冲积河流沉积物粒径的变化特征及其影响因素分析——以祁连山北麓为例

摘要

河流沉积物搬运及其粒径变化一直是河流沉积学与地貌学研究的关键问题，近三十年以来，大量水槽实验与数值模拟对其进行了分析，促进了研究的深入。此外，在数值模型的基础上，一些研究已经将河流沉积物粒径顺流变化的趋势作为证据，用以推导古气候与构造的变化，这为揭示环境变化的研究提供了新的方法。但由于水力学参数在古沉积地层中难以获取，目前以现代河流为主要研究对象仍是河流沉积物搬运与粒径变化研究的基础。位于青藏高原东北缘的祁连山北麓地带发育了一系列山前冲积河流，在气候、构造、地形与岩性等方面存在着独特优势，这为开展河流沉积物搬运与粒径变化的研究提供了良好的地理条件。本文以祁连山北麓地带的10条在洪积扇上所发育的冲积河流为例，以水力学参数与沉积物粒径数据为主要研究对象，在对前人有关河流沉积物搬运与分选的理论做出详细阐述的基础之上，运用这些理论对10条冲积河流沉积物粒径顺流变化的特征及其影响因素进行了分析和讨论。主要得到以下一些认识与结论：
　　(1)选择性沉积是祁连山北麓冲积河流沉积物粒径顺流变细的主导因素，磨损对其所起的作用比较微弱。
　　(2)河流沉积物粒径顺流变细的速率与水力分选作用呈正相关关系，其变细速率随水力分选作用的增强而加大。
　　(3)水流动力的差异是造成各条冲积河流水力分选作用差异的原因，当河床剪切应力与沉积物起动所需的临界剪切应力相差较小时，水力分选作用会比较强；而当河床剪切应力与沉积物起动所需的临界剪切应力相差较大时，水力分选作用会比较弱。
　　(4)流域岩性对河流供应沉积物粒径的分布范围与大小存在影响，一定条件下，河流沉积物粒径顺流变细的速率随供应沉积物粒径分布范围的扩大而加大。
　　(5)流域地形与气候通过对沉积物供应量与河流径流量的控制来影响河流的沉积状况；河流沉积物粒径顺流变细的速率通常随沉积速率的增高而增大。
　　(6)河流沉积物粒径顺流变细的速率大体上与河流长度呈反相关关系，但这种关系只有在河长相差比较悬殊的河流之间才能稳固建立，在河长相差比较小的河流之间不明显。
　　(7)丰乐扇河道的砾－砂河床过渡跟砾石与砂在起动力上产生的分化相关，梨园扇河道的砾－砂河床过渡是由沉积速率在不同河段的差异造成的。

目录

声明

文章中出现的主要物理参数：

第一章绪论

1.1现代河流沉积物搬运与粒径变化的研究现状

1.2古河流沉积物搬运与粒径变化的研究现状

1.3水槽实验对河流沉积物搬运与粒径变化的研究现状

1.4数值模拟对河流沉积物搬运与粒径变化的研究现状

1.5选题依据和主要研究内容

第二章理论基础

2.1选择性沉积

2.2水力分选作用与河流沉积物粒径顺流变细的速率

2.3“隐藏效应”与水力分选作用

2.4水流动力与水力分选作用

2.5 影响河流沉积物粒径顺流变细的速率的因素

2.6河流沉积物粒径顺流变化的表示方法

2.7河流沉积物的起动与沉积物搬运

2.8 河流沉积与河流沉积建造

2.9 砾质河床向砂质河床的过渡

第三章研究区概况

3.1地形与水系概况

3.2地质与构造概况

3.3气候与植被概况

第四章研究方法与数据结果

4.1研究方法

4.2数据结果

第五章 河流沉积物粒径顺流变化的特征

5.1祁西扇

5.2丰乐扇

5.3甘坝扇

5.4白沙扇

5.5 红山扇

5.6 榆木扇

5.7 烟洞扇

5.8 龙首扇

5.9 骊靬扇

5.10 梨园扇

5.11小结

第六章 分析与讨论

6.1河流沉积物粒径顺流变细的主导因素

6.2 河流沉积物粒径顺流变细的速率与水力分选作用

6.3 水力分选作用的影响因素

6.4 流域岩性对河道沉积物粒径变化特征的影响

6.5 流域地形与气候对河流沉积的影响

6.6 河流沉积物粒径顺流变细的速率与河流长度

6.7 砾质河床向砂质河床的过渡

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

在学期间研究成果

致谢