摘要
河流是对构造活动最为敏感的地貌单元之一,河道高程剖面则是记录构造活动信息的重要载体.基岩河道水力侵蚀模型是分析河道纵剖面、提取区域构造活动时空分布特征的重要手段.基于该模型的数学方程的解析解,可以校正流域凹度、计算河道陡峭指数、判别分水岭稳定性、投影古河道和模拟区域构造隆升历史.然而,目前已发表的开源函数集尚未尽数包含这些重要功能.文章以水力侵蚀模型的稳态与线性瞬态方程的解析解为基础,基于Matlab平台编写了开源函数集——RiverProAnalysis,集成上述各项功能,其结果以图像、文本和矢量文件格式输出,既能直接进行可视化分析,还可以为地理信息软件读取.以太原盆地北部的两条瞬态流域为例,分析流域主河道的高程剖面,识别了两期裂点并估算河流最小下切量;以流域内所有河道为对象,模拟构造隆升历史,发现该研究区自上新世中期开始缓慢加速隆升,第四纪晚期以来隆升加速,模拟结果与盆地沉积记录基本一致.通过比较分水岭两侧chi值、坡度和地形起伏等参数,分析了流域边界的稳定性.我们开发的这款函数集,集成了目前河流地貌分析的主要功能模块,是开展河道高程剖面分析和构造地貌研究的有力工具.
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单位中国科学院广州地球化学研究所; 地震动力学国家重点实验室; 同位素地球化学国家重点实验室; 中国地震局地质研究所