中南阿拉斯加主要河流及其特征分析

大卫·卡尔·施耐德 著;戴长雷，杨朝晖 译

(1.阿拉斯加大学安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

中南阿拉斯加主要河流及其特征分析

大卫·卡尔·施耐德1著;戴长雷2,3，杨朝晖1译

(1.阿拉斯加大学安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘要：所有的河流都是塑造地貌的能手，中南阿拉斯加的水系对当地的地形地貌产生了显著的影响。通过研究阿拉斯加中南部的河流及其特征有助于进一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理主要河系、河流作用以及河流流量相关知识的前提下，对阿拉斯加中南部地区的主要河流及其特征进行了分析。指出：①由于气候凉爽、水量丰沛、大山环绕，阿拉斯加中南部地区发育了成千上万道河流水系。主要有科珀河(铜河)水系、苏西特纳河水系、马塔努斯卡河水系、克尼克河水系、基奈河水系、库克湾、威廉王子湾、阿拉斯加海湾沿海诸河水系、育空河水系，以及卡斯科奎姆河水系等；②通过河流沉积作用形成了洪积平原、蜿蜒型河道、辫状河道和河口三角洲；③通过河流侵蚀作用形成阶梯侵蚀、峡谷和瀑布；④在阿拉斯加中南部地区，大多数河流在冬季流量极小，而当春末融雪时流量就会大幅度增加。

关键词：河流水系；河流沉积；河流侵蚀；流量；中南阿拉斯加

本文是在大卫·卡尔·施耐德助理教授所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》(云杉地理学出版社，2013)的基础上翻译节选修订而成的。

大卫·卡尔·施耐德出生成长于阿拉斯加州安克雷奇市，硕士毕业于威斯康星大学麦迪逊分校地理系，在阿拉斯加大学安克雷奇分校讲授自然地理学与人文地理学课程的同时长年从事地理信息系统相关领域的工作，对中南阿拉斯加自然地理及俄罗斯(前苏联)与阿拉斯加的经济地理进行了系统研究。

本文节选整理的内容主要为关于阿拉斯加主要河流及其特征相关论题的分析与论述，可供拟了解阿拉斯加主要河流及其特征的中国同行参鉴。

1中南阿拉斯加主要河系

由于气候凉爽、水量丰沛、大山环绕，阿拉斯加中南部地区发育了成千上万道河流水系。所有河流都是塑造地貌的能手，中南阿拉斯加的水系(图1)也对当地的地形地貌施加了显著的影响[1]。

2中南阿拉斯加河流沉积特征分析

当河流由山区流入到开阔的地区或者诸如湖泊一类的固定水体时，水流速度通常都会变小。当水流速度降低的时候，河流所携带的泥沙就会沉积下来。河流会在所流过的山谷借助经年沉积的泥沙营建出一片洪积平原，而后继续在自己所营建的洪积平原上流淌。库克湾流域上游的苏西特纳河谷就是展示这一过程的良好范例。源于阿拉斯加山脉和塔尔基特纳山脉的数千条水道汇集在苏西特纳河谷，大量泥沙的长年沉积填平了与这些山脉具有紧密联系的地槽，这是山谷中所有的地形历史冰川和现代河流共同作用的结果[2]。

当河流流经低地的时候，将会形成蜿蜒型河道或辫状河道。蜿蜒型河道是指极少的顺直河段，以巨大的河曲在洪积平原上前后蛇行的河道。这样的河道全年都在输送水流和泥沙。在河曲的凸岸，水流较慢，泥沙沉积；在河曲的凹岸，水流较快，河岸被掏蚀。在填凸掏凹的作用下，河曲地块的颈部越变越细，并最终贯通，形成一段短暂的顺直河道。接下来，在这短暂的顺直河道中，沿岸侵蚀和沉积不停作用，河道会重新蜿蜒并开始一个新的填凸掏凹过程。河曲地块沿颈部贯通后，原来的河曲段一般会形成牛轭湖。基奈河的下游河段、小苏西特纳河、安克河(船锚河)、格尔卡纳河，以及许多其他的溪流河道都拥有蜿蜒型水道。

