松花江干流中下游河型轉化控制因素研究

劉警陽 劉宗堡 曹蘭柱 劉性全 胡賽寅 潘國輝 劉芳

摘 要 河型轉化機制研究對于分析河流沉積特征具有重要意義。以中國松花江干流中下游為研究對象，利用Google Earth和Arc GIS軟件對河流形態參數進行精細測量，進而對不同河段河型發育特征及轉化控制因素進行研究，結果表明：1）松花江干流中下游存在曲流河、辮狀河和直流河3種類型，依據地貌特征、平面形態和彎曲度自上而下劃分為3段，其中上段為低坡度背景下河流逐漸加寬且植被密度逐漸降低的曲辮共存型河流，中A段為低坡度背景下河流較寬且植被密度高的簡單辮狀河，中B 段為高坡度背景下河流寬度集中且植被密度低的直流河，下段為高坡度背景下河流寬度頻繁變化的復雜辮狀河；2）曲流河向辮狀河轉化控制因素為植被密度降低引起的堤岸抗侵蝕能力減弱，辮狀河向直流河轉化控制因素為河流被兩側山谷夾持且伴隨坡度陡增造成河流下蝕能力增強，直流河向辮狀河轉化控制因素為支流注入導致流量和輸沙量增大；3）建立了松花江干流中下游3種河型轉化模式，上段為漸變曲—辮轉化，中段為突變辮—直轉化，下段為突變直—辮轉化。

關鍵詞 河流；河型轉化；發育特征；沉積模式；松花江

第一作者簡介 劉警陽，男，1997年出生，碩士研究生，儲層沉積學，E-mail： liujingyang0306@163.com

通信作者 劉宗堡，男，教授，博士生導師，E-mail： lzbdqpi@163.com

中圖分類號 P512.2 文獻標志碼 A

0 引言

河型轉化作為河流沉積學研究的重要內容之一，其是指由于地質地貌條件改變引起的各種河流類型之間的相互轉化過程[1-2]，而這種轉化過程發生在地質歷史時期則表現為不同河流體系的沉積演變[3]，因此，河型轉化在現代水利防治和地下儲層預測中均具有重要意義。近年來，隨著現代沉積類比、水槽物理模擬、野外露頭解剖和沉積數值模擬等技術方法的大量應用，河流地質條件和堤岸邊界條件控制河型轉化已成為不爭的事實[4-6]。河流地質條件中坡度和流量對于河型轉化的控制作用最為顯著，因為河流形態對構造作用相對敏感[7]，而流量改變則會引起水流沖刷能力變化[8-9]，進而可以利用坡度與流量的函數定量判別河流類型及其轉化[10-11]；同時，沉積物供給和水沙條件匹配對河型轉化的控制作用也被廣泛認知，如錢寧[12]和陸中臣等[13]認為當細粒沉積物增多時曲流河特征增強。相比于河流地質條件，堤岸邊界條件則是通過外力作用引起河型發生轉化[14-16]，如堤岸植被影響水流編織強度和相對流動性，進而控制河流樣式[17]，這是由于植被根系與泥沙有機組合增強堤岸強度和水流阻力[18-19]，特別是不同植被根系對堤岸抗侵蝕性的影響差異較大[20]。同期，關于地質結構、巖石強度和山谷限制對河型轉化的控制作用研究也取得了大量進展[21-22]。

目前，河型轉化控制因素研究對象主要為大型河流，而對于中小型河流研究卻十分薄弱，同時采用的技術手段多以河流地貌學為基礎的定性描述，缺少系統性河型轉化控制因素的定量分析。本文選取中國東北松花江干流中下游河段，利用Google Earth和Arc GIS軟件獲取河流衛星影像并對其進行幾何形態參數測量，同時結合地質地貌特征和沉積動力學機制，最終建立不同河段河型轉化的控制因素。其成果不僅可以應用于河流平面形態預測及水利災害預防，還可以類比于地下河流相儲層沉積體系分析。

