Chapter 7. Fluvial Landforms
compiled from《Process of Geomorphology》
I.Floodplain
圖7.1顯示洪積平原的型式：
A.高能量且無凝結性的「挖填型洪積平原」、「侷限性粗顆粒結構型洪積平原」。
B.中能量且無凝結性的「辨狀河洪積平原」、「側向位移捲動型洪積平原」。
C.高能量且無凝結性的「網狀河有機物富集型洪積平原」、「網狀河無機物洪積平原」。
洪積平原通常由各種不同地表或河流作用產生的沉積物組成，累積在谷地底部形成一特殊地形環境。這些沉積物可細分為河床沉積物、河床滯留沉積物（河遺）、沖積扇沉積物（splays）、崩積物、側向堆積物及垂直向堆積物。崩積物來自於谷地兩側的沖刷與塊體崩移，它在洪積平原的層序中是很明顯的。若朝谷地軸向走，這些沉積物可分級成各種沖積型沉積物，如果粗質在細質沉積物被風選後遺留者即為河床滯留沉積物；相反則為河床沉積物，它淘選度甚差，充滿礫、砂與泥沙的混合物。沖積扇沉積物則是由分布於洪積平原表面的支流所產生，其顆粒通常比覆蓋其下的沉積物為大。
側向與垂直向堆積物則是洪積平原架構中最重要的沉積物，側向堆積物通常由砂礫組成，且顆粒通常較垂直向的泥沙堆積物為大。河曲沙洲是側向堆積物最常見的沉積地形，其中也包含了漫灘堆積，所以顆粒大小並非分辨側向與垂直向堆積物的絕對準則。
洪積平原靠近河流附近的地形變化最不規則，Leopold等人稱之為「河曲沙洲」。如果河流沖破這些沙洲形成沼澤，又在沖蝕而成較低的河道稱為﹝導流，chutes﹞。有些曲流地形起伏起因於天然堤的形成，而且天然堤中的沉積物顆粒大小會比漫灘堆積來得大，而且增加的速度也快。另外，牛軛湖廢棄河道充滿了一些黏土與沙的淤塞物，顯示舊河道的存在。
在潮濕溫帶氣候區的研究中顯示兩種河流作用主導洪積平原的起源：一個是河流的曲流現象，一個是漫灘流。研究顯示曲流中的外側侵蝕與內側堆積體積變化量而言，在同一期間是相同的。
側向沉積的最大厚度取決於重現洪水的河流侵蝕力，Leopold等人發現天然河道的沖刷深度可達洪水深度的1.75到2倍，此經驗法則對終年不斷的河流而言是相符的，反之就是缺水或河道寬度受限者、河灘阻流係數強，沖刷深度就會增大3至4倍洪水深度。
II.Fluvial Terraces
河階廣義可類為侵蝕性與堆積性河階。侵蝕性河階是指表層（tread）最初由側向侵蝕所形成，如果底岩被側向侵蝕截去，就會變成一平台、寬谷或所謂岩蝕河階。若侵蝕未固結岩屑，稱為填挖型或填積型河階。堆積性河階則以表層代表河谷表面。
侵蝕性河階；特別是岩蝕河階有兩項特徵：（１）其表層覆蓋薄層沖積土，其厚度由河流的沖蝕深度所控制；（２）底岩或較老的沖積土層面是表面沖積土層的平面鏡像，相對的，沖積土層若在堆積性河階表層之下，則其厚度的變化通常超過相聯河流的沖蝕深度；亦即，即使河階表層平坦，表層下的填積物也可能是不規則變化的。
Bull（1990）認為以河階形成的過程來分類須做進一步探討，他認為主要的侵蝕性河階應歸類為「基本構造性河階地形」，而河階表層如果是由較重大沉積事件所形成，則歸類為「基本氣候性河階地形」。另外有依照河階高度分布而分類的「對稱型河階」與「非對稱型河階」。
堆積性河階
堆積性河階總有一填積河谷時期與後期伴隨下切侵蝕的過程，河階表層事實上就是河谷堆積某期間最高位的狀態，而最初始的下切過程則形成了近垂直的階崖，這是側向侵蝕的結果，不影響河階表層的高位狀態。
河谷沖積物超過河流可挾帶能力者，長期下來河谷就會有堆積形成，堆積的起因通常是受到冰川沉積物、氣候變化、基準面、坡度或海平面上升的變化或因區域構造抬升造成粗大荷載物湧入等因素而觸發，如果排除構造因素，即使氣候與海平面變化之間有交互影響關係，河流流量與荷載間的平衡仍取決於氣候作用。
圖7.13?
