河流的地質(zhì)作用

第十一章河流的地質(zhì)作用§1.概述河流是陸地上永久性有固定水流，它與人類的生活生產(chǎn)有著極其密切的關(guān)系。人類文明的發(fā)展與河流分不開的“母親河”同時(shí)從自然界的角度，河流是陸地上最活躍的地質(zhì)動(dòng)力。河流的地質(zhì)作用是陸地上最強(qiáng)烈的外動(dòng)力地質(zhì)作用，流水的作用，是河水運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)地表各種改造。一、片流、洪流和河流1．片流與坡積裙大氣降水3/1為地表水，最初覆蓋地面沿斜坡均勻活動(dòng)網(wǎng)狀流——片流。2．洪流與洪積扇片流進(jìn)一步發(fā)展水量增大，在一些溝槽中匯集、濁流一但濁流便以自身沖刷使溝槽擴(kuò)大，成溝谷。溝谷中的濁水能量大（雨季）攜帶大量沖刷碎屑在溝口（山角處）堆積扇水，稱濁積扇，濁積平原。濁流反在雨季有水（發(fā)生）。3．河流大型切割源溝各稱沖溝，當(dāng)部溝有充足的外給水源即成為永久性水，稱河流。地表上有固定水道（河道）的經(jīng)常性水流。二、河水的運(yùn)動(dòng)形式（一） 層流：水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡（線）平行僅在平坦河底附近運(yùn)動(dòng)弱。（二） 紊流：水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)淺無(wú)規(guī)律紊亂紊流是河水中最常見的運(yùn)動(dòng)形式。（三） 環(huán)流：水質(zhì)點(diǎn)作螺旋狀運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)跡線在橫剖面上投影為環(huán)形，具有較強(qiáng)能量動(dòng)力。（三）渦流：水質(zhì)繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸與河底近垂直，出現(xiàn)在水流急，河谷凹凸不平，渦流對(duì)河床破壞作用強(qiáng)，雖不是河水主要運(yùn)動(dòng)形式，但動(dòng)力強(qiáng)。三、河流的動(dòng)能E=1/2xQV2Q=流量E=1/2xQV2Q=流量V——流速動(dòng)能與流量、流速有著直接關(guān)系流量指單位時(shí)間內(nèi)通過水?dāng)嗝娴乃?。流速指單位時(shí)間內(nèi)流通過的距離?！?．河流的侵蝕作用河水在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)河床巖石的剝蝕、破壞作用稱侵蝕作用。一、侵蝕作用的方式1.沖蝕——流水以本身的動(dòng)能將河床的泥、砂、礫沖走。2．磨蝕——流中攜帶的砂、礫對(duì)河床巖石的磨損同時(shí)流水中的礫、礫本身變被磨損。3．溶蝕——流水溶解了一些酸、堿、鹽類，成為溶劑，溶解河床的巖石。這三種鋟蝕方式通常是同時(shí)發(fā)生，而不同的條件下，表現(xiàn)的主次、強(qiáng)弱程度不同：泥質(zhì)、砂質(zhì)、河床，沖蝕作用為主，上游沖、磨為堅(jiān)硬巖石河床，磨蝕作用明顯，下游溶蝕明顯可溶性巖石河床，溶蝕作用強(qiáng)烈。二、侵蝕作用的類型按侵蝕作用方向分為：（一）下蝕作用（底蝕）——流水對(duì)河底巖石的鋟蝕（磨、沖刷、溶）結(jié)果使河床降低。1．下蝕的原因1°流水順坡而下，向刷河底。最重要的下蝕坡度逾烈，下蝕最強(qiáng)烈的是瀑布地區(qū)。1．下蝕的原因1°流水順坡而下，向刷河底。最重要的下蝕坡度逾烈，下蝕最強(qiáng)烈的是瀑布地區(qū)。下蝕作用使瀑布不斷后退。