中南阿拉斯加主要河流及其特征分析

大衛·卡爾·施耐德 著;戴長雷，楊朝暉 譯

(1.阿拉斯加大學安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龍江大學 寒區地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

中南阿拉斯加主要河流及其特征分析

大衛·卡爾·施耐德1著;戴長雷2,3，楊朝暉1譯

(1.阿拉斯加大學安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龍江大學 寒區地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

摘要：所有的河流都是塑造地貌的能手，中南阿拉斯加的水系對當地的地形地貌產生了顯著的影響。通過研究阿拉斯加中南部的河流及其特征有助于進一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理主要河系、河流作用以及河流流量相關知識的前提下，對阿拉斯加中南部地區的主要河流及其特征進行了分析。指出：①由于氣候涼爽、水量豐沛、大山環繞，阿拉斯加中南部地區發育了成千上萬道河流水系。主要有科珀河(銅河)水系、蘇西特納河水系、馬塔努斯卡河水系、克尼克河水系、基奈河水系、庫克灣、威廉王子灣、阿拉斯加海灣沿海諸河水系、育空河水系，以及卡斯科奎姆河水系等；②通過河流沉積作用形成了洪積平原、蜿蜒型河道、辮狀河道和河口三角洲；③通過河流侵蝕作用形成階梯侵蝕、峽谷和瀑布；④在阿拉斯加中南部地區，大多數河流在冬季流量極小，而當春末融雪時流量就會大幅度增加。

關鍵詞：河流水系；河流沉積；河流侵蝕；流量；中南阿拉斯加

本文是在大衛·卡爾·施耐德助理教授所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》(云杉地理學出版社，2013)的基礎上翻譯節選修訂而成的。

大衛·卡爾·施耐德出生成長于阿拉斯加州安克雷奇市，碩士畢業于威斯康星大學麥迪遜分校地理系，在阿拉斯加大學安克雷奇分校講授自然地理學與人文地理學課程的同時長年從事地理信息系統相關領域的工作，對中南阿拉斯加自然地理及俄羅斯(前蘇聯)與阿拉斯加的經濟地理進行了系統研究。

本文節選整理的內容主要為關于阿拉斯加主要河流及其特征相關論題的分析與論述，可供擬了解阿拉斯加主要河流及其特征的中國同行參鑒。

1中南阿拉斯加主要河系

由于氣候涼爽、水量豐沛、大山環繞，阿拉斯加中南部地區發育了成千上萬道河流水系。所有河流都是塑造地貌的能手，中南阿拉斯加的水系(圖1)也對當地的地形地貌施加了顯著的影響[1]。

2中南阿拉斯加河流沉積特征分析

當河流由山區流入到開闊的地區或者諸如湖泊一類的固定水體時，水流速度通常都會變小。當水流速度降低的時候，河流所攜帶的泥沙就會沉積下來。河流會在所流過的山谷借助經年沉積的泥沙營建出一片洪積平原，而后繼續在自己所營建的洪積平原上流淌。庫克灣流域上游的蘇西特納河谷就是展示這一過程的良好范例。源于阿拉斯加山脈和塔爾基特納山脈的數千條水道匯集在蘇西特納河谷，大量泥沙的長年沉積填平了與這些山脈具有緊密聯系的地槽，這是山谷中所有的地形歷史冰川和現代河流共同作用的結果[2]。

當河流流經低地的時候，將會形成蜿蜒型河道或辮狀河道。蜿蜒型河道是指極少的順直河段，以巨大的河曲在洪積平原上前后蛇行的河道。這樣的河道全年都在輸送水流和泥沙。在河曲的凸岸，水流較慢，泥沙沉積；在河曲的凹岸，水流較快，河岸被掏蝕。在填凸掏凹的作用下，河曲地塊的頸部越變越細，并最終貫通，形成一段短暫的順直河道。接下來，在這短暫的順直河道中，沿岸侵蝕和沉積不停作用，河道會重新蜿蜒并開始一個新的填凸掏凹過程。河曲地塊沿頸部貫通后，原來的河曲段一般會形成牛軛湖?；魏拥南掠魏佣巍⑿√K西特納河、安克河(船錨河)、格爾卡納河，以及許多其他的溪流河道都擁有蜿蜒型水道。

