长江源辫状河流形态动力学研究进展与挑战

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作者 李志威 欧阳伟奇 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第8期1-9,共9页

长江源作为青藏高原辫状河群分布区,以宽浅多汊道、沙洲冲淤与切割频繁为主要特征。而且,长江源受冰川消融与冻土退化驱动,水沙通量显著增加,加剧了辫状河道的横向不稳定性,对区域生态健康和交通能源基础设施构成潜在威胁。系统梳理和... 长江源作为青藏高原辫状河群分布区,以宽浅多汊道、沙洲冲淤与切割频繁为主要特征。而且,长江源受冰川消融与冻土退化驱动,水沙通量显著增加,加剧了辫状河道的横向不稳定性,对区域生态健康和交通能源基础设施构成潜在威胁。系统梳理和总结了长江源辫状河流的时空多尺度形态动力学研究进展,基于空间尺度重构“全域-区段-单元”三级形态表征体系,整合遥感影像、数值模拟与野外观测等研究手段,揭示了气候变化驱动的差异化响应模式,阐明了高寒环境下水沙动力与形态演变的非线性影响机制。当前长江源辫状河流研究仍面临不规则平面形态的定量表征困难、时空多尺度形态对水文过程的响应机理不明、气候变化下水沙通量短期激增与远期趋势不定等挑战。通过系统梳理研究进展与关键挑战,凝练未来研究方向,为长江源辫状河流形态动力学的深入研究和高原河流生态保护提供了科学指引。 展开更多

关键词 辫状河流 形态表征 多尺度特征 形态动力学 水沙变化 气候变化 长江源

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基于雅鲁藏布江辫状河流的洪峰流量输沙变异数值模拟 被引量：4

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作者 孟文康 安瑞冬 +2 位作者 李嘉 李芳 游景皓 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期176-183,共8页

根据雅鲁藏布江中游辫状河流平面形态建立输沙地形,构建了可用于辫状河流输沙模拟的数学模型。采用2维水动力学和非黏性泥沙耦合模型,对辫状河流中泥沙输运规律进行数值模拟研究,模型基于不可压缩雷诺平均N-S方程,包括连续方程、动量方... 根据雅鲁藏布江中游辫状河流平面形态建立输沙地形,构建了可用于辫状河流输沙模拟的数学模型。采用2维水动力学和非黏性泥沙耦合模型,对辫状河流中泥沙输运规律进行数值模拟研究,模型基于不可压缩雷诺平均N-S方程,包括连续方程、动量方程、河床面变形方程、全沙输沙方程。模型通过全沙输移理论计算悬移质和推移质输沙率。结果表明:当模拟洪峰流量时,辫状河流出口含沙过程和悬移质输沙过程峰值滞后于入流过程,形成相位差,泥沙粒径越小,相位差越小,中值粒径为0.01和0.02 mm泥沙相位差接近0,出口悬移质输沙率产生的相位差小于含沙量;中值粒径为0.30、0.20和0.10 mm泥沙在辫状河流中的淤积量超过50%。在计算泥沙输移的同时,考虑泥沙的启动、沉降淤积作用导致的地形更新,进而求解挟沙水流在辫状河流中运动时对地形变化的影响,为天然辫状河流的研究预测建立一定的数值模拟基础。 展开更多

关键词 辫状河流 泥沙输运 雅鲁藏布江 数值模拟

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辫状河流演变过程与机理的研究进展 被引量：7

3

作者 李志威 鲁瀚友 +2 位作者 陈帮 游宇驰 胡旭跃 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期957-968,共12页

