(完整版)第七章-河流地貌-課件(1)

1、第七章 河流地貌河流：地表線形凹槽內(nèi)天然流水的通稱。在中國有江、河、川、溪、澗、藏布、郭勒等不同的稱呼。河流的水流在流動過程中，進行侵蝕，形成各種溝谷地貌，被侵蝕的物質(zhì)沿溝谷向下游搬運并堆積，形成河漫灘、沖積扇和三角洲等堆積地貌。凡由河流作用形成的地貌，稱河流地貌。河流水流來自大氣降水。雨水降落到地表之后，一部分蒸發(fā)返回大氣層，一部分被植物吸收，一部分滲透到土壤孔隙中或巖石裂隙中成為地下水，剩下的沿地表流動，通過河流，最后匯入海洋。有時地下水流出地表，補給河流；在高山高緯地區(qū)，融雪水也補給河流。河流中的水流是地表水流最主要的形式。河流水流受氣候控制。濕潤氣候區(qū)，河流終年保持一定流量，稱為經(jīng)常性

2、流水的河流；干旱區(qū)或半干旱區(qū)，年降雨量少，蒸發(fā)量大，溝谷中大部分時間無水，只在雨季時才有水流，稱為暫時性流水的河流。不論是經(jīng)常性水流的河流，或是暫時性水流的河流，都能進行侵蝕、搬運和堆積，只是它們的作用方式和強度不同而已。因此，河流作用是塑造地貌最普遍通最活躍的外營力之一。河流作用塑造的地貌極其多樣。從河谷橫剖面看，可分谷底和谷坡兩大部分。谷底包括河床和河漫灘，谷坡是河谷兩側(cè)的岸坡，常有階地發(fā)育。河流流水作用河流流水沿溝谷流動，水流動能與水量和流速的平方成正比。水量增加或流速加大，流水作用能力加強，進行侵蝕，并將侵蝕產(chǎn)物向下游搬運；反之，流水作用能力減弱，便發(fā)生堆積。流水作用總是以侵蝕(ero

3、sion)、搬運(transportation)和堆積(deposition)三種方式進行，并形成相應(yīng)的河流地貌。河流水流作用還和水流結(jié)構(gòu)有關(guān)，河流水流流束線呈螺旋狀運動，形成環(huán)流和漩渦流，它們對河流地貌的形成有著重要意義。一、橫向環(huán)流和旋渦流橫向環(huán)流環(huán)流：在過水斷面上，橫向水流構(gòu)成一個封閉系統(tǒng)。原因：水流流經(jīng)彎道時，水質(zhì)點作曲線運動產(chǎn)生離心力。在離心力的作用下，表層水流趨向凹岸，使水流在過水斷面上形成了橫向比降，而底部的水流在壓力作用下，由凹岸流向凸岸，形成螺旋流。不同形狀的河床斷面，形成不同的環(huán)流系統(tǒng)：1.單向橫向環(huán)流。2.底部匯合型橫向環(huán)流3.底部輻散型橫向環(huán)流。4.復(fù)合型環(huán)流。漩渦流當

4、水流繞過底床上的障礙物時，會產(chǎn)生流速差，并派生出壓力差形成。河流的侵蝕作用河水在流動過程中，以其自身的動力以及所攜帶的泥沙對河床的破壞，使其加深、加長和加寬等過程。 沖蝕作用 磨蝕作用 溶蝕作用河流侵蝕按方向可分為三種類型。下蝕作用：水流垂直地面向下的侵蝕，其效果是使河床降低。側(cè)蝕作用：河流對河床兩岸的巖石進行侵蝕，使河谷加寬或河道左右遷移。溯源侵蝕：下蝕作用使河流不斷向源頭方向延長。三種作用同時進行，只是在不同河段表現(xiàn)作用程度不同河流的搬運作用搬運方式主要有機械搬運和溶運兩種機械搬運懸運：較細小顆粒在流水中呈懸浮狀態(tài)搬運。推運：河床底部粒徑較大的砂礫在流水的沖力作用下，沿河底滾動或滑動。躍運

