文丨波波百談
編輯丨波波百談
構造和氣候強迫之間持續但變化的相互作用速率導致了景觀演變的多樣性。許多物理和數值模型已經顯示了隆起和地形增強降水對活躍山脈演變的影響。在自然景觀中，受構造隆起和氣候擾動的影響，山脊線和隨後的雨影地形的反饋仍然鮮為人知。
這些自然過程往往因人為干預而加劇，可能導致災難性的地質災害，如洪水，造成不可逆轉的損害。洪水的後果包括人的生命、莊稼和牲畜的損失，以及水傳播疾病的傳播。
道路和橋樑等基礎設施受損造成的經濟脆弱性可能會產生長期影響，導致交通和緊急洪水疏散服務中斷。因此，了解構造和氣候強迫影響下不同景觀演變的後果對於減輕地質災害具有重要意義，特別是在東南亞等世界構造動態、氣候敏感和人口稠密的地區。
一、西北婆羅洲狀況
西北婆羅洲是一個典型的例子，洪水造成社區混亂和經濟損失，增加健康風險，並奪走許多人的生命。隨著整個沙巴的快速工業化和城市化，土地的不足導致生命和基礎設施更容易面臨潛在的洪水危害。
婆羅洲西北部位於巽他板塊的邊緣，地震活躍，最近於6年0月5日在沙巴地區發生的2015.1級地震就說明了這一點。該地區地震的平均震級在地震等級上超過四級。儘管空間大地測量學沒有顯示婆羅洲中部和巽他板塊之間的任何實質性運動。
西北婆羅洲海槽的構造演化涉及中始新世巽他蘭地下原始南海的海洋地殼俯衝。西北婆羅洲在構造上一直活躍，直到中新世，婆羅洲被認為自晚中新世以來經歷了板內環境。西北婆羅洲的NE-SW導向構造帶與附近的沙巴海槽平行，與「沙巴造山運動」有關，危險地面大陸塊與西北婆羅洲的俯衝和碰撞。
由於西北婆羅洲沙巴下方俯衝板的斷裂，該地區經歷了持續不斷的隆起。對最近陸上和西北婆羅洲近海構造的原因的其他解釋包括西北婆羅洲海槽的俯衝，直到晚新近紀或現在區域板塊的持續收斂，從以前的俯衝或遠場應力繼承，以及可能的大規模地幔過程。
最近也有正面推力重新激活的報導。西北婆羅洲的氣候是赤道氣候，溫度相對均勻，在27至32°C之間，濕度高，降雨量充沛。
與整個西北婆羅洲的大量降雨相反，由於地形效應，結構建築庇護了一個細長的山間盆地，降水率相對較低在盆地內。主要在晚中新世被急劇抬升和侵蝕。山間盆地擁有四個第四紀平原，主要由古近紀和新近紀沉積岩覆蓋，這些沉積岩沉積在古西北婆羅洲海槽中，並顯示出不同的地貌特徵和特徵。
在西北婆羅洲，儘管近年來發生了重大山洪暴發和全流域洪水，但洪水易發地區正在大量發展。該地區已被宣布為洪水危險區。只有一個河流出口，排乾四個第四紀平原，面積8800平方公里。
二、降雨量與洪水災害
雖然全球範圍內洪水被歸咎於降雨量過大以及其他較小的因素，例如，地被、潮汐影響、沿海地區的平坦地形、破裂的水壩等，但景觀的地質和地貌演變作為年降水量低地區洪水的主要促成因素，受到的關注較少。
在這裡，我們報告了西北婆羅洲陸地景觀的反饋，受地形效應導致的構造隆起和橫向降水梯度的影響。我們利用定量和定性方法來闡明地貌和地質對洪水災害的控制。
我們的系統地貌評估側重於定量形態測量技術，因為這種方法在以前的研究中已經證明，通過區分受不同岩石隆起速率和隨後的複雜侵蝕狀態影響的區域，對邊界條件的變化很敏感。提取了研究區域的地形特徵，以便概述由於構造和氣候邊界條件的變化而變化的地形異質性和切口模式。
