黄河内蒙古河段河道演变及水力几何形态研究_冉立山
黄河头道拐断面河道冲淤变化及河床演变特征分析
第12卷第3期2017年2月中国科技论文CHINA SCIENCEPAPER Vol. 12 No. 3 Feb. 2017黄河头道拐断面河道冲淤变化及河床演变特征分析梁弄\裴国霞\郝拉柱2，杨红1(1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特010018; 2.内蒙古农业大学职业技术学院，内蒙古包头014000)摘要:针对近年来黄河内蒙段防洪、防凌形势严峻，河槽萎缩日益加重等问题，分析了黄河内蒙段头道拐断面河床冲淤演变特 征。
通过同流量水位变化，分析该河段河床冲淤变化发现:该河段在2008年以前呈微淤状态，在2008年以后呈冲刷趋势，并有 “凹岸冲刷、凸岸淤积”的特点；依据头道拐水文站的水文资料及遥感数据影像的分析,分别以1987年头道拐河道横向水深变化 及平面河势变化为基础分析了 2006、2010、2014年头道拐河道的相应变化，发现在水流作用的影响下，弯曲河道凹岸的冲刷速 度大于凸岸的淤积速度，河道形成旋涡回流。
以上结果均是在水流条件及外界条件的共同作用下造成的，水沙条件变化必将导 致河道演变，研究水沙条件变化规律有利于充分认识河床演变规律，为今后解决防洪、防凌问题提供依据。
关键词：水力学；河流动力学；河床冲淤;黄河头道拐断面；同流量水位;平面河势变化；旋涡回流中图分类号:TV147 文献标志码：A 文章编号= 2095 - 2783(2017)03- 0296 - 05Analysis of the river sedimentation and change of riverbed evolution inToudaoguai section of the Yellow RiverLIANG Hui1, PEI Guoxia1, HAO Lazhu2, YANG Hong1(1. Water Conservancy and Civil Engineering College，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018? China}2. Vocational and Technical College o f Inner MongoliaAgricultural University，Baotou，Inner Mongolia014000, China)Abstract：In recent years, the situation of flood and ice control, and channel shrinkage in the Inner Mongolia section of the Yellow River has become serious. This paper comprehensively analyzed the riverbed evolution characteristics in the Inner Mongolia Toudaoguai from different aspects. According to the changes of water level at the same discharge, the results show that the characteristics of the riverbed balance of erosion and accretionis concave bank erosion and convex bank accretion in this section recently. Based on the hydrological and remote sensing image data from the Toudaoguai hydrological station, the geological data, and the change of river longitudinal and plane in 1987，the changes of the plane regime of Toudaoguai section in 2006，2010 and 2014 