祁连山东段庄浪河流域地貌特征及其构造指示意义

晚新生代以来,青藏高原北东向扩展,致使祁连山地区遭受了强烈的构造隆升,造就了祁连山地区复杂的构造格局和急剧变化的构造地貌,其典型水系流域地貌特征揭示了该地区的新构造活动和地貌演化过程。庄浪河流域位于祁连山东段,作为青藏高原北东向扩展的前缘地区,庄浪河流域的地貌参数对构造活动非常敏感,提取庄浪河流域的地貌信息,有助于揭示祁连山东段庄浪河流域地貌对构造活动的响应,及系统探讨该区地貌发育特征及其所蕴含的构造意义。庄浪河流域内及边缘发育有庄浪河断裂、天祝盆地南缘断裂、疙瘩沟隐伏断裂以及金强河-毛毛山-老虎山断裂。晚新生代以来,这些断裂仍在活动,并且控制着流域内的构造变形、山体隆升和河流水系地貌发育。本研究采用ALOS DEM 12.5 m数据,基于ArcGIS空间分析技术,通过高程条带剖面、河流坡降指标体系（K,SL,SL/K）和Hack剖面、面积-高程积分值（HI）和积分曲线（HC）等方法,对庄浪河流域地貌特征进行了初步分析。结果表明,庄浪河地区地形起伏由北西向南东递减,构造活动存在东西分异的规律;庄浪河流域内部K值、SL、SL/K、HI值西侧高于东侧,Hack剖面西侧相比东侧上凸更明显;H...     

长江源区河网纵剖面分析

长江源区河流的河网形态和辫状河型独具特色。基于SRTM3 DEM、Landsat 4-5 TM遥感影像和Google Earth卫星影像数据提取长江源区22条河流纵剖面,利用简单数学函数拟合纵剖面形态,并结合Hack剖面、凹曲指数及河长坡降SL指标等参数分析河流纵剖面的发育与构造活动之间的内在关系。研究表明:长江源区大部分河流纵剖面的最佳拟合形态为指数函数(R~2≥0.99),间接地说明该区域河流侵蚀作用较强。这22条支流的凹度值约为1.0,其中当曲的凹曲度最大,色吾曲最小,属于高凹曲度和极端凹曲度值。在各河流形态的统计结果中,三大源流Hack剖面均为曲线,沱沱河—通天河、当曲、楚玛尔河分别出现了8次、4次、3次宽窄交替的藕节状形态,其中宽谷段为辫状河段,窄段为峡谷限制段,标准河流坡降指数SL/K值介于2～10之间,表示河流发育处于微陡河段,地区构造活动较强。不考虑气候和基岩性质影响因素,可推测晚更新世以来新构造运动在长江源河流纵剖面演变中起主导作用。     

白龙江流域河流纵剖面与基岩侵蚀模型特征

构造地形指标的发展对于构造运动的量化研究具有重要意义。白龙江流域位于青藏高原与西秦岭造山带之间的过渡地带,对该流域地貌是否处于构造隆升与河流侵蚀的均衡状态,以及内部构造活动性的差异如何等问题尚缺乏细致研究。基于Arcgis9.3与ASTERGDEM数据,提取了白龙江流域32条支流的纵剖面,拟合其最佳函数形态,并利用基岩侵蚀模型提取了各个支流的标准化陡峭指数、凹曲度及拟合系数值,来揭示白龙江流域河流对构造运动的响应特征。结果表明:白龙江流域河流拟合函数以指数函数为主,河流大多发育处于侵蚀作用强烈阶段;中上游地区标准化河流陡峭指数值较下游地区偏大,凹曲度值和拟合系数中上游较下游值偏小,反映了白龙江流域中上游与下游构造活动强度的差异性;32条支流的凹曲度大部分小于均衡状态经验平均凹曲度值(0.49),表明白龙江流域地貌形态发育大部分还没有达到均衡阶段。     

天山北麓河流纵剖面与基岩侵蚀模型特征分析

本文提取分析天山北麓10条河流的纵剖面,通过函数拟合纵剖面形态特征,同时运用基岩侵蚀力模型来研究河流纵剖面形态的发育演化过程,来揭示河流纵剖面的发育与构造活动之间的内在关系.研究表明:天山北麓河流地貌地形发育阶段处于河流侵蚀作用强烈的前均衡状态时期.塔西河的纵剖面凹曲度最大,向东西两侧河流凹曲度依次降低,乌鲁木齐河与四棵树河凹曲度最小,河流的凹曲度(θ)和河道坡度(Ks)的数值分布规律与所对应构造部位晚更新世以来的抬升速率和地壳缩短速度相一致,排除时间、气候因素和基岩性质影响因素后.发现晚更新世以来天山北麓河流纵剖面形态变化主要受构造抬升作用的影响.     