除了地貌分析之外，我們還進行了實地和沉積學研究，因為地層演替是過去氣候和構造歷史的檔案，並保存了古洪水事件的記錄。我們的研究表明，在受構造和氣候強迫影響的山間盆地中，儘管造山帶內部降雨率較低，但景觀的響應可以作為洪水的驅動機制。
三、流域失衡、地貌表達和地層構造
景觀由侵蝕基岩並將沉積物運出河流系統和山坡以達到平衡的溪流組成。邊界條件的任何變化都會迫使景觀進入不平衡狀態，這反映了排乾該地區的溪流的形態。在這裡，我們通過分析通過χ的通道高程來顯示地形對構造和氣候邊界條件變化的反饋，這是地形不平衡狀態的寶貴指標。
邊界條件的變化可以表徵為河道坡度的陡峭，其對流量排水區域具有一階依賴性。χ中的異常是由河流捕獲或分水遷移引起的流域面積的時間變化引起的，這些變化會重組排水網絡，從而促進河道的不平衡狀態。從理論上講，χ與流域面積成反比，因為流域面積的損失將以較高的χ值為特徵，相反，流域面積的增加將導致χ值的減小。
所研究的流域和北部周圍流域中χ的空間分布突出了χ值的異常變化，標誌著河流網絡拓撲和幾何形狀的不平衡。分別流經基寧高河和特諾姆河谷北側的佩加蘭河和帕達斯河支流的上游顯示出較高的χ值，而相對側翼盆地支流上游確定的χ值較低。
溪谷兩側或蜿蜒彎道內部的不成對梯田被解釋為表明溪流隨著時間的推移已經下切了山谷，在不同海拔留下了梯田沉積物（切割和填充梯田）。基寧高平原顯示出由河流和崩積沉積物組成的不對稱沉積填充物。
Pegalan 河是一條筆直的河道，流經一條狹窄而深邃的河道，東側有一個陡峭的陡坡。特諾姆平原的帕達斯河是一條蜿蜒的河流，有幾個牛軛湖，在東側顯示出類似的陡峭陡坡。
在基寧高平原的西側，三角形刻面得到了很好的表達，表明該區域最近恢復，可能與沿正常斷層容納的活動構造事件有關。
一般來說，構造活動可以在與斷層和褶皺山前相關的造山帶腳下產生沖積。晚更新世明挖梯田是全球尺度氣候變化的檔案。從北到南，特諾姆平原。顯示了由位於山谷西側的沖積扇組成的沉積填充物，在西北-東南方向延伸多個階段的退化和沿帕達斯河的全新世河流沉積物。
四、活躍構造的印記
為了分析地形變化，我們選擇了三個區塊。最大高程圖對應於山脊線，最小高程曲線描繪谷底或河床。對於每個條帶剖面，可以觀察到不對稱的谷形狀。
由於河流侵蝕是由隆起和氣候之間不斷相互作用引導的，切口可以代表構造隆起、基層降低或沉積物負荷減少。在盆地內，切口從山谷的北側增加到南側。
給定區域內河流切口的估計值由最大和最小高程曲線之間的算術差提供。使用包絡表面，即最大高程；由山脊線構建的表面和子包絡表面，即最小高程；由通道底部點構建的表面。
確定切口分別以地形的最高點和最低點生產。切口或「地球物理浮雕」定義為包絡表面和當前地形的殘差。它產生最小值，因為未解剖的表面殘餘物並非無處不在，並且任意認為交匯處未被侵蝕。
山谷的側翼由斷層控制，今天的河流顯示出向右翼的偏差。局部地貌分析在所研究的集水區進行，以概述邊界條件變化引起的河流解剖的空間變化。
結果表明，克羅克山脈、梅利根山脈、特拉斯馬迪山脈和維蒂山脈的地勢值最高，與盆地已知斷層一致。
