台湾岛西部山地型河流入海水沙通量变化研究

发布时间：2020-06-14 23:45

【摘要】：河流入海水沙变化过程是河床演变、河口地貌侵蚀-堆积以及河流-海洋生物地球化学循环过程的纽带。对河流入海水沙通量变化的研究不仅有助于揭示河流水文过程与河流变化机制,而且对了解海陆相互作用、物质循环与迁移变化规律具有重要价值。对河流水沙已有大量研究,但这些研究更多的是考虑大中型河流,而忽略了对小型河流的入海泥沙通量的分析。台湾岛地区河流以流程短、坡度陡、含沙量高而独具特色,本文以全球独具特色的台湾岛山地型河流为研究对象,利用修正后的泥沙比率曲线模型将台湾岛主要河流—淡水河、浊水溪和高屏溪的悬沙数据进行重构,然后通过小波分析和蒙肯德尔(MK)趋势检验等方法分析台湾岛三条主要河流入海径流和输沙特征,并对影响河流水沙变化的相关因素进行探讨。主要结论如下:台湾岛山地型河流径流和输沙量变化悬殊,具有突发性;径流模数和输沙模数大;径流和输沙量年内分配十分不均,且年际差异大;年径流和年输沙量具有周期性特征。与长江等大河相比,淡水河、浊水溪和高屏溪径流和输沙量小,但径流模数和输沙模数极大。径流模数由北向南递增,高屏溪径流模数最大(2.6×106m3/(km2'yr));浊水溪输沙模数最大(1.70×104t//k(km2·yr)),淡水河输沙模数最小(0.06×104t/(km2·yr))。径流和输沙量主要集中在洪季(占全年径流和输沙量的62%-90%和7%-98%),并在6月和8月出现峰值。三大河流径流和输沙量的年际变化十分显著,丰水年和枯水年交替出现,且枯水年份多于丰水年份。特丰年的径流是特枯年径流的5-10倍,特丰年输沙量是特枯年输沙量的32-54倍。各河流的年径流量和年输沙量均具有多个周期(2年、5-7年、12-17年和22-25年)。流域地貌条件及其演化状态是影响台湾岛三大流域输沙量的重要因素。面积-高程积分值(HI值)和HI曲线均表明,淡水河和高屏溪处于地貌发育的老年阶段,且淡水河地貌发育时间长,入海沉积物通量总体处于最低水平;而浊水溪的地貌演化处于壮年阶段,地貌发育时间最短,河流入海泥沙通量处于较高水平。故输沙量在空间上表现为浊水溪高屏溪淡水河。季风、梅雨和热带气旋是影响河流水沙年内变化的控制因素。受梅雨和热带气旋的影响,三大流域水沙基本均在6月和8月出现峰值。台湾岛地处东亚季风区,河流水沙分配也受季风的影响。东亚季风和热带气旋共同作用使台湾三大流域降雨量的年内分配差异为:淡水河浊水溪高屏溪。降雨的年内分配差异决定了流域水沙的洪枯季差异,故三流域水沙洪枯季差异也表现为:淡水河浊水溪高屏溪。另外,台湾各河流径流和输沙量的阶段性变化趋势与夏季风的强弱和台风次数有关。与世界大河不同,人类活动对台湾岛主要河流入海水沙影响较小。人类活动包括水库建设、引水工程等对台湾岛河流的入海泥沙具有拦截作用。淡水河年输沙量远小于浊水溪和高屏溪,大坝对泥沙的拦截作用较为明显,故淡水河入海泥沙呈减小趋势;浊水溪流域年输沙量巨大,水库淤塞严重;而高屏溪流域水库较少,最大的阿公店水库又为离槽水库,故水库拦沙对浊水溪和高屏溪入海泥沙通量影响甚微。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P333

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本文编号：2713544