牛轭湖

牛轭（è）湖（Oxbow Lake），又称河迹湖、弓形湖、月亮湖，是河曲发育过程中形成的湖泊。因形状如同牛轭（佩戴在牲畜颈部防止其走脱的颈箍[gū]），故被称为“牛轭湖”。

在澳大利亚，牛轭湖被称为“死水潭”，源自土著语言“Wiradjuri”。牛轭湖因形状如同牛轭（佩戴在牲畜颈部防止其走脱的颈箍），故被称为“牛轭湖”，又称“弓形湖”，有的地方也称“月亮湖”。牛轭湖是由于河流的变迁或改道，曲形河道自行截弯取直后留下的旧河道形成的湖泊，因此又称为河迹湖。

牛轭湖是河曲发育过程中形成的湖泊，是发育弯曲河流的冲积平原上常见的河流地貌单位。在平原地区流淌的河流，河曲发育，随着流水对河面的冲刷与侵蚀，河流越来越曲折，最后导致河流自然截弯取直，河水由取直部位径直流去，原来弯曲的河道被废弃，所形成的湖泊就是牛轭湖。

在河流发育过程中，当河流流经地势低平的地区时，流水受地转偏向力（在地球表面运动的物体，受地球自转的影响，会受到与其运动方向相垂直的力，该力会改变物体的运动方向）的作用，对河道不断冲刷与侵蚀，在河岸两侧形成明显的凹岸和凸岸。在河流流动过程中，凹岸一侧的水流流速相对较快，会不断冲刷凹岸一侧，促使其不断向后退（陆地方向）；而在凸岸一侧的水流流速则相对较慢，泥沙更易堆积，使得其不断突出（向河流方向），这种规律被人们称作“凹岸侵蚀，凸岸堆积”。经过漫长的时间推移，河道的弯曲程度也越来越大。最后河流自然截弯取直，河水从取直部位径直流去，而原来弯曲的河道被废弃，就形成了牛轭湖。

牛轭湖的形成过程

牛轭湖形成过程有以下几个阶段：xxx，河流受地转偏向力的作用，摆动形成弯曲。第二，河水不断冲刷与侵蚀河岸，河曲随之不断地发展。第三，河曲愈来愈弯。第四，河水冲刷与侵蚀最弯曲的河岸，河流遂截弯取直。第五，河水从截弯取直的部位流走，原有的河曲被废弃。第六，原有被废弃的河曲成了牛轭湖。

在牛轭湖的最新形态分类中，则将其分为Ω型、U型和月牙型3类。其中Ω型为牛轭湖演变的初期形态，是指牛轭湖的湖边线高度弯曲，两端收缩至相当接近，类似于绳套；U型为牛轭湖演变的中期形态，这种类型的牛轭湖两端相距较远，形态有多种变化，例如马蹄形、半圆形；月牙型为牛轭湖演变的末期形态，牛轭湖的湖边线有一定弧度，长度相对较短。

牛轭湖的3种形态

牛轭湖存在两种自然演变过程，xxx种是牛轭湖形成后，远离新河道，经历Ω型、U型、月牙型演变过程，在泥沙沉积、水体蒸发下渗和植被覆盖共同作用下，最终变成冲积平原的陆地；第二种是牛轭湖形成后，新河道横向演变逼近牛轭湖，凸岸冲刷侵蚀在较短时间内将牛轭湖逐步蚕食，最终牛轭湖成为冲积河道和平原的一部分，完全失去原先的痕迹。

牛轭湖的演变过程

牛轭湖属于一类被称为静水湖的水体，没有任何流入或流出牛轭湖的天然水源。形成牛轭湖的河流作为原始水源与它隔绝了，由于没有连续的水源，牛轭湖中的水是停滞的，会被淤塞得越来越浅，逐渐演变成沼泽成为水草从生的地方。最后沼泽也被淤平了，在大地上完全消失，只留下泥沙掩埋的弯弯的泥炭矿体，作为曾经地形变迁的证据。

