（自然地理学专业论文）山东玉符河流域地貌基本特征及其地貌景观开发利用.pdf

山东师范大学硕士学位论文 山东玉符河流域地貌基本特征及其地貌景观开发利用 摘要 本文的研究区为济南南部的玉符河流域。本文把水系和流域地貌研究的定量方法和地 貌野外调查方法结合起来，对玉符河流域的水系结构、地貌特征、地貌发育等方面进行了 研究，并在此基础上对与流域内地貌景观旅游资源开发和利用有关的问题展开应用性研 究。 本研究以l ：5 万的地形图为底图，在地理信息系统平台a r c g i s 中经过数字化、空间 分析等获取所需要的数据，然后经过数学分析得出各种地貌特征参数和模型数据。经过计 算得出：研究区内水道的平均分枝比为4 1 5 ，流域水道的平均长度比为2 4 3 ，平均比降 为0 4 5 4 5 。整个玉符河流域、锦绣川流域、锦阳川流域、锦云川流域的面积一高程积分分 别为0 5 8 5 、0 7 9 3 、0 5 6 7 、0 6 1 3 ，它们所处的地貌演化阶段分别为壮年阶段、幼年阶段、 壮年阶段、幼年阶段。计算结果表明在这四个流域中，整个玉符河流域、锦阳川流域处于 相对较老的阶段，地貌发育处于相对稳定的阶段；而锦绣川流域和锦云川流域则处于相对 较年轻的阶段，处于侵蚀较旺盛的阶段。 在玉符河流域基本地貌类型中，山地的面积为1 1 5 8k m 2 ，主要分布在枣林地区的分 水林附近、长城岭的北部、跑马岭附近、大佛寺的北部以及南高而的东部，山地由于岩性 的不同又可分为变质岩山地和石灰岩山地。在山地的外围分布有丘陵，面积约为5 2 2 2k m 2 ， 主要为石灰岩质的。山前平原的面积约为1 2 6 2k f f ，玉符河出了橛山后，自罗而庄以下 便进入了山前平原区。从流域的角度出发，玉符河流域的地貌形态又可分为山坡地、山间 平原、山间盆地、山前平原、山地侵蚀沟谷、河谷。其中山坡地的面积最大，面积为4 7 9 4 k m 2 ， 山前平原的面积为1 2 6 2 k m 2 ，山间平原的面积为1 5 8 7 k m 2 ，山间盆地的面积为3 0 8 k m 2 。 本研究区内多样的地貌景观为本区旅游景区的开发提供了资源基础。地貌景观的合理 开发利用对本区内旅游景区的可持续发展乃至济南市旅游业的发展具有重要意义。目前在 地貌景观资源的开发利用中存在着以下问题：第一，流域内地貌景观的开发模式几乎相同， 导致旅游景观具有同质性，特色不突出；第二，在开发利用中面临来自区域内外的激烈的 竞争压力，导致经济效益低下。第三，由于地貌景观资源不合理的开发利用，流域内产生 了一系列的环境问题。第四，旅游基础设施差。第五，管理混乱。针对上述问题，本文提 出：在本区内地貌景观资源的开发过程前，应先解决一些战略上的问题。首先，在客源的 定位上，应当以济南市的居民为主；其次，在开发过程中还应该以大局的眼光定位本区地 山东师范大学硕士学位论文 貌景观资源的开发，发挥本区域内的优势，实现区域内外的优势互补，避免竞争；最后， 在旅游产品的定位上，要结合当地的实际情况，因地制宜地发展一些既顺应旅游市场发展 趋势，又具有环境友好型的地貌景观；建立和完善旅游基础设施，创新管理模式。 关键词：流域地貌；玉符河流域；水系系统；地貌演化；地貌景观开发利用 分类号：p 9 3 1 h 山东师范大学硕士学位论文 t h ec h a r a c t e r i s t i c so fl a n d f o r m sa n dt h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no f l a n d s c a p e si nt h ed r a i n a g eb a s i no fy u f ur i v e r i ns h a n d o n gp r o v i n c e a b s t r a c t t h es t u d ya r e ao ft h i sp a p e ri st h ed r a i n a g eb a s i no fy u 如r i v e ri ns o u t h e r no fj i n a nc i t y b yt h em a t h e m a t i cs t a t i s t i c a lm e t h o d sa n dt h eg e o m o r p h o l o g i cf i e l ds u r v e y , t h es t r u c t u r eo f w a t e rs y s t e m ，g e o m o r p h o l o g i cc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h es t a t eo fl a n d f o r md e v e l o p m e n to ft h e d r a i n a g eb a s i no fy u f ur i v e rh a v eb e e ns t u d i e d b a s e do nt h es t u d ym e n t i o n e da b o v e ，a p p l