1 松花江流域地質概況

松花江是黑龍江在中國境內的最大支流，流域面積557 200 km2，涵蓋黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古四個省區。松花江南源（正源）發源于長白山天池，全長約1 930 km；北源嫩江發源于大興安嶺伊勒呼里山，是松花江最大支流，與南源松花江在吉林省松原市三岔河口交匯后向東流出統稱松花江干流，最終注入黑龍江。根據松花江干流流域地形及水系特征，可劃分為上游、中游和下游，松原市—哈爾濱市為上游，哈爾濱市—佳木斯市為中游，佳木斯市—同江市為下游。松花江流域范圍內共分布5座重要水文測量站，分別為扶余站、江橋站、大賚站、哈爾濱站和佳木斯站（圖1a）。

本次研究區域為松花江干流中下游河段（以下統稱河段），河段西南起哈爾濱市巴彥縣，東北至佳木斯市同江市，全長約560 km。河段位于北溫帶季風氣候區，為濕潤—半濕潤氣候，年平均降水量在500 mm左右，全年降水量的70%～80%集中在6—9月，該時間段是河段的洪水多發期，洪峰一般出現在每年的8月[23]。河段內堤岸植被豐富，在哈爾濱市、通河縣等相對低緯度區域植被類型為沼澤和淺灘植被；依蘭縣、湯原縣等山區的植被類型為闊葉林和少量栽培植被；隨著緯度增加，在佳木斯市和同江市區域植被類型轉變為大量栽培植被和少量針葉林。河段的年徑流量主要來自大氣降水，在河段中下游有牡丹江、湯旺河和梧桐河等支流匯入。河段平均年徑流量為627.6×108 m3，年輸沙量為1 251.8×104 t[24]，主要徑流量和輸沙量集中在每年6—11 月，分別占全年的64%～88% 和89%～98%。總之，河段流經松嫩平原、山前過渡帶和三江平原，河流地貌特征多樣，兼具平原河流和山區河流特征；河段內河流寬度變化范圍較大、形態類型多樣和彎曲指數較低，多數條件下發育辮狀河，局部具有曲流河和曲辮共存特征，僅在山前過渡帶處有直流河發育。

2 數據來源和方法

2.1 河流形態參數選取及有效測量

采用Google Earth和Arc GIS軟件對河段河流幾何形態及地貌特征等參數進行精細測量，河流形態參數是指能夠反映河流平面幾何形態的數值，包括河流的寬度和彎曲度等；地貌特征參數是指反映河流動力學特征的數值，包括植被密度和河流坡降等，其中部分工程數據來源于2019年中國河流泥沙公報，同時測量區域選取原則是避開人為影響河段且衛星圖像清晰（圖2a）。

2.1.1 河流寬度

河流寬度是反映河流平面形態的重要參數，同時河流寬度的變化能夠反映構造作用、物源供給、氣候條件和基準面升降等因素對河流形態的綜合影響[25]。為了對河流寬度進行精細測量，在河流寬度變化幅度較小和測量區間較長的區域，每間隔5km 進行一次寬度測量，在河流寬度變化較大和測量區間較短的區域，每隔1.5 km或2 km進行一次寬度測量，并在目標河段內進行多次的河流寬度測量求取其平均值。根據不同河段的河流形態特征，寬度測量的方法略有差別：曲流河段和直流河段只測量主河流寬度，曲流河的串溝河道與廢棄河道不在河流寬度計算范圍內；簡單辮狀河段的測量要計算沙壩寬度，因其沙壩數量少且形態單一，測量相對簡單；復雜辮狀河段的測量同樣要計算沙壩寬度，但其沙壩數量多且相對分散，在測量時要注意沙壩邊界和河流邊界的區別，復雜辮狀河段通常存在多條細小支流，支流寬度不納入河流寬度范圍（圖2b）。

