一、太行山脈
太行山高峻奇險,縱貫南北,自燕山直抵黃河北岸,阻擋了太平洋吹來的濕熱空氣,帶來較為豐沛的降水,雨水匯流大小山谷,形成拒馬河、滹沱河、漳河、沁河、丹河等一系列河流。這些河流橫切太行山,從太行山口奔涌而出,連同古黃河下游的擺動,裹帶的泥沙在太行山山前沉積為沖積扇,共同孕育了華北大平原(冀勝利,2020)。太行山百嶺互連,千峰聳立,延袤千里,在桑干河、唐河、滹 沱河、漳河、丹河、沁河等河流傳切作用下,太行山形成了多道東西向橫谷,其狹長地帶成為華北平原進入黃土高原穿越太行山脈的自然通道,被稱為“陘道”,即山脈中受河流切割自然形成的山谷。其中,最重要的幾條陘道,被稱作“太行八陘”(張瑋,2021)。太行八陘就是太行山系中八條東西橫貫的峽谷。太行山脈多雄關,著名的有位于河北的紫荊關,山西的娘子關、虹梯關、壺關、天井關等。太行山及華北平原地形示意圖
(據地道風物,制圖/孫璐)
華北地區(qū)地質簡圖(局部)
(據中國地質科學院)
河北地質簡圖(局部)
(據中國地質科學院)
二、華北平原的水系特點
華北平原位于太行山和秦嶺以東、 燕山以南、大別山和淮河流域以北,由黃河、海河、淮河沖積和第四系海侵淤積而成, 也稱黃淮海平原, 總面積31×104km2, 海拔在100m以下, 大部分地區(qū)則不足50m。華北平原地勢平坦, 便于耕作,土質肥沃, 夏季炎熱多雨, 年降雨量600~900mm, 是我國重要的農業(yè)區(qū)之一(張靜等,2009)。華北平原腹地屬洪積-沖積平原,重建華北平原北部末次冰盛期以來古地貌景觀特征后,表明末次冰盛期以來,華北平原和邊緣海沉積環(huán)境發(fā)生巨大轉變,形成河流泛濫沙帶為主的洪積扇-洪泛平原(吳忱等,2017)。華北及其鄰區(qū)數字高程圖
(高程數據采集時間:2012年11月9日0點52分)
(據互聯(lián)網資料)
華北平原及其鄰區(qū)數值高程及其水系分布圖
(楊吉龍等,2016)
華北地區(qū)水系分布圖
(據互聯(lián)網資料)
華北平原北部-太行山區(qū)的主要水系分布簡圖
(據互聯(lián)網資料)
華北山地晚更新世以來水系圖
(吳忱等,1996)
河北平原水系分布圖(地形圖)
(王若柏等,2002)
涿縣以北、保定南側以及深縣北西一帶水系分布,受太行山前或燕山山前洪積扇的扇緣侵蝕作用影響較大河北平原的地面古河道,在太行山、燕山的山前地區(qū),呈與山體走向相垂直的扇狀分布, 因而形成很多洪積-沖積扇,如漳河、滹沱河、永定河、灤河洪積-沖積扇等。它們與其他水系各支流的小型洪積扇共同組成山前洪積一沖積扇形平原。在離山較遠的中部地區(qū),古河道呈北東向,呈北西-南東向的平行條帶狀分布。它們與洪積一沖積扇前緣的湖泊洼地和古河道之間的洼地共同組成中部湖積-沖積泛濫平原(吳忱等,1984)。海河水系由薊運河、潮白河、北運河、永定河(以上為海河北系),大清河、子牙河、漳衛(wèi)南運河、黑龍港運東地區(qū)諸河、海河干流(以上為海河南系)和灤河水系組成。各支流分別發(fā)源于黃土高原、蒙古高原和燕山、太行山迎風坡,地跨北京市、天津市、河北省、山西省、山東省、河南省和內蒙古自治區(qū)。海河水系集水面積為 234613km2, 若以漳河的濁漳南源為源, 全長1122km。流域地處中國東部,西以山西高原與黃河流域接界,北以蒙古高原與內陸河流域為鄰,南界黃河,東臨渤海(朱敬釗,2017)。海河流域地處中國東部,西以山西高原與黃河流域接界,北以內蒙古高原與內陸河流域為鄰,南界黃河,東臨渤海。海河水系北部和西部為山地和高原,東部和南部為廣闊的平原地區(qū)。流域內北部有燕山山脈,西部為太行山山脈,平均海拔高度在 1000m 左右,山地與平原近于直接交接,丘陵過渡區(qū)很短。北京和天津市全部隸屬于海河流域,河北省屬海河流域的面積為 17162 km2,占全省總面積的 91.4%,其中河北省張家口市西部地區(qū)屬于內陸河及額爾齊斯河流域,河北省承德市東北部地區(qū)屬于灤河流域(朱敬釗,2017)。海河流域水系現狀圖
(朱敬釗,2017)
海河水系由海河南系、海河北系和灤河水系三部分組成,其中海河北系包括薊運河、潮白河、北運河、永定河,海河南系包括大清河、子牙河、漳衛(wèi)南運河、黑龍港運東地區(qū)諸河和海河干流。為便于研究,將海河干流諸河并入大清河子流域內進行分析。海河流域整體屬于扇狀水系,灤河、北三河、永定河、大清河、子牙河、漳衛(wèi)南運河、 黑龍港運東地區(qū)諸河等呈扇形散開, 交匯于海河干流, 在天津入渤海。但海河流域內部水系復雜,平原區(qū)和山區(qū)水系呈現出不同的水系結構特征,山區(qū)水系由于受到人為因素干擾較少,多為樹狀結構;平原內水系,由于受到人工開挖河道的影響,水系錯綜復雜,呈現出網狀水系結構特征(朱敬釗,2017)。2000年海河流域水系圖