i e d p r o b l e m sa b o u tt h et o u r i s me x p l o i t a t i o no ft h el a n d s c a p er e s o u r c e so ft h i sd r a i n a g eb a s i nw e r e a l s od i s c u s s e d b yt h em a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c s ，w ec a no p e no u tt h eb a s i sc h a r a c t e r so fw a t e rn e ta n d l a n d f o r ms y s t e mo ft h i sd r a i n a g e ：t h ev a l u eo fa v e r a g eb i f u r c a t i o nr a t i oo fw a t e rc o u r s ei nt h e s t u d ya r e ai s4 1 5 ，t h ev a l u eo fa v e r a g el e n g t hr a t i oo fw a t e rc o u r s ei s2 4 3 ，a n dt h ev a l u eo f a v e r a g eg r a d i e n tr a t i oi s0 4 5 4 5 t h ev a l u e so fa r e a a l t i t u d ei n t e g r a li nt h ed r a i n a g eb a s i n so f y u f ur i v e r ，j i n x i u c h u a nr i v e r ，j i n y a n g c h u a nr i v e ra n dj i n y u n c h u a nr i v e ra r e0 5 8 5 ，0 7 9 3 ， 0 5 6 7a n d0 613r e s p e c t i v e l y t h ev a l u e so fa r e a a l t i t u d ei n t e g r a ls h o wt h a t ：t h ey u f ur i v e ra n d j i n y a n g c h u a nr i v e ra r ei nt h e “o l d e r ，m o r es t a b l es t a g e ，w h i l et h ej i n x i u c h u a nr i v e ra n d j i n y u n c h u a nr i v e ra r ei nt h e “y o u n g e r ”，l e s ss t a b l es t a g e ，s t r o n g e re r o s i o n a b o u tt h eg e o m o r p h o l o g i ct y p e so fa n dt h e i rd i s t r i b u t i o ni ns t u d ya r e a ，t h ee r o d el o w m o u n t a i ni s115 8k m 2i na r e aa n dc a nb ed i v i d e di n t ol i m e s t o n em o u n t a i na n dm e t a m o r p h i c m o u n t a i n e r o d el o wm o u n t a i ni sd i s t r i b u t i n gm a i n l yi nt h ew a t e r s h e da r e a so fz a o l i n ，p a o m a m o u n t a i n ，t h en o r t ho fm o u n t a i nc h a n g c h e n g ，t e m p l eo fd a f o ，a n di nt h ee a s to fn a n g a o e r e r o d eh i l l si sa b o u t5 2 2 2k m 2i na r e a , a n da r o u n dt h ee r o d el o wm o u n t a i n w e s to fq u e m o u n t a i nw h e r et h ey u f ur i v e rr u n so u to ft h em o u n t a i na r e at h eg e o m o r p h i ct y p et u r n si n t o p i e d m o n ta n dp l a i n t h ea r e ao ft h ep i e d m o n ta n dp l a i ni s 12 6 2 k m 2 i nt h ev i e wo fr i v e rb a s i n ， t h et y p e so fl a n d f o r m si nt h e s t u d ya r e ac a nb ed i v i d e di n t os l o p es u r f a c eo fh i l l s i d e ， i n t e r m o u n t a i np l a i n ，i n t e r m o u n t a i nb a s i n ，v a l l e y ，e r o d eg u l l yo ft h em o u n t a i n ，g u l l yo fp i e d m o n t l o e s sa n dp i e d m o n tp l a i n t h ea r e ao f s l o p es u r f a c e o fh i l l s i d e ，i n t e r m o u n t a i np l a i n ， i l i 山东师范大学硕士学位论文 i n t e r m o u n t a i nb a s i ni s4 7 9 4 k m 2 ，15 8 7 k i n 2 ，3 0 8 k m 2 av a r i e t yo fl a n d s c a p e si nt h es t u d ya r e ap r o v i d e st h er e s o u r c ef o u n d a t i o nf o rt h e d e v e l o p m e n to ft h et o u r i s m r a t i o n a le x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no ft h el a n d s c a p e sh a v ea l l i m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o rt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h et o u r i s mi nt h es t u d ya r e aa n dj i n a n c i 哆a tp r e s e n t ，t h ep r o b l e m si nt h et o u r i s me x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no ft h el a n d s c a p e si nt h i s a r e aa r e ：t h ed e v e l o p m e n to ft h el a n d s c a p e sh a v et h es a m ed e v e l o p m e n tm o d e lt h a tt h e t o u r i s ml a n d s c a p e sa r eh o m o g e n e o u sa n dh a v en oc h a r a c t e r i s t i c s ；b e c a u s eo ft h ei n t e n s e c o m p e t i t i o nf r o mo u t s i d et h er e g i o n ，t h eb e n e f i t si sv e r yl o w ；u n r a t i o n a ld e v e l o p m e n ta n d u t i l i z a t i o no fl a n d s c a p e sh a v el e dt oas e r i e so fe n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s ；b a s i c e s t a b l i s h m e n t so ft o u r i s mi sr e l a t i v e l yp o o r ；t h el e v e lo fm a n a g e m e n ti nt h et o u r i s ta r e a s i sa l s or e l a t i v e l yl o w a i m e da tt h ep r o b l e m sm e n t i o n e da b o v e ，t h ea u t h o rp u tf o r w a r dt h a tw e s h o u l ds o l v es o m es t r a t e g yp r o b l e m sf i r s t l yi nt h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no ft h el a n d s c a p e s i nt h es t u d ya r e a t h es o u r c eo ft o u r i s t ss h o u l dd i r e c tt ot h er e