但在盆地南部梅利根和維蒂山脈的帕達斯河源頭，局部地勢卻異常低，需要通過繪製地貌異常圖來繪製這些異常情況。地貌異常分析能夠突出顯示顯示低振幅地貌的高架景觀。
地貌異常的空間分布。突出顯示了異常值的五個主要區域。第一個對應於Keningau平原的隆起階地沉積物。淑妃平原是第二個，其特徵是第四紀沉積沉積物填充的平坦地帶，第三和第四區分別位於梅利根山脈和維蒂山脈的頂部，並位於流域的南部。
第三和第四區對應於帕達斯河的源頭。在Keningau平原東部溪流的中途，可以觀察到一條標記為6區的走廊，顯示出非常低的地勢並與Tenom平原相連。
五、洪水造成的社會影響
洪水約占發達國家和發展中國家發生的所有自然災害的40%。大規模洪水的影響可能是災難性的，特別是在東南亞等人口稠密的發展中地區，那裡頻繁和嚴重的自然災害相當普遍。根據聯合國人道主義事務協調廳的數據，每年大約有9萬人受到東南亞洪水的影響。
我們的研究結果表明，在造山運動內部，山間盆地（如沙巴）的地貌和地質決定了儘管降水率低，但對洪水災害的一級控制。因此，評估構造和氣候強迫對景觀演變和隨之而來的地質的不利影響對於減輕未來的社會經濟影響至關重要。
在婆羅洲，更新世期間有氣候波動，氣候每100萬年交替在短暫，溫暖，潮濕的時期到漫長，寒冷，相對乾燥的時期之間。京那巴魯山被認為是在末次冰盛期期間被冰川化的，冰蓋位於該山脈的最高高原。
溫度的普遍下降以及雪和植被線的降低導致最高地區的冰川作用，進一步的霜凍破碎，山麓地區的碎片形成。儘管氣溫下降，但從中新世到現在，婆羅洲被廣泛認為即使在間冰期和冰期也經歷了潮濕的氣候，沒有太多中斷。
雖然婆羅洲的降水模式幾乎保持相似，但自新近紀以來的高剝蝕率，了解構造隆起在提供地形侵蝕中的作用至關重要。據估計，整個婆羅洲山脈，包括所研究的山間盆地周圍的山脈的大規模隆起速度超過7毫米。
在上新世期間，北沙巴經歷了由槽基底隆起和扳手斷層引發的變形階段，在更新世期間，在排水北婆羅洲內陸的河流中，通過河流向下切割和在渠道中沉積粗物質的階地切口很普遍。這項工作中構建的所有條帶剖面中的切口圖案表明沖積扇和更新世階地沉積物的切口很深。
這種下切可能是對多階段構造事件的響應。目前，沙巴山間盆地沉積的控制主要是通過響應構造觸發和氣候加劇事件的過程，這些事件描述了景觀發展的短暫階段。
洪水對社會產生負面影響，並經常產生經濟和環境影響。雖然洪水是一種自然災害，通常被認為是降雨量充沛的必然結果，但我們證明了山內盆地的遺傳地質和地貌特徵在保持洪水方面所起的作用，儘管降雨率相對較低。
由於單個支流盆地的縮小導致流域面積的減少，侵蝕速率降低，有助於對隆起的正反饋，由此產生的海拔增加導致重力驅動的正常斷層，隨著泥石流的連續事件，地下的粗沉積相隨著時間的推移而積累，其特點是高孔隙度和滲透率，形成經常補給的含水層，導致當地地下水位迅速上升。
地下水位上層迅速上升的主要後果是它達到了所有支流和主要河流的底部，導致淹沒平原迅速泛濫，正如西北婆羅洲集水區經常看到的那樣。了解景觀的地質和地貌反饋，以便在降雨量相對較少的地區城市化之前評估洪水風險具有重要意義。
參考文獻
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