發(fā)布時(shí)間：2020-08-07 10:11

【摘要】：洪積扇作為一種常見的地貌單元,其形態(tài)、發(fā)展、演化受氣候、構(gòu)造、流域地質(zhì)等環(huán)境因素的影響,通過地貌演化數(shù)值模型模擬洪積扇的形成演化過程,分析氣候和構(gòu)造對洪積扇的作用機(jī)制,進(jìn)而解譯洪積扇的形態(tài)和沉積特征所記錄的區(qū)域氣候和構(gòu)造信息,是干旱區(qū)地貌過程研究的重要內(nèi)容。本文通過對祁連山北麓地區(qū)的洪積扇進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)的提取和分析,基于河流功率模型和擴(kuò)散方程,構(gòu)建了流域—洪積扇地貌系統(tǒng)模型,并以祁連山北麓兩個(gè)小型流域?yàn)槔M(jìn)行了數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn),分析洪積扇發(fā)育演化的物理過程和機(jī)制,探討洪積扇的形態(tài)特征對區(qū)域環(huán)境變化的響應(yīng)。獲得如下主要結(jié)論:1、祁連山北麓發(fā)育了大量形態(tài)特征相對完好的洪積扇,洪積扇和流域的形態(tài)指標(biāo)之間的相關(guān)分析表明,洪積扇在發(fā)育過程中受到流域面積和流域地勢起伏的影響,上游集水區(qū)面積大且高差大時(shí),容易產(chǎn)生面積大、坡度小的洪積扇,同時(shí)扇面會(huì)比較開闊。2、洪積扇的高差和流域面積的相關(guān)性不顯著,扇高差更多的受到流域平均坡度、流域平均起伏度、流域平均局地高差等因素的影響,而且扇高差與扇長之間的相關(guān)關(guān)系顯著。這一關(guān)系可能表現(xiàn)了洪積扇對構(gòu)造活動(dòng)的響應(yīng),考慮到該區(qū)狹長型的宏觀地貌格局,周圍隆起的山脈可能也在一定程度上限制了洪積扇的發(fā)育。3、地貌演化模型數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,洪積扇的剖面形態(tài)對于構(gòu)造活動(dòng)的變化更為敏感,同時(shí)還受到降水作用的影響:構(gòu)造抬升使得流域的平均侵蝕速率、出山口處的沉積通量、洪積扇上的扇高差和扇比降以及扇緣位置的沉積通量都有增加的趨勢;降水量的增大會(huì)使流域的平均侵蝕速率、出山口處的沉積通量增加,但會(huì)使洪積扇上的扇高差和扇比降減小,同時(shí)有更多的物質(zhì)流出扇緣,從而扇緣位置的沉積通量變大;在抬升和降水的持續(xù)作用下,洪積扇的模擬剖面會(huì)逐漸趨于一個(gè)相對穩(wěn)定的狀態(tài)。4、模型中的擴(kuò)散系數(shù)κ值是對降水量的反映,κ值越大,洪積扇的縱剖面越趨于平直;河流功率模型中的k_p值包含了流域的地形因素,地勢起伏大,k_p值相對較大。模擬結(jié)果中,當(dāng)流域面積增加時(shí),洪積扇的扇比降和扇高差都有所減小,與實(shí)際的形態(tài)指標(biāo)測量結(jié)果相比略有差異。研究結(jié)果拓展了洪積扇形態(tài)指標(biāo)對環(huán)境因素指示意義的相關(guān)認(rèn)識(shí),建立了流域-洪積扇系統(tǒng)響應(yīng)氣候及構(gòu)造變化的定量關(guān)系,可為數(shù)值模擬方法在祁連山地區(qū)洪積扇及相關(guān)地貌演化研究的進(jìn)一步應(yīng)用提供依據(jù),對于深入認(rèn)識(shí)洪積扇發(fā)育演化過程、西北干旱區(qū)環(huán)境變化歷史及其相互關(guān)系具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P931.1
【圖文】：