空间自相关分析在面积高程积分中的应用

面积高程积分值(HI)作为揭示区域构造相对活动性的指标,在地貌学中得到了广泛的应用。传统的研究多以流域作为载体分析HI值的特性,然而HI值是否受流域大小及形状的影响存在争议。以白龙江流域作为试验区,利用ASTER 30 m及SRTM 90 mDEM数据,基于不同大小的分析窗口分别计算了流域的HI值。研究表明:1.原始HI值没有明显的空间分布格局,受分析窗口空间分布位置、DEM分辨率、岩性差异的影响不大,但是受分析窗口大小的影响较大,存在尺度依赖。2.对原始HI值进行空间自相关分析后HI值表现出强的空间自相关性,且"热点分析"表明HI值高值聚集区分布在白龙江中上游,与地壳隆升强烈及断裂活跃的作用相关,低值聚集区分布在白龙江下游及一些河谷中。研究表明,空间自相关分析的应用,能够使基于分析窗口提取的HI值呈现出更多的构造意义。     

基于面积−高程积分的他念他翁山玉曲流域地貌学分析

以他念他翁山玉曲流域为研究区,利用ArcGIS中的水文分析工具,将玉曲流域划分为1 030个亚流域盆地,采用高程起伏比法,对亚流域盆地进行面积?高程积分值（HI）计算。结合研究区的构造运动、岩性、地形起伏度、冰川作用等,探讨HI值的分布特征及主要影响因素,并确定研究区的地貌演化阶段。研究结果显示：① 玉曲流域所有亚流域盆地的HI值介于0.18~0.70,HI平均值为0.44,整体处于侵蚀循环的壮年和老年阶段。② 长毛岭大断层和瓦合大断裂经过玉曲流域,2条断裂的HI平均值分别为0.47和0.42,长毛岭大断层的活动性要高于瓦合大断裂,说明构造因素对HI值存在一定影响。③ 由于不同亚流域盆地内岩性抗侵蚀能力不同,导致HI值存在着较大差异,花岗岩、闪长岩等侵入岩（平均值0.55）>砾岩、灰岩等沉积岩（平均值0.49）>海相碳酸盐岩（平均值0.47）>夹杂着粉砂岩、页岩和泥岩的长石石英砂岩（平均值0.42）>第四系冲积物和冰碛物（平均值0.35）。④ 对于玉曲流域而言降水量对HI值的影响较小。     

华北平原河流纵剖面

本文用下凹度指标定量地描述河流纵剖面特征,华北平原诸河下凹型的纵剖面不仅与河长有关,而且也与水能有关。在综合分析影响河流纵比降因素的基础上,提出了构造运动的形变率、床砂粒径和来沙系数三要素的复式回归方程,此式体现了内外营力对河流比降的影响。     

天山北麓流域面积高度积分特征及其构造意义

提取了天山北麓河流水系流域的常规地貌计量指标（盆地大小、面积和高差）以及面积高度积分,通过对流域面积高度积分曲线形态特征、面积高度积分值的分析,结合区域地质构造活动,探讨了面积高度积分对板内再生造山带新构造活动的指示意义以及天山北麓流域的地貌发育过程。研究表明,北天山流域的次集水盆地面积高度积分与次集水盆地的面积和高差都没有相关性,堆积作用和轻微构造抬升作用都会影响冲积扇区次集水盆地,使其面积高度积分值偏高。河流面积高度积分曲线形态和面积高度积分值在空间分布上的差异,反映了天山北麓3排逆断裂褶皱带的不同的构造活动特征。面积高度积分曲线的循环形态特征,揭示了强烈构造运动与河流剥蚀作用影响面积高度曲线形态发育的动态演绎过程。     

长江源地区通天河段水系格局演化与构造活动的关系

青海玉树地区长江源区通天河段构造运动活跃,地震频发,如2010年曾发生7.1级地震;该地区分布有黄河、雅砻江、澜沧江等水系上游河网,水系呈直角状、倒勾状分布,是研究水系演化与新构造活动关系的理想区域。通过地形分析、河流水系分析和地貌指数计算,探讨了该地区水系格局演化对走滑断层相关构造活动样式的响应过程。该地区主要发育北西—南东和南西—北东两组流向的水系,其中北西—南东向河谷多为低河流比降、宽阔的不适称谷地,而南西—北东向河谷多为高河流比降、陡峭的峡谷。河流陡峭度指数（k_s）在通天河东南段为高值,在通天河流域西南段多采曲—宁恰曲流域、登艾龙曲流域、叶曲流域、巴塘河流域为低值;河流坡降指数（SL）在流域内整体差异不大,但在水系倒勾状或直角交汇区域的值高;流域高程积分值（HI）在通天河两侧大于0.45,在多采曲—宁恰曲流域、登艾龙曲流域、叶曲流域、巴塘河流域为0.15~0.45。地形、水系和地貌指数的分布特征表明该地区水系可能原为南东流向的平行水系,后期由于走滑断裂剪切作用导致河流改向、袭夺而演化为倒勾状水系。其中当江、立新乡、隆宝镇、上拉秀乡北部等地区断陷形成局部积水中心,而通天河南西—北东向细小支流如宁恰曲等由于断层东北向的逆冲抬升而溯源侵蚀加强,袭夺了原南东流向的河流。     

