第四章河流體系

1、第三章第三章 河流體系河流體系Chapter Three Fluvial System辮狀河辮狀河Braided Stream（多河道，低曲度（多河道，低曲度 BP1, S1.5)網(wǎng)狀河網(wǎng)狀河Anastomosing Stream（多河道，高曲度（多河道，高曲度 BP1, S1.5）河流體系河流體系Fluvial System上游上游(Upper Reach) 中游中游(Middle Reach) 下游下游(Lower Reach)第一節(jié)第一節(jié) 概況概況 （Introduction）一、河流類型一、河流類型S:S: 彎曲度，河道長度與河谷長度之比彎曲度，河道長度與河谷長度之比 BP:BP: 分

2、叉指數(shù)，單位波曲波長河道中沙壩的數(shù)目分叉指數(shù)，單位波曲波長河道中沙壩的數(shù)目河河道道分分叉叉指指數(shù)數(shù)二、河道特征二、河道特征 河道是碎屑沉積物的河道是碎屑沉積物的主要輸送渠道主要輸送渠道，每一河道都對(duì)應(yīng)，每一河道都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的碎屑沉積體；同時(shí)河道內(nèi)部也發(fā)育相應(yīng)的碎屑沉積體；同時(shí)河道內(nèi)部也發(fā)育典型沉積物典型沉積物。辮狀河道辮狀河道（Braided Stream）：）：分布于上游河段，河道不穩(wěn)定，平面形態(tài)呈辮狀，水流變化大，沉積物呈底負(fù)載搬運(yùn)，所以又稱為“底負(fù)載型河道”。曲流河道（曲流河道（Meandering Stream）：）： 分布于中下游河段，河道穩(wěn)定，較彎曲，水流穩(wěn)定，沉積物呈底負(fù)載和懸浮負(fù)

3、載搬運(yùn)，又呈“混合負(fù)載型河道”。網(wǎng)狀河道（網(wǎng)狀河道（Anastomosing Stream）：）： 分布于下游河道，河道窄，呈網(wǎng)狀，沉積物呈懸浮負(fù)載搬運(yùn)，又呈“懸浮負(fù)載型河道”。河河道道類類型型河道類型河道類型 辮狀河辮狀河 河道砂壩發(fā)育，寬、淺、急河道砂壩發(fā)育，寬、淺、急 砂質(zhì)辮狀河、礫石質(zhì)辮狀河砂質(zhì)辮狀河、礫石質(zhì)辮狀河辮辮狀狀河河露出水面的砂丘露出水面的砂丘曲曲流流河河道道第二節(jié)第二節(jié) 辮狀河辮狀河（Braided Stream）一、沉積作用（一、沉積作用（Process） 由于辮狀河道側(cè)向遷移頻繁，河道內(nèi)水流也不穩(wěn)定，因此，很難研究辮狀河道的水流樣式。這里，為了便于研究辮狀河道的沉積作用

4、，簡單地把辮狀河道的水動(dòng)力環(huán)境劃分為短期的洪泛期（flooding period）和長時(shí)間的低流量期（period of low discharge）。 低流量期，低流量期，水流僅限于河道內(nèi)，圍繞河道沙壩流動(dòng)，水流速度較小，搬運(yùn)能力低，較粗的沉積物都堆積下來，并發(fā)育為河道沙壩。 洪泛期，洪泛期， 河道內(nèi)所有沙壩均被淹沒，由于水流快，水體較淺，所有的沉積物顆粒都發(fā)生移動(dòng)，沙壩向下游方向移動(dòng)，沙壩上游端遭受侵蝕，下游端接受沉積。洪洪泛泛期期低低流流量量期期二、河道沙壩（二、河道沙壩（ Channel Bars）1、沉積物特征、沉積物特征 沉積物較粗，分選、磨圓較差，以礫石和粗沙為主；礫石發(fā)育塊狀、

