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黄河内蒙古河段作为黄河上游最下端的冲积性河段,近几十年来由于气候变化和人类活动的影响来水来沙条件发生了很大变化,河道淤积严重,河道演变非常复杂。临河段(巴彦高勒站至三湖河口站之间)辫状河道作为黄河内蒙古河段淤积最为严重、演变最为复杂,也是地上悬河发育的河段,对其河势时空变化的定量及微地貌变化特征急需进行研究和探讨。论文选取黄河临河段为研究对象,利用1977年以来遥感影像绘制河道平面形态图,分析河道平面形态变化情况,对临河段不同河段在不同时段的河岸侧向侵蚀/加积面积以及全河段的河道平均萎缩速率进行了估算,基于心滩面积和巴彦高勒站水位的拟合关系对其心滩演变特征进行了分析,并探讨了其变化原因。结合巴彦高勒站、三湖河口站的水文、泥沙资料,对临河段近几十年的水沙变化特征进行了分析。得出以下主要结论: (1)黄河临河段1950~2013年的63年间年来水量和年输沙量具有明显的减少趋势。巴彦高勒站和三湖河口站具有相同的变化趋势:以1968年和1986年分为三个明显的变化阶段。总的来看,来水量和输沙量都发生了明显的减少,非汛期水量和输沙量没有明显的变化趋势。汛期水量和输沙量占全年的比例在不断减小,年内分配趋于均衡化,输沙量的减少幅度要大于水量。 巴彦高勒站和三湖河口站汛期来沙系数多年平均值分别为0.0067kg·s/m6和0.0057kg·s/m6,变化趋势基本一致:在1960年之前不断增大,之后到1986年一直比较稳定,维持在均值以下,1986年之后来沙系数不断增大,水沙关系开始恶化,近十几年则不断减小,水沙关系转为协调。黄河上游降雨量偏少、水库调蓄、工农业用水增加以及水土保持的减水减沙作用等是黄河临河段水沙变化的主要原因。 (2)黄河临河段左右河岸在1977~2013年的37年间都表现为侧向净加积,其四个亚河段左岸的侧向累计加积面积分别为33.16km2、49.59km2、29.52km2和30.85km2,其中1995~2000年的加积面积分别占到其总加积面积的85.5%、51.2%、47.2%和104.6%;右岸的侧向累计加积面积分别为30.83km2、8.74km2、26.44km2和18.76km2,而1995~2000年的加积面积分别占到其总加积面积的57.2%、111.9%、65.7%和61.6%。该河段河道面积在1977~2001年具有减小趋势,2001年之后河道表现为侧向侵蚀、加积的交替变化,在1977~2014年间河道平均萎缩速率为6.15km2/y。该河段河道平面形态值最明显的变化也发生在1990年代,与1995年相比,2000年的河道长度增加了5.8%,河道面积减少了39.4%,河道平均宽度减小了42.8%,弯曲系数增加了6.6%。黄河临河段河道形态剧烈变化及河道严重萎缩都发生在1990年代,这主要是黄河上游刘家峡和龙羊峡水库联合运行导致汛期水沙量大量减小所致,四个亚河段的河岸冲淤变化还受到局部河岸物质结构、护岸工程及水动力差异的影响。随着2000年后河流综合管理措施的调整,黄河临河段河道的上述变化趋势明显弱化,河流健康程度有所好转。 (3)黄河临河段1988~2013年间心滩面积位于0.1~0.5km2区间的心滩个数最多。其心滩总个数、总面积、平均面积、中位数面积及其最大面积在90年代明显大于2000之后的,且整体上具有减小的趋势。根据2013年临河段心滩面积和巴彦高勒站水位的拟合关系将其他年份心滩面积换算到同一水位下的心滩面积变化趋势中可以发现在2000年之前临河段心滩面积变化幅度大、趋势不明显,在2000之后分布更为集中、且有减小的趋势,并在1990~2000年间发生大幅减小。 同时段临河段河道冲淤变化主要发生在汛期,非汛期河道冲淤变化不大,汛期冲淤变化趋势和全年变化趋势基本一致,主要表现为1960年之前持续淤积,1960~1986年以冲刷为主,之后到2004年持续淤积,并在2004年由淤积转为冲刷,且有逐年增加的趋势,巴彦高勒站汛期来沙系数变化与之有很好的对应关系。导致黄河临河段心滩冲淤变化和河道冲淤变化的主要原因为梯级水库联合运行、黄河上游降水量减少及引黄用水量的增加导致临河段洪峰流量量级和出现天数减小、来流量趋于均衡化及运行方式改变使来水含沙量减少,以及冲积河流的自我调整作用。