Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

RiverProAnalysis, et open source-sæt af Matlab-scripts til flodlangsgående profilanalyse

Det venstre panel viser chi-kortet over de to prøveoplande. Det øverste højre panel er det statistiske histogram af flodhovedskråningen på begge sider af afvandingsgrænsen. Det højre lave panel viser det statistiske histogram over det lokale relief af flodhoveder. Kredit:Science China Press

Det erosionale landskab udvikler sig som det fælles produkt af både tektonisk aktivitet og klima. Morfologien af ​​de lange profiler af aktive floder har vist sig at være et arkiv til at bevare og registrere forholdet mellem topografisk relief, midlertidig og/eller differentiel klippeløftningshastighed og klimatisk og/eller litologisk relateret erosionseffektivitet. En simpel, men universel ligning af strøm-kraft-snitmodellen giver et vigtigt middel til at analysere lange kanalprofiler og til at udtrække både tidsmæssige og rumlige mønstre af regional tektonisk aktivitet.

Baseret på de analytiske løsninger til steady-state og lineære transient-state-former af modelligningen, udviklede forskere et sæt open source Matlab-scripts, RiverProAnalysis, til at integrere funktionerne af drænbassinets konkavitetskalibrering, kanalstejlhedsestimat, dræningsdeling stabilitetsbestemmelse, paleo-kanal profilprojektion og inversion af tektonisk opløftningshistorie.

Produkterne i værktøjssættet er i formatet af billed-, tekst- og vektorfiler, som ikke kun kan bruges til visuel analyse, men også kan læses af software til geografisk informationssystem.

  • Flowdiagrammet fortæller programmets funktioner og inputdata og outputresultater for hver funktion. Kredit:Science China Press

  • (a) Xilingjing-oplandet:Højdemistilpasning mellem de videresendte og faktiske kanal-chi-plots under forskellige Chi-værdiintervaller. (b) Chi-plottene for alle floderne i Xilingjing-oplandet og chi-plotten med fremadrettet kanal er baseret på et chi-interval på 1,0 m (sort tyk linje). (c) Dimensionsløs løft historie. (d) Den modellerede hævningshistorie baseret på forskellige eroderbarhedsværdier. (e)‒(h) Inversion af hævningshistorie på Nitun-oplandet. Betydningen af ​​hver figur er den samme fra (a) til (d). Kredit:Science China Press

For at illustrere værktøjssættets evne tog forfatterne eksempler på to forbigående drænoplande i den nordlige kant af Taiyuan-bassinet. De analyserede de lange profiler af stammestrømmene, identificerede to generationer af knickpoints og estimerede den mindste dybde af flodens indsnit.

De kombinerede alle stamme- og biflodkanalerne sammen for at modellere den oplandsdækkende hævningshistorie og fandt moderate stigninger i hævningsraterne siden Mellem-Pliocæn og hurtig acceleration siden den sene kvartærtid.

Resultaterne var i overensstemmelse med de sedimentære registreringer i det tilstødende bassin. Ved at sammenligne chi-værdien, hældningen og det topografiske relief på begge sider af oplandets skel, konkluderede de stabiliteten af ​​dræningsskel.

Værktøjssættet, der er beskrevet i denne undersøgelse, integrerer hovedfunktionerne i de moderne undersøgelser af flodlandskaber og giver således et kraftfuldt værktøj til at analysere floders lange profiler og til at forstå tektonisk geomorfologi.

Forskningen blev offentliggjort i Science China Earth Sciences . + Udforsk yderligere

Gendannelse af kappeminder fra flodprofiler