s i d e n c e so fj i n a nc i t y s e c o n d l y ， w es h o u l dt a k ea d v a n t a g ea n da v o i dt h ed i s a d v a n t a g eo ft h el a n d s c a p e s ，d e c r e a s ec o m p e t i t i o no f t h et o u r i s ma r e a st h a th a v et h es o m ec h a r a c t e r s ，s ot h a tw ec a ni m p r o v ee f f i c i e n c y a tl a s t ， a c c o r d i n gt ot h el o c a lc o n d i t i o n sa n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n d so ft o u r i s mm a r k e t ，w es h o u l d d e v e l o pp r o p e ra n de n v i r o n m e n t f r i e n d l yt o u r i s mp r o d u c t w es h o u l di m p r o v et h eb a s i c e s t a b l i s h m e n t so ft o u r i s ma n dt h el e v e lo fm a n a g e m e n ti nt h et o u r i s ma r e a s k e yw o r d s ：l a n d f o r mo fd r a i n a g e ；d r a in a g eb a sino ft h ey u f uriv e r ：h y d r o g r a p h i c n e t ；e v o l u t i o no ft h el a n d f o r m ；e x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fl a n d s c a p e s i v 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如 没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者躲王域、 导师擀 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 王城、 、i 签字日期：2 0 0c 年乡月2 7 日 导师签字： 签字日期：2 。c 午夕月彳日 1 前言 1 1 本论文的研究主题及内容梗概 本文以济南南部山地玉符河流域的地貌特征及该流域地貌景观资源开发问题为研究 主题。地貌特征研究包括流域内水系及地貌系统的空间结构、各种地貌形态类型、地貌发 育等问题，旨在揭示玉符河流域水系及地貌系统的基本特征，探讨该流域地貌发育的基本 规律。在此基础上，对与地貌景观旅游资源开发和利用有关的问题展开应用性研究，涉及 到本区地貌自然景观的旅游开发价值评价、本区地貌景观开发与济南市旅游业发展的关 系、本地区地貌景观资源开发中存在的问题及合理开发利用的途径等。 本论文主要分以下几个主要方面： ( 1 ) 运用数学方法计量统计有关的数据，并结合野外调查分析玉符河水系及流域地 貌的形态特征、流域发育所处的阶段等； ( 2 ) 研究玉符河流域各种地貌类型特征； ( 3 ) 在全面掌握各地貌类型特征的基础上，研究各种地貌类型与该区域旅游资源开 发利用的关系，评价流域内地貌景观旅游资源的开发利用价值，并针对景区开发利用过程 中可能出现的问题，就景观资源的科学利用提出自己的看法和建议。 1 2 流域地貌理论及研究区自然地理研究背景 1 2 1 流域地貌系统研究 流域地貌研究一向是地貌学研究中的一个的重点领域。除了传统的形态研究以外，广 泛应用于地貌学中的数理统计方法，是最早应用于流域地貌研究方面的。其中流域地貌的 形态分析和流域地貌的发育过程和侵蚀程度分析是数理统计方法应用的两个主要方面。 流域地貌的形态分析主要研究流域地貌的形态特征及其与各种影响因素的关系问题。 在对流域与水系定量描述之前，首先要对反映流域与水系特征的因子进行定量化，然后找 出各个因子之间的数量关系，从而揭示流域地貌形态上的规律。在这方面前人的研究很多， 在国外，h o r t o n 提出了被称为“h o r t o n 四大定律 的水系结构规律，a n s t r a h l e r 提出 了与h o r t o n 有所不同的划分水道级别的方法，s a s c h u m m 发现流域面积的平均值与其级 别之间呈几何级数关系、流域水道网要素的大小由水道给养面积决定、控制流域地形的另 一个主要因素为地势比等一系列流域地貌规律，m e m o r i s a w a 除用大量的资料证明了 “h o r t o n 四大定律”外，还发现地势比与流域级别之间存在着递减的几何级数的关系，并 且对不同地质条件下的流域地貌特征进行了对比分析n 2 l 。