雅鲁藏布江辫状河流非均匀泥沙运动与地貌演变规律研究

The Yarlung-Zangbo River is one of the highest rivers on the earth, which is rich in water resources. In its wide valley, a typical braiding pattern is developed, characterized by wide and shallow channels, plenty of sand bars and shoals and interweaved multi-threads. Although there have been researches on braided rivers with high braiding intensity such as the Yarlung-Zangbo River, they mainly focused on geomorphological features and its geological processes. So far, there are few studies on river dynamics with respect to sediment transport. The bed of the Yarlung-Zangbo River is made of relatively coarse materials with a wide distribution of particle size, so that the non-uniform sediment transport is the main factor for the formation and evolution of the braided river morphology. However, there is a lack of principle on sediment transport in the gravel bed of braided river, so that the river dynamics is not fully understood. In the recent years, more and more attentions have been given to the braided channels of its downstream reach of Brahmaputra River located in India, however there is less efforts on the Yarlung-Zangbo River in our territory. In this project, investigations will be carried out on the braided river pattern by using methods of field survey, numerical modelling and remote sensing analysis. The movement of non-uniform bed material will be studied, the relationship between the sediment transport and geomorphological evolution will be analyzed, and the dynamics of braided river will be explored.

雅鲁藏布江（雅江）是地球上海拔最高的河流之一，且水利资源丰富。在其宽谷河段发育出了典型的辫状河流地貌，河身宽浅、洲滩密布、汊道交织。对雅江这类高辫状指数河流的研究虽然已开始起步，但主要集中于地貌形态特征与地质过程的关系，在水沙动力学方面的研究还很少。雅江地处青藏高原，其河床泥沙粒径较大且分布较广，非均匀泥沙的迁移是辫状河流地貌形成和演变的直接因素。目前，对沙粒、砾石和卵石等不同粒径泥沙在滩槽间的起动、输移和沉积等规律尚缺乏足够认识，因此辫状河流地貌演变的水沙动力学机理也不清楚。近年来，已有学者开始对雅江下游印度境内的辫状河段进行研究，但我国对雅江水沙动力过程的研究还基本处于空白。本课题拟对雅江宽谷河段辫状河流进行现场观测，建立水沙动力学数学模型，研究非均匀泥沙的迁移、分选和输运规律，模拟地貌演变过程，分析泥沙运动与滩槽结构演变的关系，结合卫星遥感资料探讨辫状河流地貌形成和演变的动力学规律。

雅江是世界海拔最高的河流之一，其河谷地区是西藏经济社会发展的核心地带，且中下游河段水利资源丰富。在宽谷河段内，典型的高原辫状河流地貌是雅江流域地理环境的重要组成部分，并为河谷生态环境提供了基础条件，但其水沙输运和地貌演变过程复杂，在本项目之前对其研究还基本处于空白。.本项目以雅江干流，曲水至乃东长约100公里的典型宽谷辫状河流水系为主要研究区域，综合应用现场观测、历史资料收集与分析、卫星遥感影像分析、水沙动力学模型计算等方法，研究了大型辫状河流水沙输运和地貌演变关键过程。通过本项目研究，测定了研究区域内河床泥沙的粒径级配，泥沙以细砂和中砂为主且分选较好，粒径主要集中在0.062-0.5mm之间，中值粒径约为0.23mm；发现了雅江辫状河流水系的空间分布和季节变化特征，在空间上水系可按辫状指数分为过渡段、充分发展段和收敛段，在充分发展段内洪季第一主流的支配作用显著，而枯季无明显主流支配作用；发现了洲滩形态分布存在明显的尺度效应，小型洲滩的形态丰富，而中大型洲滩多为扁长型，其形态参数值在0.2左右；探明了近年来奴各沙-羊村河段干支流（雅江-拉萨河）悬移质输沙量的变化情况，包括流域产沙量显著减少，从约5Mt/yr降至约1Mt/yr，支流拉萨河流域对区间产沙的相对贡献率大幅增加；建立了水沙动力学数学模型，模拟了大型辫状河流地貌形成和演变过程；发现了辫状河流地貌特征参数随流量演变的统计规律，洪季时汊道辫状指数先减小后增大，而洲滩辫状指数随流量变化具有同步性。.通过上述研究增加了对雅江水沙现状和变化趋势的认识，可为流域综合管理提供支撑；增进了对大型辫状河流整体和局部地貌演变规律的认知，丰富了河流动力学和地貌学的研究内容；并为深入分析气候变化、人类活动等因素作用下高原大型辫状河流水沙和地貌发展趋势，以及服务雅江干流宽谷河段水库修建及下游水电开发活动奠定了相关研究基础。