九龙江北溪流域河流特征及其构造指示意义.pdf

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1、第28卷第1期华南地质与矿产Vo1．28．No．12012年3月GeologyandMineralResources0fSouthChinaMa1．，2012文章编号：1007—3701(2012)01．079—05九龙江北溪流域河流特征及其构造指示意义田立佳，张明华，张辰光。(1．福州大学福建省空间信息工程研究中心，福州3500022．厦门理工学院空间信息科学与工程系，厦门361024；3．桂林理工大学地球科学学院，桂林541001)摘要：本文利用DEM数据，运用基岩河道侵蚀模型提取九龙江北溪流域的河流下凹程度、陡峭指数和蜿蜒度等地貌指数研究北溪流域地质构造活动特点。通过对流域地貌参

2、数的分析发现九龙江北溪流域陡峭指数存在自Nw向SE递减的规律，陡峭指数和蜿蜒度有很好的对应关系．排除气候因素和基岩性质等影响因子，认为河道陡峭指数的分布特征揭示了九龙江北溪流域的地壳抬升速率自西北向东南递减的分布特征，此认识与前人采用精密水准资料计算地壳垂直运动速率结果相一致。关键词：DEM；河道基岩侵蚀力模型；地貌指标；构造抬升速率中图分类号：P941．77；P542+．1文献标识码：A在活动构造地区，河流地貌对构造活动具有明显的响应【。随着高精度数字地形数据的成功获1研究区概况取，地貌研究所需的相关指标能够快速地获取，大量定性层面上的地貌问题能够通过模型和数学运北溪是九龙江的主要支

3、流，发源于玳瑁山脉，算进行验证。随着河流水力侵蚀模型研究的深主要位于福建省龙岩市境内。北溪流域主要有万安入．直接从地貌形态特征上提取地壳运动的定量信溪、九鹏溪、雁石溪、新桥溪、拱桥溪和溪南河等河息似乎成为可能。在国外Whipple等通过对美国加流组成，最终汇入九龙江干流(图l1。北溪流域东西州北部KingRange地区的基岩河道纵剖面分析指长约100km，南北长约90km，近方形，平均海拔出，在岩石抬升速率高的区域河道比较陡，抬升速500ITI以上，最高海拔1400／n。区内有印支一燕山率低的区域较缓[7{】。相同的结果在加州的Santa期的NW和NE向两条大断裂。岩性主要花岗闪长Yn

4、ez山脉和SanGabriel山脉也得到印证．陡峭指岩为主，夹有少部分闪长花岗岩。数与抬升速率之间有很好的线性关系[9-砌。国内赵洪壮等在天山地区的研究也指出河流的陡峭指数2数据和研究方法与河流所对应构造抬升速率具有很大的一致性。本文采用DEM数据，利用河道水力侵蚀模型和蜿蜒2．1遥感数据度等地貌模型和指标，尝试分析九龙江北溪流域构本文使用的DEM数据是30m空间分辨率的造抬升的空间分布特征。GDEM数据。2009年美国航天局(NASA)与日本经济产业省(METI)共同推出了最新的地球电子地形收稿日期：2011-0620；修回日期：2011-09—02基金项目：国家科技支撑计划项目(2

5、007BAH16B01)数据ASTERGDEM(先进星载热发射和反射辐射作者简介：田立佳(1985—-)，男，在读研究生，研究方向：地质遥感和GIS应用．Email：tljtzf@126．com仪全球数字高程模型)，该数据是根据NASA的新华南地质与矿产2012正图l九龙江北溪流域DEM及主要水系图Fig．1DEMandstreamofBeixifiverbasin，Jiulongjiangarea一代对地观测卫星TERRA的详尽观测结果制作为构造抬升作用引起的地壳抬升速率。完成的，是一种非常实用的区域地貌分析数据源，E为河流下切侵蚀速率。A为河道上游的流域在国内外的地貌形态定量分析研

6、究中被广泛使用。面积，S为河道坡度，K为侵蚀系数，m和n为常数2．2地貌量化研究指标(代表水文、侵蚀作用等)。2．2．1河流的蜿蜒度S(sinuosity)当dz／dt=0时．则1／’m／河流的蜿蜒度S(Sinuosity)是地貌指标的一种，?(U／K)A／(3)是衡量河流弯曲程程度。主要是利用河道的长度公式的形式正好与大量的实践研究fl141得出的结果(C)和溪谷直线长度(V)的关系，其公式为相吻合，实践研究得出河道比降是流域面积的幂函s=￡数：V=Valleylength(1)，当河流蜿蜒度为1时．表示河流的高度落差较S?A(4)大，侵蚀能量增大，使得原来弯曲的河道被切成直即：lo

7、g(S)=-O*log(A)+log(K)其中0=m／n，Ks=(U／K)1In线；反之，当河流流过地形高度差较小的区域，如泛参数0为均衡河道纵剖面的下凹程度指数滥平原，水流的流速减缓，下切能量较小，则会出现(concavityindex)，而Ks则为均衡河道纵剖面的侧向侵蚀的现象，因此河道会开始渐渐变蜿蜒。河(steepnessindex)。可直接在S—A的双对数图中得流蜿蜒度的改变可能是由差异侵蚀所造成，或是受到，回归直线的斜率和截距即为0