贵阳鱼梁河河谷地貌形态特征研究*

朱克卫，樊云龙▲，金 桃，陈佳怡

(1贵州师范学院地理与资源学院贵州省流域地理国情监测重点实验室，贵州 贵阳 550018；2贵州省山地资源研究所，贵州 贵阳 550001)

0 引言

河谷地貌是指河谷形态以及河谷内其他地貌类型的总称。河谷形态一般又受很多因素影响，如地质构造运动、气候、植被、土壤等。其中影响最大的是地质构造运动。河谷地貌是河流发育及发展的决定性环境因素，河谷地貌的某些定量指标或许能够揭示河流系统形成演变的特性、规律及成因。因此，对于河谷地貌特征的定量研究具有重要的理论意义。目前，在国际上与冲积河道相比，基岩河道的研究一直被忽视了许多年。近半个世纪以来，随着地学研究的深入，基岩河道的重要性日益突出，相关研究层出不穷[1-3]，其中尤以基岩河道形态的研究发展最为迅速和成熟。

国内对河流的研究侧重于沉积物[4]、河谷形态[5]、河流断面形态[6]、河流阶地[7]、河流剖面特征[8-10]等。而对河流地貌形态特征、河道形态研究较少，其中已有的河道形态研究在祁连山构造带[11-13]、青藏高原东缘[14]。但对于云贵高原内部[15]小区域且受构造活动带(乌当逆冲推覆断层)影响的河流河谷地貌形态特征的研究很少。

位于贵阳东部的鱼梁河，上游流经龙洞堡高原面，属于构造稳定环境；下游流经乌当盆地，属于相对沉降环境；其中穿过了乌当逆冲推覆断层构造带。乌当逆冲推覆断层构造带为一条始自古生代的古断层，三叠纪后再次复活而形成如今所见的逆冲断层。该断层横贯乌当区呈东西向延伸。断层带内断层岩、构造透镜体发育。断层岩多为断层角砾岩，胶结紧密，具压性特征。河流穿过断层为顺断层面倾斜方向发育，反映了断层南盘上升北盘下降的逆冲性质[16]。穿越了乌当逆冲推覆断层构造活动带，不仅决定了流域的地势起伏结构，而且传递了构造和气候的重要信号。基岩河道是河流上游各点的稳定局部侵蚀基准面，它是控制山坡侵蚀的边界条件，决定了区域的剥蚀速率，极大程度的影响了河流系统的侵蚀、搬运速率和模式。而定量的测量河谷地貌形态特征对于揭示河谷地貌与地质构造活动的关系是非常有价值的。

1 研究区概况

鱼梁河流域位于贵州省中部，属于亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛。鱼梁河发源于龙里县谷脚镇，沿途流经了贵阳市花溪区、南明区，最终于乌当区汇入南明河，如图1所示。鱼梁河的河流长度为40.8 km，平均比降约为6.86‰，流域面积为390.4 km2，是南明河的较大一级支流。

图1 研究区示意图Fig.1 Schematic diagram of the study area

鱼梁河上游流经龙洞堡高原面，属于构造稳定环境；下游流经乌当盆地，属于相对沉降环境；其中穿过了乌当逆冲推覆断层构造带。流域内地形为东南高北部低，河流由南向北流，由南向北依次为龙洞堡高原面、乌当逆冲推覆断层构造带、乌当盆地。龙洞堡高原面平均海拔超过1100 m，乌当盆地平均海拔为1000 m。

2 研究方法及数据处理

2.1 研究方法

通过野外实地测量河谷的宽度和深度，来构建河谷形态。测量逆冲推覆断层河段与其上下游河段的河谷宽度和深度的变化来反映逆冲推覆断层对河谷形态的影响，来证实河谷形态的变化与地质构造运动是否有响应。实地测量不同河段沉积物的变化，水流变化也能反映河谷形态特征。

通过实地测量制作河谷的横剖面图和利用ArcGIS软件根据DEM数据提取流域范围和纵剖面图，来确定研究范围和分析河谷上、中、下游河谷形态的变化和海拔的变化，以及河流对流域地貌形态的侵蚀、塑造。通过制作的简图，可以直观的了解河流的地貌形态特征。

2.2 数据来源

提取流域范围的DEM数据来自地球数据网站的地形校正的12.5 m分辨率的数字高程数据；行政界线来自地理空间数据云的中国各级行政、河流、道路等基本要素矢量数据。

剖面图数据来自实地测量，使用仪器为激光测距仪和地质罗盘。本文研究一共进行了8次野外实地测量，2019年野外实地测量了3次，2020年野外实地测量了5次。总共历时1年2个月。