(朱敬釗,2017)
海河流域的水系組成分布圖
(丁越巋等,2016)
白洋淀是華北平原上最大的淡水湖泊,由143個淀泊、3700多條溝壕組成。白洋淀位于河北省中部,是保定市、滄州市交界區(qū),東西長39km,南北28km,總面積366 km2(38°43′~39°02′N,115°38′~116°07′E)。白洋淀的記載最早見于左思的《三都賦》里面有一句“掘鯉之淀”就是指的白洋淀。白洋淀濕地在緩洪滯瀝、調節(jié)氣候、降解污染、保持生物多樣性上發(fā)揮著重要作用。白洋淀位于太行山前沖積扇前緣或南北兩大沖積扇,即永定河沖積扇和滹沱河沖積扇之間的低濕洼地。主要接受各河流洪水期的泛濫相泥沙沉積。雨季時地面零星分布較深的洼地成小型季節(jié)性洼淀,具有遷徙性。白洋淀及其水系的分布圖
(周浩偉等,2019)
白洋淀流域分布圖
(2018年發(fā)布,新華社)
2003年海河流域年降水量分布圖
(底圖為主要水系及蓄滯洪區(qū)分布圖,據水利部海河水利委員會)
明清時期,海河流域水系由于受到人類自然活動的干擾較少,河流仍屬于樹狀結構,尤其是山區(qū)河流,表現出明顯的二叉樹特征。歷史時期內,整個海河流域內所有河流均呈扇形分布,灤河、北運河、永定河、大清河、子牙河、漳衛(wèi)南運河、黑龍港運東地區(qū)諸河呈扇形散開,共同交匯于天津,并同流入海。近代以來,隨著海河流域的治理開發(fā),大量人工河道的開挖建設,導致了流域平原區(qū)水網格局的重大改變(朱敬釗,2017)。明代以來海河流域水系演變圖
(朱敬釗,2017)
1949年以來,海河流域旱澇災害頻發(fā),多數年份先旱后澇又旱,重復受災。1949—2019年,影響較大的澇災發(fā)生 20 次,平均3.5年一次,發(fā)生旱災31 次,平均2.26年一次。旱災不僅在年內連續(xù)幾個季度出現,也在年際連續(xù)出現,有“十年九旱”之說。海河流域澇災時洪水流量比較大的年份有1954年、1956年、1963年、1996年、2016年。1954年 6月下旬開始,華北地區(qū)連降暴雨,洪水下泄不暢引發(fā)內澇, 淹地面積近百萬畝;1956年8月, 海河流域發(fā)生大范圍大程度降雨,五大水系均發(fā)生漫溢決口,廣大平原地區(qū)造成嚴重洪澇災害。1963年8月,海河南系降下有歷史記錄以來的最大暴雨, 雨量是1956年的 1.9倍,降水強度大,持續(xù)時間長,分布面積廣,引發(fā)流域性特大洪水,給民眾的生命和財產造成巨大損失。1996年8月,海河南系降下1963年以來的最大暴雨,雖然洪水總量是1963年的1/4,但降雨時間卻是1963年的1/2,洪水來勢極其兇猛, 大面積土地受淹, 房屋倒塌。2016年7月,海河流域連續(xù)遭受強降雨, 發(fā)生自 1996年以來強度大、范圍廣的流域性大洪水(于紫萍等,2021)。1949—2019年海河流域旱澇災害情況列表
(于紫萍等,2021)
三、華北平原的地貌及其古河道
華北地區(qū)地貌單元區(qū)劃圖
(王仕琴等,2008)
華北平原地貌圖
(葉青超,1989)
河北平原地面古河道分布示意圖
(吳忱等,1984)
地面出露古河道埋深0-8m。古河道是河流變遷后遺留下來。更新世末期以來,河北平原主要由黃河、漳河、滹沱河、永定河、灤河等河流洪積、沖積形成,古河道密集分布。河北平原的地面古河道,按其形態(tài)可分為條狀高地古河道和槽狀洼地古河道兩種
華北平原古河道分布圖
(據前人成果資料)
河北平原淺部埋藏古河道圖
(吳忱等,1986)
河北平原埋深8-30m深的砂層透鏡體,呈一定方向條帶狀分布,具有許多河流相沉積標志地面出露古河道埋深0-8m
華北平原淺埋古河道分布圖
(吳忱等,2000)
1.山地平原界線;2.河流;3.海岸線;4.淺埋砂帶;5.砂帶勘探剖面線
華北平原識別出了末次盛冰期—早全新世的黃河古河道,直伸至渤海海岸。黃河從河南省武陟附近出山后分別向NNE、NE方向流去,大致有三條古河道帶,形成扇狀水系,直至渤海岸;25kaBP的末次盛冰期初期,三門峽就已被黃河打開
河北平原早更新世至全新世古河道帶分布圖
(王欣寶等,2012)
末次冰盛期,華北平原邊緣海海平面下降達130m,渤海灣和黃海大陸架出露(李曼玥等,2018)。末次盛冰期—早全新世的黃河古河道大致有三條古河道帶,從河南省武陟附近出山后分別向NNE、NE方向流去,以扇狀水系直伸至渤海海岸。中全新世隨著暖期回歸,又形成湖泊-沼澤-泛濫平原, 間有扇間洼地群和扇緣洼地帶。全新世暖期,邊緣海海平面與現今相當, 環(huán)渤海和滬寧杭地區(qū)被海水淹沒(張靜等,2009)。華北平原北部末次冰盛期和全新世暖期古地理復原圖
(吳忱等,2017;李曼玥等,2018)
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