Ritter（1972）研究指出，當堆積性河階在支流河床被侵蝕的環境中形成時，代表主流同時也在支流河床上填積礫石等堆積物。
侵蝕性河階
G.K. Gilbert 在1877年研究指出，沈積物會在近乎等深未達河道底部時在較為平坦的岩石或其他材料上沈積，此由侵蝕產生的平坦面同時被沈積物覆蓋的作用，稱為『均夷作用』。Gilbert的說法某種程度上提供了河成階地構造地形分析的基礎，也是Mackin於1937年提出岩蝕階地的理論基礎。
圖7-14.岩蝕階地的發展順序。A.低水位期，細質沈積物（f）在正常水流時沈積，粗質沈積物（c ）則在高水位事件末時沈積。B.高水位期，
2010年7月19日 星期一
2010年4月2日 星期五
Comprehension due to references reading on Earth Surface Process (II)
Quantitative Modeling of Earth Surface Process/Jon D. Pelletier, 2008
Chapter 1. Introduction
本章主要是以美國加州的死谷及哈諾帕峽谷來舉例說明河流與山坡地形的演育，首先講到地表變形的力學機制是由地殼板塊相互間的垂直壓應力與水平張應力的作用使然，兩應力互相產生的斷層水平夾角約可達5~30度。而盆地與山脈的形成，也是為因應板塊受不同面積地函「浮力」的作用，依照地殼均衡機制調整而成形。
山坡的發育則指地表在逕流過程中不同水與沉積物量體，在分水嶺隔絕下，構成其水系或集水區內河床「高度隨距離」變化的結果。而坡度的變化(dH/dx)應與沉積物的量呈正比，以分水嶺頂端來說為零，往下坡逐漸增加。因此，假設我們可以用地形面(tographic surface,h(x,y))和風化前緣面(undelying weathering front,b(x,y))來表示風化層(表土層)頂面與底面，則風化層的厚度隨時間的變化可以下式表示：
其中，∂η/∂t是風化層厚變化率，ρb是表層密度，ρs是沉積物密度，κ是坡面擴散係數，x是坡剖面水平距離，∂b/∂t是風化前緣面變化率，這個變化率與裸岩上表土產出率(P0)的關係式為：
其中η為表層厚度，η0則為表層特徵厚度，此關係式在1997年由Heimsath等人根據放射性同位素分析得知。
亦即風化層厚度變化率代表「風化前緣面的變化率乘以表層與沉積物的密度比」(來源)與「地形剖面曲度」(下降)間的差，是山坡演育的基本擴散模式，這是質量守衡的結果，也是表示沉積物量與山坡坡度成正比的關係式。
當坡度達到安息角以上，山崩是沉積物運輸的主要模式時，沉積物量呈現非線性增加，與山坡演育亦呈非線性關係，其關係式在第2章將再予闡述。但如果是呈現穩態(steady-state)時，表示表土層厚度減少到0(即裸岩出露)，將上兩式結合計算，地形剖面曲度從負值增加到臨界值(1.4式，詳原文)。不過，在乾燥或半乾燥地區，表層的變化則有一個植被限制因子，亦即植被隨時間增加，表層產量從0增加，但到了某限度則與一般暖濕地區表層變化一樣開始減少。待續...