3 贵阳鱼梁河河谷地貌形态特征研究

3.1 不同地貌区河谷形态特征

河谷横剖面是指河道上任意点垂直于该点流向的谷底河道及两岸谷坡组成的几何体，其形态是沿河流的流向而不断变化的。对河谷横剖面几何形态的定量计算和分析，将有助于判断河谷类型和发育情况。通过野外实地测量获得河谷形态的数据，再按一定比例绘制成剖面图，本研究一共选取了19个测量点，如图2所示。

图2 横剖面图测量点位置示意图Fig.2 Schematic diagram of the positions of the measuringpoints of the cross section map

3.1.1 下游乌当盆地段

鱼梁河下游流经乌当盆地，设置了4个测量点。

测量点1位于东风镇鱼梁河与南明河的汇口，地处乌当盆地，左岸有疑似河流阶地的砾石层，由于正在施工，可能是其他地方搬运过来堆填的，也可能是南明河右岸的河流阶地，鱼梁河河面宽为44.9 m；河谷形态为谷底宽阔，谷坡低缓的宽谷。如图3所示。

图3 测量点1横剖面图Fig.3 Cross section at measuring point 1

测量点2位于贵阳乐湾国际城高尔夫球场，也地处乌当盆地，河谷形态为左岸属于堆积岸，有边滩，谷坡建成高尔夫球场，没有发现明显的河流阶地；右岸为侵蚀岸，因修情人谷路堆积了土石方，显得些许高陡。如图4所示。

图4 测量点2横剖面图Fig.4 Cross section at measuring point 2

测量点3位于老地方烧烤附近，位于地处乌当逆冲推覆断层构造带与乌当盆地的过渡地区，左岸为侵蚀岸，谷坡些许陡峭，右岸为堆积岸，有边滩，其上是鹅卵石，谷坡上人为硬化和耕地，未发现明显的河流阶地。如图5所示。

图5 测量点3横剖面图Fig.5 Cross section at measuring point 3

测量点4位于情人谷赵云烧烤农家饭，地处乌当逆冲推覆断层构造带与乌当盆地的过渡地区，从逆冲推覆断层进入盆地，水流变缓，所携带的沉积物沉积下来，将河流分成了岔河，两岸谷坡些许陡峭。如图6所示。

图6 测量点4横剖面图Fig.6 Cross section at measuring point 4

下游乌当盆地段河谷形态大致为宽而浅的河谷，下游乌当盆地地势落差小，河流侧蚀强，下切侵蚀弱，形成宽而浅的河谷。流水搬运能力下降，上游携带的沉积物在河道沉积，形成一些边滩和河漫滩。

3.1.2 中游构造山脉段

鱼梁河中游构造山脉河段，设置了6个测量点。

测量点5位于北京东路情人谷特大桥下，地处乌当逆冲推覆断层构造带中，属于抬升的构造环境，构造活动强烈，海拔落差大，水流湍急，河道窄，无沉积物，两岸陡峭，左岸比右岸陡峭，河谷为深切的峡谷。如图7所示。

图7 测量点5横剖面图Fig.7 Cross section at measuring point 5

测量点6位于北京东路情人谷特大桥上游100 m，地处乌当逆冲推覆断层构造带中，属于抬升的构造环境，构造活动强烈，海拔落差大，水流湍急，河流搬运能力强，在河谷里没有沉积物堆积，河道中留存部分体积较大的崩积岩体，河道属于基岩河道。河流下切侵蚀能力强，呈现的河谷形态为深切的峡谷。如图8所示。

图8 测量点6横剖面图Fig.8 Cross section at measuring point 6

测量点7位于北京东路情人谷特大桥上游250余米，地处乌当逆冲推覆断层构造带中，属于抬升的构造环境，构造活动强烈，海拔落差大，水流湍急，河流搬运能力强，河道无沉积物沉积，属于基岩河道，右岸有一个溶洞，有两个洞口，其中有一个通道连接。河流下切侵蚀能力强，呈现的河谷形态为深切的峡谷。如图9所示。

图9 测量点7横剖面图Fig.9 Cross section at measuring point 7

测量点8位于汪家大井水库下游70 m处，处于刚进入乌当逆冲推覆断层构造带，位于水库下游，属于原始河道，在此处河面较宽，水流稍缓，河道有部分沉积物，两岸河谷谷坡较缓，呈峡谷形态。如图10所示。