5、：床底泥沙呈跳躍式向前搬運。溶運溶解在河水中的可溶鹽類和膠體溶液隨水流搬運至下游方向河流的沉積作用河流流水挾帶的泥沙，由于河床坡度減小，水流流速變慢，水量減少和泥沙增多等都可引起搬運能力減弱而發(fā)生堆積。由流水堆積在溝谷中的沉積物稱為沖積物河谷橫剖面的地貌單元1.河床2.河漫灘3.谷坡4 .河流階地河谷剖面形態(tài)發(fā)育階段谷坡逐漸變緩，谷底沉積增多，形成較為寬廣平坦的谷底河谷的發(fā)育峽谷：呈V形，下蝕為主，谷底幾乎為河床占據(jù)；寬谷：呈寬 V形，側(cè)蝕為主，形成曲流河床，河床左右不對稱，開始發(fā)育河漫灘；成熟河谷： 為寬淺 U 形，以河流堆積作用為主，形成泛濫平原。上游中游下游嶂谷在河流上游，下切強烈，往往

6、形成隘谷或嶂谷金沙江虎跳峽金沙江虎跳峽世界上最長的峽谷，位于美國亞利桑那西北部科羅拉多高原上，在科羅拉多河的中游，為第三紀上新世時高原大幅度抬升和河流強烈下切而成。全長350公里，最大深度1740米。從谷底向上，沿崖壁出露著從前寒武紀到新生代的各期巖系，水平層次清晰，并含有代表化石，有“活的地質(zhì)史教科書”之稱。河床地貌河谷中枯水期水流所占據(jù)的谷底部分稱為河床。河床橫剖面呈一低洼的槽形。從源頭到河口的河床最低點連線稱為河床縱剖面，它呈一不規(guī)則的曲線。山區(qū)河床較狹窄，縱剖面較陡，淺灘和深槽彼此交替，且多跌水和瀑布，兩岸常有許多山咀突出，使河床岸線犬牙交錯。平原地區(qū)河床較寬淺，縱剖面坡度較緩，有微微

7、起伏。河床縱剖面的形成與發(fā)展河床縱剖面是河流作用形成的，每條河流下切侵蝕的最大深度并不是無止境的，往往受某一高度基面控制，河流下切到接近這一基面后即失去侵蝕能力，不再向下侵蝕，這一基面稱為河流侵蝕基準面(baselevel)。究竟以什么面為河流的侵蝕基準面？地方侵蝕基準面：一些堅硬的巖坎，湖泊洼地或河流的匯口等等，它們起著暫時性的、局部性的控制河流下切的基準面的作用。在河流發(fā)育的過程中，地方侵蝕基準面起了主要的作用。終極侵蝕基準面：海面侵蝕基準面的變化影響河床縱剖面的發(fā)展。當侵蝕基準面下降時，如果出露的地面坡度較大，則流速加大，侵蝕作用加強，開始在河流的下游發(fā)生侵蝕，然后逐漸向上游擴展，即溯源

8、侵蝕。當侵蝕基準面上升時，水流搬運泥沙能力減弱，河流發(fā)生堆積。河流在每一時刻任一河段不僅進行侵蝕，同時也發(fā)生堆積。河流發(fā)展到一定階段后，河床的侵蝕和堆積達到了平衡狀態(tài)，水流動力正好消耗在搬運水中泥沙和克服水流內(nèi)外摩擦方面，在地質(zhì)構(gòu)造相同、巖性均一和氣候不變等條件下，這時河床縱剖面將呈現(xiàn)一條下凹圓滑的曲線，稱為河流平衡剖面。二、影響河床縱剖面發(fā)展的因素影響河床縱剖面發(fā)展的因素很多，如水文情況的改變，構(gòu)造運動和巖性的差異，長期的氣候變化以及人類活動等。構(gòu)造運動構(gòu)造運動可使整個流域發(fā)生升降，或者使流域內(nèi)局部地區(qū)發(fā)生高差變化，不論是哪種情況，河流縱剖面都將發(fā)生改變。如果整個流域抬升，其效果等于侵蝕基準

