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构造-气候-地貌之间的相互作用与关系是当前地貌界研究的前沿热点之一,而地形特征作为构造、气候等共同作用的重要载体,得到构造地貌学界的广泛关注。在构造活跃的造山带,河流通常记录着丰富的构造活动和地貌演化的信息,尤其从河流纵剖面提取这些信息成为造山带研究的一项重要研究内容。近30年来,出现了大量对河道形态和形成过程的定性及定量描述的研究。然而,由于作用于河流纵剖面的因素(如构造活动、气候变化、岩性分布、冰川作用以及河流自身演化等)比较复杂多样,如何有效地区分这些因素对河流纵剖面形态的影响是目前尚未解决的问题,也是实现河流纵剖面形态参数定量化研究的关键。位于祁连山中段的走廊南山,第四纪以来构造活动强烈,河流上游发育古冰川,近期研究也表明走廊南山的黑河水系发生过重要调整。另外,山区河流大多是基岩河道或基岩-冲积混合型河道,可以很好地用于河流纵剖面特征的提取与应用。因此,以走廊南山的河流为研究对象,不仅可以从构造活动、河流演化、冰川作用等因素对河流纵剖面形态特征进行全面解译,丰富对河流纵剖面的研究,也为研究区河流地貌演化过程提供了方法的补充。本研究以SRTM DEM为数据源,利用ArcGIS对走廊南山进行宏观地貌分析,提取了包括地形坡度(slope)、地形起伏度(local relief)、条带剖面(swath profile)、流域盆地面积-高程积分HI值在内的一系列地貌参数,得到了区域地貌特征。在地貌分析的基础上,本文选取了发源于走廊南山的多条河流,利用Matlab脚本文件对提取了河道纵剖面,得到了包括标准化的河流陡峭指数(ksn)、凹度指数(concavity index)和裂点(kinckpoint)在内的用于描述河道纵剖面形态特征的一系列参数。最后,本文综合区域构造、岩性和气候等资料来讨论地貌分析和河流纵剖面分析的结果,分别探讨了构造、岩性及气候因素对河流纵剖面影响。结合区域内冰川研究现状和河流地貌考察结果,我们进一步探讨了冰川演化和水系调整对河道纵剖面形态的控制作用。主要得到以下三点认识:(1)位于北祁连走廊南山的河道纵剖面普遍呈现不均衡形式且发育海拔较高的裂点(>3600 m),将河流纵剖面分成上游平缓、下游陡峭的两段河段。高海拔裂点上游河段的陡峭指数较低且变化幅度较小。经分析发现,区域岩性分布与气候因素不是产生这些高海拔裂点的主要原因;较低海拔裂点(<3600m)可能反映了构造抬升速率的时间或空间差异,但这些高海拔裂点可能由构造活动之外的其他因素作用形成。多种证据表明走廊南山高海拔裂点主要反映了冰川作用遗留地形与河流作用地形的分界。由此可见在对河道纵剖面上高海拔裂点进行分析时,要考虑到古冰川作用也会对河道纵剖面产生重要的影响。(2)黑河干流纵剖面呈现明显的不均衡状态,具体表现为上凸的形态和多个裂点。地貌分析结果显示黑河干流不同河段的地貌特征差异较大,平行于走廊南山的东西流向河段河谷宽阔,流域内坡度低、地形起伏小;而自河流流向转折处至出山口,河谷变得极为狭窄,坡度增加、地形起伏变大。本文基于对黑河流域的地貌分析及河道纵剖面研究的结果推测,黑河早期沿现今甘州河和八宝河河道沿东西方向流动,后由于走廊南山山前河流对原本东西向的黑河的袭夺,导致黑河转而向北流入河西走廊。目前黑河上游可能处于对河流袭夺事件的调整阶段。(3)走廊南山南北两侧河流的河流纵剖面形态和地貌特征存在着明显的差异:南侧的河流河道平缓而其北侧的支流河道相对较陡。本文通过排除区域岩性和构造作用对该区河道纵剖面的影响,认为走廊南山南北两侧的河流纵剖面形态在存在的明显差异主要是受到不同侵蚀基准面的影响。走廊南山南侧黑河支流受控于相对较高的基准面,基准面相对下降不明显,河流下切慢,导致南侧河流出现较小的陡峭指数;而北侧的河流以海拔较低的河西走廊为基准面,由于祁连山北缘断裂的持续活动,基准面相对持续下降,河流下切速率快,表现为较陡的河流纵剖面形态。