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河流堰塞的地貌响应 总被引：1，自引：0，他引：1
堰塞作为一种极端地表过程,深刻影响着河流地貌的变化,特别是河流纵剖面的变化。其对河流纵剖面的影响主要体现在两方面:一方面,堰塞坝将抬高局地的侵蚀基准面,阻碍了上游河道侵蚀,形成河流裂点;另一方面,堰塞坝溃决往往形成大型/巨型洪水,造成下游河道和岸坡的剧烈侵蚀。稳定的堰塞坝形成后,在1~105 a的时间尺度上对河流裂点的发育以及河流纵剖面变化上甚至会超过构造、气候和岩性作用,占据主导。本文在简要概述堰塞地貌相关概念的基础上,介绍了部分河流堰塞的研究方法和案例,以及河流堰塞的发育过程和研究意义。目前多仅从堰塞坝与河流纵剖面的空间关系的相关性来论证其地貌响应,并且发现一些堰塞坝与河流纵剖面的相关性,但是也有一些古堰塞坝对现代河流纵剖面的影响并不显著,原因可能与堰塞坝规模、溃决洪水次数、堵江的持续时间和距今年代的不同有关,目前还缺乏深入研究。 相似文献
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崩滑堰塞坝(湖)具有显著的地貌环境效应,这种效应在时间尺度上分为短期和长期2种,主要表现在河流水文过程、地貌演变、环境生态、景观等方面.堰塞坝形成初期河流原有生境受到干扰,河流生态和景观出现退化.堰塞体溃决强烈改变下游水文过程及河流地貌,严重冲击河流生境和生态,并可能对下游基础设施和群众生命财产造成灾难性破坏.长期稳定维持的堰塞坝深刻影响河流地貌过程,并显著改善河流生境、生态,提升景观水平.堰塞坝(湖)是河床持续下切、岸坡失稳而自然反馈形成的裂点,能增加河流阻力,控制河床下切,如能长期维持是河流健康稳定的促进因素. 相似文献
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在青藏高原东缘的南北向深切河谷内发育大量大型的、可保留万年甚至数万年的古堰塞湖沉积.是什么原因促使这些古堰塞湖形成和长久保留呢？本文从构造、气候、堰塞湖结构、构造等方面探讨了该问题.从构造地貌角度来看,青藏高原向东的构造挤出作用控制了其东缘特殊的南北向河流系统.该系统流经区域具有频发的地震和复杂的深切河谷地貌,是形成大型堰塞湖的有利位置.当堰塞湖形成后,其体积、集水区面积、堰塞坝的高度、长度、内部结构均影响着堰塞湖的稳定性.大型的、串珠状堰塞湖构成大型的、连续的“阶梯-深潭”系统,形成重要的河流裂点,有效的消耗了水流动能,延缓堰塞湖的损坏.从气候角度来看,四万年以来气候变化与堰塞湖的形成及保留关系密切.40～25ka的间冰阶降雨丰富、高原湖面升高、河流卸载能力较强.这一时期丰富的降雨和河流深切作用易引起滑坡和堵塞事件.25～15ka的冰期,河流卸载能力减弱而堆积能力增强,有利于堰塞湖的保存.全新世以来,气候变暖伴随着冰川融化与河流卸载能力增强,促使早期堰塞湖发生快速消亡.从堰塞坝的组成来看,地震引起的滑坡和岩崩是堰塞坝重要物质来源,可形成良好而坚固的堰塞坝体.其受到流水切割易出现窄深型溃口,使得湖相地层以阶地形式保留下来.最后,本文从地球系统的角度谨慎的探讨了堰塞湖这一特殊地表剥蚀-沉积过程所蕴含的构造-气候耦合的意义. 相似文献
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堰塞坝是由于崩塌、滑坡、泥石流等形成的天然坝体,不同于人工土石坝,堰塞坝坝体结构松散,颗粒级配不均匀,在较高水头作用下坝体可能发生渗透破坏而导致溃坝,严重威胁下游人民群众的生命及财产安全。由于堰塞坝存在较大粒径颗粒,常规的渗透试验装置难以满足要求,本文研制了直径为60cm的大直径渗透试验仪,进行了不同堰塞坝级配材料的渗透破坏试验,并探讨了堰塞坝体材料渗透特性的主要影响因素。研究发现:（1）堰塞坝材料的渗透破坏形式取决于材料级配,粗颗粒含量较多时为管涌破坏,细颗粒含量较多或粒径缺失时为流土破坏;（2）堰塞坝渗透系数随干密度的增大而减小,主要取决于细料填充粗料孔隙的程度,单独使用不均匀系数或曲率系数不适用于评价渗透系数的变化;（3）基于试验数据提出了用于堰塞坝渗流破坏形式的判别公式,并推导出堰塞坝管涌破坏的临界水力坡降计算公式。 相似文献
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堰塞坝形成机理及稳定性分析 总被引：2，自引：0，他引：2
滑坡、崩塌和泥石流是形成堰塞坝的三种主要方式,其形成堰塞坝的条件非常复杂,涉及因素广泛。另一方面,堰塞坝完全堵江形成堰塞湖在世界各国山区广泛分布,时有发生,造成严重灾害。因此,有必要对堰塞坝形成机理及安全性状评估进行研究。本文主要针对滑坡、崩塌、泥石流和碎屑流形成堰塞坝机理进行介绍并探讨了堰塞坝的破坏机制。同时,通过渗透稳定性、抗滑稳定性和抗冲刷稳定性3个方面评估了堰塞坝稳定性分析,以期为堰塞湖的防治与治理提供科学依据。 相似文献
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堰塞坝险情的形成演化与综合开发治理是防灾减灾领域研究的焦点问题,因坝体形成过程特殊、内部结构复杂、组成材料不均且堆积形态迥异,导致其与人工坝体差异较大,目前仍缺乏有效的安全性评估方法及科学的开发治理措施。本文列举了国内外典型的堰塞坝事件,从堰塞坝的形成、类型和结构特征等方面,总结了已有的研究成果,阐述了堰塞坝的形成机理,重点分析了崩塌、滑坡、泥石流堰塞坝的堆积演化过程研究。归纳了目前堰塞坝应急处置和综合治理的工程措施与非工程措施,列举了堰塞坝蓄水发电、引水灌溉、环境旅游等开发利用的成功案例。通过文献和案例汇编,建立了堰塞坝事件研究的文献资料库。鉴于堰塞坝较高的溃决风险和开发潜能,提出当前研究存在的主要问题和继续努力的研究方向,为堰塞坝的风险预测及开发利用提供有益参考。 相似文献
