高屏海底峽谷的曲流特徵及其在沉積物傳輸的意義

Sinuosity and Sediment Dispersal of Meandering Segments in the Kaoping Submarine Canyon

劉玲雯(Ling-Wen Liu)

指導教授 ： 俞何興

國立臺灣大學/理學院/海洋研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2009.03011

摘要

發育在臺灣西南海域的高屏海底峽谷，流路長且型態多變，峽谷頭部直接和陸上的高屏溪連接，彎曲的流路切過整個高屏棚坡區，一路延伸到高屏陸坡底部，最後和馬尼拉海溝北端相連接，成為輸送臺灣造山帶沉積物到馬尼拉海溝的重要通道。
本文應用陸上的水文法在海底地形的分析，透過地理資訊系統的操作，模擬出高屏海底峽谷的流徑，計算出其谷徑曲率、流徑坡度與峽谷的水道坡度，根據曲率數值的大小分為直線型（Straight）、過渡型（Transitional）、勻稱型（Regular）、不勻稱型（Irregular）以及扭曲型（Tortuous），藉此依照相同的曲率數值界定標準來做分類，可客觀的描述其流路形貌特徵並比較峽谷流徑的彎曲程度，討論其曲流型態和水道坡度、構造特徵以及沉積物傳輸之間的相互影響，與峽谷流徑形成彎曲流路的可能原因，進而探討沉積物輸送上的意義。
根據模擬出的高屏海底峽谷流徑，總長約260公里，谷徑曲率1.59，屬於勻稱型的流路型態，從谷徑的平面流路可以看出高屏海底峽谷有兩個急劇的轉折點，依據這兩個轉折點將峽谷分為上、中、下游三個部份，峽谷中游沿著線性構造幾乎呈直線走向，峽谷上、下游均有顯著的曲流特徵，流路型態明顯和周圍的峽谷流徑不同。峽谷的上游位於高屏陸棚與高屏陸坡上部，總長約92公里，谷徑曲率1.64，接近不勻稱型的流路型態，峽谷轉彎的半徑平均約為2.3公里，相較於下游峽谷轉彎的平均半徑（約為3.7公里）為小，曲流弧範圍也相對較小；峽谷下游位於高屏陸坡下部，總長約104公里，谷徑曲率1.47，接近勻稱型的流路型態，峽谷轉彎的半徑則較上游大，曲流弧範圍也相對較大。
高屏海底峽谷上游周圍的海床坡度有兩個明顯的分界點，依據分界點將峽谷上游細分為上、中、下段，分別計算其流徑曲率、流徑坡度與水道坡度，發現峽谷的流徑曲率值會和水道坡度有一相對正比的關係，曲流的產生可將海底峽谷的流徑導向一平衡剖面的狀態，而峽谷流徑周圍坡度的改變，可視為形成峽谷上游曲流型態的因素之ㄧ。而濁流沉積物在上游峽谷內的傳輸，會在彎曲谷徑的外側發生明顯的侵蝕作用，使得外側谷壁坡度往往會比內側陡峭，還會有沉積物溢出而堆積在谷壁的上方，在內側谷壁則有崩落和滑移的現象，造成沉積物的堆積，峽谷底部也不時會有沉積物侵蝕和堆積的交互作用，顯示濁流沉積物傳輸的侵蝕、經過與堆積作用，確實會與峽谷的流路型態有相互的影響；上游峽谷彎曲谷徑的兩側有泥貫體的入侵，抬升了原本陸棚陸坡地層的基準面，也相對增加沉積物流下切侵蝕的作用力，沉積物流主要以侵蝕、經過為主，無法分辨出內、外曲流彎的特徵，因此部分上游峽谷的流徑方向勢必會受到泥貫入體的影響。
高屏海底峽谷下游則受到泥貫體入侵和逆衝斷層構造的影響，當沉積物經過長距離的搬運輸送到下游峽谷時，沉積物重力流對峽谷所產生的能級會減少許多，加上下游峽谷的壁緣落差較小，所以彎曲谷徑的內、外曲流彎特徵並不明顯。在下游峽谷的上段有一海底扇形成，峽谷底部在此區域形成寬廣且平坦的U型橫剖面，形成原因類比於深海扇上的海底水道，濁流沉積物的傳輸在平坦的海底扇上較不受拘束，使得峽谷流路會形成暫時的擺動震盪，谷徑彎曲的半徑與範圍相對較上游峽谷大，位於深海扇上的下游峽谷上段，流徑曲率明顯大於在深海扇上以外的峽谷下段，谷徑流路透過曲率的增加，使得峽谷流徑趨向均衡的剖面；下游峽谷的下段則由於構造抬升的影響，恢復下切的侵蝕力，使得峽谷也恢復呈現V型的橫剖面，沒有明顯的曲流特徵。

關鍵字

高屏海底峽谷 ； 峽谷形貌特徵 ； 曲流型態 ； 水文法 ； 地理資訊系統

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Kaoping submarine canyon ； canyon morphology ； meandering ； hydrologic approach ； GIS

參考文獻

蔡博文、丁志堅 （2005） 新一代地理資訊系統－ArcView 9.X剖析，初版，仲琦科技股份有限公司

莊惠如 （2006） 台灣西南海域泥貫入體分佈與構造活動之關係，國立台灣大學海洋研究所碩士論文。

吳佳瑜 （2008） 台灣南部海域海底崩移之分佈與特徵，國立台灣大學海洋研究所碩士論文。

黃任億 （2006） 台灣西南海域高屏陸坡盆地及澎湖海底峽谷－水道系統的沉積作用及演化，國立台灣大學海洋研究所博士論文。

Band, L. E. (1986) Topographic Partition of Watersheds with Digital Elevation Models. Water Resources Research, 22(1): 15-24.