巨型白云岩洞系发育的流域水系分维估算方法适应性研究

摘要

为考察巨型白云岩洞穴系统的成因与发育演化规律，以贵州绥阳池武溪流域这一典型喀斯特洞系发育区作为研究区，基于1∶50 000地形图和12.5 m分辨率ALOS DEM数据提取流域水系，采用Horton定律法、盒维数法和栅格水系法估算研究区水系分维，比较3种方法在研究区的适应性，并分析研究区地貌发育演化趋势。结果表明：1)受喀斯特复杂的地表-地下“二元三维”水文地质结构控制，Horton定律法的适应性较差，研究区高级别河流的分支比和河长比出现明显偏离，不符合Horton定律。2)相近尺度下，不同数据源和方法估算出的水系分维值差异较大，其中通过Horton定律法估算的地形图水系、ALOS水系分维值差异最为明显，分别为2.77、2.55,均超出理论阈值；通过盒维数法和栅格水系法计算得到的不同数据源水系分维值比较接近，在1.41～1.42之间。3)按适应性由好到差对水系分维值估算方法进行排序，依次为：盒维数法、栅格水系法、Horton定律法；盒维数法更适用于喀斯特地区水系分维值的估算，结合盒维数法估算的水系分维值与子流域高程起伏比的分布情况，综合判断研究区地貌发育处于幼年期向壮年期过渡阶段。研究结果可为喀斯特流域地貌演化定量研究方法的优选提供依据。

关键词

数字高程模型 / 池武溪流域 / 水系分维 / 地貌发育 / 喀斯特