辫状河流属于冲积河流的主要类型,对流水地貌景观、水生栖息地和河流开发与生态保护具有重要科学意义。根据辫状河流演变过程与机理的国内外研究进展,对定义与形态特征进行综合描述,并给出常用的形态表征方法与参数。总结辫状河流的4种... 辫状河流属于冲积河流的主要类型,对流水地貌景观、水生栖息地和河流开发与生态保护具有重要科学意义。根据辫状河流演变过程与机理的国内外研究进展,对定义与形态特征进行综合描述,并给出常用的形态表征方法与参数。总结辫状河流的4种野外地形观测方法以及水槽试验和数值模型的应用,比较它们的适合范围;描述辫状河流的不同形态单元的组成,列举沙洲形成、汊道调整与横向迁移、岸滩侵蚀、河漫滩淤积等基本演变规律;对比分析水流功率、床沙粒径、泥沙补给、滨河植被、河谷宽度等影响辫状河流形态动力学过程的主要控制因素;指出青藏高原不同空间尺度辫状河流的形成原因、形态特征和演变规律是河流动力学的重要研究方向。 展开更多

关键词 辫状河流 形态表征 河床演变 形态动力学 青藏高原

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辫状河流形态形成及演变机制分析 被引量：1

4

作者 余倩 安瑞冬 +2 位作者 李嘉 徐亚亚 宋以兴 《水电能源科学》 北大核心 2019年第6期40-43,94,共5页

辫状河流中存在复杂的水沙输运结构,为研究不同来水来沙条件下辫状河流的形成和演变机制,通过分析雅鲁藏布江中游辫状河段的河道宏观形态,得出其具有突扩比大于10、突缩比小于0.1且曲折系数小于1.2的沿程变化特征。在此基础上利用室内... 辫状河流中存在复杂的水沙输运结构,为研究不同来水来沙条件下辫状河流的形成和演变机制,通过分析雅鲁藏布江中游辫状河段的河道宏观形态,得出其具有突扩比大于10、突缩比小于0.1且曲折系数小于1.2的沿程变化特征。在此基础上利用室内水槽试验塑造辫状河流,建立包含心滩指数B、汊道数量指数T和流线长度指数(P和P^*)的辫状强度指标体系,对辫状河流平面形态进行定量描述,分析其形态演变规律。结果表明,流量从2L/s增大到10L/s会引起辫状强度指标值增大,从而增大辫状强度;辫状河流形成后,增大入流流量且同步加粗沙或细沙均会引起辫状强度增大,但增大入流量且同步加细沙时,辫状强度增幅最大,4个指标增幅分别为23.18%、11.06%、13.4%、10.46%。研究结果可为辫状河道的防水治沙提供参考依据。 展开更多

关键词 辫状河流 辫状强度 水槽试验 汊道 雅鲁藏布江

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网格尺寸及初始扰动对辫状河流演变模拟的影响 被引量：2

5

作者 王长金 胡鹏 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期30-37,共8页

辫状河流是以沙洲与汊道的交错分布为主要特征的河网系统。采用水沙与河床耦合动力学二维数值模型,模拟了以推移质输移为主的辫状河流演变过程,探讨了网格尺寸及初始河床扰动对辫状河流演变的影响。结果表明,数值模型能较好模拟辫状河... 辫状河流是以沙洲与汊道的交错分布为主要特征的河网系统。采用水沙与河床耦合动力学二维数值模型,模拟了以推移质输移为主的辫状河流演变过程,探讨了网格尺寸及初始河床扰动对辫状河流演变的影响。结果表明,数值模型能较好模拟辫状河流的多种形态与动力学特征。首先,泥沙淤积形成沙洲并呈鱼鳞状分布于整个河道;随后,沙洲通过自身增长、分裂,并相互合并而发育;最后,沙洲形态保持相对稳定。当网格尺度大于某临界尺度时,网格尺度影响辫状指数和沙洲高度,尺度越大,辫状指数和沙洲高度越小,但不影响面积、周长、长轴和短轴长等沙洲形态特征。扰动类型及其量级是引起流场不均匀性从而触发沙洲形成的重要因素,但不影响辫状河流及其沙洲的形态特征。 展开更多

