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黑龙江(阿穆尔河)河槽演变相关研究成果
——俄罗斯科学院远东分院水生态所《Formation of the Riverbed Relief and River Banks》简析

2017-12-19赵佚鑫戴长雷

水利科学与寒区工程 2017年11期
关键词:河槽寒区河床

赵佚鑫,戴长雷,李 洋

( 1.黑龙江大学寒区地下水研究所,黑龙江 哈尔滨 150080; 2.黑龙江大学 水利电力学院,黑龙江 哈尔滨 150080)

黑龙江(阿穆尔河)河槽演变相关研究成果
——俄罗斯科学院远东分院水生态所《Formation of the Riverbed Relief and River Banks》简析

赵佚鑫1,2,戴长雷1,2,李 洋1,2

( 1.黑龙江大学寒区地下水研究所,黑龙江 哈尔滨 150080; 2.黑龙江大学 水利电力学院,黑龙江 哈尔滨 150080)

在水文学的探索过程中,对河槽演变的研究是揭示河流流量变化、河流水势变化与研究流域自然地理演变的基础。在中国国内对黑龙江(阿穆尔河)流域的研究中,关于河槽演变的成果和分析不多。《FormationoftheRiverbedReliefandRiverBanks》一书是由俄罗斯科学院远东分院水生态研究所(IWEP FEB RAS,文中简称IWEP)副所长阿雷克谢·尼古拉耶维奇·马奇诺夫教授为第一作者编著的,该书从东亚的地区特征出发,对黑龙江(阿穆尔河)河床地貌的形成与河槽演变过程作了详细的说明。全书共分为五章,共172页,附图片44张(9张是实景彩图),并有英语和俄语两版简介与结论。该书对黑龙江河槽演变的研究具有一定的参考价值。

黑龙江(阿穆尔河);河槽演变;河床地貌;河岸演化;俄罗斯科学院远东分院水生态所

河槽演变在水文与水利研究中占有极为重要的地位。水文计算的流量计算、水力学与河流动力学研究、水文预报的汇流演算过程都需要河槽演变的相关研究成果进行支持[1]。黑龙江(阿穆尔河)总长度为5498 km,居世界第六,是世界上最长的界河;流域面积为184.3万 km2,超过长江流域,居世界第十;入海口多年平均径流量为3550亿 m3,居世界第八。黑龙江也是东亚地区最重要的国际河流之一,流域覆盖中国、俄罗斯、内蒙古、朝鲜4个国家的15个一级行政区[2]。中国国内对河槽演变的研究成果主要集中在黄河流域等泥沙问题十分严重的流域中,黑龙江流域的相关研究不多。

俄罗斯作为世界上多年冻土面积最大的国家,其国土几乎全部处于高纬度冻土地带。相应的,在高纬度冻土研究上,俄罗斯较中国更早,研究范围和数据也更加充足。其中,《FormationoftheRiverbedReliefandRiverBanks》 (《河岸与河床地貌的形成》) 一书中就详细地介绍了黑龙江干流部分河槽演变的过程和其影响因素分析,对黑龙江流域的水文研究和其他河流的河槽演变的研究具有一定的参考价值。该书于2013年完成,并由俄罗斯科学院远东分院科学委员会审议通过,在哈巴罗夫斯克出版,主要介绍了东亚地区的自然地理特征,并从实际河流研究的角度阐述了其河槽演变的过程与影响因素,并针对这些影响因素提出了水资源利用过程中存在的生态问题与解决的建议。

1 IWEP对黑龙江(阿穆尔河)流域的研究

《FormationoftheRiverbedReliefandRiverBanks》一书的第一作者阿雷克谢·尼古拉耶维奇·马奇诺夫教授是IWEP主管科学研究的副所长,长期从事黑龙江(阿穆尔河)流域的研究工作,除该书外,也参与研究和编著了IWEP多数的黑龙江水文地质研究成果。

