受到重金属污染较小,而分汊型河段更加多变的河岸形态与更便利的游人可达性较容易受到外来污染。（4）在今后河流形态修复改造工程中可优先选择顺直型与分汊型的河流形态修复形式,更有利于河流生境的恢复与流域生态多样性的营造。（5）研究河段缺少必要的景观设施及游人活动路线规划,导致河道两岸土地及河流近岸处的河水及底泥容易受到外来污染,对河流自身的生物活动及环境净化造成一定干扰。在今后建设中应加强人工维护及管理,营造人与自然和谐共处的场所。

关键词：城市河流河流形态河流生态修复水质土壤

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河流形态保护与恢复综评

黑龙江水利科技 2010年第3期38卷 218-219页

作者：赵伟东五常市水务局河道管理站黑龙江五常150200

河流形态是河流的重要特征,它的多样性是流域生态系统生境的核心,也是生物多样性的基础和前提。人类改造自然的活动,特别是水利工程的建设,按照人类的需求去塑造河流廊道,极大地改变了河流的形态,导致河流形态的单一化、渠道化,河流生... 详细信息

河流形态是河流的重要特征,它的多样性是流域生态系统生境的核心,也是生物多样性的基础和前提。人类改造自然的活动,特别是水利工程的建设,按照人类的需求去塑造河流廊道,极大地改变了河流的形态,导致河流形态的单一化、渠道化,河流生态功能退化,生态系统的服务功能下降。分析河流形态的生态功能和生态意义,应用生态水利工程的理念保护和恢复河流形态。

关键词：河流河流形态生态系统生物多样性保护恢复

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河流形态变化的水资源管理意义

水资源开发与管理 2018年第6期4卷 74-77页

作者：曹丽军水利部农村电气化研究所浙江杭州310012

假设一个理论上平衡的河流形态,基于河床演变学、水文学、环境学的理论,论证了河流形态变化对河流水资源量、水生态系统、水质及地下水的影响。大规模的中、小水电开发会持续扰动和加速河床演变进程,减少水资源量、影响河流自净,如果管... 详细信息

假设一个理论上平衡的河流形态,基于河床演变学、水文学、环境学的理论,论证了河流形态变化对河流水资源量、水生态系统、水质及地下水的影响。大规模的中、小水电开发会持续扰动和加速河床演变进程,减少水资源量、影响河流自净,如果管理不当,会减小河流生产力,增加自然灾害的风险。还讨论了灌溉工程和河道整治的有关问题。建议在水资源管理工作中要注意河流形态变化,控制由此带来的不利影响。

关键词：水资源水能水环境河流形态河床演变