1、第七章 河流地貌?河流：地表线形凹槽内天然流水的通称。在中国有江、河、川、溪、涧、藏布、郭勒等不同的称呼。?河流的水流在流动过程中，进行侵蚀，形成各种沟谷地貌，被侵蚀的物质沿沟谷向下游搬运并堆积，形成河漫滩、冲积扇和三角洲 等堆积地貌。?凡由河流作用形成的地貌，称 河流地貌。?河流水流来自大气降水。雨水降落到地表之后，一部分蒸发返回大气层，一部分被植物吸收，一部分渗透到土壤孔隙中或岩石裂隙中成为地下水，剩下的沿地表流动，通过河流，最后汇入海洋。?有时地下水流出地表，补给河流；在高山高纬地区，融雪水也补给河流。河流中的水流是地表水流最主要的形式。?河流水流受气候控制。?湿润气候区，河流终年保持一
2、定流量，称为经常性流水的河流；?干旱区或半干旱区，年降雨量少，蒸发量大，沟谷中大部分时间无水，只在雨季时才有水流，称为暂时性流水的河流。不论是经常性水流的河流，或是暂时性水流的河流，都能进行侵蚀、搬运和堆积，只是它们的作用方式和强度不同而已。因此，河流作用是塑造地貌最普遍通最活跃的外营力之一。?河流作用塑造的地貌极其多样。从河谷横剖面看，可分谷底和谷坡两大部分。谷底包括河床和河漫滩，谷坡是河谷两侧的岸坡，常有阶地发育。河流流水作用?河流流水沿沟谷流动，水流动能与水量和流速的平方成正比。水量增加或流速加大，流水作用能力加强，进行侵蚀，并将侵蚀产物向下游搬运；反之，流水作用能力减弱，便发生堆积。?
3、流水作用总是以侵蚀(erosion)、搬运(transportation)和堆积(deposition)三种方式进行，并形成相应的河流地貌。?河流水流作用还和水流结构有关，河流水流流束线呈螺旋状运动，形成 环流和漩涡流，它们对河流地貌的形成有着重要意义。一、横向环流和旋涡流?横向环流?环流：在过水断面上，横向水流构成一个封闭系统。?原因：水流流经弯道时，水质点作曲线运动产生离心力水流流经弯道时，水质点作曲线运动产生离心力。在离心力的作用下，表层水流趋向凹岸，使水流在过水断面上形成了横向比降，而底部的水流在压力作用下，由凹岸流向凸岸，形成螺旋流。?不同形状的河床断面，形成不同的环流系统：?1.单
4、向横向环流。?2.底部汇合型横向环流?3.底部辐散型横向环流。?4.复合型环流。?漩涡流?当水流绕过底床上的障碍物时，会产生流速差，并派生出压力差形成。河流的侵蚀作用?河水在流动过程中，以其自身的动力以及所携带的泥沙对河床的破坏，使其加深、加长和加宽等过程。冲蚀作用磨蚀作用溶蚀作用?河流侵蚀按方向可分为三种类型。?下蚀作用：水流垂直地面向下的侵蚀，其效果是使河床降低。?侧蚀作用：河流对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽或河道左右迁移。?溯源侵蚀：下蚀作用使河流不断向源头方向延长。三种作用同时进行，只是在不同河段表现作用程度不同河流的搬运作用搬运方式主要有机械搬运和溶运两种?机械搬运悬运：较细小
5、颗粒在流水中呈悬浮状态搬运。推运：河床底部粒径较大的砂砾在流水的冲力作用下，沿河底滚动或滑动。跃运：床底泥沙呈跳跃式向前搬运。?溶运溶解在河水中的可溶盐类和胶体溶液随水流搬运至下游方向河流的沉积作用?河流流水挟带的泥沙，由于河床坡度减小，水流流速变慢，水量减少和泥沙增多等都可引起搬运能力减弱而发生堆积。?由流水堆积在沟谷中的沉积物称为冲积物河谷横剖面的地貌单元河谷横剖面的地貌单元1.河床2.河漫滩3.谷坡4.河流阶地河谷剖面形态发育阶段河谷剖面形态发育阶段谷坡逐渐变缓，谷底沉积增多，形成较为宽广平坦的谷底谷坡逐渐变缓，谷底沉积增多，形成较为宽广平坦的谷底河河谷谷的的发发育育峡谷：呈V形，下蚀为
6、主，谷底几乎为河床占据；宽谷：呈宽 V形，侧蚀为主，形成曲流河床，河床左右不对称，开始发育河漫滩；成熟河谷：为宽浅 U 形，以河流堆积作用为主，形成泛滥平原。上游中游下游在河流上游，下切强烈，往往形成隘谷或嶂谷金沙江虎跳峡金沙江虎跳峡?世界上最长的峡谷，位于美国亚利桑那西北部科罗拉多高原上，在科罗拉多河的中游，为第三纪上新世时高原大幅度抬升和河流强烈下切而成。全长350公里，最大深度1740米。从谷底向上，沿崖壁出露着从前寒武纪到新生代的各期岩系，水平层次清晰，并含有代表化石，有“活的地质史教科书”之称。河床地貌?河谷中枯水期水流所占据的谷底部分称为河床。?河床横剖面呈一低洼的槽形。?从源头到