在国内，王随继、吴绍洪等在研 1 究纵向岭谷北部三江地貌演变的相似性时，运用统计学的方法对怒江、澜沧江和金沙江这 3 条河流流域面积大于l o o k m 2 的所有支流、二级支流和二级支流的有关地貌参数之间的相 互关系进行了统计分析，揭示了在个统计关系上的相似性与共性，并对其成因进行了研究 s - - 4 o 地貌的发育演化是地貌学研究非常关注的问题之一。早在1 8 9 9 年w m d a v i s 就提出 地貌发育阶段模式，将地貌发育划分为幼年期、壮年期、老年期三个阶段，奠定了地貌发 育模式研究的理论基础。在上个世纪5 0 年代，美国地貌学家a n s t r a h l e r 提出了高程积 分法，对戴维斯的地貌发育模式实现了定量化描述。斯特拉勒的高程一面积曲线及积分值 具有十分重要的地貌学意义，即它提供了一种对流域地貌侵蚀发育阶段的定量的判断指 标，这种定量方法目前在流域地貌学研究中已成为获得广泛应用的比较成熟的方法。具体 到山东地貌研究，姜鲁光、张祖陆等在对山东地貌的研究中运用了这一方法分析判断了鲁 中南山地区中一些流域地貌的发育阶段，并对鲁中南山地临城期平均侵蚀量做了初步的探 究畸1 ；孙希华、姚孝友等基于高程一面积曲线研究了山东沂沭泗河流域地貌演化与水土流 失，通过研究流域地貌演化阶段与流域土壤侵蚀模数平均值、土壤侵蚀强度综合指数的关 系，探讨了地貌演化阶段对土壤侵蚀的重要影响1 。上世纪6 0 年代以来，地貌学研究中又 引进了热力学熵的概念，运用信息论的思想，有学者提出了用地貌熵和信息熵来判断地貌 发育的阶段，如我国学者艾南山根据斯特拉勒面积一高程曲线及积分值，结合信息熵的原 理，建立了侵蚀流域地貌演化的密度函数，提出了侵蚀流域系统的地貌信息熵的计算公式， 并利用地貌熵值划分了流域地貌的演化阶段口3 。管华、高更和运用地貌系统信息熵判定了 秦岭一淮河平原交界带地貌演化阶段，揭示了研究区内各流域坡面的形态徊1 。铁永波、唐 川等则进一步应用信息熵理论进行了泥石流沟谷的危险度评价，把熵值与泥石流的危险度 联系了起来。此外王晓朋、潘懋等也应用此方法研究了泥石流的危险性评价旧1 。励强、陆 中臣、袁宝印进一步发展了地貌发育演化定量化理论，提出用临界侵蚀积分值作为划分流 域地貌演化阶段的定量化指标，临界侵蚀积分值将地貌发育阶段纳入开放的系统中，避免 了高程积分在划分流域地貌阶段的不确定性u 们。 分形理论是由b b m a n d e l b r o t 于1 9 6 7 年创立的一门新的数学分支学科，是探索自然 界中常见的、变幻莫测的、不稳定的、无规则体系的现象和过程的一种新的理论方法。对 于复杂的、非线性的地貌系统的研究，分形理论提供了一种新的研究思路和定量方法。很 多学者对求得的地貌现象的分维数值的地理意义做出了不同探讨，例如李后强、艾南山认 为水系分形维数反映了水系所处的流域地貌侵蚀发育的程度。分形维数的差异反映了流域 2 地貌发育程度的差异3 。此外，孔凡臣、丁国瑜在研究了山西及临区水系与黄土冲沟的分 形特征，指出水系的分形维数反映了该地区构造活动的强弱。构造活动越强的地区，分维 值愈大，反之，则愈小n 羽。何隆华、赵宏在前人研究的基础之上提出了自己的流域地貌侵 蚀发育阶段的判定方法，同时指出这种方法适于划分流域地貌侵蚀发育阶段或侵蚀旋回阶 段，但是对于多旋回的地貌就不适用了n 朝。崔灵周、李占斌、肖学年又从整个流域形态的 分形维数出发，定量地研究了岔巴沟流域地貌形态分形特征。分形信息维数揭示了流域地 貌形态复杂本质的量化特征，对流域侵蚀产沙预报模型的宏观地貌因子的定量化具有重要 意义n 射。在计算分维值实际的操作中，分形维数测定方法目前主要有曲线维数测定方法和 盒维数测定方法，目前主要应用的方法为盒维数测定方法。 基于数字高程模型d e m 的流域地貌研究是随着近年来地理信息系统技术的发展和应用 而发展起来的，在提取流域特征参数，判断流向，提取河网，划分流域，确定边界线等方 面显示出很强的优势。最先出现的提取流域特征的方法是1 9 7 5 年p e u k e r 等提出的基于谷 底点的识别方法。目前使用最广泛的方法是1 9 8 4 年由m a r k 等提出的提取流域特征的 t o p a z ( t o p o g r a p h i cp a r a m e t e r i z a t i o n ) 方法，以后又出现了各种流向判断、提取河网的方 法，如流向判断d 8 法、r h 0 8 方法、d e m o n 法、d o o 法等，在提取河网中还有填平洼地和平 原区的处理方法等n5 | 。 流域地貌研究有着深厚的理论基础和有力的方法、手段支持，本论文拟以这些理论为 指导，选择一些适当的数学模型对玉符河流域地貌特征进行研究。地貌景观旅游资源及其 开发研究是应用地貌学的一个主要方面n6 j ，本文在对流域地貌整体特征研究基础上，从区 域旅游开发角度，对玉符河流域的地貌景观资源特征，旅游开发利用等应用方面的问题进 行了初步研究。 1 2 2 玉符河流域自然地理研究现状 玉符河流域地处济南南部山区，对济南市的城市环境具有重要意义。