were analyzed. Under the influence of the action of the water flow，the river course forms an eddy current. The above results are formed under the action of the water flow condition and the external condition, which will result in the river channel evolution The condition of water and the sediment change law is beneficial to fully recognize the riverbed evolution law, providing the basis for solving the problem of flood control, ice prevention in future.Keywords：hydraulics；river dynamics；channel evolution；Toudaoguai section of the Yellow River；water level at the same discharge；the erosion and accretion of riverbed；eddy current黄河内蒙段河道演变研究对预防洪灾和黄河治 理具有重要意义。
黄河内蒙古段河床的历年冲淤演变及发展趋势
有冲有 淤 ， 的趋 势 为 淤 积 ， 中 １ ８ ～１ ８ 总 其 ９ ２ ９ ７年 淤积
较快 ， 以后 淤 积 变慢 。将 １ ８ ９ １年 前 的后 冲 、 变化 作 淤 趋势 拟合 。 （） ２ 三湖河 口站。在 １７ －２０ ９０ ０４年的 ３ ５年 中，９２ １８
～
（） ３ 昭君坟 站。依据 １ ８ －２ ０ ９ ３ ０ ０年的淤 积趋势公 式计 算 ， 计 到 ２ １ 预 ０ ０年 断 面 河 底 平 均 高 程 将达 到 １ ０ ６ ８ 较 ２ ０ ０ ．０ｍ， ０ ０年上 淤 ０ ３ ．７ｍ。 （） ４ 头道拐 站。依据 １ ８ －２ ０ ９ ２ ０ ４年 的淤 积趋势公
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黄河 内蒙古段 河 床 的历 年 冲淤演变 及发展 趋势
侯 宝柱 等
５
【 凌 防汛 】 防
黄 河 内 蒙 古 段 河 床 的 历 年 冲 淤 演 变 及 发 展 趋 势
侯 宝柱 ， 学东， 万义 ， 慧聪 ， 谢 李 赵 张 勇
（ 河水 利 委 员会 宁 蒙 水 文水 资源 局 ， 黄 内蒙 古 包 头 ０ ４ ３ ） １０ ０
０ ７４ 较 ２０ １ ．４ｍ， ０ ４年 上淤约 ０ ２ ．３ｍ。
系， 各站河床 高 程的历 年演 变及 变化趋 势情 况 如下 ：
（） １ 巴彦 高勒 站 。在 １ ７ －２ ０ ９ ３ ０ ４年 的 ３ ２年 中 ， 河 床冲淤 变 化 大致 可 分 为 ２个 阶段 ，９ １年 以前 ， 床 １８ 河 有 冲有 淤 ， 总 的趋势 为 冲刷 ；９ １年 以后 ， 床 也是 但 １８ 河
巴彦 高勒 至三湖 河 口为 ２ １ｋ 三湖 河 口～昭君 坟 为 ２ ｍ， １ ６ｋ 昭 君坟 ～头 道 拐 为 １ ４ｋ ２ ｍ， ７ ｍ。在 这一 河段 内 ， 岔沟 串流丛 生 ， 曲迂 回频 繁 ， 弯 主槽 摆 动 多 变 ， 河床 冲 淤不 定 ， 典型 的游荡 型 河道 。 属
高中地理专题：河流地貌与冲淤平衡(必备知识+考法归纳+拓展训练与答案)
高中地理专题：河流地貌与冲淤平衡（必备知识+考法归纳+拓展训练与答案）【考情分析】年份考卷 考查内容2020 Ⅰ卷 流水侵蚀对地表形态的影响 Ⅱ卷 河流沙金的形成过程2019 Ⅰ卷 以黄河小北干流河段为背景，考查流水冲淤作用对堆积性游荡河道的影响Ⅱ卷 霍林河流域山前地表形态变化，考查流水作用山前平原地表形态的影响Ⅲ卷 美国内陆高山河床形态的演变，考查流水作用对河床形态的影响2018 Ⅰ卷 以某河流上游河段的单侧断面阶地为背景，考查流水作用对阶地形成的影响【必备知识】常见外力地貌的成因分析地貌类型 地貌成因侵蚀地貌 流水侵蚀地貌 河谷、沟谷、峡谷 因流水对河床及两岸的冲蚀作用形成。