由于降水丰沛、气候凉爽，中南阿拉斯加发育了众多的水系。其中，科珀河(铜河)水系规模最大，苏西特纳河水系次之。本图中所标注的水系断面编号与表1中的水系断面编号一致。图1 中南阿拉斯加水系及主要流域

辫状河道以众多的沙洲和沙坝为特征，比蜿蜒型河道更为顺直、宽阔和浅显。辫状河道的发育需要同时具备水流有重要的泥沙来源和流量年内时程变化剧烈两个条件。拥有冰川或者沙漠的多山地区会同时具备上述两个条件。本文无需讨论山区沙漠，但是山区冰川在中南阿拉斯加确是十分常见。在春季和夏初，当冰川顶部和周边群山上的初雪融化时，冰川水源的河道水流激增。

春季快速融化的冰川极易将其本身携带的大量泥沙冲走。在年内的其他时候，流量变小，泥沙沉积在河道中，水流不得不绕过这一堆就地沉积的沙石而流动，这样，辫状河道就慢慢形成了。源自马塔努斯冰川的马塔努斯卡河就是辫状河道的一个良好例子。根据水动力条件的变化，同一条河流也可能同时拥有蜿蜒型河段和辫状河段。

当汇入大海或湖泊时，河流的大部分势能就会消失。随着势能的消失，河流所携泥沙在汇入其他水体的地方堆砌起来，往往形成河口三角洲。在凉爽的气候条件下，由于可以搬运大量的沉积物，所以，相较于其他水源的河流，三角洲更易于在冰川水源的河流的河口形成。中南阿拉斯加主要的河口三角洲包括克尼克-马塔努斯卡河三角洲(图2)、苏西特纳河三角洲(图3)、科珀河(铜河)大三角洲[3](图4)。

马塔努斯卡河主要由冰川融水补给，经马塔努斯卡河谷，注入库克湾。河流输沙量大，流量季节变化剧烈，辫状的河道里遍布沙洲。图2　马塔努斯卡河

小苏西特纳河的上游起源于塔尔基特纳山，在瓦西拉市附近进入苏西特纳河谷，并最终注入库克湾。由于苏西特纳河谷为非常平坦的冰碛平原，所以小苏西特纳河流经这一地区时形成了典型的蜿蜒河道。图3　小苏西特纳河

由于海流不能将河道搬运来的冰川沉积物全部带向大海，所以，在科珀河注入阿拉斯加海湾的地方，沉积物层层堆砌，形成了水道众多的河口三角洲，该三角洲成为野生生物的殿堂。图4　科珀河(铜河)三角洲

3中南阿拉斯加河流侵蚀特征分析

在阿拉斯加，随着冰川的消退，河流成为岩土侵蚀的主要营力。山区里，奔腾的河水长久地磨蚀着岩石，雕琢着山谷。侵蚀下来的物质被河流搬运到下游，并慢慢地在洪积平原、湖泊或海洋中沉积下来。

对于一块硬度均匀的岩石，在没有构造运动且年均降水量不变的条件下，河流将会沿着一定的坡度以一个相对恒定的速度对其进行磨蚀。众所周知，山势的起伏、岩型的因层改变，以及气象条件的反复，会使得河流的流速和坡度随着时间变化而动态变化，进而促成一些有意思的河流侵蚀特征。当坡度或降水量增加，河流动能因之增加到足以侵蚀发育在洪积平原上的水下河道时，在山谷的冲积阶地上，就会形成阶梯侵蚀。当河道下蚀到一定程度时，河流坡度降低，水流动能变小，泥沙重新沉积并在海拔较低的地方重新形成洪积平原。随着当地条件进一步改变，低海拔洪积平原上的河道会重新下蚀，上述情形就会重复出现。在帕尔默北边，格伦公路所经过的冲积阶地地区，就是这种阶梯侵蚀的良好例子。

