塔里木河岸线迁移动力学与河床演化过程的多源遥感监测与形成流量阈值研究

本文综合运用多时相Landsat影像（1993-2023）、水文记录（1990-2022）与无人机（UAV）数据，首次通过高斯振幅（GaussAmp）模型量化了塔里木河岸线迁移与形成流量（channel-forming discharge）的非线性关系（R2=0.769），发现当形成流量达184.38 m3/s时岸线迁移速率峰值达54.41 m/a。研究揭示2000年后人类活动通过植被恢复与水流调控工程使平均岸线迁移速率从28.4 m/a降至22.3 m/a，为干旱区内陆河治理提供关键阈值依据。

　　

研究亮点

基于1993-2023年间六期遥感影像解译数据，本研究通过交叉断面定量评估了塔里木河岸线迁移格局（图5）。结果显示河道变化呈现明显的空间分异：自三河源向下游，岸线迁移速率总体递减，其中游荡段（R1-R2）表现出最强的侵蚀活性（平均迁移速率41.9 m/a），而蜿蜒段（R4-R5）则以裁弯取直为主要演化特征（平均迁移速率12.6 m/a）。正负迁移值分别指示河岸侵蚀与沉积过程，空间分布揭示上游强输沙能力与下游流能衰减的主导作用。

不同河段形成流量变化特征

采用皮尔逊Ⅲ型（Pearson Type III）水文频率曲线，本研究拟合了塔里木河R1至R5河段的流量概率分布（图10）。选取25%超越概率对应的流量作为形成流量（图11），数据显示该参数存在显著时空异质性（表3）。过渡段（R3）在2013-2018年间记录到最高形成流量（244.79 m³/s），与该时期最强烈侵蚀面积（125.4 km²）相对应；而2018-2023年间生态改善促使沉积主导（152.5 km²），印证形成流量对河床调整的关键调控作用。

结论

基于30年遥感序列、水文站实测数据与2023年无人机影像，系统解析了塔里木河平面形态调整与形成流量-岸线迁移速率的量化关系，主要发现包括：

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  岸线迁移呈现游荡段（高侵蚀）、过渡段（中迁移）、蜿蜒段（低迁移）的三元空间分异
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  形成流量与迁移速率存在非线性峰值关系（GaussAmp模型），临界阈值为184.38 m³/s
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  人类干预（植被恢复/水利工程）使平均迁移速率下降21.5%，工程河段局部侵蚀减弱达160米
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  时间上2013-2018为强烈侵蚀期，2018-2023转向沉积主导，反映生态治理成效