Chapter 1. Introduction
本章主要是以美國加州的死谷及哈諾帕峽谷來舉例說明河流與山坡地形的演育，首先講到地表變形的力學機制是由地殼板塊相互間的垂直壓應力與水平張應力的作用使然，兩應力互相產生的斷層水平夾角約可達5~30度。而盆地與山脈的形成，也是為因應板塊受不同面積地函「浮力」的作用，依照地殼均衡機制調整而成形。
山坡的發育則指地表在逕流過程中不同水與沉積物量體，在分水嶺隔絕下，構成其水系或集水區內河床「高度隨距離」變化的結果。而坡度的變化(dH/dx)應與沉積物的量呈正比，以分水嶺頂端來說為零，往下坡逐漸增加。因此，假設我們可以用地形面(tographic surface,h(x,y))和風化前緣面(undelying weathering front,b(x,y))來表示風化層(表土層)頂面與底面，則風化層的厚度隨時間的變化可以下式表示：
其中，∂η/∂t是風化層厚變化率，ρb是表層密度，ρs是沉積物密度，κ是坡面擴散係數，x是坡剖面水平距離，∂b/∂t是風化前緣面變化率，這個變化率與裸岩上表土產出率(P0)的關係式為：
其中η為表層厚度，η0則為表層特徵厚度，此關係式在1997年由Heimsath等人根據放射性同位素分析得知。
亦即風化層厚度變化率代表「風化前緣面的變化率乘以表層與沉積物的密度比」(來源)與「地形剖面曲度」(下降)間的差，是山坡演育的基本擴散模式，這是質量守衡的結果，也是表示沉積物量與山坡坡度成正比的關係式。
當坡度達到安息角以上，山崩是沉積物運輸的主要模式時，沉積物量呈現非線性增加，與山坡演育亦呈非線性關係，其關係式在第2章將再予闡述。但如果是呈現穩態(steady-state)時，表示表土層厚度減少到0(即裸岩出露)，將上兩式結合計算，地形剖面曲度從負值增加到臨界值(1.4式，詳原文)。不過，在乾燥或半乾燥地區，表層的變化則有一個植被限制因子，亦即植被隨時間增加，表層產量從0增加，但到了某限度則與一般暖濕地區表層變化一樣開始減少。待續...
2009年12月13日 星期日
Field observation at surface process upon Milun conglomerate
標題應該有打錯的意思，不過主要按照11月23日半天時間由老師在奇萊平原乃至於海崖的地表過程講述，來寫一些心得記述。野外觀察的行程：奇萊鼻燈塔旁小路→奇萊鼻海崖→原野牧場旁民宅→七星潭→七星潭民宅→花崗國中→嶺頂。時間：11/23，09:00~12:00。
奇萊鼻海崖岩層受地表抬升與海水侵蝕影響，分布礫石層上覆石灰岩層（珊瑚礁），另外有火山岩出露其上。出露狀況如照片：
奇萊鼻海崖岩層受地表抬升與海水侵蝕影響，分布礫石層上覆石灰岩層（珊瑚礁），另外有火山岩出露其上。出露狀況如照片：
米崙礫岩除了是全新世以來的沉積岩，重要的是上覆岩層所能解釋的地表過程，多少帶有受到火山作用與地表抬升作用的影響。最特別的是在原野牧場旁民宅所遺留下來，非人類所能搬運亦不見人類搬運目的的巨石(蛇綠岩系?)，以及在七星潭砂礫灘離岸附近的似混凝土溶解石灰岩塊(受高溫作用)，這些遺留物一般推測很難由中央山脈美崙溪或三棧溪搬運而堆積下來，但如由火山噴發所遺留，則分布應該亦甚廣。
(待續)
2009年9月25日 星期五
Comprehension due to references reading on Earth Surface Process (I)
Earth Surface Process(1997 by Philip A. Allen, Publisher: Blackwell Science, London）
Tectonics, climate, and landscape evolution
1st Week,Introduction.（Sean D. Willett et al.）
這章首要提到立霧溪區域地表在全球地表過程研究中的重要性，雖然在構造活動、地表侵蝕與氣候變遷之間的回饋與進行機制尚待發掘，不過其互相之間的影響是早有被印證的。構造活動形成的地表抬升基本上是大陸均衡條件反應成地殼變厚狀態，而地表抬升、斷層或褶皺發生的地震尤其在造山帶，無論何尺度的範圍空間與時間都會增加地表水侵蝕與搬運的能力，當然也會受到地表自重應力的關係影響構造變形，這當中冰川與構造影響地表的過程有著非線性的回饋機制。同時，地表（侵蝕）作用也會在碳循環的過程中影響到氣候，鎂鈣質的矽酸鹽岩侵蝕提供了一種平衡CO2導入大氣及其被隔絕於碳酸鹽岩的絕佳緩衝作用。