图10 测量点8横剖面图Fig.10 Cross section at measuring point 8

测量点9位于汪家大井水库上游，海拔落差小，水流变缓，河道分叉，河流搬运能力弱，河道中沉积物沉积，形成了边滩、河漫滩，左岸为堆积岸，右岸为侵蚀岸，两岸河谷谷坡低缓，呈宽而浅的宽谷。如图11所示。

图11 测量点9横剖面图Fig.11 Cross section at measuring point 9

测量点10位于128县道阿栗鱼梁河桥下游500 m处，河面宽阔，河流搬运能力不强，河道中有沉积物沉积。左岸为堆积岸，有河漫滩，岸边有公路，谷坡上种植有杨梅林；右岸为侵蚀岸，谷坡为20 m的悬崖。如图12所示。

图12 测量点10横剖面图Fig.12 Cross section at measuring point 10

中游构造山脉河段河谷形态大致为深切的峡谷，构造山脉地质构造运动属于隆升环境，落差大，水流湍急，河谷下切侵蚀强，形成了深切的峡谷。

3.1.3 上游龙洞堡高原面段

鱼梁河上游流经乌当盆地，设置了9个测量点。

测量点11位于阿栗小学东南方向120 m处，河面较宽，下游修筑拦水坝，水流较缓，河边有少量沉积物，右岸有农田，谷坡种有果树，坡顶为阿栗小学；左岸为30 m悬崖，崖底有一处地下河出水口，水流湍急，流量较小。如图13所示。

图13 测量点11横剖面图Fig.13 Cross section at measuring point 11

测量点12位于阿栗村家家福农场西北250 m处，下游修筑拦水坝，水流平缓，河边有河漫滩，右岸有溶洞(未探明深浅)，溶洞上十余米有明显流水冲刷过的痕迹，呈悬崖状；左岸谷坡坡脚为河漫滩，坡上植被完好，坡顶有一养殖场。如图14所示。

图14 测量点12横剖面图Fig.14 Cross section at measuring point 12

测量点13位于贵阳吉源大车科目三考场东方250 m处，下游修筑有拦水坝，水流平缓，谷坡呈悬崖状，河谷形态为窄而浅的峡谷，两岸岩层褶皱十分明显，且两岸褶皱能完整对应，可以明显看出鱼梁河切断岩层形成峡谷，说明此测量点原来早期的地质构造活动十分强烈。如图15所示。

图15 测量点13横剖面图Fig.15 Cross section at measuring point 13

测量点14位于贵阳学院阳明大道延伸桥下，因下游修筑拦水坝，河流水流平缓，两岸为30 m左右的悬崖，右岸崖底3 m高处有一个流水冲蚀的平台，谷坡坡顶为贵阳学院；左岸植被覆盖良好，河谷形态为低窄的峡谷。如图16所示。

图16 测量点14横剖面图Fig.16 Cross section at measuring point 14

测量点15位于贵阳学院商品房楼盘南方130 m处，因下游修筑拦水坝，河流水流平缓，右岸为25 m高的悬崖，从崖壁上岩层产状可发现一条疑似断层，崖顶为贵阳学院商品房楼盘。左岸为一斜坡，坡顶为贵阳市前进学校。如图17所示。

图17 测量点15横剖面图Fig.17 Cross section at measuring point 15

测量点16位于贵阳市前进学校南侧100 m左右，下游修筑拦水坝，河流水流平缓，右岸为堆积岸，谷坡上种植有果树，坡顶为贵州省长安教师培训学校科目二考场；左岸为侵蚀岸，为25 m高悬崖，崖顶为贵阳市前进学校。如图18所示。

图18 测量点16横剖面图Fig.18 Cross section at measuring point 16

测量点17位于龙洞堡龙水路桥下，修建了拦水坝，水流平缓，右岸人为改变过，河谷谷坡上种植有草坪，坡顶为龙源聚乐汇楼盘；左岸为双龙生态公园，河谷形态为宽而浅的宽谷。如图19所示。

图19 测量点17横剖面图Fig.19 Cross section at measuring point 17

测量点18位于龙洞堡龙腾路桥下，自然河道，水流略急，但上游支流汇入少，河流流量不大。因建设生态公园，两岸人为改动较大，两岸皆有人行路，右岸谷坡种植草坪，坡顶还存在工地遗留；左岸谷坡种植草坪，坡顶为森林。如图20所示。

