Knickpoint retreat and transient bedrock channel morphology triggered by base-level fall in small bedrock river catchments: The case of the Isle of Jura, Scotland

Castillo, Miguel; Bishop, Paul; Jansen, John D.

doi:10.1016/j.geomorph.2012.08.023

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“…The retreat of transient knickpoints has been investigated by theoretical analysis (Whipple and Tucker, 1999), simulation in flume experiments (Holland and Pickup, 1976;Frankel et al, 2007), and analysis of field-based data in many studies (e.g., Bishop et al, 2005;Crosby and Whipple, 2006;Castillo et al, 2013). Some scholars demonstrated the impacts of rock strength, fault throw rate, channel narrowing, transported sediments, and the ratio of precipitation to infiltration on the retreat rate of knickpoints (e.g., Stock and Montgomery, 1999;Whittaker and Boulton, 2012); others presented a close relation of the upstream drainage area, a proxy for water discharge, with the rate of knickpoint migration (e.g., Bishop et al, 2005;Crosby and Whipple, 2006;Loget et al, 2006;Berlin and Anderson, 2007;Castillo et al, 2013).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Knickpoints within the Suoshui watershed and the implication for the age of sandstone pillars in Zhangjiajie, China

Shi

Shao

2014

Geomorphology

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Knickpoints within the Suoshui watershed and the implication for the age of sandstone pillars in Zhangjiajie, China

Shi

Shao

2014

Geomorphology

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“…La distancia del retroceso de los knickpoints guarda una moderada correlación con el área de drenaje (Figura 9A), lo que indica que la propagación de estas formas está controlada por la descarga fluvial, de tal forma que existe una relación proporcional. La relación entre el retroceso del knickpoint y el área de drenaje se ha confirmado en diversos sitios donde los knickpoints son propagados a consecuencia de una caída en el nivel de base (e.g., Bishop et al, 2005;Loget y van den Driessche, 2009;Castillo et al, 2013).…”

Section: Resultados Y Discusiónunclassified

“…Cuando existen cambios debidos a un levantamiento tectónico, forzamiento climático o a la litología, la relación entre las pendientes y área de drenaje cambia, lo cual puede incrementar el valor de ks o producirse una ruptura en el escalamiento de la Ecuación 1, lo que corresponde normalmente con la presencia de knickpoints (e.g., Snyder et al, 2003;Schoenbohm et al, 2004;Whipple, 2004;Bishop et al, 2005;Wobus et al, 2006;Castillo et al, 2013;Trauerstein et al, 2013). También se recomienda tener cautela en el uso de la Ecuación 1 ya que ks guarda una correlación con θ, por lo tanto, es recomendable normalizar el índice de verticalidad para romper la covarianza y facilitar la comparación entre los distintos ríos de un sistema montañoso determinado (Sklar y Dietrich, 1998;Kirby et al, 2003;Wobus et al, 2006).…”

Section: Introductionunclassified

Evaluación del sistema erosivo fluvial en el volcán Popocatépetl (México) mediante análisis morfométricos

Castillo¹,

Muñoz‐Salinas²,

Arce³

2015

BSGM

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Erosión fluvial en el volcán Popocatépetl 167 ResumenEl sistema fluvial es sensible a los cambios tectónicos, volcánicos, climáticos y litológicos, mismos que afectan las tasas de incisión e inducen cambios en la topografía del lecho de los ríos así como en laderas del sistema montañoso. El análisis de los perfiles longitudinales de ríos y la morfometría de cuencas son, por lo tanto, herramientas útiles para detectar la propagación de señales tectónicas y climáticas además de que resaltan las zonas litológicas que presentan una distinta resistencia frente a los procesos erosivos fluviales. Gran parte de los estudios sobre la erosión y evolución del relieve en los sistemas montañosos se han centrado en relieves controlados por una tectónica activa, sin embargo, los estratovolcanes han recibido menos atención, no obstante que estos llegan a construir una parte importante del relieve montañoso y más aún en la parte central de México. En esta investigación se analizan los perfiles longitudinales de los ríos principales del volcán Popocatépetl (n = 12) así como la morfometría de sus cuencas (n = 11). El objetivo es obtener información cuantitativa del relieve y explorar la relación que éste guarda con los procesos erosivos fluviales. Los resultados del análisis de los perfiles longitudinales de los ríos indican que los valores del índice normalizado de la verticalidad del canal (k sn ) así como la potencia fluvial (AS) aumentan en la transición del sistema montañoso al piedemonte. Las tasas de erosión son particularmente altas aguas debajo de las cabeceras fluviales. Se detectaron knickpoints (n = 19), los cuales se asocian, por lo general, a la presencia de flujos de lava. Se encontró una mediana correlación (R 2 = 0.50; n = 11) entre la distancia de retroceso del knickpoint y el área de drenaje y una baja a moderada correlación (R 2 = 0.38) entre las tasas de retroceso y el área de descarga. Los resultados obtenidos sugieren que la edad de las lavas y su dureza (competencia a la erosión) controlan las tasas de propagación de los knickpoints, los cuales retroceden a una media de 0.05 ± 0.2 m a -1 . La morfometría de las cuencas revela que no existe una relación directa entre la incisión fluvial y la morfología de las laderas, a pesar de que la primera es alta en la mayoría de las barrancas. Se concluyó que el sistema fluvial se encuentra en desequilibrio, probablemente debido a la intensa actividad volcánica que ha predominado en el Popocatépetl.

show abstract

“…of Natural Environmental Studies, The University of Tokyo, Kashiwa, Chiba, Japan cur in bedrock rivers [5][6][7] and are an indicator of channel adjustments to local or regional perturbations [8][9][10]. The steepening of a river reach occurs as a result of a number of factors and processes including resistant lithology and differential erosion [2,11,12], transient response to base level change [13,14], change in shear stress leading to gully head propagation [15], and changes in sediment loads from tributaries [16]. Knickzones that develop along the stream thalwegs or bedrocks influence the shape and trend of the longitudinal channel profiles.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Knickzone Extraction Tool (KET) – A new ArcGIS toolset for automatic extraction of knickzones from a DEM based on multi-scale stream gradients

Zahra¹,

Paudel²,

Hayakawa³

et al. 2017

Open Geosciences

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Extraction of knickpoints or knickzones from a Digital Elevation Model (DEM) has gained immense significance owing to the increasing implications of knickzones on landform development. However, existing methods for knickzone extraction tend to be subjective or require timeintensive data processing. This paper describes the proposed Knickzone Extraction Tool (KET), a new rasterbased Python script deployed in the form of an ArcGIS toolset that automates the process of knickzone extraction and is both fast and more user-friendly. The KET is based on multi-scale analysis of slope gradients along a river course, where any locally steep segment (knickzone) can be extracted as an anomalously high local gradient. We also conducted a comparative analysis of the KET and other contemporary knickzone identification techniques. The relationship between knickzone distribution and its morphometric characteristics are also examined through a case study of a mountainous watershed in Japan.

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Knickpoint retreat and transient bedrock channel morphology triggered by base-level fall in small bedrock river catchments: The case of the Isle of Jura, Scotland

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Knickpoints within the Suoshui watershed and the implication for the age of sandstone pillars in Zhangjiajie, China

Knickpoints within the Suoshui watershed and the implication for the age of sandstone pillars in Zhangjiajie, China

Evaluación del sistema erosivo fluvial en el volcán Popocatépetl (México) mediante análisis morfométricos

Knickzone Extraction Tool (KET) – A new ArcGIS toolset for automatic extraction of knickzones from a DEM based on multi-scale stream gradients

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