关键词 辫状河流 沙洲 数值模型 网格尺度 地形扰动

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长江源辫状河流的汊道-沙洲单元形貌研究 被引量：3

6

作者 周杭懿 李志威 鲁瀚友 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期44-50,共7页

长江源辫状河流平面形态极不规则且错综复杂,其汊道与沙洲构成复杂的多汊道系统。采用无人机航测获取长江源典型辫状河道沱沱河和布曲的低空影像数据,通过降噪技术处理后得到高精度地形,进而测量30个汊道-沙洲单元的形态参数,分析汊道-... 长江源辫状河流平面形态极不规则且错综复杂,其汊道与沙洲构成复杂的多汊道系统。采用无人机航测获取长江源典型辫状河道沱沱河和布曲的低空影像数据,通过降噪技术处理后得到高精度地形,进而测量30个汊道-沙洲单元的形态参数,分析汊道-沙洲单元的形貌特征变化规律。结果表明:汊道-沙洲单元中沙洲与汊道的面积比值为0.174~1.824,与沙洲长宽比呈幂函数关系,其幂函数指数与整体河段辫状强度呈负相关;沙洲的地形起伏度为0.18~0.90,与汊道汇流角呈正向线性关系。汊道与沙洲发育相互依存和联动,导致整体辫状河段的复杂性。 展开更多

关键词 辫状河流 汊道-沙洲单元 形态特征 辫状指数 无人机航测

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辫状河流心滩单元形成与演变过程的初步探究

7

作者 王袈 陈娅玲 +1 位作者 王大宇 王党伟 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期14-19,共6页

辫状河流平面形态复杂,洲滩和汊道变化频繁,但其河床演变与水沙输运之间的作用机理尚不完全清楚。心滩作为组成辫状河流形态特征的基本单元,探究其形成及演变过程有助于进一步认识辫状河流演变的动力学机理。通过物理试验和数值模拟相... 辫状河流平面形态复杂,洲滩和汊道变化频繁,但其河床演变与水沙输运之间的作用机理尚不完全清楚。心滩作为组成辫状河流形态特征的基本单元,探究其形成及演变过程有助于进一步认识辫状河流演变的动力学机理。通过物理试验和数值模拟相结合的方法,初步探究了河段平面几何形态突然扩宽情况下心滩单元的形成及演变过程。研究结果表明,在来流量减小的条件下扩宽段能够形成相对稳定的心滩,其发育过程主要包括:泥沙落淤形成雏形心滩、不稳定水流自动调整和滩面垂向加积、汊道分流并对心滩进行侵蚀切割。心滩的形态演变与水流运动相互作用,经过自动调整耦合最终趋于动态平衡。 展开更多

关键词 辫状河流 心滩单元 水槽试验 数值模拟

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北祁连西段肃南地区下志留统肮脏沟组河流相的发现及其大地构造意义 被引量：2

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作者 侯乾 牟传龙 +1 位作者 郑斌嵩 葛祥英 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期612-624,共13页

北祁连地区位于中国中央造山带中段,具有典型造山带的特征。区内志留系肮脏沟组沉积环境存在较大争议,以致对其沉积期古地理格局的认识就存在很大差异。本研究选取志留系肮脏沟组发育齐全的肃南地区老虎沟剖面为研究对象,通过野外剖面... 北祁连地区位于中国中央造山带中段,具有典型造山带的特征。区内志留系肮脏沟组沉积环境存在较大争议,以致对其沉积期古地理格局的认识就存在很大差异。本研究选取志留系肮脏沟组发育齐全的肃南地区老虎沟剖面为研究对象,通过野外剖面实测、室内薄片鉴定和碎屑岩粒度分析等方法对老虎沟剖面肮脏沟组沉积充填序列、沉积构造和沉积相类型进行了细致分析。北祁连肃南地区老虎沟剖面志留系肮脏沟组发育大套的砾岩、砂砾岩和含砾砂岩,沉积构造以大型槽状交错层理、板状交错层理、平行层理和底冲刷构造为主,其中砂岩碎屑的成分和结构成熟度都较低;砂岩段的滚动组分含量较高,纵向剖面上显示为向上远离物源区,粒度变细的演化序列。沉积特征指示北祁连肃南地区老虎沟剖面志留系肮脏沟组的沉积相为辫状河流相,并非前人认为的造山俯冲阶段或者弧陆碰撞阶段的深水海相沉积,而是已经发生陆—陆碰撞形成的陆相沉积。此时北祁连东部地区还未发生陆—陆碰撞,由此可知北祁连在早志留世碰撞为"西早东晚"的不规则点式碰撞。本研究有助于深化对北祁连造山带志留纪的古地理格局和其大地构造背景的认识。 展开更多