河谷发育初期下蚀形成“V”形谷；之后侧蚀加强，凹岸侵蚀、凸岸堆积，出现河湾，河谷拓宽，横剖面呈槽形 喀斯特地貌 可溶性岩石(大多为石灰岩)在含有CO2的流水作用下，发生化学反应，被溶蚀而形成风力侵 蚀地貌 风携带的大量沙石对周围岩石的破坏作用形成的地貌，如风蚀蘑菇、风蚀城堡、戈壁等堆积地貌流水沉积地貌 冲积扇 河流流出山口，地势突然趋于平缓，水道变宽，水流速度减慢，河流携带的大量碎石和泥沙在山前堆积下来，形成冲积扇(洪积扇) 三角洲 河流携带大量泥沙注入海洋，由于地势低平，加上海水的顶托作用，水流缓慢，大量泥沙在河流入海口处堆积成三角洲 风力沉积地貌 风携带的大量碎屑物质，在受到阻挡等作用时，风速降低，大量物质沉积而形成的地貌，如沙丘等冰川堆积地貌 冰川携带大量物质，在温度升高时，冰川融化，大量物质在原地堆积而形成冰碛地貌，如东欧平原等【考法归纳】一、全面分析河流地貌的形成发育1．掌握流水作用的影响因素(1)流水侵蚀作用的影响因素：径流量、地表起伏、河道落差、流速、地表性质、植被覆盖状况。
(2)流水堆积地貌的影响因素：必要条件 风化或流水侵蚀→搬运→堆积物(存在颗粒大小差异)；地形平缓、河道弯曲、海水(湖水、河水)顶托作用→水流速度减慢→搬运能力下降；地壳抬升(下降)、地形条件、水域环境(海浪、洋流)→沉积环境(沉积空间)区域差异 不同位置的堆积物、流速减慢的原因、沉积环境的差异，故堆积地貌形成的位置、形态存在差异2.把握主要的河流地貌特征(1)河流峡谷：多位于河流中上游，多因地壳上升、岩层断裂、经流水长期下切侵蚀而成。
黄河内蒙古河段水文情势变化及生态效应初探
黄河内蒙古河段水文情势变化及生态效应初探米玮洁;张舜;胡俊;高少波;胡菊香【期刊名称】《水生态学杂志》【年(卷),期】2024(45)1【摘要】选择月均流量、日均流量变幅、极端流量和脉冲延时4个水文情势指标,采用IHA-RVA(水文情势变化指标-变化范围法)分析黄河干流内蒙古河段水文情势的时空变化特征,辨析黄河鱼类生态习性与径流组分的响应关系,探讨内蒙古河段流量过程、极端流量变化的生态效应。
黄河干流上游河段水利工程运行后,内蒙古河段的水文情势明显改变,进而改变该河段的生态水文联系过程。
黄河内蒙古河段枯水期月均流量增加(1、2月份月均流量增幅超过70%)、最小日均流量增加(石嘴山断面最小日流量增幅超过50%),保障了河道流水栖息生境,有利于鱼类越冬。
该河段日均流量变幅降低,有利于粘性卵孵化。
但是内蒙古河段汛期月均流量减小(7-10月份月均流量降幅接近50%),大、小洪水持续时间缩短,不利于扩展横向栖息地;最大流量出现时间在上游河段延迟超过2个月、在中下游河段提前约1个月,洪水脉冲刺激时间紊乱可能影响鱼类繁殖行为。
研究可为黄河内蒙古河段鱼类栖息地保护以及上游水库生态调度提供技术支持。
【总页数】8页(P42-49)【作者】米玮洁;张舜;胡俊;高少波;胡菊香【作者单位】水利部中国科学院水工程生态研究所;武汉工程大学【正文语种】中文【中图分类】X143【相关文献】1.海勃湾水库运用以来黄河内蒙古河段凌情变化分析2.近60年黄河兰州以上水文情势变化及生态径流分析3.黄河内蒙古河段水沙及河床演变特性变化分析4.基于生态径流指标的黄河上游贵德站水文情势变化研究5.黄河内蒙古河段1959—2020年凌汛期冷空气特征变化分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
孔兑入汇对黄河内蒙古段河道淤积的影响
第39卷第3期2017年3月人民黄河YELLOW RIVERV〇1.39 ,No.3Mar.,2017【水文泥沙】孔兑人汇对黄河内蒙古段河道淤积的影响张洪宇1 ,申红彬2,3(1.广饶县孙子文化旅游区管理委员会，山东东营257300; 2.北京市水科学技术研究院，北京100048;3.北京师范大学水科学研究院，北京100875)摘要:根据实测资料分析了十大孔兑入汇对内蒙古河段河道淤积的影响，结果表明：在无孔兑入汇的情况下，内蒙古河段20世纪60—80年代中期主要表现为冲刷，80年代中期以后受上游不利水沙组合的影响，河道持续淤积；十大孔兑入汇使得河道淤积进一步加重，1960—1968年、1969—1986年与1987—2005年多年平均增淤量分别为0.144亿、0.150亿、0.269亿t，其中1987—2005年十大孔兑增淤量占河道总淤积量的45.1%。