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滑坡堰塞坝是大型滑坡堆积体堵塞河道形成的土石坝。正、反粒序结构作为大型远程滑坡所特有的2种具有显著差异的地质结构特征,2种情况下坝体的破坏模式差异及稳定性影响因素亟需试验研究。文章通过室内水槽物理模型实验,对比不同粒径、不同结构的滑坡堰塞坝坝体的破坏过程差异,探究了正、反粒序结构条件下堰塞坝的稳定性差异、破坏模式及影响因素。研究结果表明：（1）堰塞坝破坏模式的变化取决于浸润线在下游坡面的出露位置,相比上游水位有一定的延迟性;（2）正、反粒序堰塞坝的破坏模式取决于坡体渗流与下游坡面临界起动坡降的关系;（3）细砂层的位置分布,不同埋深细砂层的起动临界坡降差异和细砂与中粗砂的孔隙率差异是造成正、反粒序坝体破坏差异的主要原因。该研究成果可为大型滑坡堰塞坝的防灾减灾提供理论指导。 相似文献
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滑坡堰塞坝是一类典型的地质灾害现象,溃坝将造成极为严重的影响。为了减少灾害的发生,滑坡坝的稳定性研究是关键,文章围绕滑坡坝的稳定性,总结了有关滑坡堰塞坝的形成条件、稳定性的影响因素及稳定性评价方法等方面的研究成果。将滑坡堰塞坝稳定性的评价方法分为定性和定量两大类,其中定量方法又分为统计学,物理模拟,数值模拟和其他等四种方法。但各种方法也明显存在诸多局限性,主要表现在评价方法不成熟,评价内容不全面等,最后针对存在的问题提出了滑坡堰塞坝稳定性研究方面的展望。 相似文献
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滑坡堰塞坝作为结构松散的堆积物,随着上游水位的不断上涨,其稳定性不断降低,并存在突然溃坝的风险。以唐家山滑坡堰塞坝为研究对象,基于相似原理,开展符合坝体颗粒级配的室内水槽物理模型实验,模拟了不同坝后蓄水量、不同水位和不同颗粒物质组成条件下坝体渗流、漫顶破坏的整个过程。监测结果显示：堰塞坝漫顶溃坝主要分为渗流、漫顶、冲刷和溃决4个过程;坝体堆积颗粒级配越差,坝体允许渗流坡降越小;相同材料配比的坝体,上游水位相同时,坝体底部水平位移最大,且漫顶溃坝时溃口尺寸与蓄水量正相关。该研究结果揭示了堰塞坝漫顶破坏规律,可为堰塞坝溃坝防治提供理论参考。 相似文献
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Muhammad F. Ahmed J. David Rogers Elamin H. Ismail 《Swiss Journal of Geoscience》2018,111(1-2):191-204
This article summarizes an exploratory study carried out to investigate the significance of various geomorphic features on the formation of observed knickpoints along the upper Indus River in northern Pakistan. These features include bedrock lithology, active faults, sediment flux from tributary channels, and landslide dams which have blocked the main channel. The knickpoints and their related geomorphic parameters (channel profile, concavity, drainage area and normalized steepness index, etc.) were extracted from Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection (ASTER) Global Digital Elevation Models (GDEMs) with 30 m resolution using ArcGIS, River Tools, and Matlab software. A total of 251 major and minor knickpoints were extracted from the longitudinal profile along a ~ 750 km reach upstream of Tarbela Reservoir. The identified knickpoints and their respective normalized steepness index (ksn values) were compared with bedrock lithology, mapped faults, regional landslide/rockslide inventory, and the locations of historic landslide dams. The analyses revealed that the knickpoints do not correlate with the bedrock lithology except where major unit boundaries coexist with mapped faults, especially in reaches criss-crossed by active thrust faults in the Nanga Parbat Haramosh (NPHM) region. Neither did the river’s major confluences exhibit any notable knickpoints, but the correlations between knickpoints, mapped landslides, and historic rockslide avalanche dams accounted for approximately 75% of the observed knickpoints, a surprising finding. These observations suggest that more detailed studies aided by high resolution data should be undertaken to further explore the characteristics of knickpoints triggered by tectonic uplift, local fault offset, bedrock erodibility, and landslide/rockslide dams. 相似文献
