滨河植被对弯曲型河流河岸稳定性与演化过程的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱乐奎 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 陈东 |
| 关键词 | 弯曲型河流 滨河植被 稳定性 河型演化 最小能耗 弯曲度 实验小河 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 滨河植被对弯曲型河流河岸稳定性和演化过程的影响是河流地貌学中重要的研究课题，具有重要的理论价值与实践意义。由于自然滨河植被群落组成的复杂性造成了植被影响定量化困难，因此以往研究滨河植被对弯曲型河流的影响往往局限于河段尺度或者较为单一的植被类型；另鉴于以往物理模型实验中研究弯曲型河流演变对植被因素考虑不足，本研究1）运用北美和南美洲弯曲型河流的长时间序列迁移数据，结合植被覆盖与土地利用资料，研究了不同滨河植被类型对弯曲型河流迁移速率与弯曲度的影响；2）利用野外典型河段连续观测的植被信息，河岸结构组成以及力学测量资料，定量研究不同植被类型对边岸稳定性影响的物理机制；3）在原BERM模型的基础上，改进了原模型中的输沙子模型和边岸坍塌子模型的部分内容，并在野外观测河段进行了验证；4）利用室内小河，成功实现了不同河型向弯曲河型或者弯曲河型向其他河型的转化，以及小弯向大弯曲河流演变乃至裁弯的整个过程，据此验证了河相极值假说的适用性以及探讨了其限制性，并在此基础上总结了植被因素在河型演变过程的作用。得出主要结论：1）滨河植被类型对弯曲河道迁移速率的影响差异较大，发现最稳定的是雨林地区曲流，最不稳定的是农田地区曲流，而草地曲流与森林曲流居中。热带雨林中的曲流更稳定，这可能是因为它们拥有更强的根系和富含粘土的河岸；在草原上出现的曲流比在北美森林中更稳定，部分原因是由于它们的二元分层河岸、较高的弯曲度和较低的河道比降。河道弯曲度是重要的河道稳定性参数，滨河植被类型的改变将会影响弯曲度，进而影响曲流迁移速率。2）滨河植被根系中的一级根提供了主要的抗剪与抗拉强度。河道坍塌体由于体积较大，且保持了较为密集的根系结构，较难被冲刷移动，因此容易形成水上沙坝或者水下的隆起体。一般来说，此坍塌体对曲流凹岸起到保护作用。3）抗拉强度实验发现根系长度与抗拉强度有着较为显著的非线性关系（幂函数）。根系的长度是一个综合性指标，它与植被的类型有着密切的关系，通过在野外条件获取不同植被群落的根系长度与抗拉强度，可以发现不同植被群落的优势物种对边岸抗拉强度的影响差异明显。4）小河实验结果说明了植被对于河型演变起到了重要作用。无植被工况的小河边岸不受束缚，抗侵蚀能力较弱较难形成弯曲型河流而更易于形成“宽、浅、乱”的辫状河型。稀疏植被的发育能够增强河岸的抗侵蚀能力，缩窄河宽，束缚多汊辫状河型的发展；密实植被形成的二元河岸结构能够使凸岸淤积和凹岸后退同步，对于弯曲型河流的形成具有不可忽视的作用。实验中滨河植被退化后曲流重新向辫状河型发展，显示了滨河植被对于曲流形态的维持具有重要作用。5）最小能耗原理是驱动河流演变的内因，决定了河型发展的最终方向，即河流趋向于达到最小能耗的状态；而植被因素是河型演变过程的控制外因，约束了河流的演变路径。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 157 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186956]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱乐奎. 滨河植被对弯曲型河流河岸稳定性与演化过程的影响[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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