由于降水豐沛、氣候涼爽，中南阿拉斯加發育了眾多的水系。其中，科珀河(銅河)水系規模最大，蘇西特納河水系次之。本圖中所標注的水系斷面編號與表1中的水系斷面編號一致。圖1 中南阿拉斯加水系及主要流域

辮狀河道以眾多的沙洲和沙壩為特征，比蜿蜒型河道更為順直、寬闊和淺顯。辮狀河道的發育需要同時具備水流有重要的泥沙來源和流量年內時程變化劇烈兩個條件。擁有冰川或者沙漠的多山地區會同時具備上述兩個條件。本文無需討論山區沙漠，但是山區冰川在中南阿拉斯加確是十分常見。在春季和夏初，當冰川頂部和周邊群山上的初雪融化時，冰川水源的河道水流激增。

春季快速融化的冰川極易將其本身攜帶的大量泥沙沖走。在年內的其他時候，流量變小，泥沙沉積在河道中，水流不得不繞過這一堆就地沉積的沙石而流動，這樣，辮狀河道就慢慢形成了。源自馬塔努斯冰川的馬塔努斯卡河就是辮狀河道的一個良好例子。根據水動力條件的變化，同一條河流也可能同時擁有蜿蜒型河段和辮狀河段。

當匯入大海或湖泊時，河流的大部分勢能就會消失。隨著勢能的消失，河流所攜泥沙在匯入其他水體的地方堆砌起來，往往形成河口三角洲。在涼爽的氣候條件下，由于可以搬運大量的沉積物，所以，相較于其他水源的河流，三角洲更易于在冰川水源的河流的河口形成。中南阿拉斯加主要的河口三角洲包括克尼克-馬塔努斯卡河三角洲(圖2)、蘇西特納河三角洲(圖3)、科珀河(銅河)大三角洲[3](圖4)。

馬塔努斯卡河主要由冰川融水補給，經馬塔努斯卡河谷，注入庫克灣。河流輸沙量大，流量季節變化劇烈，辮狀的河道里遍布沙洲。圖2　馬塔努斯卡河

小蘇西特納河的上游起源于塔爾基特納山，在瓦西拉市附近進入蘇西特納河谷，并最終注入庫克灣。由于蘇西特納河谷為非常平坦的冰磧平原，所以小蘇西特納河流經這一地區時形成了典型的蜿蜒河道。圖3　小蘇西特納河

由于海流不能將河道搬運來的冰川沉積物全部帶向大海，所以，在科珀河注入阿拉斯加海灣的地方，沉積物層層堆砌，形成了水道眾多的河口三角洲，該三角洲成為野生生物的殿堂。圖4　科珀河(銅河)三角洲

3中南阿拉斯加河流侵蝕特征分析

在阿拉斯加，隨著冰川的消退，河流成為巖土侵蝕的主要營力。山區里，奔騰的河水長久地磨蝕著巖石，雕琢著山谷。侵蝕下來的物質被河流搬運到下游，并慢慢地在洪積平原、湖泊或海洋中沉積下來。

對于一塊硬度均勻的巖石，在沒有構造運動且年均降水量不變的條件下，河流將會沿著一定的坡度以一個相對恒定的速度對其進行磨蝕。眾所周知，山勢的起伏、巖型的因層改變，以及氣象條件的反復，會使得河流的流速和坡度隨著時間變化而動態變化，進而促成一些有意思的河流侵蝕特征。當坡度或降水量增加，河流動能因之增加到足以侵蝕發育在洪積平原上的水下河道時，在山谷的沖積階地上，就會形成階梯侵蝕。當河道下蝕到一定程度時，河流坡度降低，水流動能變小，泥沙重新沉積并在海拔較低的地方重新形成洪積平原。隨著當地條件進一步改變，低海拔洪積平原上的河道會重新下蝕，上述情形就會重復出現。在帕爾默北邊，格倫公路所經過的沖積階地地區，就是這種階梯侵蝕的良好例子。