关键词：河道冲淤；十大孔兑；内蒙古河段；黄河中图分类号：TV14;TV882.1 文献标志码：A doi:10.3969/j.iwn.1000-1379.2017.03.002Impact of Tributaries Inflow on Channel Sedimentation in Inner Mongolia Reach of Yellow RiverZHANG Hongyu1，SHEN Hongbin2,3(1.Managing Committee of Sun Wu Cultural Tourism Area of Guangrao, Dong^^ing 257300，China；2. Beijing Water Science andTechnology Institute，Beijing 100048，China; 3. College of Water Sciences，Beijing Normal University，Beijing 100875，China) Abstract：Based on the field data of water and sediment volume from 1960 to 2005，effect of the ten hyper-concentration tributaries inflow in Inner Mongolia reach on the channel sedimentation was calculated and analyzed. The result shows that channel scour from 1960 to 1986 and deposition from 1987 to 2005 can occur without ten hyper-concentration tributaries inflow. The role of ten hyper-concentration tributaries inflow is to add the sediment deposition amount in Inner Mongolia Reach. In the time periods of 1960-1968，1969-1986 and 1987-2005，the annual increasing amount of sedimentation caused by ten tributaries inflow are 14.4 million，15.0 million and 26.9 million tons respectively. The ratio of increasing sedimentation to total sedimentation from 1987 to 2005 is 45.1%.Key words：channel sedimentation；ten tributaries；Inner Mongolia reach；Yellow River黄河内蒙古河段位于黄河上游下段，自内蒙古乌 海市巴音陶亥入境至准格尔旗马栅乡出境，全长约 830 km,河道纵比降约为0.017%,穿越乌兰布和、库布 齐沙漠,是沙漠、河流交互影响的典型区域，也是黄河 上游河段中水沙变化及河床演变最为复杂的河段之 一。
黄河内蒙古段不同粒径泥沙输移能力变化分析
的输移能力。根据历史实测资料， 可采用如下经验公 式建立各级粒径泥沙输移能力与流量的关系［ ］： Ｑ ＝ ＡＱ 式中：Ｑ 为输沙率，ｔ ／ ｓ；Ｑ 为流量，ｍ ／ ｓ；ｍ、Ａ 均为 参数。 ２ ． ２㊀ 各级粒径 ｍ 值分析 首先分析巴彦高勒和头道拐两断面全沙输移能力 与实测流量的相关关系， 结果表明两断面在各时期均 具有较好的相关关系， 但 ｍ 值在各时期有所不同： 巴 彦高勒断面 ３ 个时期的 ｍ 值分别为 ２． １５、 １ ． ８０ 、 １ ． ５１ ， １ ． ９２ 、 １ ． ６０ 。根据经验公式 头道拐断面分别为 ２． ０１、 ｍ 越大， 可知［］， 在相同流量下， 输沙率越大， 而ｍ值 大小反映了断面的宽深比， 窄深断面比宽浅断面有更 ｍ 值随断面变化而改 强的输沙能力， 对于同一河段， 变。巴彦高勒和头道拐断面的 ｍ 值在 ３ 个时期逐年 减小， 一定程度上反映出巴彦高勒和头道拐断面河道 由相对窄深向相对宽浅变化， 输沙能力逐渐减弱。各 级粒径泥沙输移经验公式中的 ｍ 值变化与全沙不尽 相同， 见表 １。
