江心洲的形成主要包括三种类型:一是泥沙落淤形成心滩,二是边滩切割分离形成心滩,三是因为河流水面开阔切割形状较缓的沙洲形成多个江心洲。从顺直或微弯型河道发展为有江心洲的分汊河道一般需要较长时期的演变。顺直或微弯型河道的两岸有犬牙交错状的边滩,在水流作用下,边滩的迎水坡不断冲刷,背水坡不断淤积,整个边滩逐渐向下游移动。随着边滩的下移,一方面包括边滩、深槽、浅滩及深泓线在内的整个河势慢慢地向下游平行移动;另一方面,由于边滩的发展,对岸将发生冲刷,而边滩又呈犬牙交错状排列,因而使河床展宽。但当边滩发展过宽时,水流绕过边滩的阻力加大,在洪水期就可能发生切滩现象,被切割的边滩留在河心成为心滩,河槽则被心滩分成汊道。心滩经常淹没在水中,只在枯水期才出露水面。心滩逐渐增大淤高,高出中水位以上,在洪水泛滥时顶部会盖上悬移质泥沙,生长植物,进一步稳定就发展成江心洲。此外,江心洲的形成还与河流自然裁弯取直有关。在自然界中,河流有裁弯取直的现象(图1)。当裁弯取直过程完成之后,主要水流改道,使得新河道与旧河道之间形成江心洲。
崇明岛是中国仅次于台湾岛、海南岛的第三大岛,也是世界上最大的河口冲积岛之一。它是由长江口众多沙洲,经过千百年来复杂的坍涨冲淤,最后发育形成的河口巨型江心洲(图2)。
江心洲的形态多种多样,在一定程度上可以反映出洲体发育的时期。椭圆形洲体通常是江心洲发育的早期形态,竹叶形洲体多为沙洲发育的稳定形态。根据历史记载,特大洪水后常会形成江心洲。这一方面是因为大洪水挟带泥沙多,漫滩之后会形成较多淤积;另一方面是由于大洪水流量大,可能切割边滩形成江心洲。江心洲形态是分汊河道独有的河相关系,对于它的研究不仅在航道整治及护岸工程的实施方面具有积极的现实意义,也有助于认识分汊河道演变机理的客观规律。