當河流隨著山勢坡度的增加而增加水流梯度時，越來越快的水流意味著河流的侵蝕能力也在增加。坡度增加的越快，河流切蝕的能力越強。在切蝕活動非?；钴S的地區，就會形成峽谷。由于斷層線上因存在巖石脆弱點而更易于被水流侵蝕，所以一些峽谷常常沿著斷層線發育。中南阿拉斯加地區有許多峽谷。尼納納河峽谷就位于德奈利國家公園麥金利村的北邊，它是當阿伍特山脈抬升時由尼納納河直接切蝕而成。中南阿拉斯加其他重要的峽谷還包括塔爾基特納山區位于蘇西特納河上的德奈利峽谷、颶風峽谷、楚加奇山區位于科珀河(銅河)上的伍德峽谷和位于瓦爾迪茲附近的拱頂石峽谷(又稱基斯頓峽谷)。在公園公路大橋上可以從上往下看到颶風峽谷，理查森公路則從拱頂石峽谷(基斯頓峽谷)右側穿過[4]。

由于近期的地質抬升，還形成了一些瀑布。瀑布會出現在當一條河流還沒有足夠的時間對一個正常的山谷進行侵蝕的地方。當一條河流先流經難蝕地層，再流經下伏易蝕地層的地方，也會發育瀑布。這種條件下，河水會掏蝕下伏易蝕地層直至上覆難蝕地層坍塌，而且隨著時間的推移，這一現象會逐漸向瀑布上游方向推進。楚加奇山區有一些著名的瀑布，如安克雷奇附近的雷鳥瀑布、肯尼湖附近的自由瀑布，以及威廉王子灣周邊不計其數的瀑布。

4中南阿拉斯加河流流量分析

一條河流的流量會隨著年內時間的不同而發生變化。在阿拉斯加中南部地區，大多數河流在冬季流量極小，而當春末融雪時流量就會大幅度增加。

對于一條由冰川補給的河流，隨著冰川的融

化，它在整個夏季都會保持較大的流量。而對于一條由非冰川補給的河流，由于融雪過后降水成為河流的唯一水源，因之它在夏季的流量反而會變小。伴隨著濕潤的八月、九月、十月的降雨，河流的流量會增加。一般情況下，與積雪和冰川消融所引起的流量增加相比，這些由夏季降雨所促成的流量增加很小。

由于一條河流會經歷小流量階段，所以，河道規模的大小不能只看河道水流本身，還要看沿岸植被的高度、水位以上沉積物的數量以及兩岸之間的距離。

表1和表2給出中南阿拉斯加某些河流以及作為參照的部分美國其他河流的統計特征值。

表1中列出了許多中南阿拉斯加不同位置、不同規模的代表性重要河流。其中，科珀河(銅河)最大，作為第二大河的蘇西特納河的流量基本上是科珀河(銅河)流量的三分之二。它們的流量與表2中的育空河[5]一參照就相形見絀了，在匯入白令海的河口附近的派勒特站斷面上，育空河測得的六月平均流量為 574 562 Ft3/s。

安克河(鐵錨河)和格爾卡納河是表1中僅有兩條完全不接受冰川融水補給的河流。正是因此，兩條河流在夏初隨著的積雪的融化而獲達到了最大流量，爾后流量變小。與之對應的是，冰川在整個夏季持續融化，特別是在七月、八月這兩個更為溫暖的月份里冰川融水更多，這就促成了冰川水源的河流在夏末出現更大的流量。

表2中列出了一些阿拉斯加以外的河流作為對比參照，其中的哥倫比亞河、克羅拉多河、密西西比河和萊茵河在表2中所列的流量監測站的上游都有控制性的水壩，這使得它們全年的流量更為連續和平穩。

表1　中南阿拉斯加部分河流典型斷面流量　Ft3/s

表中序號已在“中南阿拉斯加水系及主要流域”地圖中的相應位置標注。

表2　參照河流典型斷面流量　Ft3/s

5結論

(1)由于氣候涼爽、水量豐沛、大山環繞，阿拉斯加中南部地區發育了成千上萬道河流水系。主要有科珀河(銅河)水系、蘇西特納河水系、馬塔努斯卡河水系、克尼克河水系、基奈河水系、庫克灣、威廉王子灣、阿拉斯加海灣沿海諸河水系、育空河水系，以及卡斯科奎姆河水系等。