以往对该流域地 区自然地理方面的研究很多，内容涉及方方面面，例如：秦艳红、王立红、赵红兵对济南 市南部山区小流域景观格局进行了分析，对玉符河流域中的锦绣川( 部分) 、锦阳川、锦 云川的景观格局进行了定量的计算，并对造成景观格局空间差异性的原因进行了分析n 7 1 ； 王立红等还对龙洞渗漏带和玉符河流域中渴马附近的渗漏带汇水区的景观格局进行了分 析，发现前者的景观格局要优于后者的，分析了后者景观格局不合理的驱动机制，提出了 优化的措施n 引；杨晓平等在对锦绣川流域生态环境研究中，分析了锦绣川流域存在的主要 生态问题，提出了改善流域内生态环境的措施n 钔；胡永懋、徐霞琴对玉符河流域山前沉积 3 平原的第四纪沉积物的成因类型、地层、地层年代、沉积模式和发展过程进行了研究； 张杰、茅樵、宋玉琴在济南市玉符河回灌补源保泉的研究中指出：把玉符河作为补源区， 在河道内建立拦河坝，将地表水转化为地下水补给泉域地下水瞳。这些研究涉及的范围广， 但研究主要集中在玉符河流域的景观格局、生态环境、玉符河山前平原的沉积模式、回灌 补源保泉等方面的研究。本文则主要是从流域地貌系统和应用地貌的角度出发，研究玉符 河流域地貌基本特征及其地貌景观的开发利用，以丰富玉符河流域的自然地理的研究。 玉符河流域内地貌类型主要以山地丘陵为主，目前流域内旅游资源的开发主要以山地 型旅游资源开发为主。有关山地型旅游资源开发的研究很多，其中的大部分研究区域内山 地型地貌旅游资源的特点、开发利用模式与可持续开发利用等乜3 ，这些研究为玉符河流 域内旅游资源的合理开发利用提供了很好的思路。 1 3 本论文研究的重点及意义 本文通过定性和定量两方面的研究，揭示玉符河流域的地貌系统特征和发育程度，及 流域的整体地貌结构规律，从而丰富和充实该地区自然地理基础研究的成果。该流域的旅 游开发与济南市旅游业的发展有着密切关系，研究区内地貌景观资源类型丰富，济南市已 经开发和正在开发的旅游景点许多都在这一地区，因此，在流域地貌研究基础上结合相关 的应用地貌理论展开与本区地貌旅游资源研究，这对充分认识该地区地貌景观的特点及其 构景意义，分析开发中可能存在的问题，找出合理开发利用的方式、规模和途径、指导该 区旅游资源的合理开发利用具有重要的实际意义。 2 研究区概况 2 1 研究区的位置、范围 玉符河流域位于济南市的南部( 见图2 - 1 ) ，处于3 6 。2 0 n 二3 6 。4 0 n ，1 1 6 。4 5 e 一1 1 7 。1 5 e 之间。玉符河在水经注中称之为玉水，该河流属于黄河流域，发源于 历城南部山区的锦绣川、锦阳川、锦云川三川，这三条支流是流域中三个主要的支流流域。 三川原在玉符山与卧虎山之间汇合，现汇入卧虎山水库，流出水库后称之为玉符河，北流 入党家镇境内，经丰齐一带至古城村南，折向西北于北店子村处注入黄河。玉符河全 长9 5 7 k m ，流域面积7 6 4 2 k m 2 。在玉符河流域的上游，河道中有经常性水流，玉符河 主干河槽自寨而头村以下明流逐渐减少，河水大量下渗补给地下岩溶水，渴马村以下变为 季节性河道，经常出现干河谷，而到丰齐以下河槽逐渐恢复明流。 4 ，# 。， ? ”掣m “( 哺 l “ 图2 1 玉符河流域范l 嗣图 22 流域自然地理背景 22 1 地质基础 玉符河流域位于山东大地构造的i i i 级构造单元鲁西断块隆起之上，其基底由太古 界泰山群构成基底构造以紧密的倒转褶皱为主构造线方向为北西向。盖层由早古生界、 新生界构成。构造相对较简单，以单斜为主，断裂结构比较发育，本区内主要的断裂有炒 米店断裂、千佛山断裂、刘志远断裂。它们的方向均大致为北西方向，此外还有一些北东 向的小断层( 见图22 ) 。 己：一 j 孓 一i 、7 = _ l _ 幽2 - 2 玉符河流域地质略图 本区除在东南部有泰山群的变质岩出露外，古生界地层是分布而积最大、 露最广泛 的地层”“。古生界地层与下伏的泰山群呈角度不整合接触，主要为寒武系和奥陶系地层， 该套地层呈向北倾斜的单斜构造，一般的倾角为l o 度左右；由南向北依次出露下、中、 上寒武统搜奥陶系的下、中统。寒武系地层的岩石构成年要为受岩、各种小纯的灰岩、鲕 状石灰岩等，为浅海相沉积，厚3 0 ( 卜一1 8 6 0m 。奥陶系地层在研究区北部出露，出白云质 扶岩、白云岩、石灰岩组成，厚3 7 6 - - 1 5 1 0 m 。此外，在本区的最北端还出露一些二叠系和 石炭系的地层。 岩性差异及构造的特点对奉区地貌格局和发育有明显影响作用，使不同地区的山体形 态、河谷展靠等地貌特征有很大的差异。 222 地貌大势 研究区地貌格局较为复杂，大部分处于低山丘陵区、局部分弁山间谷地和盆地。玉符 河下游则为山前冲洪积平原。低山区海拔在5 0 0 - - - 9 0 0 m 左右，变质岩山地主要分布在枣林 的南部、跑马岭附近和长城岭的北部，其中位于跑马岭南部的梯子山海拔最高，为9 7 57 m ； 石灰岩山地主要分布在枣林的北部、大佛寺北部、南高而的东部等。丘陵区分布在低山区 的周围，海拔在5 0 0 m 以下。自罗而庄以下玉符河流域进入了山前冲洪积平原区。总体上 说玉符河流域地势东南高，西北低。 