黃果樹瀑布落差75米下的運(yùn)動(dòng)分量沖陸，下蝕作用越強(qiáng)我國(guó)黃河壺口瀑布5曲/年（退）北美尼亞加拉瀑布0.3m/年=30m/年。2°流水?dāng)y帶的礫、砂在河底滾動(dòng)，跳躍，不斷磨蝕河底基巖，洪水期，搬運(yùn)量大，下蝕作用強(qiáng)烈。3°渦流作用渦流使攜帶的礫石像鉆具一樣作用于河底，形成凹坑。4°雙向環(huán)流河水涌入峽谷進(jìn)，河床峽谷中的流水為雙向環(huán)流使峽谷加深。2．向源侵蝕（溯源侵蝕）由于下蝕作用使河流向源頭方向伸長(zhǎng)（加長(zhǎng)）。兩條近乎垂直的河流在溯源侵蝕作用下，發(fā)生河流襲奪。河流襲奪——當(dāng)兩條條河流向同一分水嶺溯源侵蝕時(shí)，當(dāng)某一向源侵蝕較快的河流向上伸長(zhǎng)并中途切斷另一條河流時(shí)，于是就把另一河流上游的河水奪過來(lái)，此為河流襲奪。3．侵蝕基準(zhǔn)面——河流下蝕作用的極限。當(dāng)河床趨于注入水體的水面時(shí)，河水失去了勢(shì)能差，不再流動(dòng)。這時(shí)一蝕作用也就停止了，因此，注入水體的水面就是河流的侵蝕基準(zhǔn)面。所謂千條江河歸大海，河水桌子終是要注入海洋的，所以河流的最終侵蝕基準(zhǔn)面——海平面。有些內(nèi)陸河流，河口通向湖泊，因此湖面可以說是地方暫時(shí)性的侵蝕基準(zhǔn)面。4．河流平衡剖面河流縱剖面：河源頭至河口，沿中線的剖面向河丘作表現(xiàn)為源頭至河品、河底的連線。由于下蝕作用的結(jié)果使河床高度降低，坡度變緩，河床趨于平滑，水動(dòng)能減少。當(dāng)流水即不發(fā)生侵蝕，也不發(fā)生較大的沉積作用，這時(shí)縱使剖面河底成為光滑平緩的曲線，此剖面為河流平衡剖面。平衡剖面是個(gè)達(dá)不至的理想剖面，由于人為及自然的作用總是打破平衡形成的條件，但平衡剖面預(yù)示了河床的坡度與河流的流連、水量搬起石頭砸自己的腳物等因素之間有建立平衡的普遍趨勢(shì)。指導(dǎo)水利工程。（二）側(cè)蝕作用（旁蝕）

河水對(duì)河床兩岸的巖石進(jìn)行侵蝕，使河谷加寬或使河道左右遷移的作用稱側(cè)蝕作用。1.側(cè)蝕的原因1°河流彎道處的離心力河道中只要有一個(gè)哪怕是微小的彎曲存在，流水就會(huì)在慢性和離心力的作用下涌向凹岸，從而在道彎處形成單向環(huán)流。單向環(huán)流使岸不斷侵蝕，同時(shí)凸岸沉積，結(jié)果加大了河流的彎面程度。2°科里奧利力的作用科里奧利力(Coriolisforce) 地球自轉(zhuǎn)偏向力，由于地球自轉(zhuǎn)作用帶來(lái)的力作用于地表一切運(yùn)動(dòng)的物體；北半球向右偏，南半球向左偏的作用少。由于科氏的作用，即使是很平的河道也將有一側(cè)受到側(cè)方侵蝕，北半球河流的左轉(zhuǎn)彎處，離心力與科氏力同時(shí)作用凹岸，側(cè)蝕強(qiáng)烈；右轉(zhuǎn)彎處，離心力與科氏力相反。2.側(cè)蝕的結(jié)果1°河床彎道處曲率增大2°河谷加寬，不對(duì)稱，凹岸陡，凸岸緩。3°自由河曲及牛軛湖的形成。自由河曲——河流在平坦寬闊的沖擊平原上流動(dòng)時(shí)，側(cè)蝕作用強(qiáng)烈彎道自由發(fā)展，彎曲加大，河床在平面上蜿蜒回環(huán)。彎曲很多時(shí)，稱蛇曲。湖北—湖南岳陽(yáng)之間直線87公里，河道240公里。湖中、下游自由河曲較發(fā)育。河道截彎取直使原幾十公里的河道縮短為幾公里。牛軛湖——自由河曲的某一段上，兩對(duì)的彎道溝通，棄廢的部分河道形成了牛軛湖。三、下蝕、側(cè)蝕作用的關(guān)系河流在運(yùn)動(dòng)過程中通常是行，僅在不同河段上表現(xiàn)度不三、下蝕、側(cè)蝕作用的關(guān)系河流在運(yùn)動(dòng)過程中通常是行，僅在不同河段上表現(xiàn)度不下蝕、側(cè)蝕同時(shí)進(jìn)同。上游：地形起伏大，河床坡度陡，下蝕作用為