15圖 2-1 祁連山北麓活動(dòng)斷裂及山前洪積扇分布圖。V：斷層垂直滑動(dòng)速率(mm/yr)，H：斷層水平走滑速率(mm/yr)。（斷層資料和數(shù)據(jù)引自[鄭文俊等, 2016圖中標(biāo)號代表對應(yīng)河流的洪積扇：1、黨河；5、蘆草河；6、榆林河；7、疏勒河；11、石油河；12、白楊河；13、北大河；14、洪水壩河；18、西溝河19、觀山河；20、豐樂河；26、馬營河；27、擺浪河；28、梨園河；31、黑河；32、大野口河；38、童子壩河；39、西大河；41、東大河；42、西營河43、金塔河；44、雜木河；45、黃羊河；46、沙溝河；47、古浪河；48、大靖河。

祁連山地區(qū)的巖性組成較為復(fù)雜，古生代地層較為發(fā)育，寒武系以火山巖為主，零星出露于北祁連地區(qū)，奧陶系侵入巖體、變質(zhì)巖以及火山碎屑巖在祁連山大面積出露。還有志留系地層，主要由陸源泥質(zhì)巖、碎屑巖組成，夾少數(shù)火山巖、凝灰?guī)r，超覆于奧陶系之上。泥盆紀(jì)地層主要由雜色礫巖、砂巖、泥巖夾薄層火山巖組成，還分布有石炭系的石灰?guī)r、粉砂巖、頁巖、薄的煤層和二疊系的砂巖夾粉砂巖、砂礫巖等。中生代的三疊系由雜色的泥質(zhì)巖、碎屑巖不等厚相間組成，侏羅系、白堊系等地層也均有出露，早侏羅世由灰綠、灰白色碎屑巖夾煤線或不穩(wěn)定煤層組成，河西走廊夾數(shù)層玄武巖，包含有山麓洪積、扇前沼澤和河湖相沉積，中侏羅世以含煤碎屑巖為主，晚侏羅世由紫紅色碎屑巖組成，局部夾泥灰?guī)r，早白堊世在河西走廊沉積，表現(xiàn)為山麓—河湖相，由雜色礫巖、砂礫巖、頁巖、泥巖夾石膏組成，晚白堊世地層也在河西走廊盆地零星分布，從白堊系地層的沉積厚度可以反映出山脈處于快速隆升的狀態(tài)(李新坡, 2007a; 徐學(xué)義等, 2008)。另外，第三系也在該區(qū)廣泛分布，表現(xiàn)為磚紅色的細(xì)砂巖、棕紅色或灰色泥巖等(蘇琦, 2015)。第四系主要表現(xiàn)為砂礫層堆積、湖泊沉積以及較薄的黃土層等。

呈現(xiàn)明顯增加的趨勢(賈文雄等, 2008)。祁連山地區(qū)的降水同時(shí)會(huì)受到氣溫、海拔和區(qū)域地形的影響，高海拔地區(qū)比低海拔地區(qū)的降水量稍高，東段的降水量要比西段的降水量高(陳廣庭和曾凡江, 2011)。圖 2-3 中的祁連山地區(qū)年平均降水量是根據(jù) 1951 年到 2000 年的 29 個(gè)站點(diǎn)的逐月降水量數(shù)據(jù)，進(jìn)行協(xié)同克里金（Cokriging）方法插值得到的（個(gè)別站點(diǎn)在某些年份的降水量值為缺省）。在圖中可以明顯的看出祁連山地區(qū)的降水量呈現(xiàn)出西低東高，北低南高的分布趨勢。祁連山區(qū)水系發(fā)育，在祁連山北坡發(fā)育有三大內(nèi)陸河流域，自西向東分別是疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域(張曉曉等, 2014)。疏勒河流域位于祁連山北麓西段，主要包括黨河、疏勒河、石油河和白楊河等。黑河流域位于祁連山北麓中段，主要包括北大河、洪水壩河、豐樂河、馬營河、擺浪河、梨園河、黑河和洪水河等。石羊河流域位于祁連山東段，主要包括西大河、東大河、西營河、金塔河、雜木河、黃羊河、古浪河和大靖河等。該區(qū)的河川徑流量主要受大氣降水的制約，同時(shí)還會(huì)受到冰川融水的影響，其中面積大的河流，年均徑流量也相對較大。另外，祁連山區(qū)的河流侵蝕強(qiáng)烈，經(jīng)測算，該區(qū)現(xiàn)代流域平均侵蝕速率的平均值達(dá) 0.08 mm/yr (耿豪鵬, 2014)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2783845