IWEP是主要从事对黑龙江干流与哈巴罗夫斯克边疆区的水生态问题研究的机构,也是俄罗斯国内对黑龙江流域的主要研究机构,拥有众多的研究成果和相关研究资源。俄罗斯科学院远东分院最初建于1932年,当时为苏联科学院远东分院,用于承袭俄罗斯帝国时期对远东地区的地理研究与海洋探索的工作,并为该地的工农业发展提供科学研究支持。1991年改为俄罗斯科学院远东分院。院内设有滨海、阿穆尔、哈巴罗夫斯克、萨哈林、勘察加、东北6个科技研究中心。水生态研究所还与河海大学、黑龙江大学、同济大学等中国国内高校有着良好的合作关系。

2017年7月,IWEP、黑龙江大学寒区地下水研究所与河海大学国际河流研究中心联合主办了主题为“黑龙江(阿穆尔)流域水问题研究”的第10届寒区水资源及其可持续发展学术研讨会,简称“寒水10会”(图1)。包括北京师范大学、中国地震局防灾科技学院、黑龙江省水文局、中国科学院地理科学与资源研究所等单位在内的专家参与了本次会议。中俄两方专家针对黑龙江中下游的河槽演变问题进行了研讨和实地考察。俄方专家在研讨过程中提供了包括了《FormationoftheRiverbedReliefandRiverBanks》在内的相关研究成果与资料。

图1 “寒水10会”中俄专家共同研讨黑龙江(阿穆尔河)河槽演变问题

2 黑龙江(阿穆尔河)河槽演变研究

图2 《河床地貌与河岸形成》

河槽演变的重要性不在于其本身对河槽变化的研究成果,而是其对于众多水问题的支撑作用[3]。近几十年来,东亚地区的河流侵蚀与河势情况发生了剧烈的变化,并由此引发了一系列的自然灾害。这些变化主要来自于气候的变化和人类经济活动的影响。其中,水电设施、水坝建设、堤岸加固工程、工农业生产活动对河流水文机制与河势变化、河岸演化的影响重大。近年来,州(省)际、地区和地方性的负面水文变化已经对地区内的环境造成了巨大的破坏,加剧了环境的恶化。

地貌演化过程中的危险与伴随其而来的自然灾害是俄罗斯和中国最重要的战略风险。然而尽管两国的研究者在理论层面和经济市场需求层面都进行了深入而详细的研究,但经济活动对环境和条件的需求和影响仍未得到充分的分析。而这一因素正是形成以上战略风险的重要因素,也是其在不同环境条件下的产生过程不同,从而难以分析的原因[4]。

《FormationoftheRiverbedReliefandRiverBanks》 (《河岸与河床地貌的形成》)正是在这种情况下(图2),由中俄两国的学者针对这一问题进行研究与合作的成果。书中不仅介绍了东亚地区的整体环境,也从具体的研究和案例分析出发,对两国在这一区域的重要河流的河槽演变的过程进行了详细的分析,并在这一分析的基础上,提出了针对不同地域的水生态问题的解决建议。

该书一共分为五章,并在文前有介绍该书研究方向与研究背景的俄英双语简介,在文后有汇总成书过程中的研究成果的总结。

第一章从地质构造、突出特征、气候、土壤与自然景观四个方面,整体介绍了东亚地区的自然地理特征。其中,作者重点介绍了黑龙江流域和长江流域的水文地理条件。

第二章描述的是对水势与泥沙通量的研究。从本章开始,作者的介绍完全转为对黑龙江流域和长江流域的研究陈述上。本章是通过水势与泥沙通量的分析来介绍两条河流的河流动力学条件。

第三章进入了对两条河流的河床形成与演化的介绍。在第二章的分析结果的基础上,通过对河床形成因素的分析、河床类型的判断、两条河流的河床形态学和测量学特征描述了其河床演变的推测过程,并以此分析了两条河流河口的汇流动力学因素。

第四章介绍的是河床与河岸演化过程中的外力因素。分为下蚀作用和侧蚀作用、河床冰体、木本植被、风成因素和人类活动因素等。作者通过对两条河流的河槽演变过程中这些因素的影响研究,分析出两个流域中的水环境影响因素。