9、面下降，向源侵蝕將自河口向上游發(fā)展。如果流域內(nèi)局部地區(qū)發(fā)生差異運動，上升地段發(fā)生侵蝕，下沉地段就發(fā)生堆積。在河流發(fā)育過程中如發(fā)生斷層，斷層與河流相交且下降盤位于下游，河床中將形成陡坎（裂點）并從此處向源侵蝕，使裂點不斷上移，時間愈久，上移距離愈遠。壺口是黃河的著名裂點，它最先位于下游約65km的韓城斷裂處，自新第三紀以來韓城斷裂多次活動，形成裂點并不斷向源侵蝕。據(jù)史料記載，自公元前770年以來的2700余年間黃河壺口瀑布從下游3km處后退至現(xiàn)今位置。按此計算，壺口裂點向上游傳播的速度為每年約1.07m。人類活動修建大壩引起河流泥沙量的變化可以造成上游河道的加積和下游河道的下切。我國三門峽水庫自

10、1960年9月建成以來，出現(xiàn)了庫區(qū)嚴重淤積、庫容大量減少、庫區(qū)淤積上延、潼關(guān)至龍門段河床淤積抬高、黃河倒灌渭河而使土壤鹽漬化以及渭河下游洪災(zāi)發(fā)生的概率增加等一系列問題。一些水壩下游河流下切速率數(shù)據(jù)表明，自從大壩合攏后，在幾十年中河道的下切可以達到數(shù)米。河床中的地形河床發(fā)展過程中，由于不同因素影響侵蝕和堆積作用，在河床中形成各種地貌。1.淺灘與深槽淺灘是河床底部的一些不同規(guī)模的沖積物堆積體，它們有的分布在岸邊，稱邊灘，有的分布在河心，稱心灘。淺灘與淺灘之間較深的河段，稱深槽。淺灘與深槽的成因有以下幾種：（1）橫向環(huán)流在彎曲河道中，由于橫向環(huán)流作用，凹岸侵蝕形成深槽，凸岸堆積形成淺灘（邊灘）。（2

11、）洪水洪水期的洪水波在較狹河段傳播速度慢，產(chǎn)生壅水，水面比降小，水流搬運能力減弱，發(fā)生堆積而形成淺灘；在展寬的河段，洪水波傳播快，水面比降大，水流侵蝕搬運能力強，發(fā)生侵蝕而形成深槽。（3）主支流互相影響主支流交匯處，有兩種情況可形成淺灘：洪水期主河先漲水，使支流河口以上河段產(chǎn)生壅水而堆積，形成淺灘；或者支流帶來大量泥沙堆積在主支流匯合處形成淺灘。（4）人工建筑砂質(zhì)淺灘石質(zhì)淺灘心灘金沙江虎跳峽 入口江心洲2.沙波沙波是河床中的堆積地貌，一般河流中都可見到。沙波的脊線走向與河岸線斜交。沙波的橫剖面不對稱，陡坡朝向河流的下游，達30左右，迎水面的一坡較緩。水流不斷搬運沙波迎水面一坡上的砂粒，在背水面

12、一坡堆積下來，沙波便不斷向下游移動。3.壺穴壺穴(potholes)是基巖河床中被水流沖磨的深穴，其深度可達數(shù)米到幾十米。壺穴分布在山區(qū)石質(zhì)河床基巖節(jié)理充分發(fā)育、或構(gòu)造的破碎帶。壺穴的形成垂直漩渦流侵蝕基巖河床形成的壺穴（根據(jù)C.R.諾維爾）（a）向上運動的漩渦流對裂隙基巖的沖擊（橫剖面），圖中巖塊被水流上舉起來；（b）下降漩渦流所鉆鑿而成的深壺穴，巖檻:基巖河床中較堅硬巖石橫亙于河床底部形成的瀑布或跌水，并構(gòu)成上游河段的地方侵蝕基準面。河床平面形態(tài)河床平面形態(tài)有平直的、彎曲的和分叉的。彎曲的河床稱曲流(meaders)分叉的河床稱辮流(braided river)。曲流曲流的形成原因很多，歸