2 2 3 研究区的气候特征 研究区地处中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候。其主要气候特征是：季风明显， 四季分明；冬冷夏热，雨量集中。研究区北部平原区的年平均降水量为6 5 0 7 0 0 m m ，南部 山区稍多，为7 0 0 - - 8 0 0 m m 。由于受季风影响，降水的季节分配不均匀，春季干燥少雨，夏 季炎热多雨，汛期降水量可占全年降水量的7 0 左右，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。研 究区内年平均气温在1 3 1 4 ，因受季风转换的影响，平均气温年内变化较大。1 月份最 冷，平均为一1 4 - - - 3 5 c ；7 月份最热，平均为2 7 。无霜期为1 9 卜2 1 8 天，平原多于 山区，南部山区日照时数少，热量不足，无霜期只有1 7 0 天左右。冬季盛行西北、北和东 北风，夏季盛行东南、南和西南风口羽。 2 3 研究区社会经济状况 研究区地跨济南市历城、市中、槐荫、长清四区，总人口2 4 3 0 9 万人，其中农村人 口6 7 8 3 万人，非农村人口1 7 5 2 6 万人。本区内交通便利，1 0 4 国道和京沪高速铁路经过 本区的北部，省道3 2 7 、1 0 3 贯穿整个研究区，济南市内的公路交通网络更是四通八达， 交通条件十分方便。研究区内的工业主要以建筑材料、化工、机械制造、食品、纺织等为 主。农业在山前平原区主要以粮食作物为主，在低山丘陵区，则以蔬菜、果木为主。研究 区内旅游资源丰富，由于有发达的交通网，本区旅游资源的可进入性强，旅游产业十分发 达。已开发的旅游景点、景区多达3 0 多处，很多的旅游景区还在开发之中。一方面旅游 开发为本区带来了一定的经济效益；另一方面，由于在旅游资源特别是地貌景观旅游资源 开发过程中存在不合理的开发方式，旅游的开发对自然环境也产生了某些不良的影响。本 论文将在以后章节中将就本区地貌景观资源旅游开发的一些问题展开讨论。 3 玉符河流域水系及地貌的统计特征分析 3 1 玉符河流域水道网的统计特征分析 3 1 1 流域的水道网构成 r 对流域水道级别的划分有多种方法，如h o r t o n 水道分级法、s c h e i d e g g e r 分级法、 s h r e v e 分级法、及s t r a h l e r 分级法等。本文是根据a n s t r a h l e r 的水道级别划分方法 进行，即：流域水道指那些具有明显形态的谷底水流线凹地，既包括永久性河道，也包括 那些有间歇性水流的沟道；最小的、不分叉的指状支流水道，称为1 级水道；两个1 级水 7 道汇合后组成的新的水道，称之为2 级水道；依此原则划分下去，直至将整个流域内的水 道划分完毕。实际划分时最低级的水道的确定是在1 ：j 万地形图上择取那些具有明显可 量长度、且其范围较为清晰的侵蚀沟道。流域的级别就是相应的水道的级别，也就是说： 河道的级别越高，相应的流域的级别越高。玉符河流域水道分级划分完后( 见图3 1 ) 其 中1 级水道2 8 0 条2 级水道5 8 条，3 级水道1 4 条，4 级水道3 条，5 级水道l 条；相应 的，玉符河水系及流域的最高级别为5 级。 删 ； 月r 051 02 0 i o t a e t e m b 臼3l 玉符河流域水系结构图 31 2 水道的分枝特征 水道分枝比( r b ) 是某一级水道的数日与比其高级水道的数目的比值，表示为 n = 生 n _ + l 式中，儿表示第“级水道的数目，n 川表示第“+ 1 级水道的数目。 根据统计数据，对玉符河流域各级水道的分枝比做了计算，结果见表3 一l ： 表3 1 玉符河流域各级水道数目及其分枝比 从统计计算结果可见，玉符河流域水系网相邻级别水道的分枝比最大值为4 8 3 ，最小 值为3 o o 。低级水道的分枝比要大于高级水道的分枝比。r e h o r t o n 认为n 3 ，由于自然 地理条件的不同，流域水道分枝比可能有很大的差别，对于平坦的或丘陵起伏的流域来说， 流域水道分枝比比较小；对于多山的或强烈起伏的流域来说，分枝比较大，为3 至5 。也 就是说山地或强烈起伏地区的流域其分枝比要比平坦的或起伏较为和缓的丘陵区的大。在 玉符河流域内，低级水道大都分布在流域的分水岭附近，处于地势高，起伏大的低山地区； 而比较高级的水道则分布在河间谷地或者冲洪积平原上，地势和缓，起伏不大，所以比较 低级的水道的分枝比要大于高级水道的。 从上面的计算还可以看出，各相邻两级水道的分枝比各不相同。为了科学地描述整体 水系结构的特征，流域的平均分枝比是比较合理的模型参数。流域平均分枝比的计算是先 求出流域水道数目( n 。) 与水道级别( u ) 的半对数回归方程：l o g u 。= a b u ，则流域 平均分枝比尼为：尼= l o g 叫b 。 图3 2 是根据统计数据所绘的玉符河流域各级水道数目与水道级别之间的半对数关系 曲线： 9 3 2 5 2 1 5 o 1 0 5 0 。 jjj ”一 2 3 45 水道级别( ，) 图3 - 2 玉符河流域水道数量与级别关系曲线 根据所得回归曲线的b 值，求得流域的平均分枝尼比为4 1 5 。