5、槽狀和面狀交錯(cuò)層理，礫石呈疊瓦狀排列，向上游方向傾斜；沙質(zhì)發(fā)育槽狀、面狀、波狀交錯(cuò)層理和平行層理，局部發(fā)育沖刷充填構(gòu)造。 2 2、河道沙壩（、河道沙壩（Channel Bars） 縱向沙壩（縱向沙壩（Longitudinal bars）：）： 平行水流方向展布，呈長條形，主要分布于礫石質(zhì)辮狀河道中，沙壩主要由平行層理、底角度板狀交錯(cuò)層理砂礫巖構(gòu)成。橫向沙壩（橫向沙壩（Transverse bar）：）： 垂直水流方向，呈舌狀，通常發(fā)育在沙質(zhì)辮狀河道中，沙壩內(nèi)發(fā)育高角度板狀交錯(cuò)層理砂礫巖。斜向沙壩（斜向沙壩（Diagonal bar）：）： 與水流方向斜交，斷面呈三角形，沙壩內(nèi)發(fā)育平行層理、底角

6、度板狀交錯(cuò)層理礫巖。辮狀河道沙壩辮狀河道沙壩砂壩中的透鏡體多平行于水流方向，而不是垂直于水流方向。砂壩中的透鏡體多平行于水流方向，而不是垂直于水流方向。沙壩底形特征沙壩底形特征辮狀河道垂向序列辮狀河道垂向序列不同類型辮狀河道垂直相序列不同類型辮狀河道垂直相序列點(diǎn)沙壩（點(diǎn)沙壩（Point Bar）：）：分布于河道邊緣，主要見于蛇曲河道中。三、相構(gòu)成（三、相構(gòu)成（Facies Architecture） 平面上，平面上，直或微彎曲的、連續(xù)分布的沙帶。 剖面上，剖面上，發(fā)育不明顯的正旋回，主要由礫石和粗沙構(gòu)成，泥和粉沙很少，總體上呈“沙包泥”。第三節(jié)第三節(jié) 曲流河曲流河（Meandering Str

7、eam）一、地貌單元（一、地貌單元（Morphology） 曲流河體系內(nèi)地貌單元較為復(fù)雜，每一地貌單元都對(duì)應(yīng)特定的沉積作用和沉積物。根據(jù)曲流河的過程響應(yīng)模式，這些沉積物具有較強(qiáng)的可預(yù)見性。 河道（河道（Single channel）：）： 較彎曲，剖面上不對(duì)稱：凹岸(Concave Bank)較陡，凸岸（Convex Bank）較緩。 點(diǎn)沙壩（點(diǎn)沙壩（Point bar）：）： 又呈曲流沙壩或沿岸沙壩，沿曲流河道的凸岸分布。 天然堤（天然堤（Natural levee）：）： 分布于河道兩側(cè)，是曲流河內(nèi)最高的地貌單元。 決口扇（決口扇（Crevasse splay）：）： 沿天然堤分布扇形體。

8、沿天然堤分布扇形體。曲流河亞環(huán)境曲流河亞環(huán)境洪泛盆地洪泛盆地牛軛湖牛軛湖凹岸（侵蝕）凹岸（侵蝕）天然堤天然堤決口扇決口扇點(diǎn)沙壩點(diǎn)沙壩河道河道 洪泛盆地（洪泛盆地（Flood plain）：）： 河道間寬廣的低地。二、沉積作用（二、沉積作用（Process） 與辮狀河道相反，曲流河道較穩(wěn)定，河道內(nèi)水流也較穩(wěn)定，關(guān)于曲流河道內(nèi)水流樣式的研究成果較成熟。螺旋狀環(huán)流（Helical flowHelical flow）是曲流河道內(nèi)典型的水流樣式。 在蛇曲河道，由于受慣性影響，主流線向凹岸偏移，水流產(chǎn)生一個(gè)與凹岸垂直的流體分量，使凹岸水面升高，并侵蝕凹岸；同時(shí)，形成指向凸岸的底流。上述表流和底流構(gòu)成一環(huán)流

9、，并與縱向水流疊加，共同形成向下游方向移動(dòng)的螺旋狀環(huán)流。由于受摩擦力的影響，底流向凸岸流動(dòng)過程中，流速降低，搬運(yùn)能力下降，把沉積物搬運(yùn)到下一個(gè)凸岸堆積下來。曲曲河河道道水水動(dòng)動(dòng)力力特特征征曲曲流流水水道道凹凹岸岸侵侵蝕蝕與與凸凸岸岸點(diǎn)點(diǎn)壩壩的的加加積積三、沉積物（三、沉積物（Sediments）河道沉積（河道沉積（Channel deposits）：）： 河道滯留沉積河道滯留沉積（Channel lag depositsChannel lag deposits），），沉積物較粗，以礫石為主，含植干、動(dòng)物碎片、泥質(zhì)礫石等，發(fā)育塊狀和不明顯交錯(cuò)層理；點(diǎn)沙壩沉積（點(diǎn)沙壩沉積（Point bar de