另外本章也談到各篇章多半使用DEM作為地表過程分析的依據。1990年以後逐漸發現，構造活動與地表作用（尤其河流發育致生岩盤崩塌的演化）的時間空間尺度需要有所契合與相關，才能量化並參數化出地表的作用模型。不過在氣候分析模型（如降雨模型算式等）基礎上，卻尚無法建立氣候與長時間尺度的地表演化之間的明確關係（可參考Barros,Anders等人在喜馬拉雅地區的研究）。
熱定年法與同位素放射定年法可提供地表侵蝕所在時點與頻率，例如以磷灰石或鋯石所做的U-Th/He定年、核飛跡法、雲母與長石的Ar/Ar定年法皆擴大了礦物封存溫度與時間的測定範圍，例如Sjostrom et al.以落磯山脈蒙脫石黏土礦物(Smectites）測出同位素組成含量，推定該地區抬升使自至少50Ma。
9/25下午1點所內正好邀請到Dr.Fabien GRAVELEAU演講利用實驗在模擬天山地表變形機制的研究，今年年會也見聞其所屬實驗室的相關發表。大概粗淺的想法有兩個：第一、就是由於該構造活動的模擬設計為穩定擠壓的狀態，和氣候變遷影響構造活動頻率的論點似乎無法契合相關，或許如老師說的對於無法模擬的部份，就天氣狀況與氣候條件尚未完全模擬應提出說明。第二、應可使用模型產出之數值地形或由現場量測，取得構造地形上的一些指標，如坡降指數、集水區不對稱性、測高曲線等，以進一步了解構造活動對不同地質材料變形的影響。
另，8/11就Dorothy Merritts and Tim Hesterberg 於1994發表美國中部密蘇里州的新馬德里地震帶（NMSZ）－地表逕流網及長期表面抬升研究之期刊論文做研讀，NMSZ是美國，同時是全球『板塊內地震』史紀錄上相當有價值的研究區域，1811~1812年所記錄發生3次規模8.1~8.3大地震，使得該區域包括肯塔基、阿肯色及田納西州的河流產生高程變化（elevation changes）及水平錯動（offset），其剪力應變量約為聖安地列斯板塊邊界錯動量的1/3，河流曲線指標（channel sinuosity）及液化砂所形成的石筍說明該區域古地震紀錄至少可追溯7ka。
NMSZ在Lake County地圖
可以發現Lake County這個後期隆起區塊（LCU），造成密西西比河的改道與分支。1970年代，USGS的Russ以數值模型及大地測量將該區塊分Sikeston Ridge、Tiptonville Dome與Ridgeley Ridge三區。為了做比較，作者則以USGS地形圖分析15條1~7級原始現生河道河流坡降指數及河段長等資料，該指數與河床材料、水體水量及沉積物流動有關，假設河床材料皆為均一之密河（Miss. R.）洪積平原的未固結沖積層或為冰期之冰磧黃土，且各河段的總長與河流負載量成函數關係，則可以各河段總長上任一點來計算其平均坡降（高程變化）。
各河段上游端與下游端的變化（drop）可以用下式計算：
在構造地形學當中學到，一河段下游端的長度等於其上各河段總長加上該河段長度，所以l2代表河段下游端長度，l1則為各河段總長l2=l1+河段長，f函數則代表河流長度的緩和變化。g函數則以河段上游端座標(x1,y1)及下游端座標(x2,y2)來計算相對抬升量，藉以上兩函數描出Drop-Length(x-y圖)的結果。
由於河流長度變化的結果呈現三次曲線（亦即為凹或凸曲線），而抬升量的變化也呈現須以張量回歸曲線（tensor regression splines）計算。在緩和與穩定函數變化的考量上必須做此修正。但這一修正亦會導致內插、回歸之類的等高線計算法產生誤差，使得修正後抬升量可能比g函數來得大，故在計量統計上使用Bootstrap重新抽樣已獲取分配趨勢，要注意的是結果不會比g函數來得大，甚可能不明顯。