随着巴彦高勒断面细沙输移更加均化粗沙的输移能力从3个时期的平均情况来看却有一定程度的提高这似乎与近年来内蒙古河段少有大的流量过程相悖但反映出了各粒径级泥沙的输移在全沙输移中相对比例的调相对而言无论从输移的绝对数量上还是年际间的变化上来看头道拐断面分组沙在各个时期的输移情况均较为稳定相对较好的时期是20世纪70年代这一时期河水具有较强的挟沙能力一定程度上改善了内蒙古河段不断淤积的趋势在较大时间尺度下维持了这一河段的冲淤平衡
Ｓ Ｓ
１． ２㊀
１㊀ 不同时期洪水过程的水沙组成特征
１异源， 不同年份汛期以及场 次洪水过程当中的水沙搭配形式多样。从各个时期内 ７ —１０ 月）水沙量 蒙古河段汛期洪水过程与整个汛期（ 的对比关系来看， 来水来沙并不完全同步， 即来沙的多 ㊀ 收稿日期： ２０１５ ０６ ２３ ㊀ 基金项目： 黄委水文局科技项目（文 Ｈ０８０９）。 少并不完全随来水的变化而变化， 水丰并不一定沙丰， ㊀ 作者简介： １９６１ —）， 李学春（ 男， 陕西佳县人， 高级工程师， 水枯也并不一定沙少。以巴彦高勒断面为例（见图 研究方向为水文测报及水资源管理。 ， 洪水过程来水来沙比例关系点群基 ㊀ Ｅｍａｉｌ：７２９７２７１８６＠ ｑｑ． ｃｏｍ １） １９８７ 年以前， · ９·
黄河内蒙古河段河床横断面调整分析
２ １ 河床调 整 的机理 研究 ．
内蒙古河段具 有典 型的冲积 型河道特征 ， 龙羊峡 、 刘家 峡 两水库联合运用 以来 ， 内蒙 古河 段河道 横断 面形 态 、 深泓点 高 程、 主槽宽度及平 面曲率等都发生 了明显 的变化 。从河流系统 的特性分析 ， 河床形态 的调整都是为 了满 足平 衡输水输沙 的要 求和稳定系统的能量分配及耗散关 系。杨志 达 １７ ９ ６年从理论 上证明 了由 Ｎ ｖ ｒ ｔ ｅ 方程可 以推导 出稳定水 流系统 的最 ａｉ —ｓ ｋ ｓ ｅ ｏ 小能耗原理 ， 即河流系 统除 了满足输 沙平衡 的要求 外 ， 还力求
ｍ／ ， ｓ 当洪 水 漫 滩 后 ， 地 发 生 淤 积 。 历 史 上 部 分 河 势 变 化 很 滩 大 ， 有 “ 年河 南 、 年 河 北 ” “ 水 走 中 、 水 走 弯 ， 水 淤 具 十 十 ，大 小 大
在 此基 础上 ， 根据水流连 续方程 、 流运 动方程 等推导 出水流 水 所 耗功率趋 于最 小的另一表达形式 ：
河、 大夏河 、 湟水 、 大通河洪水陡涨陡落 ， 并伴有大量泥沙。
出现 主槽淤积 、 河道萎缩 、 排洪能力 下降等问题 。因此 ， 加强黄
河上游特别是内蒙古河段 的河床演变研究是非常必的水沙状况
１ １ 概 述 ．
黄 河 内 蒙古 河 段 全 长 ６３ｋ 其 中 ： 嘴 山一 三 盛 公 上 段 ７ ｍ， 石
第 ３ ２卷第 ｌ ０期 ２１ ０ ０年 １ ０月
人
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黄
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Ｖｏ ． ２． ｏ ０ １ ３ Ｎ ．１
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【 文 ・Ｊ－ 】 水 ｎ，， ￣Ｓ Ｚ ＂
黄河内蒙古河段冲淤演变及其影响因素
面积变化值，比 1976 年10初36始面积增加了 1200 m2，B 点为年末变化值，约为 190 m2)，没有明显
864
的变化趋势，说明横断面672基本保持稳定。1991-1999 年间横断面冲淤指标持续减小，河道开
始淤积，处于不平衡变化379阶段，经过这个剧烈变化调整期，2000 年以后又达到一个新的稳定
78
面积变化累积值／ｍ２
从巴彦高勒、三湖河374口站
443
的横断面冲淤指标变化104图1 (图