7、河口的河床最低点连线称为河床纵剖面，它呈一不规则的曲线。?山区河床较狭窄，纵剖面较陡，浅滩和深槽彼此交替，且多跌水和瀑布，两岸常有许多山咀突出，使河床岸线犬牙交错。?平原地区河床较宽浅，纵剖面坡度较缓，有微微起伏。河床纵剖面的形成与发展?河床纵剖面是河流作用形成的，每条河流下切侵蚀的最大深度并不是无止境的，往往受某一高度基面控制，河流下切到接近这一基面后即失去侵蚀能力，不再向下侵蚀，这一基面称为河流侵蚀基准面(baselevel)。?究竟以什么面为河流的侵蚀基准面？?地方侵蚀基准面：一些坚硬的岩坎，湖泊洼地或河流的汇口等等，它们起着暂时性的、局部性的控制河流下切的基准面的作用。在河流发育的过程
8、中，地方侵蚀基准面起了主要的作用。?终极侵蚀基准面：海面?侵蚀基准面的变化影响河床纵剖面的发展。?当侵蚀基准面下降时，如果出露的地面坡度较大，则流速加大，侵蚀作用加强，开始在河流的下游发生侵蚀，然后逐渐向上游扩展，即溯源侵蚀。?当侵蚀基准面上升时，水流搬运泥沙能力减弱，河流发生堆积。?河流在每一时刻任一河段不仅进行侵蚀，同时也发生堆积。河流发展到一定阶段后，河床的侵蚀和堆积达到了平衡状态，水流动力正好消耗在搬运水中泥沙和克服水流内外摩擦方面，在地质构造相同、岩性均一和气候不变等条件下，这时河床纵剖面将呈现一条下凹圆滑的曲线，称为河流平衡剖面。二、影响河床纵剖面发展的因素?影响河床纵剖面发展的因
9、素很多，如水文情况的改变，构造运动和岩性的差异，长期的气候变化以及人类活动等。?构造运动?构造运动可使整个流域发生升降，或者使流域内局部地区发生高差变化，不论是哪种情况，河流纵剖面都将发生改变。如果整个流域抬升，其效果等于侵蚀基准面下降，向源侵蚀将自河口向上游发展。如果流域内局部地区发生差异运动，上升地段发生侵蚀，下沉地段就发生堆积。在河流发育过程中如发生断层，断层与河流相交且下降盘位于下游，河床中将形成陡坎（裂点）并从此处向源侵蚀，使裂点不断上移，时间愈久，上移距离愈远。壶口是黄河的著名裂点，它最先位于下游约65km的韩城断裂处，自新第三纪以来韩城断裂多次活动，形成裂点并不断向源侵蚀。据史料
10、记载，自公元前770年以来的2700余年间黄河壶口瀑布从下游3km处后退至现今位置。按此计算，壶口裂点向上游传播的速度为每年约1.07m。?人类活动?修建大坝引起河流泥沙量的变化可以造成上游河道的加积和下游河道的下切。?我国三门峡水库自1960年9月建成以来，出现了库区严重淤积、库容大量减少、库区淤积上延、潼关至龙门段河床淤积抬高、黄河倒灌渭河而使土壤盐渍化以及渭河下游洪灾发生的概率增加等一系列问题。一些水坝下游河流下切速率数据表明，自从大坝合拢后，在几十年中河道的下切可以达到数米。河床中的地形?河床发展过程中，由于不同因素影响侵蚀和堆积作用，在河床中形成各种地貌。1.浅滩与深槽?浅滩是河床底
11、部的一些不同规模的冲积物堆积体，它们有的分布在岸边，称边滩，有的分布在河心，称心滩。?浅滩与浅滩之间较深的河段，称深槽。浅滩与深槽的成因有以下几种：（1）横向环流在弯曲河道中，由于横向环流作用，凹岸侵蚀形成深槽，凸岸堆积形成浅滩（边滩）。（2）洪水洪水期的洪水波在较狭河段传播速度慢，产生壅水，水面比降小，水流搬运能力减弱，发生堆积而形成浅滩；在展宽的河段，洪水波传播快，水面比降大，水流侵蚀搬运能力强，发生侵蚀而形成深槽。（3）主支流互相影响主支流交汇处，有两种情况可形成浅滩：洪水期主河先涨水，使支流河口以上河段产生壅水而堆积，形成浅滩；或者支流带来大量泥沙堆积在主支流汇合处形成浅滩。（4）人工