2.1.2 植被密度

植被密度能夠指示河流演化過程的動力學機制，特別是它能改變河岸的力學性質，植被根系可以增強土壤內聚力從而提升河岸的抗剪強度來對抗水流侵蝕[26]。本次研究定義植被密度為一定范圍河段內植被發育長度與河段總長度比值。利用Arc GIS軟件的“最大似然分類”方法，通過中高分辨率衛星圖像獲取測量區域的植被覆蓋率，進而計算河流沿岸植被密度，植被密度測量河段應與寬度測量河段相一致。測量時應注意植被是河岸植被，而不是江心島和沙壩上的植被（圖2c）。

2.1.3 彎曲度和坡度

彎曲度為河道長度與河谷長度之比，定義為：

S = L/D （1）

式中：S 為河段彎曲度，無量綱；L 為河道長度，m；D 為河谷長度，m。

彎曲度是除河流寬度外最能直接反映河流幾何形態的參數，表示獨立河灣或一定長度河段的蜿蜒程度，河流彎曲度的改變揭示了堤岸抗侵蝕性和河流寬度的變化。一般情況下，彎曲度高的河段，河流寬度較小；而彎曲度小的河段，河流寬度較大。雖然彎曲度與河流寬度之間存在一定關系，但彎曲度具有較大的波動性[27]，要建立兩者之間的定量關系難度較大。

坡度為兩點之間海拔高差與兩點直線距離之比，定義為：

s = ΔH/D （2）

式中：s 為河段坡度，無量綱；ΔH 為河段海拔高差，m；D 為河段直線距離，m。

坡度是反映河段地形起伏的地貌特征參數，在河流沉積學研究中，坡度特指河流坡降，用來指示河段單位長度內自上游向下游的海拔高差。受多期構造作用影響，相比于其他參數，坡度是較難測定的變量，因此需要進行大范圍的海拔高度測量并采用多次測量的平均值。

2.2 河流分段

為了深入探究河型轉化的控制因素，依據河流的地貌特征、平面形態和彎曲度對河流進行分段，如松花江干流中下游沿流向依次為平原—低丘陵地貌、山區地貌和平原地貌。Rust[28]提出的曲流河、直流河、辮狀河和網狀河分類方案及判別標準，最終將研究河段細分為3段4亞段：上段為巴彥縣至通河縣，發育曲流河和辮狀河，為曲辮過渡河段；中段為通河縣至湯原縣，該段流經山前過渡帶，河流彎曲度極低，其中依蘭縣西側為坡降小的辮狀河，依蘭縣東側為坡降大的直流河，因此將中段進一步細分為中A亞段（通河縣—依蘭縣）和中B亞段（依蘭縣—湯原縣）；下段為樺川縣—同江市，河流彎曲度較低，為辮狀河特征（圖1b～d、表1）。

3 不同河段河型發育特征

3.1 上段河型發育特征

上段位于松花江干流中游，具有曲流河和辮狀河特征，河流平均彎曲度為1.17，在曲流段河灣的最大彎曲度達2.62，辮狀段河彎的最小彎曲度僅為1.01（圖1b）。上段地形坡降平緩，平均坡度為7.9×10-5，河流左岸為平原和低丘陵，河流右岸為大片平原，是明顯的平原—低丘陵地貌，植被類型為淺色低矮的沼澤灘地。2019年徑流量為470.8×108 m3，輸沙量為481×104 （t 哈爾濱水文站），最終在上段選擇測量點27處，每段長5 km，測量總長度達185 km。上段河流寬度介于458.9～966.7 m，平均寬度為737.4 m，寬度峰值介于800～900 m，占測量河流總數的41%，同時從上游至下游河流寬度呈逐漸增大的趨勢（圖3a）。上段植被覆蓋率總體較低，植被密度介于0.05～0.57，其中植被密度小于0.3的河段約占63%，且具有自上游向下游先快速減小再緩慢減小的趨勢（圖3b）。