2、3) 看到，两个断面的1变186化趋 势十分相似，都存在明18显65的 3
1872
２５００ ２０００ １５００ １０００
个 阶 段 的 趋 势 变 化 。 对891于 三
５００
湖 河 口 来 说 ，1976-199-049年 是
出了历史上由于孔兑来沙产生大灾害的年份。
2.2 采用资料
对于内蒙古河段来说，巴彦高勒到三湖河口是淤积最为严重的河段，考虑到巴彦高勒、
三湖河口位于十大孔兑上游，它们既能反映上游河道来水来沙变化，又能对孔兑影响作出响
应，故采用 1976 年到 2006 年黄河巴彦高勒、三湖河口的实测流量成果进行分析计算。由于
“ 孔 兑 ”)，十 大 孔 兑 总 面 积 10 767 km2，其生态环境十分脆弱，
１９７９
洪水泥沙问题突出，每当汛期遇到较大降雨，便会形成山洪，1998 年西柳沟流域洪峰 1600
m3/s，含沙量达 1150 kg/m3，大量泥沙进入黄河形成沙坝，堵塞河道。据冯国华[8]等人的研究，
十大孔兑多年平均向黄河输沙 2711 万 t，其中 60％以上是粒径大于 0.05 mm 的粗沙。表 2 给
内蒙古河道地处黄河上游区下段，近几十年来，在气候变化、水库调节及排沙，孔兑淤堵 等因素的综合作用下，该河段淤积速率增加，主槽萎缩，过流能力显著降低，同流量水位升 高，河势不稳，主流摆动增强，塌岸严重，支流口门淤堵，防洪形势十分严峻[1]。针对内蒙河道 的防洪与水资源利用问题，很多专家学者对该河段的水沙问题进行了深入的研究，总体上 看，在淤积成因方面存在 3 种观点：赵文林等[2]认为龙羊峡水库运用后，宁蒙河段淤积严重， 即水库影响观点。寒旱所杨根生等[3]通过打钻取样分析，发现该河段河道淤积沙样的粒径主 要是大于 0.1 mm 的颗粒，而且 80%为风成沙，多来源于乌兰布和沙漠和十大孔兑的库布齐 沙漠，即当地产沙影响观点。刘晓燕等[4]认为巴彦高勒—头道拐河段淤积量主要受十大孔兑 洪水影响。1969-1986 年之间，由于上游来水来沙条件较好，河床淤积量不大；1987 年以后， 由于上游水库群汛期调蓄和汛期降水减少使区间来沙对内蒙古河段淤积的影响凸现，即水 库调节、气候变化和孔兑来沙共同作用的观点。
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DOI:10.16239/ki.0468-155x.2010.04.010泥沙研究2010年8月Journal of Sediment Research第4期黄河内蒙古河段河道演变及水力几何形态研究冉立山1，2，王随继1（1.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101；2.中国科学院研究生院，北京100049）摘要：黄河内蒙古河段的凌汛年年发生，多次引起河道决口导致洪水灾害。
为了提供有效的防洪措施，选取不同河型段中的代表性河道断面，来研究其河道演变特征及其主要影响因素，并从水力几何形态关系上剖析其内在驱动因子。
结果表明，河岸组成物质的极大不同决定了各个断面的演变特性及其所在河段的河型差别。
以基岩河岸为主的磴口河段的河道最为稳定；以泥质河岸为特征的头道拐断面所在的顺直河段次之；以泥质砂质二元河岸结构为主的三湖河口断面所在的弯曲河流段很不稳定；而以砂质河岸为主的巴彦高勒断面所在的辫状河段最不稳定。
河道的演变势必引起其水力几何形态关系的调整，在黄河内蒙古河段，随着流量的变化其水力几何形态的调整主要是通过影响水深和流速来实现的。
巴彦高勒断面是上述调整中表现最明显的断面，因此，它所在的河段也是容易决口的河段。
三湖河口所在河段的一系列凹岸的强烈冲刷引起河道大幅度摆动，从而也是河道决口的潜在河段。
黄河内蒙古河段的河流治理的侧重点应该针对巴彦高勒断面所在的辫状河段和三湖河口断面所在的弯曲河段。
对辫状河段要加强整个河段的河岸防护，对弯曲河段以工程防护手段侧重遏制其凹岸的坍塌后退。
关键词：黄河；内蒙古河段；河道演变；水力几何形态；河型中图分类号：TV147文献标识码：A文章编号：0468-155-X（2010）04-0061-07黄河内蒙古河段的河道在近几十年来出现新的变化，比如，一些河段的河床加积升高而变为悬河，部分河段曲流带的大幅摆动导致堤防坍塌，凌汛时高水位引起的洪灾现象时有发生。