10、positsPoint bar deposits），），表現(xiàn)為典型的正旋回序列， 自下而上依次為：大型槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理中細(xì)砂巖、局部夾平行層理細(xì)砂巖，小型槽狀交錯(cuò)層理細(xì)砂巖，波狀交錯(cuò)層理粉砂巖及水平紋理、塊狀層理泥巖。越岸沉積（越岸沉積（Overbank deposits）：）： 天然堤天然堤沉積（沉積（Natural levee deposits），）， 粉砂巖與粉沙質(zhì)泥巖，發(fā)育爬生波痕紋理與波狀交錯(cuò)層理及生物擾動(dòng)構(gòu)造；決口決口扇（扇（Crevasse splay depositsCrevasse splay deposits），），沉積物向上、向外變細(xì)，內(nèi)部發(fā)育正旋回的決口水道沉

11、積；洪泛平原沉積洪泛平原沉積（Flood plain depositsFlood plain deposits），），薄層粉沙和粘土，發(fā)育水平紋理和生物擾動(dòng)構(gòu)造。 沉積物沉積物 ：粗：粗 ，多為礫石，有時(shí)為垮塌或沖刷泥礫，多為礫石，有時(shí)為垮塌或沖刷泥礫 構(gòu)造：構(gòu)造： 可有疊瓦狀構(gòu)造可有疊瓦狀構(gòu)造 點(diǎn)點(diǎn)沙沙壩壩示示意意圖圖點(diǎn)沙壩垂直相序列點(diǎn)沙壩垂直相序列點(diǎn)點(diǎn)沙沙壩壩與與天天然然堤堤決口扇決口扇包括：決口深潭（深、暗泥）、包括：決口深潭（深、暗泥）、 水道（靜水、泥）、水道（靜水、泥）、 水道間、決口扇外緣水道間、決口扇外緣決決口口扇扇曲流河相構(gòu)成（曲流河相構(gòu)成（Facies Architectu

12、re） 平面上：平面上：彎曲帶狀砂體和寬廣的的洪泛盆地 剖面上：剖面上： a 典型正旋回序列河道砂體； b 河道砂體呈疊瓦狀疊置； c 河道砂體呈透鏡狀包圍在洪泛盆地細(xì)粒沉積物中。五、網(wǎng)狀河道（五、網(wǎng)狀河道（Anastomosing stream） 網(wǎng)狀河道的亞環(huán)境及其沉積特征與曲流相似，所不同的是河道窄而深，更加穩(wěn)定，天然堤更發(fā)育，且在洪泛盆地中發(fā)育一些小型湖泊與沼澤，以細(xì)粒沉積物為主，河道砂體規(guī)模較小，泥炭沉積較發(fā)育。網(wǎng)網(wǎng)狀狀河河 河道坡度小，水流能量低，動(dòng)能僅消耗于泥砂的搬運(yùn)。 河道、濕地等環(huán)境長期穩(wěn)定，各沉積相在垂向上增生、疊加（沉積速率=沉積基準(zhǔn)面上升速率，發(fā)育的泥質(zhì)和泥炭層、 潮濕氣候更有利）。網(wǎng)狀河網(wǎng)狀河對(duì)比參數(shù)對(duì)比參數(shù)辮狀河辮狀河曲流河曲流河網(wǎng)狀河網(wǎng)狀河河道穩(wěn)定性河道穩(wěn)定性不穩(wěn)定、游不穩(wěn)定、游蕩蕩較穩(wěn)定、逐漸遷較穩(wěn)定、逐漸遷移、裁彎截直移、裁彎截直穩(wěn)定穩(wěn)定河道彎曲度河道彎曲度低彎曲低彎曲高度彎曲高度彎曲中等彎曲中等彎曲河道寬深比河道寬深比最大最大（寬而（寬而淺）淺）較小較小最小最?。ㄕ睿ㄕ睿┖拥榔陆岛拥榔陆底畲笞畲筝^小較小最小最小流量變化流量變化最大最大較大較大較小較小負(fù)載類型負(fù)載類型底負(fù)載為主底負(fù)載為主混合負(fù)載混合負(fù)載懸浮負(fù)載懸浮負(fù)載沙壩類型沙壩類型心灘發(fā)育心灘發(fā)育邊灘