(2)通過河流沉積作用形成了洪積平原(庫克灣流域上游的蘇西特納河谷)、蜿蜒型河道(基奈河的下游河段、小蘇西特納河、安克河(船錨河)、格爾卡納河)、辮狀河道(馬塔努斯卡河)和河口三角洲，河口三角洲包括克尼克-馬塔努斯卡河三角洲、蘇西特納河三角洲、科珀河(銅河)大三角洲。

(3)通過河流侵蝕作用形成階梯侵蝕(格倫公路所經過的沖積階地地區)、峽谷(尼納納河峽谷、德奈利峽谷、颶風峽谷、伍德峽谷、拱頂石峽谷)和瀑布(楚加奇山區有一些著名的瀑布，如安克雷奇附近的雷鳥瀑布、肯尼湖附近的自由瀑布、以及威廉王子灣周邊不計其數的瀑布)。

(4)在阿拉斯加中南部地區，大多數河流在冬季流量極小，而當春末融雪時流量就會大幅度增加。

參考文獻：

[1]Ferrians O J Jr.Permafrost in Alaska[J].The Geology of North America，1994(1):845-854.

[2]Reger R D，Pinney D S，Burke R B，et al.Catalog and Preliminary Analyses of Geologic Data Related to Middle to Late Quaternary Deposits，Eastern and Northern Cook Inlet Region，Alaska[R].Alaska:Alaska Division of Geological & Geophysical Surveys，1996.

[3]Brabets，Timothy P.Geomorphology of the Lower Copper River，Alaska[D].Washington:U.S.Geological Survey，1997.

[4]Beikman H M，compiler.Geologic Map of Alaska[R].Washington:U.S.Geological Survey，1980.

[5]Ferrians O J Jr.Glacial Lake Ahtna，Copper River Basin，Alaska,Late Cenozoic History of the Interior Basins of Alaska and the Yukon[R].Washington:U.S.Geological Survey，1989.

Analysis of the rivers and their characteristics in Southcentral AlaskaWritten by David K.Snyder1；Translated by

DAI Changlei2,3，YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage，Anchorage99508，USA;2.InstituteofGroundwaterinColdRegion，HeilongjiangUniversity，Harbin150080，China;3.SchoolofHydraulicandElectricPower，HeilongjiangUniversity，Harbin150080，China)

Abstract：Streams are powerful and influential shapers of the landscape that have greatly influenced the topography of Southcentral Alaska.It helps to understand the terrain characteristics in Southcentral Alaska through the study of the rivers and their characteristics.This paper analyzes the rivers and their characteristics in Southcentral Alaska on the basis of combing a variety of factors which affect the main river system，stream action and streamflow under the premise of knowledge.It points out:Thanks to a cool climate，sufficient moisture，and large mountains to trap that moisture thousands of streams and rivers flow through Southcentral Alaska.There are mainly Copper River system，Susitna River system，Matanuska system，Knik system，Kenaisystem，Cook Inletsystem，Prince William Soundsystem，Gulf of Alaskasystem，Yukon Riversystem and Kuskokwim Riversystem，etc.；Through the affect of the fluviatile deposit，they form floodplain，meandering streams，braided stream and estuarine delta；Through the affect of the river erosion，they form alluvial terraces，gorge and waterfall;In Southcentral Alaska，most rivers have very little discharge in winter，but have a dramatic increase in late spring when the melts.

Key words：water system；fluviatile deposit；river erosion；streamflow；Southcentral Alaska

作者簡介：大衛·卡爾·施耐德(1969-)，男，助理教授，主要從事自然地理及地理信息系統方向的科研和教學工作。 戴長雷(1978-)，男，副教授，主要從事寒區地下水及國際河流方向的教學及科研工作。

中圖分類號：P343.1;P512.2

文獻標志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)05-0022-06