格尔木河流域面积-高程积分值的地貌学分析

在sRTM-DEM数据的基础上,运用GIS空间分析技术,系统提取了格尔木河三级流域及部分二级流域地形参数和面积-高程积分值,探讨了面积-高程积分值的面积及空间依赖性,并对面积-高程积分值(HI)对构造活动性、岩性变化、冰川作用强度的指示意义进行了研究.研究表明:HI值具有面积依赖及空间依赖性;东昆南断裂(F4)-西大滩断裂(F3)以昆仑山口为界可以分为东西两部分,各自的活动性都是中间强往两边依次减小,东昆中断裂(F1)的活动性变化不大;岩性对HI影响表现出,侵入岩的抗侵蚀力最大,片岩的抗侵蚀力最小,碳酸盐岩组合的抗侵蚀力居中;冰川作用对地貌发育和侵蚀程度有改造作用,与只有古冰川发育或无古冰川流域比较,有现代冰川发育,古冰川作用遗迹广泛的流域,HI值较大并会出现U型谷.     

River and basin morphometric indexes to detect tectonic activity: a case study of selected river basins in the South Indian Granulite Terrain (SIGT)

Abstract

The effects and influence of tectonic processes on the Anjarakandy, Thalassery, Mahe, and Kuttiyadi watersheds and rivers of the South Indian Granulite Terrain in Kerala were examined to determine their spatial heterogeneity. Drainage basin asymmetry (Af), transverse topographic symmetry factor (T), hypsometric integral and curve (HI), longitudinal profile, stream length gradient index (SL), and stream concavity index (SCI) suggest heterogeneity in tectonic influence. Clusters of geomorphic anomalies in similar lithology rule out lithologic control on drainage development. However, the orientations of the drainage networks and predominant fractures/lineaments compare closely and reveal strong tectonic influence. Though the watersheds are considered to be in an advanced stage of erosion by the low HI (<30) and high values of SCI, variations in the shape of the hypsometric curves and differences in the SCI values indicate the different influence of tectonic process from watersheds in the north to the south. Among the watersheds, the Mahe and Kuttiyadi are more sensitive to tectonic processes than the Anjarakandy and Thalassery and indicate spatial heterogeneity in the influence of tectonic activity, confirming the grouping of watersheds based on structural and drainage patterns.     

面积高度积分的面积依赖与空间分布特征

面积高度积分作为揭示区域构造相对活动性的指标,其面积依赖和空间分布两大特性会影响到它对构造活动的解释。以北天山10条河流流域作为研究区域,研究表明,在不同集流面积阈值下,天山北麓流域次集水盆地的平均面积高度积分与平均面积、平均高差都具有负相关关系。受北天山褶皱逆断裂构造带的影响,流域面积高度积分值的分布与构造带走向相一致,上游山地型次集水盆地面积高度积分值大于中游山麓丘陵型次集水盆地面积高度积分,揭示了面积高度积分存在空间分布依赖的特性。在大小不同观测尺度下,构造活动和基岩岩性差异对面积高度积分有着不同的影响。在玛纳斯河流域中,以不同集流阈值提取的不同面积大小的次集水盆地与各年代地层以及活动构造做GIS叠加分析,可以发现当集流阈值小于9km²时,面积高度积分值受到岩性与构造的双重影响,而当集流阈值大于20km²时,面积高度积分值主要反映构造活动的影响。     

内蒙古十大孔兑主河道纵剖面发育动力机制（英文）

The longitudinal profiles of main streams of ten kongdui basins within Inner Mongolian Autonomous Region of China were characterized in this study by analyzing a series of quantitative indexes that are relevant to tectonic activity and river action, and by establishing a series of multiple regression models. The results reveal that all longitudinal profiles are concave in shape, with a range of concavity between 1.1 and 3.1, increasing from west to east. Data also show that the concavity of the profiles is significantly negatively correlated with profile length, altitude difference, average altitude, drainage area and sediment load of the basins. Analysis reveals that kongdui basins have suffered from moderate-to-weak tectonic activity over time, again characterized by a west-to-east weakening trend. Stream power also varies along the main channels of the ten kongdui basins; average values in each case fall between 0.8 W/m and 8.4 W/m, generally higher within the middle reaches. This decreasing trend in stream power within the lower reaches of kongdui basins might provide one key explanation for sedimentation there. Data also show that the average stream power in western and central basins tends to be higher than that in eastern examples, even though both the highest and the lowest values are seen within two middle ones. This analysis shows that the longitudinal profile concavity values are mainly controlled by tectonic activity and that the effect of river action is insignificant.     

