河流的00001.docx

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河流的地质作用

第十一章河流的地质作用

§1.概述

河流是陆地上永久性有固定水流，它与人类的生活生产有着极其密切的关系。

人类文明的发展与河流分不开的“母亲河”同时从自然界的角度，河流是陆地上最活跃的地质动力。

河流的地质作用是陆地上最强烈的外动力地质作用，流水的作用，是河水运动过程中对地表各种改造。

一、片流、洪流和河流

1．片流与坡积裙

大气降水3/1为地表水，最初覆盖地面沿斜坡均匀活动网状流——片流。

2．洪流与洪积扇

片流进一步发展水量增大，在一些沟槽中汇集、浊流一但浊流便以自身冲刷使沟槽扩大，成沟谷。

沟谷中的浊水能量大（雨季）携带大量冲刷碎屑在沟口（山角处）堆积扇水，称浊积扇，浊积平原。

浊流反在雨季有水（发生）。

3．河流

大型切割源沟各称冲沟，当部沟有充足的外给水源即成为永久性水，称河流。

地表上有固定水道（河道）的经常性水流。

二、河水的运动形式

（一）层流：

水质点运动轨迹（线）平行仅在平坦河底附近运动弱。

（二）紊流：

水质点运动浅无规律紊乱紊流是河水中最常见的运动形式。

（三）环流：

水质点作螺旋状运动，运动迹线在横剖面上投影为环形，

具有较强能量动力。

（三）涡流：

水质绕轴旋转运动，轴与河底近垂直，出现在水流急，河谷凹凸不平，涡流对河床破坏作用强，虽不是河水主要运动形式，但动力强。

三、河流的动能

E=1/2×QV2Q=流量V——流速

动能与流量、流速有着直接关系

流量指单位时间内通过水断面的水量。

流速指单位时间内流通过的距离。

§2．河流的侵蚀作用

河水在运动过程中对河床岩石的剥蚀、破坏作用称侵蚀作用。

基准面。

4．河流平衡剖面

河流纵剖面：

河源头至河口，沿中线的剖面向河丘作表现为源头至河品、河底的连线。

由于下蚀作用的结果使河床高度降低，坡度变缓，河床趋于平滑，水动能减少。

当流水即不发生侵蚀，也不发生较大的沉积作用，这时纵使剖面河底成为光滑平缓的曲线，此剖面为河流平衡剖面。

平衡剖面是个达不至的理想剖面，由于人为及自然的作用总是打破平衡形成的条件，但平衡剖面预示了河床的坡度与河流的流连、水量搬起石头砸自己的脚物等因素之间有建立平衡的普遍趋势。

指导水利工程。

（二）侧蚀作用（旁蚀）

河水对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽或使河道左右迁移的作用称侧蚀作用。

1．侧蚀的原因

１°河流弯道处的离心力

河道中只要有一个哪怕是微小的弯曲存在，流水就会在慢性和离心力的作用下涌向凹岸，从而在道弯处形成单向环流。

单向环流使岸不断侵蚀，同时凸岸沉积，结果加大了河流的弯面程度。

２°科里奥利力的作用

科里奥利力（Coriolisforce）——地球自转偏向力，由于地球自转作用带来的力作用于地表一切运动的物体；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将有一侧受到侧方侵蚀，北半球河流的左转弯处，离心力与科氏力同时作用凹岸，侧蚀强烈；右转弯处，离心力与科氏力相反。