关键词 北祁连造山带 志留系 肮脏沟组 辫状河流相 不规则点式碰撞

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塔里木盆地阿克库勒地区三叠系中油组沉积相研究 被引量：12

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作者 刘辰生 郭建华 +3 位作者 朱锐 李群 邓园园 郭宇航 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第6期36-39,共4页

通过岩心观察、岩矿以及粒度等化验资料综合分析,确定阿克库勒地区三叠系中油组主要沉积相包括辫状河流相、湖泊相、湖底扇相以及三角洲相.中油组主砂体主要为辫状河流相和湖底扇相沉积,其中,湖底扇相属研究区内首次发现.湖底扇相可划... 通过岩心观察、岩矿以及粒度等化验资料综合分析,确定阿克库勒地区三叠系中油组主要沉积相包括辫状河流相、湖泊相、湖底扇相以及三角洲相.中油组主砂体主要为辫状河流相和湖底扇相沉积,其中,湖底扇相属研究区内首次发现.湖底扇相可划分出扇中和扇缘2个亚相,辫状水道是扇中的主要微相,天然堤微相不发育.湖泊相发育滨浅湖和半深湖-深湖亚相.三角洲相分布在中油组主砂体上部的砂泥岩段中,由于上油组地层对中油组上部砂泥岩段的侵蚀作用较强烈,仅部分井残留三角洲沉积,所以三角洲不能构成研究区的有利储层.由北向南,中油组的沉积相平面组合为:辫状河流相—斜坡滨浅湖—半深湖(下切水道)—湖底扇相—深湖亚相. 展开更多

关键词 塔里木盆地 阿克库勒地区 三叠系 沉积相 散点图 辫状河流相 湖底扇

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中国冲积大河的河型分布与成因 被引量：9

10

作者 李志威 刘晶 +2 位作者 胡世雄 田世民 潘保柱 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2017年第2期7-13,87,共8页

结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比... 结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比)、相对河岸侵蚀切应力(近岸水流切应力与河岸临界抗冲切应力之比)和河谷地形控制(如节点和宽度)是决定河型成因的3个最主要的因素。 展开更多

关键词 冲积大河 河型分布 弯曲河流 辫状河流 分汊河流 网状河流

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黄河源玛曲河段河型沿程变化及其原因 被引量：13

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作者 李志威 王兆印 +1 位作者 余国安 杜俊 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2013年第3期51-58,共8页

黄河源玛曲河段是一段特殊的冲积平原河道,接连出现了网状河型、分汊河型、弯曲河型和辫状河型,在270km的流程里,冲积河型发生了4次河型沿程变化。通过遥感图像和野外调查相结合,描述玛曲河段河型多样性和河道的基本特征,分析河型沿程... 黄河源玛曲河段是一段特殊的冲积平原河道,接连出现了网状河型、分汊河型、弯曲河型和辫状河型,在270km的流程里,冲积河型发生了4次河型沿程变化。通过遥感图像和野外调查相结合,描述玛曲河段河型多样性和河道的基本特征,分析河型沿程变化的原因。玛曲河段的冲积河道主要发生4次河型变化,即网状型-分汊型、网状型-弯曲型、弯曲型-辫状型和辫状型-弯曲型。网状型-分汊型变化的原因是地形限制,泥沙淤积形成沙洲和植被发育。网状型-弯曲型变化的原因是地形限制、河床比降由大变小、河岸物质组成沿程变细。弯曲型-辫状型变化的原因是白河入汇、河床比降变大。辫状型-弯曲型变化的主原因是下游峡谷段河床下切和黑河入汇。 展开更多