六棱山北麓中段冲沟地貌发育的定量研究及其新构造意义

利用地貌形态指标对六棱山北麓断层中段的5条冲沟进行定量化研究,流域的冲沟比降指标(SL)、面积--高度积分值(HI)和流域盆地形态因子(Bs)的异常值表明5条冲沟的发育对六棱山北麓断层活动性有明显的响应,流域发育处于壮年期.秋林沟口野外实测数据验证并揭示了六棱山北麓断裂晚第四纪以来的活跃性.     

Hypsometric Analysis of Headwater Rock Basins in the Dolomites (Eastern Alps) Using High‐Resolution Topography

Hypsometric curves and integrals are effective tools for rapid quantitative assessments of topography. High‐resolution digital terrain models derived from airborne LiDAR data have been analysed to study the hypsometry of small headwater rock basins (drainage areas up to 0.13 km²) in three study areas in the Dolomites (Eastern Alps) that have similar lithologies and climatic conditions. Hypsometric curves in the studied rocky headwaters display a variety of shapes and present remarkable differences between neighbouring basins. Hypsometric integrals show generally high values in the three study areas (>0.42, mean values between 0.51 and 0.65). The extent of the scree slopes located at the foot of rock basins in the three study areas is larger in the area with lower hypsometric integrals and indicates consistency between the development of basin erosion, which is shown by the hypsometric integral, and debris yield, represented by the extent of scree slope. No clear relations were observed between the hypsometric integrals and basin area and shape. When extending the analysis to larger basins, which encompass rocky headwaters and downslope soil‐mantled slopes, a negative correlation is found between the hypsometric integral and catchment area, suggesting that the scale independency of the hypsometric integral occurs essentially in headwater rock basins. Geomorphometric indices (residual relief and surface roughness) have contributed to interpreting the variability of surface morphology, which is related to the geo‐structural complexity of the catchments.     

中条山北麓河流地貌参数及其新构造意义

基于数字高程模型（DEM）及地理信息系统（GIS）技术,系统提取和分析了中条山北麓河流坡降指标、河道陡峭指数及面积高程积分等河流地貌参数。研究表明：河流坡降指标、河道陡峭指数及面积高程积分在永济至解州一带表现出较高的值;综合分析岩性、降水及构造等因素可知,新构造运动是控制中条山北麓河流地貌发育的主要因素,自北向南总体表现出增强的趋势,在永济南活动最强。前人研究表明,中条山北麓断裂晚第四纪以来构造活跃,全新世以来仍有多次活动,但不同部位活动强度各异,解州段晚更新世晚期以来滑动速率相比韩阳段及夏县段高,极高值在出现在永济南一带。可见,基于河流地貌参数获得的中条山北麓新构造运动强弱与断裂晚第四纪以来的活动强弱一致。     

一种新的气候变化敏感区的定义方法与预估

气候变化敏感区的研究是气候变化研究的一个重要方向,前人对气候变化敏感区的定义大多基于单一的指标,而对综合性指标研究较少。基于柯本气候分类法所划分出的中国气候类型分布及其变化频次,提出一种新的气候变化敏感区定义方法,并使用该方法划分中国的气候变化敏感区,气候类型变化频繁的区域被认为是敏感区。选取CESM模型中等碳排放（RCP 4.5）下的模拟数据计算2006-2013年、21世纪40年代和90年代气候类型的变化,以此预估未来30~80年间气候变化敏感带的变化。结果显示：依据本文提出的方法划分的气候变化敏感区,与降水变化敏感区有较好拟合;中国气候变化最敏感的区域分布在黑河腾冲线附近、秦岭淮河一线、青藏高原西部和天山以北部分地区,气候最为稳定的区域分布在青藏高原中东部、昆仑山、祁连山以北、天山以南、贺兰山以西的大片区域和大兴安岭附近;未来30~80年间,西部（贺兰山、横断山以西）地区气候变化敏感区基本不变,而东部地区的气候变化敏感区则逐渐向北偏移。