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长江源水少沙少。由于流域平均气温较低(-1.28℃),冰冻期长,排水不畅,冰川消融不强烈,导致流域的径流量相对较小。该流域虽然海拔高,但内部地势平缓,分布着大面积的沼泽、湖泊、湿地等,是 8 条河流中水域面积占比最大的河流,也是冻土面积占比最大的河流(约 96%),泥沙源供应受限以及流域内部的沉积存留是造成输沙模数较低的主要原因。
叶尔羌河源、疏勒河源和黑河源水少沙多。这 3 条河流均属于内流河,其中叶尔羌河源和疏勒河源的降雨量少,属于干旱区气候,然而由于冰川面积占比较大,冰川融水径流补给作用大。研究表明叶尔羌河冰川融水补给占比 50% 以上。此外,这 3 条河流两个共同点是河道坡降陡(表 1)和流域内未利用土地面积占比大、草地面积占比相对较小(图 2)。陡的河道坡降使得水流侵蚀和输沙能力增强,相同的径流量携带的泥沙更多;而未利用土地主要包括沙地、戈壁、盐碱地、沼泽地、裸地等植被覆盖度低的土地。特别是叶尔羌河源和疏勒河源未利用土地占比将近流域一半的面积,低覆盖度的地表为侵蚀提供丰富的沙源,在周期性的冰川洪水作用下进入河道向下游输送。
相关性分析显示,径流深与降水量和流域多年冻土面积占比相关性最高,其中与降水量呈显著正相关、与流域多年冻土面积占比呈显著负相关;输沙模数则与流域冰川面积占比、径流深、流域草地面积占比、河道坡度和气温相关性较高,其中与流域草地面积占比呈显著负相关,与上述其他因子呈显著正相关。各流域径流深与降水量和流域多年冻土面积占比的对比、输沙模数与径流深和冰川面积占比的对比(图 3)显示:① 多年冻土面积占比相对较小的叶尔羌河源、雅鲁藏布江源、黄河源、澜沧江源、怒江源径流深较大,且呈现降水量越大径流深越大的模式;② 多年冻土面积占比较大的长江源、疏勒河源、黑河源径流深较小,且呈现多年冻土面积占比越大径流深越小的模式;③ 冰川面积占比较小的长江源、黄河源、雅鲁藏布江源、澜沧江源、黑河源、怒江源输沙模数较小,且呈现径流深越大输沙模数越大的模式;④ 冰川面积占比相对较大的叶尔羌河源和疏勒河源输沙模数较大。
决策树分析结果也体现了类似的规律。① 对于径流深而言,其首要影响因素为降水量,二者之间呈正相关,降水量越高径流深越大;其次要影响因素为流域内多年冻土面积占比,二者之间呈负相关,多年冻土面积占比越高径流深越小。② 对于输沙模数而言,其首要影响因素为流域内冰川面积占比,二者之间呈正相关,冰川面积占比越高流域输沙模数越大;其次要影响因素为径流深,二者之间也呈正相关,径流深越大则流域的输沙模数也越大。尽管 8 条河样本量的限制一定程度上造成分析结果的不确定性,但上述统计分析均显示高原河流输沙受到地形地貌、气候条件、土地利用等多因素的影响。