第五章承袭之前的研究与分析成果,主要是第四章的河床与河岸演化过程中的外力因素分析,在气候变化、水利工程建设与国际合作三个方面分别分析了水生态问题的成因,并分别提出了解决的建议。

3 结论与启示

该书属于研究成果汇总形式的书籍,以介绍研究过程和分析过程为主,多为文字介绍,在分析的过程中也使用了图片进行辅助分析。其条理清晰,逻辑顺畅,相关的研究者在文字阅读过程中应不乏兴趣点。另一方面,该书对河槽演变的介绍和分析十分全面。中国国内对于高纬度多年冻土区和结合国际河流的相关方面研究及分析不多[5],虽然学术界已经开始重视对河槽演变与多年冻土区水文条件的研究。目前对高纬度多年冻土区进行研究的机构主要有河海大学、兰州大学、石河子大学、黑龙江省水利科学研究院、黑龙江大学寒区地下水研究所等,该书仍然具有对黑龙江流域河槽演变研究的参考价值[6]。

《WaterChemistryoftheMiddleAmurRiver》(ISBN: 978-4-431-55244-4)是作者马奇诺夫教授参与编著的另一本黑龙江流域相关著作,主要介绍了对黑龙江干流中俄界河段的水化学研究成果。除此以外,同为水生态所库拉科夫教授编著的《黑龙江流域及其毗邻区的矿泉水和医用矿泥专论》和《黑龙江流域地下水的地球化学研究》 ,及由黑龙江省水科院牵头,黑龙江大学寒区地下水研究所主要制作的《黑龙江中下游中俄跨国界含水层水文地质图》(ISBN: 978-7-5465-1616-5)与《乌苏里江流域水文水系说明图》(ISBN: 978-7-5465-1617-2)等资料也是我国寒区河流研究——特别是黑龙江流域研究的宝贵参考。

[1] 周幼吾. 中国的冻土[M].北京:科学出版社,2000.

[2] Aleksey Nikolaevich Makhinov, Liu Shuguang. Formation of the Riverbed Relief and River Banks [M]. Khabarovsk: IWEP FEB RAS, 2013.

[3] 戴长雷,王思聪,李治军. 黑龙江流域水文地理研究综述[J]. 地理学报,2015,70(11): 1823-1834.

[4] 张小峰. 河流动力学[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2013.

[5] 戴长雷,李治军,林岚,等. 黑龙江(阿穆尔河)流域水势研究[M]. 哈尔滨: 黑龙江教育出版社, 2013.

[6] 刘国纬. 江河治理的地学基础[M]. 北京: 科学出版社, 2017.

Achievement of the research to river channel evolution on Heilongjiang(Amur) River——Analysis for《Formation of the Riverbed Relief and River Banks》of IWEP FEB RAS

ZHAO Yixin1,2, DAI Changlei1,2, LI Yang1,2

(1.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;2.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

During the research of hydrology, research on river channel evolution is the foundation to reveal the river flow change, natural geography and basin evolution of river regime change. Meanwhile, Study, results and analyses for the evolution of the channel of Heilongjiang basin is not much in China. Formation of the Riverbed Relief and River Banks is a book that its first author is Professor Aleksey Nikolaevich Makhinov, deputy director of the Institute of Water and Ecological Problems in the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences(IWEP FEB RAS in short, and IWEP in the text). The book describes the formation and evolution of Heilongjiang river channel landform process in detail on the basis of the features of the East Asian region,. The book is divided into 5 chapters, 172 pages, with 44 pictures (9 color pictures for the view of fact) and introduction and conclusion written in English and Russian. The book is supposed to be reference in the research of river channel evolution aspect in Heilongjiang(Amur) river.

Heilongjiang; riverbed geomorphology; river bank evolution; river channel evolution; IWEP

P512

A

2096-0506(2017)11-0036-04

黑龙江省水文局科技项目(2014230101000811)

赵佚鑫(1994-),男,黑龙江明水人,硕士研究生,主要从事国际河流水资源评价方向的学习与科研工作。E-mail:hss_zhaoyixin @126.com。

戴长雷(1978-),男,山东郓城人,教授,主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学与科研工作。E-mail: daichanglei@126.com。

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