牛轭湖沉积在冲积层的剖面中的位置，是与河漫摊洼地沼泽沉积相区别的重要标志。牛轭湖沉积位于相当于河床相冲积物的位置上，组成大的透镜体。它的底部以河床相冲积层作为垫层，其顶部被河漫滩相沉积层覆盖。但在交接处可高于河漫滩冲积层的底面，呈楔状交错。这种现象的产生是由于平水期间牛轭湖中水位往往高于河床水位，所以牛轭湖相沉积位置可能较高。汊河型河床构成的牛轭湖有时在特大洪水期仍然起泄洪作用，可以看到河床相冲积层与牛轭湖相沉积交替的现象。

牛轭湖中沉积物是含有机质较丰富的黑色粘土、亚粘土和亚砂土，有时有薄层透镜状粉砂和砂的夹层。层理近于水平，并形成不连续的带状层理。带层理的形成是由于透镜状砂质层周围的粘性土饱和水分，呈塑性软泥状态。当承受压力时，其接触面变形，使透镜体的边缘变成钝圆的外形。牛轭湖中富含有机质，因而引起氧气不足，常形成泥炭层并伴有蓝铁矿、菱铁矿、某些土状磷酸盐及其它次生矿物。在通气条件下这些矿物又可以很快被分解。由于长期铁氧及植物残骸的加入，牛轭湖沉积一般呈蓝灰色、常具锈斑，这是具有潜育作用的特征。沉积物中化石富，含有大量的植物遗体和软体动物介壳。牛轭湖沉积没有湖相沉积那种薄层及片状层理。

牛轭湖遍布世界各地，在河水泛滥的平原区河流是湖泊的主要缔造者，牛轭湖主要形成于平原地区，常见于地势平缓的河江下游，如长江中游下荆江河段、黄河源支流（白河、黑河和泽曲等）、西伯利亚的冲积平原、北美冲积平原和亚马孙河流域、德克萨斯州、澳大利亚的平原等。

2017年，在长江荆江段湖泊沉积研究中，牛轭湖因为经历了“河流—湖泊”的转变过程，沉积物特征在不同阶段显示出不同的特点，总体上反映的是成湖之前河流阶段的干流流域远源物质，和成湖后牛轭湖阶段小流域范围的近源物质状况。已有的研究表明，在牛轭湖成湖后，湖泊虽然与河流干流隔断，但在汛期洪水仍会携带河流干流流域的物质在牛轭湖中堆积，因此牛轭湖沉积物既能够记录成湖后小流域范围自然环境变化与人类活动信息，还能够记录汛期时河流干流的洪水信息，是区域环境变化沉积研究中不可多得的信息载体。

长江荆江段牛轭湖

2017年基于SPOT（1990年和2000年）和Google Earth（2000至2014年）遥感影像的图像分析，对黑河干流及上游的3条支流（格曲、麦曲、哈曲）的216个典型牛轭湖以及相应的河曲带进行形态参数的定义与分析。结果表明沿黑河上游至下游，河曲带的宽度是增加的，增长率的变化趋势为“急—缓—急”；中游牛轭湖数量最多；下游受到泥沙淤积的影响更大，牛轭湖从Ω型发展成U型和月牙型所需时间远小于上中游。1990至2013年黑河干流仅发生2次裁弯，分别形成Ω型和U型牛轭湖，说明黑河牛轭湖的发育速率较慢。

2019年，中国科学院地理科学与资源研究所陈东研究员课题组与美国伊利诺伊大学香槟分校的专家在《美国科学院院刊》上发表文章，提出弯曲型河流平面形态能够隐藏的其流向信息。科研人员分析了全世界20个基本不受人类活动干扰的典型“蛇曲”河段，发现小曲率弯道倾向于出现偏向下游的扭曲，而随着弯道向大曲率“蛇曲”发展，上游扭曲则越来越占居主导地位。特别是对一些颈口裁弯形成的牛轭湖来说，统计结果表明其84%都出现了偏向上游的扭曲。所以，通过观察大多数河湾和牛轭湖的扭曲方向就能判断河流的流向。

