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华北平原的水系

 激扬文字 2023-08-07 发布于四川

一、太行山脉

太行山高峻奇险,纵贯南北,自燕山直抵黄河北岸,阻挡了太平洋吹来的湿热空气,带来较为丰沛的降水,雨水汇流大小山谷,形成拒马河、滹沱河、漳河、沁河、丹河等一系列河流。这些河流横切太行山,从太行山口奔涌而出,连同古黄河下游的摆动,裹带的泥沙在太行山山前沉积为冲积扇,共同孕育了华北大平原(冀胜利,2020)。
太行山百岭互连,千峰耸立,延袤千里,在桑干河、唐河、滹 沱河、漳河、丹河、沁河等河流传切作用下,太行山形成了多道东西向横谷,其狭长地带成为华北平原进入黄土高原穿越太行山脉的自然通道,被称为“陉道”,即山脉中受河流切割自然形成的山谷。其中,最重要的几条陉道,被称作“太行八陉”(张玮,2021)。太行八陉就是太行山系中八条东西横贯的峡谷。太行山脉多雄关,著名的有位于河北的紫荆关,山西的娘子关、虹梯关、壶关、天井关等。

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太行山及华北平原地形示意图

(据地道风物,制图/孙璐)

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华北地区地质简图(局部)

(据中国地质科学院)

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河北地质简图(局部)

(据中国地质科学院)

二、华北平原的水系特点

华北平原位于太行山和秦岭以东、 燕山以南、大别山和淮河流域以北,由黄河、海河、淮河冲积和第四系海侵淤积而成, 也称黄淮海平原, 总面积31×104km2, 海拔在100m以下, 大部分地区则不足50m。华北平原地势平坦, 便于耕作,土质肥沃, 夏季炎热多雨, 年降雨量600~900mm, 是我国重要的农业区之一(张静等,2009)。
华北平原腹地属洪积-冲积平原,重建华北平原北部末次冰盛期以来古地貌景观特征后,表明末次冰盛期以来,华北平原和边缘海沉积环境发生巨大转变,形成河流泛滥沙带为主的洪积扇-洪泛平原(吴忱等,2017)。

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华北及其邻区数字高程图

(高程数据采集时间:2012年11月9日0点52分)

(据互联网资料)

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华北平原及其邻区数值高程及其水系分布图

(杨吉龙等,2016)

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华北地区水系分布图

(据互联网资料)

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华北平原北部-太行山区的主要水系分布简图

(据互联网资料)

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华北山地晚更新世以来水系图

(吴忱等,1996)

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河北平原水系分布图(地形图)

(王若柏等,2002)

涿县以北、保定南侧以及深县北西一带水系分布,受太行山前或燕山山前洪积扇的扇缘侵蚀作用影响较大

河北平原的地面古河道,在太行山、燕山的山前地区,呈与山体走向相垂直的扇状分布, 因而形成很多洪积-冲积扇,如漳河、滹沱河、永定河、滦河洪积-冲积扇等。它们与其他水系各支流的小型洪积扇共同组成山前洪积一冲积扇形平原。在离山较远的中部地区,古河道呈北东向,呈北西-南东向的平行条带状分布。它们与洪积一冲积扇前缘的湖泊洼地和古河道之间的洼地共同组成中部湖积-冲积泛滥平原(吴忱等,1984)。
海河水系由蓟运河、潮白河、北运河、永定河(以上为海河北系),大清河、子牙河、漳卫南运河、黑龙港运东地区诸河、海河干流(以上为海河南系)和滦河水系组成。各支流分别发源于黄土高原、蒙古高原和燕山、太行山迎风坡,地跨北京市、天津市、河北省、山西省、山东省、河南省和内蒙古自治区。海河水系集水面积为 234613km2, 若以漳河的浊漳南源为源, 全长1122km。流域地处中国东部,西以山西高原与黄河流域接界,北以蒙古高原与内陆河流域为邻,南界黄河,东临渤海(朱敬钊,2017)。
海河流域地处中国东部,西以山西高原与黄河流域接界,北以内蒙古高原与内陆河流域为邻,南界黄河,东临渤海。海河水系北部和西部为山地和高原,东部和南部为广阔的平原地区。流域内北部有燕山山脉,西部为太行山山脉,平均海拔高度在 1000m 左右,山地与平原近于直接交接,丘陵过渡区很短。北京和天津市全部隶属于海河流域,河北省属海河流域的面积为 17162 km2,占全省总面积的 91.4%,其中河北省张家口市西部地区属于内陆河及额尔齐斯河流域,河北省承德市东北部地区属于滦河流域(朱敬钊,2017)。

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海河流域水系现状图

(朱敬钊,2017)

海河水系由海河南系、海河北系和滦河水系三部分组成,其中海河北系包括蓟运河、潮白河、北运河、永定河,海河南系包括大清河、子牙河、漳卫南运河、黑龙港运东地区诸河和海河干流。为便于研究,将海河干流诸河并入大清河子流域内进行分析。海河流域整体属于扇状水系,滦河、北三河、永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河、 黑龙港运东地区诸河等呈扇形散开, 交汇于海河干流, 在天津入渤海。但海河流域内部水系复杂,平原区和山区水系呈现出不同的水系结构特征,山区水系由于受到人为因素干扰较少,多为树状结构;平原内水系,由于受到人工开挖河道的影响,水系错综复杂,呈现出网状水系结构特征(朱敬钊,2017)。