上游：地形起伏大，河床坡度陡，下蝕作用為主。中、下游：地形相對(duì)平緩，側(cè)蝕為主，自由河曲。純蝕作用河流將其攜帶的物質(zhì)向下游方向搬運(yùn)的主。中、下游：地形相對(duì)平緩，側(cè)蝕為主，自由河曲。純蝕作用河流將其攜帶的物質(zhì)向下游方向搬運(yùn)的作用。一、搬運(yùn)方式機(jī)械搬運(yùn)：懸運(yùn)：通常是粘土和粉砂粒級(jí)的碎屑，由于紊流的向上分力分力作用使其浮在水體中隨水流動(dòng)。顆粒的沉降速度＜紊流向上分力。推運(yùn)：河床底部較大的砂、礫在流水的水平?jīng)_力作用下，沿河底滾動(dòng)力學(xué)或滑動(dòng)推運(yùn)的礫石最大扁平面的傾向一般指向上游，根據(jù)此可判斷古河流的流向。躍運(yùn)：細(xì)砂+礫石在靠近河底部跳躍式的隨流水向前移。原因：近河底附近上下流速不同，底部受河床磨阻力的影響流速減少。上部流速較大，下下流速差產(chǎn)生的上舉力使礫砂躍起，而后上舉力消失落下，跳躍式向前移動(dòng)。溶運(yùn)：溶液及膠體可溶鹽類：CaCO3、MgCO3、KCl、Nad膠體溶液：SiO2、MnO2河流以機(jī)械搬運(yùn)為主搬運(yùn)能力——河水能夠搬運(yùn)的碎屑顆料大小。搬運(yùn)量——河水中攜帶的碎屑物總量。r粒徑”V2 G重量”r3粒徑 G重量”V6§4.河流的沉積作用沉積作用——地表上的風(fēng)化產(chǎn)物、有機(jī)動(dòng)性物及某些火山物質(zhì)，在外力的作用下經(jīng)搬運(yùn)作用的媒介從原地搬運(yùn)到其它地方，當(dāng)搬運(yùn)動(dòng)力減弱或在物化學(xué)作用下而下沉堆積的過程。河流的沉積作用——河水中的攜帶物（由于水動(dòng)能減少）沉積下來(lái)。一、河流沉積的原因①水體的阻滯——河水注入其它水體時(shí)，運(yùn)動(dòng)的水受到相對(duì)而言寧?kù)o的水體的阻滯，河流流速減少，發(fā)生沉積。②地面坡度的影響坡度大、水流速快，動(dòng)能力較少發(fā)生沉積。當(dāng)坡度減小，河床平緩時(shí)，流速減慢，搬運(yùn)能力降低，發(fā)生沉積。同一條河來(lái)說，上游水流急，搬運(yùn)動(dòng)力強(qiáng)。沉積主要發(fā)生在中、下游。河流沉積物稱為沖積物二、 沖積物的特征沖積物主要是機(jī)械沉積的碎屑物質(zhì)。1．分選性好：同一時(shí)期或同一定地點(diǎn)沉積物顆粒的均勻程度。當(dāng)河流流速減少時(shí)，攜帶的碎屑物，按半徑大小或顆粒的比重從大小，重輕，先后沉積下來(lái)。因此在一定的地點(diǎn)或某一時(shí)期沉積下來(lái)的沖積物粒度較均一，也就具有較好的分選性。2．磨圓度好：河水中碎屑物，在搬運(yùn)過程中，使顆粒與顆粒之間以及顆粒與河床基巖發(fā)生磨擦，使昨梭角磨圓，較好的磨圓度越向河流的下游碎屑物磨圓度越好。3．層理清晰流動(dòng)的水中沉積的沉積物有較明顯的交錯(cuò)層理。