河势的变化对河流两岸人民的生活构成了比较严重的威胁。
一些研究者针对该段河道冰凌的时相特点、凌汛的传播特征等进行过必要的研究［1－5］，并在河流治理方面提出过相应的对策［6，7］；还有研究者分析过周边沙漠区的来沙对河流泥沙变化的影响［8，9］。
河流水沙状况对河道的演变起着非常重要的作用，而河道的演变（包括河床抬升、河道稳定性、边界泥沙特征）直接导致洪水灾害的发生，是防洪中需要首先解决的问题，据此才能提供有效的防洪对策。
可是，有关该段河道演变的研究还很少［10－12］，诸多机理还有待探讨。
此外，水力几何形态特征的研究可以揭示河道演变的内在机理，迄今，对黄河主流水力几何形态的研究侧重于其下游河段［13－17］，而对其上游河段的相应研究仍然欠缺。
随着人类活动对河流干预的增强，河流水力几何形态的调整也被施加了一定程度的人为影响。
为了揭示黄河内蒙古河段的演变特征及机理，该研究选取磴口、巴彦高勒、三湖河口和头道拐四个水文站的实测资料，对比分析黄河内蒙古河段的河道演变特征、水力几何形态特征及其发展趋势，从而为研究区洪水灾害的防治提供理论依据。
1研究区简介黄河内蒙古河段地处黄河上游的下段，是黄河流域最靠北的河段，自宁夏内蒙古交界的麻黄沟入收稿日期：2008-05-21基金项目：国家自然科学基金项目（40771031）作者简介：冉立山（1984－），男，重庆酉阳人，从事河流地貌学研究。
通讯作者：王随继。
E-mail：wangsj@境，至内蒙古自治区准格尔旗马栅乡榆树湾出境，干流全长823km 。
这一河段主要位于河套盆地及呼包盆地，自第四纪以来，这一区域表现为间歇性的下沉，地壳沉降速率达0.20 0.30cm /a ［18］，黄河在这一段因而发育为冲积性河流。
流域内气候干燥，降雨稀少，年均降水量150 400mm ，且年内分布极不均匀，75%左右的降水集中在7－9月［8］，多年平均径流量为251.6亿m 3。
每年12月到翌年3月，河面结冰，在3月中、下旬开河时凌汛严重［3］，引起低流速高水位现象，水流漫滩并在滩地发生沉积，河岸及天然堤发生冲刷。
内蒙古河段上段西有乌兰布和沙漠，整个河段南部比邻库布齐沙漠，流经库布齐沙漠里的十大孔兑，每年向黄河平均输沙0.2381亿t ［11］，为该段河流泥沙的主要来源地。
整个河段年均输沙1.44亿t ，河床质中数粒径平均为0.104mm ［19］，悬移质中粒径小于0.1mm 的泥沙部分，在巴彦高勒站占95.0%，在头道拐站占92.6%［8］。
图1研究区及断面位置Fig.1Locations of research area and cross-sections本文选取内蒙古河段的磴口、巴彦高勒、三湖河口和头道拐四个水文测站的相关水文资料来研究该河段的河道演变和水力几何形态特征（图1）。
从磴口站至头道拐站，全长576km 。
其中，磴口站至巴彦高勒站之间河长为55km ，河道宽窄相间，常发育多河道，河床由砂砾质组成，河道右岸稳定，左岸常发生冲淤现象，河宽约360m ，断面形态相对稳定，河道平均比降为0.21ɢ。
巴彦高勒站至三湖河口站之间河长为221km ，巴彦高勒站所在的河段为辫状型河段，河岸由砂质组成，在河岸左侧有堤坝和砌石护岸，右侧以砂质滩地为主，主流靠左岸，但水流流线不定，常发生横向摆动，河道平均比降为0.16ɢ，巴彦高勒断面的河宽为700m 760m 。
三湖河口站至头道拐站之间河长为300km ，三湖河口站所在河段为弯曲型河段，河岸以泥质砂质二元结构为主，弯曲系数为1.33，河道平均比降为0.11ɢ，三湖河口断面的河宽约360m 。
头道拐站所在河段为顺直型河段，河岸以泥质为主，河道顺直微弯，河道平均比降为0.1ɢ，头道拐断面的河宽280m 。
在巴彦高勒站上游422m 处建有三盛公水利枢纽工程，主要用于分流灌溉，该工程1959年开工，1966年投入使用，枢纽工程水闸高10m 。
研究中所涉及的数据来自黄委会的实测资料。
2水文泥沙特征分析2.1年均流量变化特征黄河在磴口站至头道拐站之间的河段，其支流大多数属于季节性河流，流量很小。
从图2（a ）中可以看出，四个断面的流量年际变化趋势保持一致，由于三盛公水利枢纽从黄河干流分流一部分用于河套地区灌溉（年均分流流量186m 3/s ），磴口站的年均流量总是比其它三个站的大，而沿途入汇支流的流量很小，其主要支流十大孔兑年平均流量只有5.5m 3/s ，因此，巴彦高勒、三湖河口和头道拐三个水文站的年均流量相差不大。