3.2 中段河型發育特征

中段與上段同屬松花江干流中游，但河流幾何形態特征與上段截然不同。中段流經山前過渡帶，是明顯的山區地貌，以依蘭縣為分界點，兩側河流的幾何形態存在很大差異。上游中A段是簡單辮狀河，坡降較小，平均坡度為8.3×10-5，平均彎曲度為1.05，最大彎曲度僅為1.11；下游中B段是典型直流河，坡降較陡，平均坡度為2.0×10-4，最大彎曲度僅為1.06。在中段共選取測量點52處，中A段和中B段各26處，每段長2 km或1.5 km，測量長度達120 km（圖1c）。

中段河流寬度分布有兩個集中范圍，分別在1 300～1 900 m和500～700 m，在其范圍內的河流寬度約占總測量河段的35%和41%，在頻率分布直方圖上呈近雙峰特征（圖4a）。中A 段河流寬度介于726.7～2 280.53 m，平均寬度為1 556.7 m，河流寬度分布有兩個明顯峰值，總體上呈先增大、后減小、再增大和再減小的過程，表明河流寬度變化較大；中B段河流寬度介于486.7～797.2 m，平均寬度為617.8 m，寬度范圍相對集中，平均絕對誤差僅為51.4 m，表明河流寬度范圍變化較小，且中B段河寬趨勢線呈近直線形態。中段河流植被密度較高，植被密度在0.3～0.7之間的河段占總測量河段的71%，同時植被密度自上游向下游具有緩慢減小的趨勢，中A段植被密度明顯高于中B段，如中A段植被密度最大值為0.94（平均值為0.69），中B段植被密度最大值為0.68（平均值為0.45）（圖4b）。

3.3 下段河型發育特征

下段位于松花江干流下游，具有明顯的辮狀河特征，對比中A段簡單辮狀河，下段河流形態復雜，河流中沙壩眾多且大多被植被覆蓋。河流總體較為平直，最大彎曲度僅為1.39。下段流經三江平原，最終在同江市注入黑龍江，河流兩岸地勢平坦，但河流坡降較陡，平均坡度為1.4×10-4，植被類型為暗綠色的栽培植被和少量針葉林。下段有眾多支流匯入，如湯旺河、倭肯河和牡丹江等，造成年徑流量與年輸沙量遠遠超過上段和中段。2019年徑流量為985.6×108 m3，輸沙量為1 820×104 t（佳木斯水文站）。在下段共選取測量點42 處，每段長5 km，測量長度達210 km，其中考慮人為因素未選取佳木斯市區河段進行測量（圖1d）。

下段河流開闊，河流寬度介于1 184.1～2 682.6 m，平均寬度1 726.5 m，寬度峰值介于1 200～2 000 m，占測量河流總數的74%。下段河流寬度范圍變化較大，有4個寬度明顯增大的區域，這說明下段河流形態十分復雜（圖5a）。下段流經高緯度地區，植被密度總體較低且無明顯變化趨勢，77%的測量河段植被覆蓋率介于0.2～0.5，平均植被密度為0.39（圖5b）。

4 不同河型轉化控制因素研究

4.1 穩定河型向不穩定河型轉化

經典河流沉積學理論認為河流河型自上游向下游依次為辮狀河、曲流河和網狀河，其代表了河流能量消耗趨于穩定的動態過程。河流蘊含能量的多少決定了河流穩定性，進而可以將河流類型劃分為穩定河流和不穩定河流。河流穩定性評價參數包括縱向穩定性和橫向穩定性[29]，縱向穩定性反映河床縱向的變形程度，表示泥沙和水流運動之間的對抗關系[30]，橫向穩定性則反映河流橫向的擺動幅度，其與河岸的抗侵蝕能力密切相關[31]。當水沙匹配關系平衡和河岸抗侵蝕能力強時發育穩定河流，其蘊含能量低，在沒有其他因素干擾下河型保持不變，如曲流河和直流河；當水沙匹配關系不平衡和河岸抗侵蝕能力低時發育不穩定河流，其蘊含能量高，此時河型容易發生轉化，如辮狀河。類比于地下河流相儲層預測，明確河型轉化機制對于認清礦產資源的分布規律具有重要意義，如不穩定河流能量高、水動力強和底負載沉積物多，砂體厚度大且分布廣泛，容易形成優質儲層；相反，穩定河流能量低、水動力弱和懸浮沉積物多，砂體厚度薄且分布零散，導致儲層儲集規模較小。