我們以前述Introduction所說的氣候、構造活動與侵蝕間的關係來看NMSZ，該區域氣候屬大陸型穩定氣候降雨較少，低階河流侵蝕面與該地區不整合地層（多為50~100m冰磧黃土覆蓋上新世~更新世沖積層，該沖積層又覆蓋未固結之始新世三角洲與海洋沉積物）之地層面近似，加上地勢變化不高，使得河流僅緩和下切至地層頂部。在構造上，Russ所訂出3構造分區其實與2條東北向逆衝側移斷層與1西北逆衝左移斷層構造有關，LCU覆蓋在Ridgeley Ridge所涵蓋的斷層上磐之上，液化沙即在斷層附近的Reelfoot lake形成石筍。以過去1811年~1812的大地震造成的抬升量看，NMSZ每千年抬升15~60cm（含同震抬升與間震減壓抬升），作者研究認為該區從全新世晚期LCU區才開始抬升，如果以前述地震週期1000年且淨抬升量未達1m觀之，則在全新世期間已發生1次以上同震變形。
Reference：Stream Networks and Long-Term Surface Uplift in the New Madrid Seismic Zone（1994 by Dorothy Merritts, Tim Hesterberg, USA）
Tectonics, climate, and landscape evolution
1st Week,Introduction.（Sean D. Willett et al.）
這章首要提到立霧溪區域地表在全球地表過程研究中的重要性，雖然在構造活動、地表侵蝕與氣候變遷之間的回饋與進行機制尚待發掘，不過其互相之間的影響是早有被印證的。構造活動形成的地表抬升基本上是大陸均衡條件反應成地殼變厚狀態，而地表抬升、斷層或褶皺發生的地震尤其在造山帶，無論何尺度的範圍空間與時間都會增加地表水侵蝕與搬運的能力，當然也會受到地表自重應力的關係影響構造變形，這當中冰川與構造影響地表的過程有著非線性的回饋機制。同時，地表（侵蝕）作用也會在碳循環的過程中影響到氣候，鎂鈣質的矽酸鹽岩侵蝕提供了一種平衡CO2導入大氣及其被隔絕於碳酸鹽岩的絕佳緩衝作用。
另外本章也談到各篇章多半使用DEM作為地表過程分析的依據。1990年以後逐漸發現，構造活動與地表作用（尤其河流發育致生岩盤崩塌的演化）的時間空間尺度需要有所契合與相關，才能量化並參數化出地表的作用模型。不過在氣候分析模型（如降雨模型算式等）基礎上，卻尚無法建立氣候與長時間尺度的地表演化之間的明確關係（可參考Barros,Anders等人在喜馬拉雅地區的研究）。
熱定年法與同位素放射定年法可提供地表侵蝕所在時點與頻率，例如以磷灰石或鋯石所做的U-Th/He定年、核飛跡法、雲母與長石的Ar/Ar定年法皆擴大了礦物封存溫度與時間的測定範圍，例如Sjostrom et al.以落磯山脈蒙脫石黏土礦物(Smectites）測出同位素組成含量，推定該地區抬升使自至少50Ma。
9/25下午1點所內正好邀請到Dr.Fabien GRAVELEAU演講利用實驗在模擬天山地表變形機制的研究，今年年會也見聞其所屬實驗室的相關發表。大概粗淺的想法有兩個：第一、就是由於該構造活動的模擬設計為穩定擠壓的狀態，和氣候變遷影響構造活動頻率的論點似乎無法契合相關，或許如老師說的對於無法模擬的部份，就天氣狀況與氣候條件尚未完全模擬應提出說明。第二、應可使用模型產出之數值地形或由現場量測，取得構造地形上的一些指標，如坡降指數、集水區不對稱性、測高曲線等，以進一步了解構造活動對不同地質材料變形的影響。
另，8/11就Dorothy Merritts and Tim Hesterberg 於1994發表美國中部密蘇里州的新馬德里地震帶（NMSZ）－地表逕流網及長期表面抬升研究之期刊論文做研讀，NMSZ是美國，同時是全球『板塊內地震』史紀錄上相當有價值的研究區域，1811~1812年所記錄發生3次規模8.1~8.3大地震，使得該區域包括肯塔基、阿肯色及田納西州的河流產生高程變化（elevation changes）及水平錯動（offset），其剪力應變量約為聖安地列斯板塊邊界錯動量的1/3，河流曲線指標（channel sinuosity）及液化砂所形成的石筍說明該區域古地震紀錄至少可追溯7ka。
NMSZ在Lake County地圖可以發現Lake County這個後期隆起區塊（LCU），造成密西西比河的改道與分支。1970年代，USGS的Russ以數值模型及大地測量將該區塊分Sikeston Ridge、Tiptonville Dome與Ridgeley Ridge三區。為了做比較，作者則以USGS地形圖分析15條1~7級原始現生河道河流坡降指數及河段長等資料，該指數與河床材料、水體水量及沉積物流動有關，假設河床材料皆為均一之密河（Miss. R.）洪積平原的未固結沖積層或為冰期之冰磧黃土，且各河段的總長與河流負載量成函數關係，則可以各河段總長上任一點來計算其平均坡降（高程變化）。