2．侧蚀的结果

１°河床弯道处曲率增大

２°河谷加宽，不对称，凹岸陡，凸岸缓。

３°自由河曲及牛轭湖的形成。

自由河曲——河流在平坦宽阔的冲击平原上流动时，侧蚀作用强烈弯道自由发展，弯曲加大，河床在平面上蜿蜒回环。

弯曲很多时，称蛇曲。

湖北—湖南岳阳之间直线87公里，河道240公里。

湖中、下游自由河曲较发育。

河道截弯取直使原几十公里的河道缩短为几公里。

牛轭湖——自由河曲的某一段上，两对的弯道沟通，弃废的部分河道形成了牛轭湖。

三、下蚀、侧蚀作用的关系

河流在运动过程中通常是下蚀、侧蚀同时进行，仅在不同河段上表现度不同。

上游：

地形起伏大，河床坡度陡，下蚀作用为主。

中、下游：

地形相对平缓，侧蚀为主，自由河曲。

纯蚀作用

实际不对称河谷

纯侧蚀作用

§3.河流的搬运作用

河流将其携带的物质向下游方向搬运的作用。

一、搬运方式

机械搬运：

1悬运：

通常是粘土和粉砂粒级的碎屑，由于紊流的向上分力分力作用使其浮在水体中随水流动。

颗粒的沉降速度<紊流向上分力。

2推运：

河床底部较大的砂、砾在流水的水平冲力作用下，沿河底滚动力学或滑动。

推运的砾石最大扁平面的倾向一般指向上游，根据此可判断古河流的流向。

3跃运：

细砂+砾石在靠近河底部跳跃式的随流水向前移。

原因：

近河底附近上下流速不同，底部受河床磨阻力的影响流速减少。

上部流速较大，下下流速差产生的上举力使砾砂跃起，而后上举力消失落下，跳跃式向前移动。

4溶运：

溶液及胶体

可溶盐类：

CaCO3、MgCO3、KCl、Nad

胶体溶液：

SiO2、MnO2

河流以机械搬运为主

搬运能力——河水能够搬运的碎屑颗料大小。

搬运量——河水中携带的碎屑物总量。

r粒径∝V2G重量∝r3粒径G重量∝V6

§4.河流的沉积作用

沉积作用——地表上的风化产物、有机动性物及某些火山物质，在外力的作用下经搬运作用的媒介从原地搬运到其它地方，当搬运动力减弱或在物化学作用下而下沉堆积的过程。

河流的沉积作用——河水中的携带物（由于水动能减少）沉积下来。

一、河流沉积的原因

1水体的阻滞——河水注入其它水体时，运动的水受到相对而言宁静的水体的阻滞，河流流速减少，发生沉积。

2地面坡度的影响

坡度大、水流速快，动能力较少发生沉积。

当坡度减小，河床平缓时，流速减慢，搬运能力降低，发生沉积。

同一条河来说，上游水流急，搬运动力强。

沉积主要发生在中、下游。

河流沉积物称为冲积物

二、冲积物的特征

冲积物主要是机械沉积的碎屑物质。

1．分选性好：

同一时期或同一定地点沉积物颗粒的均匀程度。

当河流流速减少时，携带的碎屑物，按半径大小或颗粒的比重从大小，重轻，先后沉积下来。

因此在一定的地点或某一时期沉积下来的冲积物粒度较均一，也就具有较好的分选性。

2．磨圆度好：

河水中碎屑物，在搬运过程中，使颗粒与颗粒之间以及颗粒与河床基岩发生磨擦，使昨梭角磨圆，较好的磨圆度越向河流的下游碎屑物磨圆度越好。

3．层理清晰

流动的水中沉积的沉积物有较明显的交错层理。

三、沉积作用的类型

1．河床沉积：

河床是经常性流水占据的部分，沉积颗粒较粗，河床沉积中碎屑物有较好的交错层理，河床沉积随着水位的季节性变化而有规律的进行。

（1）心滩：

河床中间的沉积地貌，平水位时（枯水期）高出河面，

洪水期被淹没。

在平原的河流中经常出现心滩。

平面上梭形、长轴平行于流向

双向环流是形成心滩的主要原因。

1洪水期后，水位退落时

2河面进入宽河道时

心滩一旦形成后，将逐渐向下游方向推移。

一般心滩在枯水期（平水期）露出水面，洪水期淹没于水中。

（2）江心洲：

心滩增大，甚至几个心滩连在一起，洪水期亦露出水面，称江心洲。

（3）边滩：

单向环流作用下，河流弯道处凸岸堆积（单向环流将凹岸侵蚀下的碎屑在凸岸堆积下来）新月形，向河流方向倾斜。

2．河漫沉积

（1）河漫滩与冲积平原

现代河床之外，在洪水期被淹没的地带，河床之外的河谷地上，每当洪水期被水淹没，沉咱们了较多碎屑　物，由于水流分散，碎屑颗粒细水长流小——河温滩。

河漫在枯水期露出水面，河漫滩在凸岸范围更大。

由于河床在介蚀作用下常发生左右迁移，因此，现代的河浸滩之处，常是地史中的河床位置。

显然在现代较细的河漫滩沉积之下，有河床的粗颗沉积。

组成了河漫滩的二元结构。

相邻的河漫滩可连成一片形成广阔冲积平原。

（2）天然堤

平行于河床的垄状堆积，洪水期，河水水量加大，溢出河岩。

当溢出两岸时，流速聚然减低，河水中携带的较粗物质在紧靠河床的边缘部大量堆积下来，形成天然堤。

3．三角洲沉积

河流在入海（湖）口处的沉积称三角洲沉积。

三角洲沉积在平面上，大致呈三角形，故名三角洲。

②三角洲内部具有三重层结构（剖面结构）

Ｔ—顶积层（前积层增高到河床高度时，随着三角洲向海方向推移，前积层上的近于水平的河床沉积）

Ｆ—前积层（三角洲沉积的主体。

河水带的大量泥砂沉积组成）

Ｂ——底积层（河流带来的悬浮物质及胶体物质沉积形成了底积层，颗粒

细，以粉砂和粘土为主。

5.构造运动对河流地质作用的影响

地壳的构造运动尤其是上升运动对河流的地质作用有较大的影响，常形成某些特殊的地形地貌。

一、深切河曲

河流的中下游长期的侧蚀作用结果形成了自由河曲，（蜿蜒回环）如果这时上游地壳出现上升运动，那些么整个河流纵比降增大（高差增大）河水获得了更多的动能。

由于动能增加了，下蚀作用便迅速增强，在原来自由河曲育的中下游，河床由于下蚀作用切入到更深的基岩之中，同时，切入基岩中的河流保留了原来自由河曲的确良形态特征（蜿蜒回环，弯道很多）。

如四川嘉陵江中下游。

由于下蚀作用使自由河曲切入到基岩之中。

二、河流阶地

位于河谷谷坡上的不被水淹没的台阶状地形。

Ⅲ

形成原因：

地壳上升，河床下切，原来的河谷被抬高，不再有水淹没。

Ⅱ

Ⅰ

地壳多次间歇上升可形成多级阶地。

Ⅰ—最新Ⅲ—最老

三、准平原与夷平面的概念

现代江河的上游（源头处）多在山区，可以说从河流的演化历史来看，河流形成的最初阶段，河床附近的地貌通常是一些山地。

这时的河流具有很强的侵蚀作用，尤其是下蚀作用，但如果地壳运动保持相对缓定（无大的上升、下降），长期的侵蚀作用结果，将会是下蚀作用使河床坡度变缓，侧蚀作用使河谷加宽并左右摆动，因而使山地逐渐被夷平，最终成为缓坡状平原。

这样的作用过程称夷平化（以河地质作用于为主，包括其它外动力）准平原形成后，如果地壳相对上升，准平原又受流水的侵蚀再次被切割成山地。

山地中山顶上保留了原来准平原的遗迹，具有较平的山顶，同时一系列相邻的平坦山顶大致位于同一高度。

准平原——由于外力（主要是河流）地质作用将山地变化为缓坡状平原。