黑龙江罗北 同江段复合大凹岸形成机制分析

黑龙江罗北同江段复合大凹岸形成机制分析摘要:本文笔者通过搜集相关资料和参考文献,对黑龙江罗北—同江段复合大凹岸进行了较为细致的形成机制分析,初步认为主要影响因素有科氏力、洪水、新构造运动、特殊的江岸岩土体结构、河流流向、人为因素作用等。

关键词:黑龙江复合大凹岸机制分析

当黑龙江流入三江平原后,在黑龙江省罗北县至同江市以北地段,黑龙江形成一个凹向我国一侧的复合大凹岸,规模宏大,特点突出,那么,这个大凹岸是如何形成的呢？对此,笔者搜集了相关资料和参考文献对其形成机制进行了分析。

黑龙江发源于蒙古国北部的肯特山东麓,干流全长2821km。上游段从洛古河至黑河市,长905km;中游从黑河市至俄罗斯的哈巴罗夫斯克(伯力),长982km;下游从哈巴罗夫斯克至入海口,长934km(在俄罗斯境内)。黑龙江上游为山区性河流,河床宽度一般为400m～600m,平均比降5/10000,山顶至漫滩高差达80m～110m,洪水平槽水深为10m～15m,流速为1.6m/s～1.8m/s。黑龙江中下游河床逐渐增宽,黑河—松花江入口段河床宽度为1100m～1500m;松花江入口—伯力段河床宽度为1800m～2400m。此段多为平原区河流特点(仅兴安峡谷为山区河流特点),平均比降1/10000左右。

罗北—同江段处在中温带,属大陆性季风气候。冬季严寒干燥,夏

季温热、降雨集中,春季风大,秋季早霜。气温变化幅度也大,全年零度以下气温长达5～6个月之久。年内气温变化剧烈,全年无霜期80～150天。年均日照时间2300h～2650h。冻结期达6～7个月,冻结深度2.1m～2.8m。区内降水量变化较大,年内分配极不均匀,多集中在6～8月份,占全年降水量的60%～80%。区内多年平均蒸发量900mm～1200mm。受季风影响,年内以西、西北风为主,夏季则多东、东南风。全年5级以上大风天数达40～100天,平均风速2m/s～5m/s,最大风速达24m/s。黑龙江洪水有明显的春汛及夏秋汛双汛特征,有时是凌汛、春汛、夏汛及秋汛四汛相连。萝北以下平原多以夏汛为主,发生时间为7、8、9月份。据有关黑龙江干流近百年资料记载,发生大洪水、特大洪水13次。

通过认真分析基础资料,并查阅有关文献,认为其形成主要有以下因素控制。

1 科氏力作用

科氏力在地理学中又称为地转偏向力,是地球在转动中出现的惯性力之一。在地球北(南)半球上的物体沿经线运动时,受到向右(左)的科里奥利力的作用,使其物体运动方向不断向右(左)偏侈,这一现象称科氏力定律。由法国工程师和数学家科里奥利(G.G.Coriolis)首先确定。从宏观上,现代河道的变迁主要受科氏力的影响和控制。在科氏力长

期恒定作用下,对于河谷地貌的塑造有着深刻的影响。在科氏力作用下,北半球的河流将偏向运动方向右侧。在河流弯道处,科氏力与离心力同时起作用,当河流右弯时,两种力方向一致,对凹岸的侵蚀力增强。

2 洪水作用

随着季节的变化,河流的水动力特征呈周期性变化,江岸的稳定性、河流的总搬运能力、回水带及退水带的位置、环流的方向和强度也都要发生变化。黑龙江地处中纬度地区,降雨主要集中在7～9月份,所以此时的江水位较高,流量大,流速快,是发生侵蚀塌岸的主要时期。春季4～5月份融雪流冰期也是产生侵蚀塌岸的主要时期。

3 新构造运动作用

地壳的升降运动,无疑会给河系轮廓和河谷形态以巨大的影响。自更新世以来,三江平原新构造运动活跃,盆地经历了升降运动。尤其是晚更新世晚期以来,平原区不均匀震荡活动频繁,在同江—富锦—集贤连线以东整体抬升,受其影响,造成黑龙江不断地改道,在绥滨、萝北一带依次遗留下六条古河道。全新世初期绥萝地区又明显抬升,造成黑龙江、鸭蛋河改道,形成现今河道的雏形。

4 特殊的江岸岩土体结构

由于该段河谷为古河道,江岸多为冲积、洪积、沉积地层,在垂向上具有典型的二元结构特征。即上部由细砂、粉砂、粉土、粉质粘土等组成,结构疏松,厚度 1.0m～8.7m;下部由圆砾或砾砂等组成,松散、分选差,可见厚度8.6m。在水流侵蚀和长期浸泡作用下极易产生塌岸。

5 河流流向作用

在黑龙江罗北段上游,受科氏力作用,黑龙江向西向侵蚀,而黑龙江西侧多为元古界地层和中生界白垩系地层,岸体稳定,致使黑龙江的流向基本上为由北向南流动,对罗北县北部地段冲刷强烈,导致黑龙江河道逐渐向南发展;而同江市西侧松花江由西南向东北方向流动,抵消了部分由西向东流动的黑龙江水的力量,导致黑龙江在同江北部改道东北。

6 人为因素作用

植被发育程度直接和间接地影响了江岸的稳定性。由于我国历史原因,过去人类乱砍滥伐,开荒种地现象严重,使沿江土体江岸植被遭受严重的破坏,致使生态平衡失调,环境质量下降,抵御自然灾害的能力减弱,塌岸速度加快。

除上述影响因素外,还有如冻融、风浪、船只航行波、地下水、采砂、重力、暴雨等作用的影响,这些因素只是辅助作用,对该大凹岸的形成起到的作用不大。