纵观整个年均流量变化序列，可见周期性丰、枯水期交替变化现象［20］，变化周期为4－5年。
在图2（b ）中点绘了巴彦高勒、三湖河口和头道拐站年均流量分别与相应时段磴口站的年均流量的比值的年际变化，除三湖河口站的相对流量在1975－1980年内稍大于另两个断面的外，其他年份则相差很小。
此外，从图2（b ）可见，三盛公引水量从1981年以来基本处于增大趋势。
2.2悬移质泥沙输移特征由图3（a ）可见，在1968年以前，年均悬移质输沙率在各断面同时相对剧烈震荡，介于11331kg /s 1930kg /s 之间，该时段四个断面的平均值为6130kg /s 。
1968年以后则大幅减小，年际变幅相对平缓，该时段四个断面的平均值为2980kg /s 。
图3（b ）表明，在1968年以前，年均含沙量的年际变幅相对图2研究区各站（a）年均流量及（b）相对流量年际变化特征Fig.2Annual mean discharge（a）and annual relative discharge（b）at different hydrological stations较大，并随年份呈现明显的下降趋势，上述年份各站的平均含沙量为6.52kg/m3。
在1968年以后，含沙量年际变幅相对减弱，该时段各站的年均含沙量仅为3.6kg/m3，其中巴彦高勒为3.45kg/m3，三湖河口3.55kg/m3，头道拐为4.27kg/m3，显然有沿程增大的趋势。
图3研究区各站（a）年均悬移质输沙率及（b）年均含沙量变化特征Fig.3Annual suspended sediment transport rate（a）and annual sediment concentration（b）atdifferent hydrological stations2.3河道断面形态演变图4点绘了研究区四个断面的河道断面形态在间隔期为5年的年际变化趋势（图中的左右方向对应河道的左右方向）。
磴口站的河道断面形态多年保持稳定（图4（a）），深泓总是位于河道右岸附近，左侧滩地冲淤相间，总体上加积升高；河床质主要为砂和砾石［11］，冲淤变幅明显。
巴彦高勒站河道断面（图4（b））在研究时段加积和冲刷交替发生。
在1972－1975年期间，河床大量淤积，普遍抬升了2.5 6m，平均抬升2.64m，平均淤积速率0.88m/a，最大抬升幅度达6.7m，最大淤积速率达2.23m/a。
该时段悬移质含沙量由2.32kg/m3增大至4.03kg/m3。
1975－1980年间河床由淤积转为下蚀，河床下降了2.5 4m左右，平均下降了2.3m，平均下切速率为0.46m/a。
至1980年悬移质含沙量降低到2.87kg/m3。
1980－1990年河床又相继经历了抬升和下切两个过程，变幅明显减小，平均堆积和下切速率分别为0.29m/a和0.15m/a，同期的悬移质含沙量变幅较小。
三湖河口站河道断面（图4（c））变化剧烈，河道不断向左侧摆动迁移，具有弯曲河流凹岸侵蚀、凸岸侧积特征。
1990年较1965年河道向左岸迁移了290m，平均迁移速率达11.6m/a，1990年局部河床高程较1980年下降了3m，平均下切速率为0.3m/a。
河道总体上向窄深方向发展。
头道拐站河道断面（图4（d））变化也非常明显。
在1970－1980间，河道发生明显的摆动迁移现象：1965－1970年，由于河道向左迁移，左侧高滩地下切3.7m，右侧河床淤高1.83m而成为低滩地；1970－1975年，河道向右侧迁移，左侧原河床淤高2.41m成为低滩地，右侧低滩地下切1.85m成为河床；1975－1980年，左侧低滩地下切2.66m，右侧淤高2.1m。
而自1980年以后，河道位置及断面形态变化不明显，河道基本处于动态冲淤平衡状态。
图4四个实测断面的演变趋势Fig.4Change of the four selected cross-sections3水力几何形态参数特征分析运用Leopold和Maddock［21］描述河流断面的水面宽（B）、平均水深（D）、平均流速（V）与流量（Q）之间的水力几何形态关系式：B=aQ b，D=cQ f，V=kQ m来研究上述四个站点不同年份实测断面的水力几何形态相关参数的变化特征。