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均衡状态时的基岩河道纵剖面表现为平滑形态,然而自然界的河道纵剖面常因地球各种内外动力作用的影响而呈现出以裂点为特征的不均衡状态,因此不均衡的河道剖面及裂点的特征可以用于指示外界环境的扰动。位于青藏高原东缘造山带的岷江上游流域水系普遍呈现不均衡的特征,且广泛发育有裂点。文章基于数字高程模型,提取裂点空间分布特征,通过裂点成因分析后发现,这些裂点的形成受到岩性、冰川作用、构造等因素的影响：因岩性形成的裂点主要位于花岗岩与其他地层的交界线上;而高海拔裂点主要受到冰川作用的控制,位于地形起伏度较低的区域;流域内低海拔区域成层分布的坡断型裂点可能主要因多期次区域构造隆升而形成;岷江上游下段流域的阶梯状垂阶型裂点则主要因地震滑坡形成。这一结果增进了对岷江流域的河流地貌发育及其影响因素的理解。此外,研究结果也说明在对河道纵剖面分析时有必要更多考虑到滑坡及冰川等因素对现代河道纵剖面产生的重要影响,为进一步理解造山带地貌演化及控制因素提供了参考视角。 相似文献
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西秦岭位于青藏高原东北缘,是青藏高原晚新生代构造扩展的前缘部位。西秦岭地区发育的一系列河流水系作为高原物质向外扩展的载体,记录了高原扩展过程中的地貌演化信息。本文选取西秦岭嘉陵江上游的支流作为研究对象,以河流纵剖面的形态和陡峭指数的空间分布为基础数据,初步分析了嘉陵江上游的地貌特征及其影响因素。结果表明,嘉陵江上游地貌演化处于瞬时状态,裂点以上的低陡峭指数区域代表了残余地貌,裂点以下高陡峭指数区域是裂点响应基准面下降后形成的新地貌。通过对比区域岩性和降水条件发现,岩性和降水对河流裂点发育以及陡峭指数的影响是有限的,河流裂点的发育和陡峭指数的变化主要受控于区域构造抬升引起的基准面下降。陡峭指数的空间分布特征表明构造作用对地貌发育起了重要的塑造作用。西秦岭瞬时地貌的发育是对印度板块与欧亚板块碰撞汇聚以来的远程效应的响应。 相似文献
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The stream power model was applied to Lushan Mt. in South China in order to verify its capability of interpreting the uplift of a small block mountain. On a log-log plot, the longitudinal profiles of 9 rivers derived from a 30m DEM exhibit primary characteristics similar to those derived from a 5m DEM; however, the 5m DEM clearly reveals more minor knickpoints, and the positions of knickpoints are pinpointed more accurately. All of the studied rivers on the block mountain are in a transient state due to geological perturbations. Some of them exhibit two segments in steady state separated by a slope-break knickpoint. Such rivers generally develop in a longitudinal valley, which are less perturbed by substrate inhomogeneities. The similar heights of the slope-break knickpoints and the similar uplift rate indicated by the ksn values demonstrate an almost simultaneous headward erosion induced by the fall in base level. This modelling result is consistent with the mode of formation of this particular block mountain. Our study demonstrates that the stream power model is applicable to a small tectonically-active massif only if the channel segments are in a steady state. 相似文献
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青藏高原东北缘循化-贵德地区晚新生代构造活动强烈,同时晚新生代黄河的发育和演化也提供了研究高原构造隆升扩展以及黄河侵蚀下切过程的理想场所。黄河水系通过调整河流纵剖面的形态在垂向上响应不同的构造隆升以及河床岩性的变化。利用数字高程模型数据,提取黄河水系河流纵剖面形态,利用基岩河道河流水力侵蚀模型（stream-power incision model）为依托,尝试揭示晚新生代以来强烈构造活动在黄河水系河流纵剖面形态特征上的表现。分析发现,在循化-贵德地区岩性分布均匀的新生代盆地内部,黄河水系纵剖面在河流水力侵蚀模型坡度-面积双对数图解中大部分表现为上凸特征,即基岩河道的河床随时间的变化为正值,指示了基岩的隆升速率大于河流的下切侵蚀速率。在河流流经盆地内部不同岩性地区,特别是前新生界地层区,河流纵剖面也表现为一定的上凸特征,表明了新生界与前新生界地层岩性差异对河流纵剖面的控制作用。综合来看,青藏高原东北缘循化-贵德地区黄河水系河流纵剖面形态特征是晚新生代强烈构造活动和岩性差异共同控制的结果,揭示了循化-贵德地区造山系统地形发育仍然处于前均衡或接近均衡状态,同时也从侧面表明青藏高原东北缘地区是整个高原隆升扩展的最新和最前缘部位的时空格局特征。 相似文献