各河段上游端與下游端的變化（drop）可以用下式計算：
在構造地形學當中學到，一河段下游端的長度等於其上各河段總長加上該河段長度，所以l2代表河段下游端長度，l1則為各河段總長l2=l1+河段長，f函數則代表河流長度的緩和變化。g函數則以河段上游端座標(x1,y1)及下游端座標(x2,y2)來計算相對抬升量，藉以上兩函數描出Drop-Length(x-y圖)的結果。
由於河流長度變化的結果呈現三次曲線（亦即為凹或凸曲線），而抬升量的變化也呈現須以張量回歸曲線（tensor regression splines）計算。在緩和與穩定函數變化的考量上必須做此修正。但這一修正亦會導致內插、回歸之類的等高線計算法產生誤差，使得修正後抬升量可能比g函數來得大，故在計量統計上使用Bootstrap重新抽樣已獲取分配趨勢，要注意的是結果不會比g函數來得大，甚可能不明顯。
我們以前述Introduction所說的氣候、構造活動與侵蝕間的關係來看NMSZ，該區域氣候屬大陸型穩定氣候降雨較少，低階河流侵蝕面與該地區不整合地層（多為50~100m冰磧黃土覆蓋上新世~更新世沖積層，該沖積層又覆蓋未固結之始新世三角洲與海洋沉積物）之地層面近似，加上地勢變化不高，使得河流僅緩和下切至地層頂部。在構造上，Russ所訂出3構造分區其實與2條東北向逆衝側移斷層與1西北逆衝左移斷層構造有關，LCU覆蓋在Ridgeley Ridge所涵蓋的斷層上磐之上，液化沙即在斷層附近的Reelfoot lake形成石筍。以過去1811年~1812的大地震造成的抬升量看，NMSZ每千年抬升15~60cm（含同震抬升與間震減壓抬升），作者研究認為該區從全新世晚期LCU區才開始抬升，如果以前述地震週期1000年且淨抬升量未達1m觀之，則在全新世期間已發生1次以上同震變形。
Reference：Stream Networks and Long-Term Surface Uplift in the New Madrid Seismic Zone（1994 by Dorothy Merritts, Tim Hesterberg, USA）
2009年6月25日 星期四
期末報告四：試建立與描述地表位移與地震資料間的關係
以MATLAB程式試建立1994年~2007年花蓮與北埔地表位移觀測量與1994年~2007年每月地震次數等資料之間的關係。首先複習學期間所學，(待續)
期末報告三：地表位移觀測資料
利用GPS LAB並下載1994年~2007年台灣地區GPS觀測站地表位移資料，對照余水倍1997年所得計算資料做重新彙整，並將位移向量比例稍作修正，可得下列圖一~圖七，即自1994~2007年，相對於澎湖白沙S01R點的台灣地區地表位移向量圖：
圖一.1994年及1995年位移向量圖(觀測網建立初期站點尚屬不多)
圖二.1996年及1997年位移向量圖
圖三.1998年及1999年位移向量圖
圖四.2000年及2001年位移向量圖
圖五.2002年及2003年位移向量圖
圖六.2004年及2005年位移向量圖
圖七.2006年及2007年位移向量圖
花蓮奇萊平原地區有花蓮(HUAL)及北埔(PEPU)兩觀測站顯示位移趨勢向西北，應可進一步探究該地區位移與花東縱谷、東部海岸趨勢一致而差異量大小的相關性如何，配合攝影測量、地形測量及遙測方法，以解釋區域構造地形的可能性。以下列出GMT Script供參：
set range=119/123/21/26
set output=Hua_gps_1994.ps
psbasemap -JM6i -R%range% -T119.35/24.7/0.5 -L119.35/24.5/24.5/50 -B1nwSE -P -V -K > %output%
psvelo 1994_GPS_VEL.txt -JM6i -R%range% -Se0.01/0.95/9 -H -K -O >> %output%
pscoast -JM6i -R%range% -Df -W1 -V -O >> %output%
pause
圖一.1994年及1995年位移向量圖(觀測網建立初期站點尚屬不多)
圖二.1996年及1997年位移向量圖
圖三.1998年及1999年位移向量圖
