青藏高原山区河流广义河相关系与多频率沿程河相关系

山区河流地貌由流域来水来沙和地质地貌等下垫面背景因素决定,基岩限制性河段与冲积河段相间分布,这些河流是否存在稳定的河相关系,是山区河流地貌演变研究亟待回答的重要问题。本研究以发源于青藏高原的六大水系共129个水文测验断面的实测流量和实测大断面数据为主要数据源,以青藏高原六大水系的沿程河相关系为研究对象,探讨了同一河段与同一流域不同河段平滩流量下的沿程河相关系,分析了不同频率流量下沿程河相关系系数和指数的相关关系及协同变化规律,提出了多频率沿程河相关系概念,并在时间和空间两个维度上分析了多频率沿程河相关系的意义。青藏高原山区河流平滩流量下同一河段与同一流域不同河段均存在较强的沿程河相关系,本文把山区河流上、下游间断冲积河段之间所具有的沿程河相关系,称为山区河流的广义河相关系,河宽-沿程与水深-沿程河相关系强度总体上大于流速-沿程河相关系强度;不同频率流量下沿程河相关系系数和指数间存在较好的对数-线性关系,并将其定义为多频率沿程河相关系;同一河段的多频率沿程河相关系强度一般大于同一流域不同河段的多频率沿程河相关系强度。多频率沿程河相关系将沿程河相关系的空间多维属性在时间维度上进行延伸,刻画了断面几何参数与流量在时、空两个维度上的相关关系。研究结果丰富和发展了河相关系理论,可为河相关系从平原河流走向山区河流及河流地貌在河网水系的分布规律等研究提供依据。

时空维度拓展的河相关系研究进展

从时间和空间两个维度拓展河相关系理论是当前的研究热点。对多断面河相关系的地貌学意义与表达方式、影响因素和在资料缺乏地区流量估算的应用,以及多频率沿程河相关系的研究成果进行较系统的分析和总结,探讨了多断面河相关系、多频率沿程河相关系,以及山区河流广义河相关系的意义与内涵。多断面河相关系是断面河相关系在河网空间的延伸,多频率沿程河相关系是沿程河相关系在时间维度的延伸,二者均受河流地貌特征影响,并且存在于同一河段与同一流域的不同河段。山区河流间断分布的冲积河段是河相关系理论从平原河流走向山区河流的关注重点,这些河段的河道形态由流域来水来沙塑造,在不同时间和空间维度上存在与一般冲积河流相似的水力几何要素-流量关系,称为山区河流广义河相关系。