松花江干流中下游出現了曲流河、直流河向辮狀河的轉化，具有穩定河流向不穩定河流轉化的特征，這也印證了河流形態并不受河流位置的影響，只要滿足河流發育條件即可以發生有序的河型轉化，如Leopold et al.[32]指出辮狀河轉化過程與坡度變陡有關，王隨繼[33]也提出河流比降增大是穩定河流向不穩定河流轉化的控制因素。同樣構造作用也可以改變沉積環境和基準面位置來控制河型轉化[34]；此外，從河流動力學角度出發，曲—辮轉化可看作河流能量過剩的綜合表現，是水流能量變化與河岸邊界條件之間的動態平衡[35]。

4.1.1 曲流河向辮狀河轉化控制因素

河段上段具有曲流河向辮狀河的轉化特征，在相鄰河灣內，兼有曲流河邊灘和辮狀河心灘特征，是明顯的曲辮共存河段。上段上游發育曲流河的廢棄河道和串溝河道；上段下游發育辮狀河，河流側向侵蝕能力減弱，隨著沙壩出現河流開始變寬，當沙壩發育到一定規模時河流開始分叉。通過對上段河流寬度和植被密度的測量，利用最小二乘法進行擬合發現，河流寬度與植被密度具有較好的負相關性，即隨著河岸植被密度的降低，河流寬度逐漸增加（圖6）。上述研究表明當植被密度減小時，植被根系對堤岸沉積物的固結作用減弱，水流對河岸侵蝕力大于堤岸土壤凝聚力，造成水流侵蝕堤岸，使得河流變寬并出現分叉。

上段最大坡度為2.0×10-4，平均坡度為7.9×10-5，伴隨著河流寬度的增大，河流坡降沒有出現規律性的增高，依據曲辮劃分閾值計算滿岸流量。

g = 0.013Q-bf0.44 （3）

式中：g為坡度，無量綱；Qbf為滿岸流量，m3/s。

通過式（3）計算得出上段最大坡度處發生曲—辮轉化時的瞬時滿岸流量應為13 190.39 m3/s[10]，Latrubesse[36]曾提出平均流量大于10 000 m3/s的河流可看作超大型河流，但松花江干流作為中小型河流顯然不具備流量大于10 000 m3/s的水流條件。所以流量和坡度不是上段河型發生轉化的控制因素，即植被密度降低造成的河流堤岸抗侵蝕性減弱是上段曲流河向辮狀河轉化的主控因素。

4.1.2 直流河向辮狀河轉化控制因素

河段下段具有直流河向辮狀河的轉化特征，對比中A段辮狀河，下段辮狀河形態復雜。究其原因主要有兩點：1）下段辮狀河河流坡度平均為1.4×10-4，并且河流失去山谷限制性，河流能量較中A段明顯增強，導致河流拓寬程度較大和分叉程度較高，心灘數量及形態更加復雜；2）對比哈爾濱水文站和佳木斯水文站2003—2019年水文數據發現，佳木斯水文站的年徑流量和年輸沙量比哈爾濱水文站約大兩倍（圖7），這是因為河段下段有牡丹江、湯旺河等支流匯入，高流量和高輸沙量代表水流對堤岸的侵蝕作用更強，所以下段辮狀河的形態更加復雜。

此外，本次研究將下段河流寬度明顯加寬區域與支流注入位置進行標定，河寬明顯增加區域（淡藍色陰影）前方均有支流匯入，如區域2前有梧桐河和嘟嚕河匯入，區域3前有蒲鴨河匯入（圖1d、圖5a）。雖然該區域缺乏具體流量資料，不能對流量與河寬進行定量分析，但足以說明支流匯入增加了流量和輸沙量，而這打破了原有的水沙平衡，過剩的沉積物發生堆積形成沙壩，致使河流展寬和水流分叉。