圖四.2000年及2001年位移向量圖
圖五.2002年及2003年位移向量圖
圖六.2004年及2005年位移向量圖
圖七.2006年及2007年位移向量圖
花蓮奇萊平原地區有花蓮(HUAL)及北埔(PEPU)兩觀測站顯示位移趨勢向西北，應可進一步探究該地區位移與花東縱谷、東部海岸趨勢一致而差異量大小的相關性如何，配合攝影測量、地形測量及遙測方法，以解釋區域構造地形的可能性。以下列出GMT Script供參：
set range=119/123/21/26
set output=Hua_gps_1994.ps
psbasemap -JM6i -R%range% -T119.35/24.7/0.5 -L119.35/24.5/24.5/50 -B1nwSE -P -V -K > %output%
psvelo 1994_GPS_VEL.txt -JM6i -R%range% -Se0.01/0.95/9 -H -K -O >> %output%
pscoast -JM6i -R%range% -Df -W1 -V -O >> %output%
pause
2009年6月22日 星期一
期末報告二：花蓮奇萊平原附近地表起伏與地震剖面等資料
由GMT與Matlab程式應用，來看花蓮奇萊平原地區歷年(1900年~2009年)地震分布在本課程學到不少。另外如使用儀器（3D Scanner）或相關應用軟體（Mapper、Surfer等）描繪課程，與在本課程中以GMT使用twdtm_small.grd檔案繪製立體地形顯示，此grd檔案所做出來的地形效果應僅粗淺顯示地表起伏，而不為高解析度地形分析所可使用，需有更好的grd檔為佳。
以2008年地震資料作出奇萊平原地表剖面起伏與地震剖面來看(如下圖)，顯示地表剖面穿越中央山脈並橫越木瓜溪河谷至奇萊平原(應有穿過米崙台地，惟無起伏變化可見)。地震剖面則集中分布於淺成地震深度範圍，顯示板塊交界處的擠壓作用產生近地表岩層破裂的機制十分頻繁，以下列出下圖Script：
project -C121.25/24 -E121.85/24 -G0.1 -N -Q > temp1.d
gawk "{print $1, $2}" temp1.d > temp2.d
grdtrack temp2.d -Gtwdtm_small.grd -V > temp3.d
gawk "{print $1, $3}" temp3.d > temp4.d
makecpt -Crelief -T0/3000/100 -V -Z > tw_test.cpt
makecpt -Crainbow -T0/400/40 -V -Z > depth.cpt
grdgradient twdtm_small.grd -Gtwdtm_small_temp_shade.grd -A60 -Ne0.9 -V
psbasemap -JM4i -R121/121.85/23.1/24.5 -Ba1f1NwsE -V -K > tw_topo.ps
grdimage twdtm_small.grd -Itwdtm_small_temp_shade.grd -JM4i -R121/121.85/23.1/24.5 -Ctw_test.cpt -V -K -O >> tw_topo.ps
psxy -JM4i -R121/121.85/23.1/24.5 eq_tw_formatted02.txt -Sc -Cdepth.cpt -: -V -K -O >> tw_topo.ps
psxy temp2.d -JM4i -R121/121.85/23.1/24.5 -W10/250 -V -K -O >> tw_topo.ps
pscoast -JM4i -R121/121.85/23.1/24.5 -Dh -W3 -Na -Ia -T121.15/23.85/0.5 -L121.15/23.75/23.75/10k -V -K -O >> tw_topo.ps
psscale -D0.4c/5c/4c/0.25c -Cdepth.cpt -B50 -V -K -O >> tw_topo.ps
psxy temp4.d -JX3/2i -R121.25/121.85/-5000/3000 -Sc0.01 -B1/1000nwSE -X5i -Y3i -V -K -O >> tw_topo.ps