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Much of the topography of Korea is ancient, but many Quaternary fault outcrops and marine terraces have been observed in the southeastern part of the Korean Peninsula. Sufficient evidence of a Quaternary fault is lacking in the geological features of the commercially developed Jukbyun and Uljin areas. Knickpoints that develop on streams can be formed by tectonic activity such as faulting and folding, or can result simply from the differential erosion rates of bedrock. In this study, we investigated the relationship between stream steepness and faults in the Jukbyun area. Stream profile analyses of the Bugu and Namdae basins were performed using a digital elevation model to estimate Quaternary tectonic movements. Stream parameters obtained from analysis of the longitudinal stream profiles of the Bugu and Namdae drainage basins in the northeastern part of the Korean Peninsula indicated neotectonic movement. Thirty of the thirty-nine knickpoints that developed in the downstream areas of the fluvial channels corresponded to fault zones. It is thought that fault activity results in knickpoints in river systems. The normalized relative slope (Ksn) value (54.9) of the BS1 stream in the Bugu drainage basin was higher than that (28.8–36.3) of the other streams in both basins, despite a similar lithology to NS1 and NS2. Therefore, we concluded that stream steepness might be a result of tectonic forcing rather than a product of rock strength in the study area and that stream parameters could provide indirect evidence of Quaternary tectonics in ancient landforms. 相似文献
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仲巴裂谷位于藏南裂谷系的西侧,其断层发育、断错地貌清晰. 但目前,该断裂活动性研究尚属空白,制约了对整个藏南裂谷系变形机制的探索.基于GIS空间分析技术,利用数字高程模型数据系统提取该区的河流地貌参数,包括地形坡度、地形起伏度、河流陡峭指数和裂点等. 对该裂谷两侧36个流域盆地的地形参数结果进行统计和分析后发现:地形坡度与ksn之间具有一致性,仲巴裂谷西侧北、中段坡度陡峭,ksn值较高,南段支流中间部分陡峭,两端较缓,对应ksn值中间高两端低;东侧坡度和ksn分布呈现中段陡峭,两端变缓的特征. 河流纵剖面上表现出裂点上下陡峭系数的差异,东西两侧河流均在出水口处河段有最高河道陡峭系数,向上游段减小,总体上西侧河道陡峭系数大于东侧. 综合地形坡度、河流纵剖面及裂点分析结果,认为仲巴裂谷西侧断裂的构造活动性可能强于东侧. 相似文献
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天然河流中一些下切性河流具有独特的河床演变规律,如不规则形式的纵剖面等。通过现场调查、资料统计和GIS分析等方式,探讨了河道自然下切过程中河床演变相关机理及其对河流纵剖面的影响,揭示了其中蕴含的定量规律。分析结果表明,下切性河流系统存在床沙的响应与补偿机制,是河流系统由下切转为平衡的重要动力因素之一。响应调整后深切河段的床沙能消耗更多侵蚀能量,从而维持高比降的陡坡河道。因此,下切深度的沿程分布与一些特殊的纵剖面形态有关。经统计发现,流量与床沙（下垫面条件）是最重要的纵剖面控制性因素,引入量纲一参数可与比降建立良好的线性关系。 相似文献