對下段河流寬度和植被密度統計發現：在低植被密度區，河流寬度分布范圍較廣，既有高寬度值，也有低寬度值；在高植被密度區，河流寬度僅有低寬度值；植被密度與河流寬度之間相關性較低，擬合系數僅為0.06（圖8a）。然后將各測量河段坡降與河流寬度進行擬合，兩者擬合系數達0.5（圖8b），當河段內坡度變陡時，河寬隨之增加且辮狀河特征顯現，即坡度變陡與辮狀河發育密切相關[32-33]。上述結果表明，坡度增大不是辮狀河發育的決定因素，而是由于下段眾多支流注入導致水沙平衡被打破，較低的植被密度造就了較松散的堤岸條件，高坡度的強水流能量得以侵蝕河岸變寬，所以只有當外界條件發生改變時，坡度變陡才可能導致河流變寬，如眾多學者建立的坡度—流量河型判別模型[37-40]，即坡度變陡只是河型轉化的前提，流量的增加和邊界條件的改變才是河流變寬的主控因素。所以高坡度條件下流量和輸沙量的增大是下段直流河向辮狀河轉化的主控因素，植被密度則是次要因素。

綜上所述，同一因素在辮狀河發育中有著不同的控制作用，如上段曲—辮轉化植被密度為主控因素，下段直—辮轉化植被密度為次要因素。這可能與不同河段的地質地貌背景有關，以往野外觀測、實驗模擬和理論計算得出的植被密度控制河型轉化都是在河流流量穩定或其他參數不變的前提下建立的[20，41-42]。因此，在河流流量穩定和坡降平緩的條件下，植被密度為控制河型轉化的主要因素；而在河流水沙平衡被破壞和坡降變陡的條件下，植被密度則是控制河型轉化的次要因素。

4.2 不穩定河型向穩定河型轉化

不穩定河流向穩定河流轉化是自然界中最常見的河型轉化類型[43]，特別是山區向平原過渡河段最為常見。河型轉化通常是由于沉積環境的規律性變化引起的，如坡度降低和細粒沉積物增多等[44]。中段具有不穩定河流向穩定河流的轉化特征，具體表現為辮狀河向直流河轉化。中段整體處在小興安嶺和張廣才嶺之間的山前過渡帶上，是構造抬升背景下的山區河段[45]。中A段河流坡降較緩，平均坡度為8.3×10-5，山區河流礫石質沉積物較多，因其坡度小導致河流搬運能力不足，這些粗質沉積物不能隨水流搬運在原地堆積下來，但這些粗質沉積物會在長期的水流推動下侵蝕河岸使河流寬度增加。中B段河流坡降較陡，平均坡度為2.0×10-4，Schumm et al.[46]認為當河流穿越構造高點時，河流下切使得河道變直，而中段恰好發育在由于構造抬升作用形成的先緩慢隆升后迅速下降的地形下，這也是中A段和中B段坡度存在差異的原因。這種構造格局是由于早更新世晚期之前，佳木斯和依蘭區域存在佳依分水嶺，早更新世晚期的松花江水系反轉將佳依分水嶺切穿[47-48]，中B段就恰好發育在分水嶺處，又由于晚第三紀的新構造運動導致佳依分水嶺抬升，形成現今中B段河流縱向比降增大。加之河流兩側的小興安嶺余脈和張廣才嶺的限制作用，導致高坡度提供的高水流能量幾乎全部用于河流的下蝕作用，河流寬度急劇變小向直流河轉化。