当河流随着山势坡度的增加而增加水流梯度时，越来越快的水流意味着河流的侵蚀能力也在增加。坡度增加的越快，河流切蚀的能力越强。在切蚀活动非常活跃的地区，就会形成峡谷。由于断层线上因存在岩石脆弱点而更易于被水流侵蚀，所以一些峡谷常常沿着断层线发育。中南阿拉斯加地区有许多峡谷。尼纳纳河峡谷就位于德奈利国家公园麦金利村的北边，它是当阿伍特山脉抬升时由尼纳纳河直接切蚀而成。中南阿拉斯加其他重要的峡谷还包括塔尔基特纳山区位于苏西特纳河上的德奈利峡谷、飓风峡谷、楚加奇山区位于科珀河(铜河)上的伍德峡谷和位于瓦尔迪兹附近的拱顶石峡谷(又称基斯顿峡谷)。在公园公路大桥上可以从上往下看到飓风峡谷，理查森公路则从拱顶石峡谷(基斯顿峡谷)右侧穿过[4]。

由于近期的地质抬升，还形成了一些瀑布。瀑布会出现在当一条河流还没有足够的时间对一个正常的山谷进行侵蚀的地方。当一条河流先流经难蚀地层，再流经下伏易蚀地层的地方，也会发育瀑布。这种条件下，河水会掏蚀下伏易蚀地层直至上覆难蚀地层坍塌，而且随着时间的推移，这一现象会逐渐向瀑布上游方向推进。楚加奇山区有一些著名的瀑布，如安克雷奇附近的雷鸟瀑布、肯尼湖附近的自由瀑布，以及威廉王子湾周边不计其数的瀑布。

4中南阿拉斯加河流流量分析

一条河流的流量会随着年内时间的不同而发生变化。在阿拉斯加中南部地区，大多数河流在冬季流量极小，而当春末融雪时流量就会大幅度增加。

对于一条由冰川补给的河流，随着冰川的融

化，它在整个夏季都会保持较大的流量。而对于一条由非冰川补给的河流，由于融雪过后降水成为河流的唯一水源，因之它在夏季的流量反而会变小。伴随着湿润的八月、九月、十月的降雨，河流的流量会增加。一般情况下，与积雪和冰川消融所引起的流量增加相比，这些由夏季降雨所促成的流量增加很小。

由于一条河流会经历小流量阶段，所以，河道规模的大小不能只看河道水流本身，还要看沿岸植被的高度、水位以上沉积物的数量以及两岸之间的距离。

表1和表2给出中南阿拉斯加某些河流以及作为参照的部分美国其他河流的统计特征值。

表1中列出了许多中南阿拉斯加不同位置、不同规模的代表性重要河流。其中，科珀河(铜河)最大，作为第二大河的苏西特纳河的流量基本上是科珀河(铜河)流量的三分之二。它们的流量与表2中的育空河[5]一参照就相形见绌了，在汇入白令海的河口附近的派勒特站断面上，育空河测得的六月平均流量为 574 562 Ft3/s。

安克河(铁锚河)和格尔卡纳河是表1中仅有两条完全不接受冰川融水补给的河流。正是因此，两条河流在夏初随着的积雪的融化而获达到了最大流量，尔后流量变小。与之对应的是，冰川在整个夏季持续融化，特别是在七月、八月这两个更为温暖的月份里冰川融水更多，这就促成了冰川水源的河流在夏末出现更大的流量。

表2中列出了一些阿拉斯加以外的河流作为对比参照，其中的哥伦比亚河、克罗拉多河、密西西比河和莱茵河在表2中所列的流量监测站的上游都有控制性的水坝，这使得它们全年的流量更为连续和平稳。

表1　中南阿拉斯加部分河流典型断面流量　Ft3/s

表中序号已在“中南阿拉斯加水系及主要流域”地图中的相应位置标注。

表2　参照河流典型断面流量　Ft3/s

5结论

(1)由于气候凉爽、水量丰沛、大山环绕，阿拉斯加中南部地区发育了成千上万道河流水系。主要有科珀河(铜河)水系、苏西特纳河水系、马塔努斯卡河水系、克尼克河水系、基奈河水系、库克湾、威廉王子湾、阿拉斯加海湾沿海诸河水系、育空河水系，以及卡斯科奎姆河水系等。

