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时间:2019-03-08
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1、34ज3௹࣮Vol.34,No.32015୍3ᄅGEOGRAPHICALRESEARCHMarch,2015新构造运动对冲积河流影响研究的回顾与展望金德生,乔云峰,杨丽虎,宋献方(中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101)摘要:研究新构造运动本身及其对冲积河流的影响,可以深化地貌学理论、沉积旋回复杂性假设等的认识,也与实际应用密切相关。将活动构造作为新构造运动的一个组成部分,回顾了新构造运动对冲积河流影响,并提及新构造运动本身的研究进展。控制流域水系格局及河流走向的研究,侧重地质学
2、解释;新构造运动应力场的研究,深化了新构造运动机理及驱动力的探讨。三类基本缓慢新构造运动影响水系发育、河床演变、河型变化及河道冲淤,表现出复杂性、层次性、敏感性和先兆性;文章兼及河流侵蚀作用形成“新构造”的研究进展,回顾了物理模型实验研究成就及数学模拟研究端倪。进而指出:应注重该学科的交叉、渗透、综合研究与新构造快速运动方式对冲积河流影响的研究,定期进行新构造运动活跃区的升降速率、河床演变与泥沙输移的观测,进一步推进物理模型实验与数学模拟研究,并加强研究力量的协作与融合。关键词:新构造运动;对冲积河流影
3、响;回顾与展望DOI:10.11821/dlyj2015030041ႄ新构造运动及活动构造研究是一门崭新、庞大而复杂的系统科学,是介于大地构造学与地貌学之间的新兴边缘科学,无论在探求力源机制,或者结合地震预测、地质资源探查的应用,以及引进新技术、新方法等方面,已开展了许多研究。一般定义新构造运动为自新近纪以来,属于喜马拉雅运动中后期的地质构造运动,就其运动时间和研究内[1]容而论,可以认为是李四光先生的挽近构造运动概念的同义词。晚更新世12万年~10万[2]年以来直至现在,以及未来一定时期内活动的各种
4、构造,定义为活动构造;有的学者将挽近时期(新近纪新第三纪或第四纪以来)活动的地质构造称为活动构造,活动构造包括活动的断层、褶皱、盆地(坳陷)、隆起、火山,以及它们围限的地壳和岩石圈块体的[2]变形和运动等。将活动构造作为新构造运动的一个组成部分,着重新构造运动对河流地貌系统的直接影响,包括新构造运动导致流域水系格局及冲积河流河道的调整;并涉及由于构造抬升使基岩出露于河床底部,阻碍冲积河流正常发育的间接影响。而对于特定地区的大河[3]流长期侵蚀所形成的,称之谓“河流背斜”的研究略有提及。对新构造运动及活动
5、构造本身的研究,旨在借鉴引用,以提高流水地貌,特别是冲收稿日期:2014-05-26;修订日期:2014-12-17基金项目:国家自然科学基金学部主任基金项目(41340021)作者简介:金德生(1940-),男,研究员,主要从事流水地貌及实验流水地貌研究。E-mail:jinds@igsnrr.ac.cn通讯作者:乔云峰(1974-),男,博士,高级工程师,主要从事水文水资源及实验研究。E-mail:qiaoyf@igsnrr.ac.cn437-454页438࣮34卷积河流地貌的研究水平。2Ԋࠒފ
6、ੀ൳ྍܒᄯᄎ႕ཙ中国是世界上河流众多的国家之一。据水利部、国家统计局2013年发布的数据,至22011年底全国流域面积在50km以上的河流,共有45203条,总长度为150.85万公里;2[4]流域面积在100km以上的河流有22909条。20世纪90年代,中国流域面积大于100022[5]km的有1580条河流;流域面积大于10000km的有79条河流。2.1冲积河流的界定平原地区河流与丘陵、山区的少数河流属于冲积河流,在河流冲刷与淤积的沉积物[2]中穿流,明显不受基岩和老阶地堆积物约束;按照河道泥
7、沙输移类型,冲积河流可分为[6]悬移质、混合质及推移质三大类,而根据泥沙输移方式及类型、相关变量与相对稳定性,可以划分为五种基本河型:①具有沙波移动的顺直河型;②具有交错边滩及弯曲[7]深泓的顺直河型;③弯曲河型;④弯曲—游荡间过渡河型;⑤典型的游荡河型。冲积河流的大小(河宽、水深、曲流波长、波幅)主要取决于流量;而河床质(砂和卵石)与悬移质(粉沙与黏土)的相对比例决定河床与河岸的性质,也影响河道的宽深比[8]值及河型的规模等特征。然而,大冲积河流的形态并不完全受水文和水力因子所控制,特别在新构造运动活
8、跃的地区,在很大程度上,大冲积河流及河型的发育极大地受活动构造及新构造运动的[6]影响,往往以活动断层、活动褶皱及横向掀斜影响冲积河流的形态特征、冲淤过程、河[9,10]型变化及沉积过程等。火山喷发及地震活动对冲积河流的影响十分剧烈,因为会导致河道堵塞,形成堰塞湖,甚至横截河道,使河流发生明显的横向位移,比较引人注目;对于缓慢升降运动给予河流发育与演变的影响往往不易察觉。可是新构造运动缓慢隆起和坳陷的长期累积作用,会改变河谷比降、泥沙冲淤、
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