也即是说，从整体平均 情况看，河道级别每低一级，河道的数目就增加到原来的4 1 5 倍。一般认为，一个流域 内水道的平均分支比在3 5 之间n 3 ，但是由于下垫面性质、地质构造等的影响而不同，凡 受构造影响较大、地势起伏大的地形区，其水道平均分枝比就可能偏大些。玉符河流域大 部分为山地丘陵区，地面侵蚀切割较强烈，低级水道发育，所以它的平均分枝比相对而言 要比较大，为4 1 5 。 3 1 3 水道的长度规律 在a r c g i s 软件中量测统计获得各级水道的长度的统计数据( 表3 2 ) ： 表3 - 2 玉符河流域各级水道的长度统计数据表 注：水道的平均长度是同级水道总长度的算术平均值。 由统计数据可以看出，流域内各级水道的平均长度随着水道级别的升高而增大。根据 h o r t o n 定律，在一个流域内不同级别的水道长度接近于递增的几何级数，其第一项就是第 1 0 一级水道的平均长度，其数学形式为： ， 一，( 一1 ) “一i , i ，j 式中u 表示要确定的水道的级别；z 。表示u 级水道的平均长度；z 。表示第一级水道的平均 长度；，- ，表示水道的长度比，为某级水道的平均长度与高一级的水道平均长度之p a 且p ： 巧寺。 流域中低级水道和高级水道的长度比是不同的，它们不能反映整个流域的水道长度变 化规律。而全流域的平均长度比尼则是可以反映流域整体水道长度变化特征的重要参数， 冠数值的求取用如下方法： 对公式i 。： ：r - 进行处理，得：l o g 当：“1 。g 一1 。g i i i 令a = - l o g f ib = l o g r t 得到如下半对数回归方程： l 。g 璺：口+ 易“ h 则有： 尼= 1 0 9 b 研究区内各级水道的平均长度与水道级别之间的线性关系如图3 3 ： 1 8 i 6 1 4 i 2 z 斗现8 黛 现6 统季 o 2 口 l o g t l l1 ) = o 。3 8 4 9 u o 4 8 5 3 r 2 = o 。9 0 1 1 。 12345 。 水道级别( u ) 图3 - 3 玉符河流域水道平均长度与级别关系曲线 求得的流域水道平均长度比为2 4 3 。从理论上说整个流域各级水道的平均长度依次呈 现出以2 4 3 为公比的等比数列，也就是说某一级水道的平均长度是低一级水道的平均长 1 1 度的2 4 3 倍。但是从上图可以看出实际的情况并不是这样，不同相邻两级别的水道平均 长度比其值是不同的，从前四级求得来看，其值大体相同，但是小于整个流域的平均长度 比；第5 级与第4 级水道的平均长度比大于整个流域的平均长度比。由此可看出，比较低 级的相邻水道的平均长度比小于高级的，低级别的水道平均长度的增加是小于高级别的。 这主要是由于低级别的水道所处的山地部位地形坡度大，支流发育众多，水道内的水流量 较小，因此不大可能有较大的长度发育。而高级别的水道多已处于山间平原或山前平原上， 其汇水面积较广，河道内由于接受了众多低级水道的流水，水量大增，加上坡度较低有利 于主河道的扩展，所以高级别的水道平均长度的增加是大于低级别水道的。 3 1 4 水道比降特征 根据统计得到的各级水道的平均比降见下表3 3 ： 表3 - 3 玉符河流域各级水道的比降统计表 可以看出，不i 司级别的水道的比降之间和i 司一级水道的各水道之间，比降存在很大的 差异，水道的级别越高它的平均比降越低，这主要是由于水道级别由低变高地势变得越来 越平缓，河道长度变得越来越长。 流域内各水道的比降是不相同的，但是各级水道的平均比降与水道级别之间却存在着 定量关系，这种函数关系表示如下n 3 ： s 。= s i ”d 式中s 表示流域内水道的最高级别数，u 为要确定比降的水道的级别，s 。表示第“级水道 的平均比降，s 。为第一级水道的平均比降，0 则是相邻两级水道的平均比降之比，即： 。= 砉。 对上面的比降关系函数式进行整理，并两边取对数可得下式： 1 2 鲁如 式中口= s l o g r p ，b = l o g r p ，则流域的平均比降比为：尼= l o g - 1 ( 而) 。 根据获得的数据建立了玉符河流域水道级别与各级水道平均比降的回归关系( 见图 3 - 4 ) ： 水道级别( u ) l2345 r 入 ， 一 1 0 9 ( s u s 1 ) = - 0 3 4 2 4 u 手现3 0 2 6 萨= 7 9 3 4 图3 4 玉符河流域各水道级别与流域水道平均比降的回归关系 根据所得水道级别与水道平均比降的回归曲线，求得的流域的平均比降比为0 4 5 4 5 。 也就是说随着水道级别的升高，其平均比降是减小的，每升高一级，水道平均比降降为低 一级水道平均比降的4 5 。 3 2 玉符河流域地貌计量统计分析特征 3 2 1 地貌基本计量统计参数 利用a r c g i s 软件，对经过数字化的玉符河流域进行了基本地貌参数的统计分析，结 果汇总如表3 - 4 ： 1 3 o 0 尊 疗 8 7 p 尊 疗 8 以 以 以 以 1 t o 吐 ， ps墨mo_ 表3 4 玉符河流域及其主要支流的基本地貌参数 注：表中的玉符洞指的是整个玉符河流域。 3 2 2 流