图20 测量点18横剖面图Fig.20 Cross section at measuring point 18

测量点19位于多彩贵州艺术团有限公司北部150 m处，自然河道，水流急，上游无支流汇入，河水流量不大。在双龙生态公园内部，两岸都修建了人行路，右岸为15 m的矮崖，崖上为多彩贵州艺术团有限公司；左岸坡顶植被良好。如图21所示。

图21 测量点19横剖面图Fig.21 Cross section at measuring point 19

上游龙洞堡高原面河段的河谷形态大致为浅而窄的河谷。河谷两侧为龙洞堡高原面，比较平坦，支流汇入少，侧蚀和下切侵蚀不强，形成河谷为窄而浅的河谷。河道没有沉积物沉积，为基岩河道。河谷中有很多褶皱和疑似断层，说明以前龙洞堡高原面抬升时的地质构造运动十分强烈。

3.2 不同构造环境对河谷形态的影响

为研究鱼梁河河流纵剖面发育特征与构造运动的关系，沿干流提取了鱼梁河的纵剖面剖面线，如图22、图23所示。分析了各河段的河流比降，如图24所示。

图22 河流纵剖面图1Fig.22 Longitudinal section of the river 1

图23 河流纵剖面图2Fig.23 Longitudinal section of the river 2

图24 河流分段比降图Fig.24 Graph of river segment gradient

3.2.1 下游乌当盆地段

从纵剖面图和河流比降可以看出，鱼梁河下游部分河流的落差较小，河流比降为2.59‰，比降较低，可反映出下游地势低平。而乌当盆地属地质沉降环境，地势低平落差小，水流平缓，水流流量较大，河道宽阔，河流的搬运能力弱，从上游携带的沉积物容易在下游堆积，形成了很多的边滩、河漫滩，河道中泥沙沉积，河道为沉积河道。下游没有发现明显的河流阶地，原因是河谷谷坡受人为改变较大，自然裸露的河岸较少。下游整体呈现的河谷形态为宽而浅的河谷。地质构造运动与之对应，很好的响应了河流流经乌当盆地地质活动相对沉降的地质环境。

3.2.2 中游构造山脉段

从纵剖面图和河流比降可以看出，鱼梁河中游部分河流落差很大，河流比降为12.69‰，比降较大，可反映出中游构造山脉地势落差大。与龙洞堡高原面到乌当盆地过渡地区相符。中游多条支流汇入，海拔落差大，水流湍急，河流搬运能力强，在河谷里没有沉积物堆积，河道中留存部分体积较大的崩积岩体，河道属于基岩河道。河道地势落差大，水流湍急，下切侵蚀强，河谷形成了深切的峡谷。峡谷的形成除了与地势落差大有关外，还与该地的地质构造运动有关，中游构造山脉为乌当逆冲推覆断层构造带，属于隆升的构造环境。从而加强了河流的下切侵蚀，形成了深切的峡谷。

3.2.3 上游龙洞堡高原面段

鱼梁河上游部分河流落差较小，河流比降为2.82‰，比降较小，可反映出上游地势平缓。源头部分河流落差略大，水流略急，但由于支流汇入少，搬运能力不强，河道中有部分沉积物沉积，形成边滩、河漫滩。在龙洞堡的上游河段，地势起伏小，支流汇入少，河流下切侵蚀不强，形成了开阔的河谷。与鱼梁河上游流经龙洞堡高原面，高原面地势起伏不大相符。从横剖面图中可以看出，在龙洞堡河段河谷呈低矮的小峡谷，由于修建了多个拦水坝，谷底特征不明显，水文特征也不明显，在龙洞堡高原面隆升时期，有支流汇入，河流流量增大，下切侵蚀增强，形成了窄而浅的峡谷，河道中没有沉积物沉积。

4 结论

通过对不同构造区域河谷形态的测量，可以看出鱼梁河下游的河谷形态主要是宽而浅的宽谷；中游的河谷形态主要是窄而深的深切峡谷；上游的河谷形态大多为窄而浅的河谷。下游与中游的河谷形态差别最大，下游地势平缓开阔，形成宽谷，中游因为地势落差大和地质构造运动抬升，河流下切侵蚀强，形成了窄而深的峡谷；上游和下游同为开阔型河谷，但下游多为沉积河道，上游多为基岩河道。

鱼梁河下游流经乌当盆地，乌当盆地属于构造沉降环境，而在下游的河谷为宽而浅的宽谷；中游穿过了乌当逆冲推覆断层构造带，地质构造运动属于隆升环境，在构造带内河谷形态呈窄而深的峡谷；上游流经龙洞堡高原面，高原面地质构造稳定，形成了窄而浅的河谷。