13、納起來大致有以下幾種：（1）橫向環(huán)流作用使河流一岸受沖刷，另一岸堆積，形成曲流；（2）河床底部泥沙堆積形成障礙，使水流向一岸偏轉(zhuǎn)，形成曲流；（3）由于河床兩岸巖性不一致或構(gòu)造運動造成兩岸差異侵蝕而形成曲流。曲流與河漫灘 自由曲流黃河的九曲十八灣曲流形成后，不斷側(cè)蝕，同時還不斷向下游遷移，在其迂回范圍內(nèi)，形成曲流帶。當河床彎曲愈來愈大時，這條河流的上下河段愈來愈接近，形成狹窄的曲流頸。洪水時，曲流頸可能被沖開，河道取直稱為截彎取直(neck cutoff)。截彎取直后，彎曲河道被廢棄，形成牛軛湖(oxbow lake)。1998年長江流域大洪水淹沒地區(qū)下荊江河道變遷圖（根據(jù)陳欽鑾等）（注意曲流頸

14、部位的截彎取直現(xiàn)象）深切曲流彩虹橋是由科羅拉多河支流裁彎取直 形成（ Glen 峽谷, southern Utah）. 由砂巖組成的石拱高8.1米， 13 m 厚辮流有些河流的河床分成許多叉，寬窄相間，形似發(fā)辮，稱為辮流。 分汊型河床廣州二沙島 散亂型河床河漫灘河流洪水期淹沒河床以外的谷底部分，稱為河漫灘。平原河流河漫灘發(fā)育，較寬廣，常在河床兩側(cè)分布，或只分布在河流的凸岸。山地河谷比較狹窄，洪水期水位高度較大，河漫灘的寬度較小，相對高度比平原河流的河漫灘要高。河漫灘的形成與發(fā)展由于橫向環(huán)流作用，河床一岸侵蝕，谷坡不斷后退，原先的“V”形河谷則逐漸展寬，被侵蝕的物質(zhì)有一部分堆積在河床底部，另一部

15、分較細小的顆粒被環(huán)流帶到另一岸堆積，形成河床淺灘（圖（a）?？菟谟幸徊糠趾哟矞\灘露出水面，河床開始彎曲，向河床突出的一岸稱為凸岸，凹進的一岸為凹岸。如果河床繼續(xù)向凹岸方向移動，凸岸的河床淺灘不斷展寬，以至枯水期有大片露出水面，形成雛形河漫灘（圖（b）1.3.河床沖積物（1.礫石，2.砂和小礫，3.淤泥夾層）；4.早期河漫灘沉積細砂；5.晚期河漫灘沉積細砂；6.牛扼湖淤泥沉積；7.河床移動方向；8.環(huán)流；9.枯水位；10.河水位河谷再繼續(xù)展寬，洪水期水流淹沒雛形河漫灘而開始堆積，這時雛形河漫灘上水較淺，并且水流很慢，流水沿河床底部挾帶的粗粒碎屑物質(zhì)，不可能被帶到雛形河漫灘上，只能將細沙或粘土物質(zhì)搬運到這里堆積，因而在較粗粒雛形河漫灘沉積物之上覆蓋了一層薄薄的細粒物質(zhì)，這時雛形河漫灘就轉(zhuǎn)化為河漫灘（圖（c）新河道就發(fā)展成為通過全河水量的單獨河床，被淤的老河床在洪水期還可能有流水通過，枯水期形成湖泊，稱為牛扼湖（圖