(2)通过河流沉积作用形成了洪积平原(库克湾流域上游的苏西特纳河谷)、蜿蜒型河道(基奈河的下游河段、小苏西特纳河、安克河(船锚河)、格尔卡纳河)、辫状河道(马塔努斯卡河)和河口三角洲，河口三角洲包括克尼克-马塔努斯卡河三角洲、苏西特纳河三角洲、科珀河(铜河)大三角洲。

(3)通过河流侵蚀作用形成阶梯侵蚀(格伦公路所经过的冲积阶地地区)、峡谷(尼纳纳河峡谷、德奈利峡谷、飓风峡谷、伍德峡谷、拱顶石峡谷)和瀑布(楚加奇山区有一些著名的瀑布，如安克雷奇附近的雷鸟瀑布、肯尼湖附近的自由瀑布、以及威廉王子湾周边不计其数的瀑布)。

(4)在阿拉斯加中南部地区，大多数河流在冬季流量极小，而当春末融雪时流量就会大幅度增加。

参考文献：

[1]Ferrians O J Jr.Permafrost in Alaska[J].The Geology of North America，1994(1):845-854.

[2]Reger R D，Pinney D S，Burke R B，et al.Catalog and Preliminary Analyses of Geologic Data Related to Middle to Late Quaternary Deposits，Eastern and Northern Cook Inlet Region，Alaska[R].Alaska:Alaska Division of Geological & Geophysical Surveys，1996.

[3]Brabets，Timothy P.Geomorphology of the Lower Copper River，Alaska[D].Washington:U.S.Geological Survey，1997.

[4]Beikman H M，compiler.Geologic Map of Alaska[R].Washington:U.S.Geological Survey，1980.

[5]Ferrians O J Jr.Glacial Lake Ahtna，Copper River Basin，Alaska,Late Cenozoic History of the Interior Basins of Alaska and the Yukon[R].Washington:U.S.Geological Survey，1989.

Analysis of the rivers and their characteristics in Southcentral AlaskaWritten by David K.Snyder1；Translated by

DAI Changlei2,3，YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage，Anchorage99508，USA;2.InstituteofGroundwaterinColdRegion，HeilongjiangUniversity，Harbin150080，China;3.SchoolofHydraulicandElectricPower，HeilongjiangUniversity，Harbin150080，China)

Abstract：Streams are powerful and influential shapers of the landscape that have greatly influenced the topography of Southcentral Alaska.It helps to understand the terrain characteristics in Southcentral Alaska through the study of the rivers and their characteristics.This paper analyzes the rivers and their characteristics in Southcentral Alaska on the basis of combing a variety of factors which affect the main river system，stream action and streamflow under the premise of knowledge.It points out:Thanks to a cool climate，sufficient moisture，and large mountains to trap that moisture thousands of streams and rivers flow through Southcentral Alaska.There are mainly Copper River system，Susitna River system，Matanuska system，Knik system，Kenaisystem，Cook Inletsystem，Prince William Soundsystem，Gulf of Alaskasystem，Yukon Riversystem and Kuskokwim Riversystem，etc.；Through the affect of the fluviatile deposit，they form floodplain，meandering streams，braided stream and estuarine delta；Through the affect of the river erosion，they form alluvial terraces，gorge and waterfall;In Southcentral Alaska，most rivers have very little discharge in winter，but have a dramatic increase in late spring when the melts.

Key words：water system；fluviatile deposit；river erosion；streamflow；Southcentral Alaska

作者简介：大卫·卡尔·施耐德(1969-)，男，助理教授，主要从事自然地理及地理信息系统方向的科研和教学工作。 戴长雷(1978-)，男，副教授，主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学及科研工作。

中图分类号：P343.1;P512.2

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2016)05-0022-06