12、建筑心心滩滩金沙江金沙江虎跳峡虎跳峡入口入口2.沙波沙波是河床中的堆积地貌，一般河流中都可见到。沙波的脊线走向与河岸线斜交。沙波的横剖面不对称，陡坡朝向河流的下游，达30左右，迎水面的一坡较缓。水流不断搬运沙波迎水面一坡上的砂粒，在背水面一坡堆积下来，沙波便不断向下游移动。3.壶穴?壶穴(potholes)是基岩河床中被水流冲磨的深穴，其深度可达数米到几十米。?壶穴分布在山区石质河床基岩节理充分发育、或构造的破碎带。壶穴的形成壶穴的形成垂直漩涡流侵蚀基岩河床形成的壶穴（根据C.R.诺维尔）（a）向上运动的漩涡流对裂隙基岩的冲击（横剖面），图中岩块被水流上举起来；（b）下降漩涡流所钻凿而成的深壶
13、穴，?岩槛:基岩河床中较坚硬岩石横亘于河床底部形成的瀑布或跌水，并构成上游河段的地方侵蚀基准面。河床平面形态?河床平面形态有平直的、弯曲的和分叉的。?弯曲的河床称曲流(meaders)?分叉的河床称辫流(braided river)。曲流?曲流的形成原因很多，归纳起来大致有以下几种：?（1）横向环流作用使河流一岸受冲刷，另一岸堆积，形成曲流；?（2）河床底部泥沙堆积形成障碍，使水流向一岸偏转，形成曲流；?（3）由于河床两岸岩性不一致或构造运动造成两岸差异侵蚀而形成曲流。自由曲流黄河的九曲十八湾?曲流形成后，不断侧蚀，同时还不断向下游迁移，在其迂回范围内，形成曲流带。当河床弯曲愈来愈大时，这条河
14、流的上下河段愈来愈接近，形成狭窄的曲流颈。洪水时，曲流颈可能被冲开，河道取直称为截弯取直(neck cutoff)。截弯取直后，弯曲河道被废弃，形成牛轭湖(oxbow lake)。1998年长江流域大洪水淹没地区下荆江河道变迁图（根据陈钦銮等）（注意曲流颈部位的截弯取直现象）深切曲流深切曲流彩虹桥是由科罗拉多河支流裁弯取直彩虹桥是由科罗拉多河支流裁弯取直 形成（形成（Glen Glen 峡谷峡谷,southern,southern UtahUtah）.由砂岩组成的石拱高由砂岩组成的石拱高8.18.1米，米，13 m 13 m 厚厚辫流?有些河流的河床分成许多叉，宽窄相间，形似发辫，称为辫流。分
15、汊型河床分汊型河床广州二沙岛广州二沙岛散乱型河床散乱型河床河漫滩?河流洪水期淹没河床以外的谷底部分，称为河漫滩。?平原河流河漫滩发育，较宽广，常在河床两侧分布，或只分布在河流的凸岸。山地河谷比较狭窄，洪水期水位高度较大，河漫滩的宽度较小，相对高度比平原河流的河漫滩要高。河漫滩的形成与发展?由于横向环流作用，河床一岸侵蚀，谷坡不断后退，原先的“V”形河谷则逐渐展宽，被侵蚀的物质有一部分堆积在河床底部，另一部分较细小的颗粒被环流带到另一岸堆积，形成河床浅滩（图（a）。?枯水期有一部分河床浅滩露出水面，河床开始弯曲，向河床突出的一岸称为凸岸，凹进的一岸为凹岸。如果河床继续向凹岸方向移动，凸岸的河床浅
16、滩不断展宽，以至枯水期有大片露出水面，形成雏形河漫滩（图（b）1.3.河床冲积物（1.砾石，2.砂和小砾，3.淤泥夹层）；4.早期河漫滩沉积细砂；5.晚期河漫滩沉积细砂；6.牛扼湖淤泥沉积；7.河床移动方向；8.环流；9.枯水位；10.河水位?河谷再继续展宽，洪水期水流淹没雏形河漫滩而开始堆积，这时雏形河漫滩上水较浅，并且水流很慢，流水沿河床底部挟带的粗粒碎屑物质，不可能被带到雏形河漫滩上，只能将细沙或粘土物质搬运到这里堆积，因而在较粗粒雏形河漫滩沉积物之上覆盖了一层薄薄的细粒物质，这时雏形河漫滩就转化为河漫滩（图（c）?新河道就发展成为通过全河水量的单独河床，被淤的老河床在洪水期还可能有流水通过，枯水期形成湖泊，称为牛扼湖（图（d）。?河漫滩形成需具有河床侧方移动及洪枯水位变化两个条件河漫滩的结构?河漫滩具二元结构，下部为较粗的河床沉积物，上部为较细的河漫滩沉积；河漫滩占据了谷底的大部分，滩面向内侧缓缓倾斜。河漫滩类型及其微地貌河漫滩类型及其微地貌?河曲型河漫滩滨河床砂坝（洪水期凸岸堆积）-洼地（平水期沉积物少）相间排列。迂回扇：凸岸一系列弧形垄岗状砂坝（鬃岗、垄岗）与洼地相间的扇形地。?汊道型河漫滩砂堤（鬃岗、洲堤）-洼地相间分布。?堰堤式河漫滩天然堤（粉沙、粘土）-洼地（沼泽、湖泊、泥碳层）-决口扇（粗物质）。