关键词 黄河源 河型多样性 沿程变化 网状河流 分汊河流 弯曲河流 辫状河流

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太平油田馆陶组下段沉积特征 被引量：8

12

作者 邢凤存 刘连启 +3 位作者 刘成鑫 孙波 王昌勇 高振中 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 2004年第6期3-5,共3页

太平油田馆陶组下段发育辫状河流相和低弯度河流相两种沉积相类型,其中低弯度河流相在研究区馆陶组下段为首次识别。研究区馆陶组下段Ⅴ砂组至Ⅰ砂组的发育和演化显示了沉积边界逐渐向西推进的特点。Ⅰ、Ⅱ砂组发育辫状河流相,Ⅲ、Ⅳ、... 太平油田馆陶组下段发育辫状河流相和低弯度河流相两种沉积相类型,其中低弯度河流相在研究区馆陶组下段为首次识别。研究区馆陶组下段Ⅴ砂组至Ⅰ砂组的发育和演化显示了沉积边界逐渐向西推进的特点。Ⅰ、Ⅱ砂组发育辫状河流相,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ砂组发育低弯度河流相。Ⅰ、Ⅱ砂组的有利储集区带分布于研究区中东部,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ砂组的有利储集区带主要集中于研究区东部。 展开更多

关键词 沉积相 辫状河流相 低弯度河流相 馆陶组 太平油田

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塔里木盆地阿克库勒地区三叠系湖底扇初探 被引量：11

13

作者 刘辰生 郭建华 朱锐 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期17-19,共3页

岩芯观察表明,研究区南部三叠系中油组沉积物的粒度较粗,主要为砾岩、含砾砂岩等粗粒沉积,这种砾岩砾石成分复杂,分选性差,典型的基质支撑,发育鲍玛序列。综合测井及地震资料分析,确定该区中油组为湖底扇沉积。湖底扇可识别出扇中、扇... 岩芯观察表明,研究区南部三叠系中油组沉积物的粒度较粗,主要为砾岩、含砾砂岩等粗粒沉积,这种砾岩砾石成分复杂,分选性差,典型的基质支撑,发育鲍玛序列。综合测井及地震资料分析,确定该区中油组为湖底扇沉积。湖底扇可识别出扇中、扇缘和下切水道亚相,扇中亚相是湖底扇的主体,沉积物粒度最粗,可划分出辫状水道和水道间微相。扇缘亚相分布在湖底扇的最外缘,是湖底扇和盆地的过渡地带,发育鲍玛序列。下切水道亚相是湖底扇陆上物源的输送通道,主要为砂(砾)泥岩沉积,测井曲线上表现为两段下粗上细正韵律层,与湖底扇所反映的沉积特征相对应。湖底扇的物源来自研究区北部的辫状河流相沉积物,经盆地斜坡上的下切水道输送,在斜坡下部和盆底沉积,形成湖底扇。下切水道砂体和扇中砂体都是研究区有利的油气聚集区。 展开更多

关键词 湖底扇 鲍玛序列 下切水道 辫状河流沉积物 三叠系 塔里木盆地

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南9区块水平井参数优化设计 被引量：1

14

作者 李玉君 《油气藏评价与开发》 2011年第Z1期51-54,60,共5页

南9区块是20世纪70年代后期发现并开发的老油田,储层非均质性较强,目前已处于开发中后期,为了大幅度地提高单井产量以及油藏的采收率,增加可采储量,利用水平井进行开发,对水平井的水平段在油层中的位置、水平段长度进行了研究,认为在中... 南9区块是20世纪70年代后期发现并开发的老油田,储层非均质性较强,目前已处于开发中后期,为了大幅度地提高单井产量以及油藏的采收率,增加可采储量,利用水平井进行开发,对水平井的水平段在油层中的位置、水平段长度进行了研究,认为在中孔、中高渗砂岩油藏中,水平段一般位于油层内靠近油层中上部3/10处开发效果最好,无因次水平段长度通常在0.23～0.36之间为宜。水平井平行于构造线方向开发效果好,垂直于构造线方向生产效果差。 展开更多

关键词 南9区块 水平井 剩余油 油指数 辫状河流相

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