psxy eq1.d -JX3/2i -R121.25/121.85/-100/0 -Sc -B1/25nwSE -X0 -Y-3i -V -O >> tw_topo.ps
pause
rem grd2cpt twdtm_small.grd -Crelief -R121.5/122.5/23.5/24.5 -V -Z > tw_test.cpt
如果將地表地震剖面範圍擴大(如下圖)，則隨著地表變化震源深度也會增加，這是靠近張裂海槽的板塊構造活動特性。(圖示地震規模由ML2~ML6)
以下則為3D震源分佈圖：
以震源機制言，擷取奇萊平原地區在1976年~2008年Havard CMT Project Web資料，可見張應力與壓應力分布與斷層滑動面的符合狀況，並可見奇萊平原有逆斷層帶平移破裂現象，縱谷東側則多為逆斷層破裂，中央山脈東翼則有正斷層破裂機制。
set range=119.5/122.5/21.5/25.5
psbasemap -JM6i -R%range% -P -B0.5nwSE -V -K > focal_mech.ps
psmeca EQ_CMT_Harvard_Over6_Taiwan.dat -JM6i -R%range% -Sd1c/9 -H -V -K -O >> focal_mech.ps
pscoast -JM6i -R%range% -Df -W1 -O >> focal_mech.ps
ps2pdf focal_mech.ps
pause
台灣東部地區2008年地震震源機制圖
在 Windows XP 下裝設Generic Mapping Tools
以2008年地震資料作出奇萊平原地表剖面起伏與地震剖面來看(如下圖)，顯示地表剖面穿越中央山脈並橫越木瓜溪河谷至奇萊平原(應有穿過米崙台地，惟無起伏變化可見)。地震剖面則集中分布於淺成地震深度範圍，顯示板塊交界處的擠壓作用產生近地表岩層破裂的機制十分頻繁，以下列出下圖Script：
project -C121.25/24 -E121.85/24 -G0.1 -N -Q > temp1.d
gawk "{print $1, $2}" temp1.d > temp2.d
grdtrack temp2.d -Gtwdtm_small.grd -V > temp3.d
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makecpt -Crainbow -T0/400/40 -V -Z > depth.cpt
grdgradient twdtm_small.grd -Gtwdtm_small_temp_shade.grd -A60 -Ne0.9 -V
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pause
rem grd2cpt twdtm_small.grd -Crelief -R121.5/122.5/23.5/24.5 -V -Z > tw_test.cpt
如果將地表地震剖面範圍擴大(如下圖)，則隨著地表變化震源深度也會增加，這是靠近張裂海槽的板塊構造活動特性。(圖示地震規模由ML2~ML6)
以下則為3D震源分佈圖：
以震源機制言，擷取奇萊平原地區在1976年~2008年Havard CMT Project Web資料，可見張應力與壓應力分布與斷層滑動面的符合狀況，並可見奇萊平原有逆斷層帶平移破裂現象，縱谷東側則多為逆斷層破裂，中央山脈東翼則有正斷層破裂機制。
set range=119.5/122.5/21.5/25.5
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pscoast -JM6i -R%range% -Df -W1 -O >> focal_mech.ps
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台灣東部地區2008年地震震源機制圖
在 Windows XP 下裝設Generic Mapping Tools
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