，洪水期沉積顆粒粗枯水期沉積顆粒細(xì)冬季顏色深L，洪水期沉積顆粒粗枯水期沉積顆粒細(xì)冬季顏色深L夏季顏色淺三、沉積作用的類型1．河床沉積：河床是經(jīng)常性流水占據(jù)的部分，沉積顆粒較粗，河床沉積中碎屑物有較好的交錯(cuò)層理，河床沉/洪水期：粗礫.枯水期：細(xì)積隨著水位的季節(jié)性變化而有規(guī)律的進(jìn)行。（1）心灘：河床中間的沉積地貌，平水位時(shí)（枯水期）高出河面，洪水期被淹沒。在平原的河流中經(jīng)常出現(xiàn)心灘。平面上梭形、長(zhǎng)軸平行于流向雙向環(huán)流是形成心灘的主要原因。①洪水期后，水位退落時(shí)②河面進(jìn)入寬河道時(shí)心灘一旦形成后，將逐漸向下游方向推移一般心灘在枯水期（平水期）露出水面，洪水期淹沒于水中。（2）江心洲：心灘增大，甚至幾個(gè)心灘連在一起，洪水期亦露出水面，稱江心洲。（3）邊灘：?jiǎn)蜗颦h(huán)流作用下，河流彎道處凸岸堆積（單向環(huán)流將凹岸侵蝕下的碎屑在凸岸堆積下來(lái)）新月形，向河流方向傾斜。2．河漫沉積（1）河漫灘與沖積平原現(xiàn)代河床之外，在洪水期被淹沒的地帶，河床之外的河谷地上，每當(dāng)洪水期被水淹沒，沉咱們了較多碎屑物，由于水流分散，碎屑顆粒細(xì)水長(zhǎng)流小——河溫灘。河漫在枯水期露出水面，河漫

灘在凸岸范圍更大。由于河床在介蝕作用下常發(fā)生左右遷移，因此，現(xiàn)代的河浸灘之處，常是地史中的河床位置。顯然在現(xiàn)代較細(xì)的河漫灘沉積之下，有河床的粗顆沉積。組成了河漫灘的二元結(jié)構(gòu)。相鄰的河漫灘可連成一片形成廣闊沖積平原。（2）天然堤平行于河床的壟狀堆積，洪水期，河水水量加大，溢出河巖。當(dāng)溢出兩岸時(shí)，流速聚然減低，河水中攜帶的較粗物質(zhì)在緊靠河床的邊緣部大量堆積下來(lái)，形成天然堤。3．三角洲沉積河流在入海（湖）口處的沉積稱三角洲沉積。三角洲沉積在平面上，大致呈三角形，故名三角1.（湖）海相對(duì)靜止的水體水域變寬，對(duì)河水的阻滯使河①三角洲沉積的原因流動(dòng)能減少，大量碎屑物在河口沉積下來(lái)。①三角洲沉積的原因流動(dòng)能減少，大量碎屑物在河口沉積下來(lái)。洲。②三角洲內(nèi)部具有三重層結(jié)構(gòu)（剖面結(jié)構(gòu)）T—頂積層（前積層增高到河床高度時(shí)，隨著三角洲向海方向推移，前積層上的近于水平的河床沉積）F—前積層（三角洲沉積的主體。河水帶的大量泥砂沉積組成）B——底積層（河流帶來(lái)的懸浮物質(zhì)及膠體物質(zhì)沉積形成了底積層，顆粒細(xì)，以粉砂和粘土為主。5.構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)河流地質(zhì)作用的影響地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)尤其是上升運(yùn)動(dòng)對(duì)河流的地質(zhì)作用有較大的影響，常形成某些特殊的地形地一、深切河曲河流的中下游長(zhǎng)期的側(cè)蝕作用結(jié)果形成了自由河曲，（蜿蜒回環(huán)）如果這時(shí)上游地殼出現(xiàn)上升

運(yùn)動(dòng)，那些么整個(gè)河流縱比降增大（高差增大）河水獲得了更多的動(dòng)能。由于動(dòng)能增加了，下蝕作用便迅速增強(qiáng)，在原來(lái)自由河曲育的中下游，河床由于下蝕作用切入到更深的基巖之中，同時(shí)，切入基巖中的河流保留了原來(lái)自由河曲的確良形態(tài)特征（蜿蜒回環(huán)，彎道很多）。如四川嘉陵江中下游。由于下蝕作用使自由河曲切入到基巖之中。二、河流階地位于河谷谷坡上的不被水淹沒的臺(tái)階狀地形。形成原因：地殼上升，河床下切，原來(lái)的河谷被抬高，不再有水淹沒。地殼多次間歇上升可形成多級(jí)階地。I —最新 III—最老‘ ①堆積階地I河流階地的類基座階地II< ③侵蝕階地III三、準(zhǔn)平原與夷平面的概念現(xiàn)代江河的上游（源頭處）多在山區(qū)，可以說從河流的演化歷史來(lái)看，河流形成的最初階段，河床附近的地貌通常是一些山地。這時(shí)的河流具有