中段河流作為礫石質限定性河段，構造作用引起的坡度增大和山谷限制性是辮狀河向直流河轉化的控制因素。而植被密度對河流寬度的控制作用極小，中A段植被密度很大卻發育辮狀河，中B段植被密度較小卻發育直流河，顯然植被密度不是影響該河段河型轉化的主控因素（圖9）。上述認識與常規條件下不穩定河流向穩定河流轉化的控制因素不同，以往認為高坡度下河流應逐漸向辮狀河轉化，如下段直—辮轉化，但下段是平原地貌，河岸抗侵蝕性較弱同時伴隨輸沙量和流量的增大，這便于高坡度下的水流侵蝕；而上段曲—辮轉化，河流在低坡降下也可向辮狀河轉化。因此，在進行河型轉化控制因素研究時，不應籠統地將高坡度作為辮狀河發育的必要條件，要充分考慮構造運動對現今地貌特征的影響和河流側向限制性對河型轉化的控制作用。

4.3 河型轉化模式

基于上述河型轉化控制因素分析，建立了松花江干流中下游3種河型轉化模式：河段上段為平原—低丘陵地貌，河流坡降較緩，隨著植被密度減小，河寬逐漸增加，河型轉化模式為曲流河向辮狀河；河段中段為山區地貌，地形呈現先緩慢抬升后快速下降，同時受到山谷側向限制性，河型轉化模式為辮狀河向直流河。河段下段為平原地貌，河流坡降大和多條支流注入，流量和輸沙量明顯增加，河型轉化模式為直流河向辮狀河（圖10）。

上述研究表明無論哪種河型轉化模式，河流坡度均扮演著重要角色，即低坡度易發生漸變轉化，高坡度則多發生突變轉化。坡度被認為是構造作用的直接體現，如縱穿南北的依舒斷裂切過中段河谷，其與三江平原的沉降作用共同導致了坡度急劇增加進而發生河型的辮—直轉化[49]。地貌對整個河段的河型轉化都具有影響，河流坡度控制水流下切河岸強度，而河流橫向的地貌變化影響河流寬度和沙壩分布，從而控制河流發育類型。另外，氣候也是影響河型轉化的因素，氣候可以調節大氣降水量和全球冰蓋變化，進而影響海平面升降和基準面變化，控制可容納空間的大小和沉積物的供給，最終表現為河型轉化模式的差異性[50]，如早更新世松花江流域經歷了一次氣候旋回（古氣候由冷干轉為濕潤再轉為冷干）[51]，早更新世晚期佳依分水嶺被切穿，此時正值氣候變冷，河流侵蝕基準面下降，分水嶺處的中段河流溯源侵蝕加重，沉積物向下游搬運造成下段向辮狀河轉化，最終現代松花江中下游水系形成。所以構造—地貌—氣候耦合作用對探究河流發育類型及其轉化模式具有重要的指示意義。

5 結論

（1） 松花江干流中下游河段依據地貌特征、平面形態和彎曲度可劃分為3段4亞段：上段為平原—低丘陵地貌和低坡度背景的曲辮共存型河流，中A段為山區地貌和低坡度背景的簡單辮狀河，中B段為山區地貌和高坡度背景的直流河，下段為平原地貌和高坡度背景的復雜辮狀河。

（2） 松花江干流中下游河型轉化控制因素為植被密度、山谷限制性、坡度、流量和輸沙量。植被密度反映河岸土壤與植被根系的黏結程度，從而調節河岸抗侵蝕性；山谷限制性影響水流下切河岸強度；坡度改變水流侵蝕的方式及強弱，進而控制河流寬度變化；流量和輸沙量之間的平衡關系決定水流侵蝕與沉積物沉積。

（3） 松花江干流中下游上段曲—辮轉化的控制因素為植被密度降低引起的堤岸抗侵蝕性減弱，中段辮—直轉化的控制因素為山谷限制性導致的水流下蝕能力增大，下段直—辮轉化的控制因素為高坡度條件下流量和輸沙量的增加。

（4） 建立了松花江干流中下游河段河型轉化的3種模式：上段為曲流河漸變至辮狀河轉化模式，中段為辮狀河突變至直流河轉化模式，下段為直流河突變至辮狀河轉化模式。

致謝 感謝審稿專家和編輯部老師為本文提出的建設性意見。

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