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2000年海河流域水系图

(朱敬钊,2017)

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海河流域的水系组成分布图

(丁越岿等,2016)

白洋淀是华北平原上最大的淡水湖泊,由143个淀泊、3700多条沟壕组成。白洋淀位于河北省中部,是保定市、沧州市交界区,东西长39km,南北28km,总面积366 km2(38°43′~39°02′N,115°38′~116°07′E)。白洋淀的记载最早见于左思的《三都赋》里面有一句“掘鲤之淀”就是指的白洋淀。
白洋淀湿地在缓洪滞沥、调节气候、降解污染、保持生物多样性上发挥着重要作用。
白洋淀位于太行山前冲积扇前缘或南北两大冲积扇,即永定河冲积扇和滹沱河冲积扇之间的低湿洼地。主要接受各河流洪水期的泛滥相泥沙沉积。雨季时地面零星分布较深的洼地成小型季节性洼淀,具有迁徙性。

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白洋淀及其水系的分布图

(周浩伟等,2019)

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白洋淀流域分布图

(2018年发布,新华社)

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2003年海河流域年降水量分布图

(底图为主要水系及蓄滞洪区分布图,据水利部海河水利委员会)

明清时期,海河流域水系由于受到人类自然活动的干扰较少,河流仍属于树状结构,尤其是山区河流,表现出明显的二叉树特征。历史时期内,整个海河流域内所有河流均呈扇形分布,滦河、北运河、永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河、黑龙港运东地区诸河呈扇形散开,共同交汇于天津,并同流入海。近代以来,随着海河流域的治理开发,大量人工河道的开挖建设,导致了流域平原区水网格局的重大改变(朱敬钊,2017)。

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明代以来海河流域水系演变图

(朱敬钊,2017)

1949年以来,海河流域旱涝灾害频发,多数年份先旱后涝又旱,重复受灾。1949—2019年,影响较大的涝灾发生 20 次,平均3.5年一次,发生旱灾31 次,平均2.26年一次。旱灾不仅在年内连续几个季度出现,也在年际连续出现,有“十年九旱”之说。海河流域涝灾时洪水流量比较大的年份有1954年、1956年、1963年、1996年、2016年。1954年 6月下旬开始,华北地区连降暴雨,洪水下泄不畅引发内涝, 淹地面积近百万亩;1956年8月, 海河流域发生大范围大程度降雨,五大水系均发生漫溢决口,广大平原地区造成严重洪涝灾害。1963年8月,海河南系降下有历史记录以来的最大暴雨, 雨量是1956年的 1.9倍,降水强度大,持续时间长,分布面积广,引发流域性特大洪水,给民众的生命和财产造成巨大损失。1996年8月,海河南系降下1963年以来的最大暴雨,虽然洪水总量是1963年的1/4,但降雨时间却是1963年的1/2,洪水来势极其凶猛, 大面积土地受淹, 房屋倒塌。2016年7月,海河流域连续遭受强降雨, 发生自 1996年以来强度大、范围广的流域性大洪水(于紫萍等,2021)。

1949—2019年海河流域旱涝灾害情况列表

(于紫萍等,2021)

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三、华北平原的地貌及其古河道

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华北地区地貌单元区划图

(王仕琴等,2008)

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华北平原地貌图

(叶青超,1989)

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河北平原地面古河道分布示意图

(吴忱等,1984)

地面出露古河道埋深0-8m。古河道是河流变迁后遗留下来。更新世末期以来,河北平原主要由黄河、漳河、滹沱河、永定河、滦河等河流洪积、冲积形成,古河道密集分布。河北平原的地面古河道,按其形态可分为条状高地古河道和槽状洼地古河道两种

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华北平原古河道分布图

(据前人成果资料)

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河北平原浅部埋藏古河道图

(吴忱等,1986)

河北平原埋深8-30m深的砂层透镜体,呈一定方向条带状分布,具有许多河流相沉积标志地面出露古河道埋深0-8m

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华北平原浅埋古河道分布图

(吴忱等,2000)

1.山地平原界线;2.河流;3.海岸线;4.浅埋砂带;5.砂带勘探剖面线

华北平原识别出了末次盛冰期—早全新世的黄河古河道,直伸至渤海海岸。黄河从河南省武陟附近出山后分别向NNE、NE方向流去,大致有三条古河道带,形成扇状水系,直至渤海岸;25kaBP的末次盛冰期初期,三门峡就已被黄河打开

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河北平原早更新世至全新世古河道带分布图

(王欣宝等,2012)

末次冰盛期,华北平原边缘海海平面下降达130m,渤海湾和黄海大陆架出露(李曼玥等,2018)。末次盛冰期—早全新世的黄河古河道大致有三条古河道带,从河南省武陟附近出山后分别向NNE、NE方向流去,以扇状水系直伸至渤海海岸。中全新世随着暖期回归,又形成湖泊-沼泽-泛滥平原, 间有扇间洼地群和扇缘洼地带。全新世暖期,边缘海海平面与现今相当, 环渤海和沪宁杭地区被海水淹没(张静等,2009)。

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华北平原北部末次冰盛期和全新世暖期古地理复原图

(吴忱等,2017;李曼玥等,2018)

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