美国密西西比河河段牛轭湖

牛轭湖景观美丽，有乌梁素海、哈素海、奇科特湖、卡伯塔尔湖、里尔富特湖等风景名胜。

乌梁素海在蒙古语里的意思是“生长红柳的地方”。它是由于黄河改道而形成的牛轭湖，位于黄河“几”字弯顶部，是黄河流域xxx的湖泊湿地，也是中国八大淡水湖之一。乌梁素海也是地球在同一下纬度下xxx的湿地，并于2002年被国际湿地公约组织正式列入国际重要湿地名录。它能够起到调节黄河水量、净化水质等重要作用，同时也是控制京津风沙源的天然生态屏障。据《水经》记载，古代黄河河道在今天黄河河道的北部，沿着狼山南麓流过，后因山体的抬高、泥沙的堆积，使河床不断抬升，在清代道光三十年（公元1850年），终于致使黄河南移至现在的黄河河道上，留下的黄河故道成为乌梁素海前身。当时水面并不大，后因河套地区的农业开发，水渠大量修筑和灌溉，使得乌梁素海水面不断上升，水面最宽广时面积曾达到700余平方千米，之后水域面积逐渐降至293平方千米。

乌梁素海

哈素海是黄河变迁而遗留的牛轭湖，属大黑河水系的外流淡水湖泊，曾称陶思浩西海子，俗称后泊儿。哈素海是天然湖泊，有“塞外西湖”之称。它位于呼和浩特西70千米的土默特左旗境内，水面面积32平方千米，水深2米左右，湖底杂草丛生，水质肥沃，是土默特左旗集农田灌溉、水产养殖、观光旅游为一体的水资源圣地，盛产草、鲢、鲤、鲫、团头鲂、武昌鱼等鱼类及河虾蟹。哈素海是中国国家AAAA级旅游景区，景区内有草原、湿地、湖泊、温泉等景观；有环湖公路、敕勒歌景区、温泉、戏水乐园、荷花钓岛、天鹅湖、野鸭湾等旅游景点。

哈素海

奇科特湖是北美xxx的牛轭湖，位于阿肯色州（Arkansas），东南部的奇科特县，毗邻现在的密西西比河（Mississippi River），经纬度范围为北纬33°3′至33°6′，西经90°0′至90°7′。奇科特湖600多年前是密西西比河的一部分英，1927年的一场洪水部分将奇科特湖分为一个大的湖泊下湖和一个相当小的湖泊上湖。奇科特湖面积17平方千米，海岸线长58.2千米，水容量0.0625亿立方千米，上湖平均水深3米，xxx水深4.5米，下湖平均水深3.8米，xxx水深8.3米，集水面积906平方千米。

奇科特湖

卡伯塔尔湖是位于印度比哈尔邦贝古萨莱区（Begusarai district of Bihar）的牛轭湖，该湖以前是恒河（Ganga Rivers）的支流甘达克河（Gandak River）的一部分，总面积约为67.5平方千米。该牛轭湖的水来自甘达克河、比亚河（Bia River）和卡里河（Kareh River）的汇合处，水呈碱性，平均pH值为7.8。卡伯塔尔湖有超过106种不同鸟类和大约60只候鸟，慢慢地这些物种中的许多已经灭绝，为了保护日益减少的鸟类种群，1989年，印度政府宣布其为鸟类保护区，是野生动物的栖息地。

卡伯塔尔湖

里尔富特湖是位于美国田纳西州（Tennessee）西北部，地跨莱克（Lake）和奥拜恩（Obion）两县的一个牛轭湖。它是在1811至1812年冬天沿着新马德里断层发生的地震形成的。在剧变中，密西西比河东侧的陆地沉没，形成了河水冲入的洼地。该湖的表面积约为60平方千米，平均深度约为1.5米，到处都是柏树，这些柏树的根部在水下交织在一起，为鱼类提供避风港。里尔富特湖湖和周围的林区已被划为美国州立公园和野生动物保护区，有多种鱼类和家禽。流淌的里尔富特湖湖向南流出湖，在戴尔县（Dyer county）汇入奥拜恩河（Obion River），而后者又加入密西西比河。

里尔富特湖

美术作品《牛轭湖》是美国画家、哈德逊河画派的创始人之一——托马斯·科尔（Thomas Cole）的作品。这幅作品中用了常见于剧院布景的全景图技巧。画中场景是在暴雨过后，此时天空放睛，透出金色的阳光画家自己出现在几米外的地方，头戴平顶帽，融入岩石和树丛中，看起来很小。整齐划分的农田显示有人居住，这幅宽大的全景图中可见人物。

《牛轭湖》