河流的侵蚀作用
发布时间:2021-03-28 来源:文档文库
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第三节河流的侵蚀作用一、河流概述(一)河流、水系和流域的概念
由降水或由地下涌出地表的水, 汇集在地面低洼处,在重力作用下经常地或周期地 沿流水本身造成的沟谷流动,这就是河流。河流沿途接纳很多支流,并形成复杂的干支 流网络系统,这就是水系。一些河流以海洋为最后的归宿,另一些河流注入内陆湖泊或 沼泽,或因渗漏、蒸发而消失于荒漠中,于是分别形成外流河和内陆河。
每一条河流和每一个水系都从一定的陆地面积上获得补给,
这部分陆地面积便是河
流和水系的流域。实际上,它也就是河流和水系在地面的集水区。由两个相邻集水区之 间的最高点连接成的不规则曲线,即为两条河流或两个水系的分水岭。对于任何河流或 水系来说,分水岭之内的范围,就是它的流域。
(二)河谷要素
被河水开凿和改造的线状谷地称为河谷。 河谷两侧的斜坡称谷坡。由谷坡所限定的 平坦部分称谷底。谷坡、谷底、及河床统称为河谷要素(图 8-7 )。河谷形态受河流流经 地段岩性、地形坡度、地质构造及地壳运动等因素的影响, 往往可以反映河流发展阶段。
^8-7河谷要素
(三)水系的组成与河流分段
一条大的河流可以由无数细小的支流汇集而成。 河流水系就是指主流与注入它的所 有支流共同组成的水文网。一个水系通常由三部分组成(图8-8):位于上游的支流汇集 区;位于中下游的干流区;位于水系末端的河口区;
1、 支流汇集区及上游河段
位于河流水系的 上游包括河源,多为山区,由许多大大小小的支流组成。这里地形 陡峭,坡度大。水流湍急,多见险滩与峡谷、瀑布等,如长江上游 (宜昌以上河段),闻 名于世的三峡即在于此处。这一上游河流汇集区,水流具有极大的位能,以垂直向下侵 蚀作用为主。河谷形态多呈 V'字型。
2、 干流区
位于河流中下游,地形上多为丘陵与平原,如长江宜昌以下直至江苏镇江。
中游河段一般多为丘陵地区,由于支流不断注入,水量丰富,但河床纵坡平缓、流 速缓慢,水流平稳。河流的侧向侵蚀作用(侧蚀作用)显著,主要表现为不对称地展宽 河谷。这是因为在水流的惯性作用下,凹岸侵蚀更为强烈,凸岸则冲积作用明显,故使 河谷凹岸陡峭,凸岸缓倾斜,形成不对称宽 V字形(图8- 9)。
同时,中游河谷中,常常有大量河流沉积物,谷底可以形成各种堆积地形。随着河 道不断展宽,最终河谷断面形态为 U字形。
下游河段多为平原区,这里地形平坦,由于多数支流在干流区以上已经汇集于主河 道,因此这里流量大,河道平缓宽阔,流速缓慢平稳。。河流以侧向侵蚀作用和沉积作 用为主。河谷断面形态为箱形或具有宽阔的冲积平原。河流多呈蛇曲状,以侧向侵蚀和 堆积作用为主。
3、 河口区
河口区位于河流的末端,是河流注入湖泊或海洋的地段。河口区大多发育
三角洲,
地势开阔平缓,由于两种水体 一一河流与盆地水(波浪、潮汐、海流)共同作用,这里水 动力状态复杂,多形成河网。并且由于突然开阔,使水流流速骤减,水流分散,河流以 沉积作用为主。河口区是河流与盆地水共同作用的地区,当河流水动力能量大于海盆水 或相差不大时,形成三角洲,如我国长江三角洲。当海水潮汐能量远远大于河流水动力 时,碎屑物被潮流再搬运和分散时,河口
区可以形成深水港湾,称为 河口湾 ,如钱塘江 口的杭州湾。
对注入干旱气候区沙漠中的内陆河流来说则因水流逐渐消失在沙漠中, 形成一种特 殊的河口区特点。
(四)水系形式 水系形式是一定的岩层构造,沉积物性质和新构造应力场的反映。据此,水系形式 通常分为树枝状、格状和长方形三类。树枝状水系一般发育在抗侵蚀能力比较一致的沉 积岩或变质岩区;格状水系经常出现在岩层软硬相间,地下水源比较丰富的平行褶皱构 造区;长方形水系则往往和巨大的断裂构造相联系。
水系形式也可按干支流相互配置的关系或它们构成的几何形态来划分。 如众多支流 集中汇入干流,称扇状水系;支流比较均匀地分布于干流两侧,交错汇入干流,叫羽状 水系;一侧支流很少,而另一侧支流众多,称梳状水系;支流与干流平行,至河口附近 才汇合,称平行水系,等等。有时,还可根据水系流向的相互关系划分水系类型,如向 心水系、辐散状水系等。
二、河流的垂直侵蚀作用(下蚀作用) 只要河床具有一定坡度,水在重力作用下,便沿河床流动,并产生一定的动能 —— 活力,河流的活力与水量和流速的平方成正比。河流的流速不但受河床坡度和水量的影 响,而且受河谷宽窄变化的影响。同样水量的河流,当进入狭窄河段时,流速增加,从 而提高河流的活力;而进入宽阔河段时,则水流分散,流速减低,削弱河流的活力。由 于重力作用,河水及其携带的碎屑物质不停地从高处向低处运动,并对河底产生破坏从 而降低河床,加深河谷。 河流在水流作用下垂直向下切割岩石,使河道不断加深的过程 称为河流的垂直侵蚀作用,也称下蚀作用。
一条河流流经各种不同的地段, 岩性软硬有所差别, 当河流从坚硬稳固的岩石流过 松软岩石时,容易形成跌水的陡坎,水流具有一定落差,称为 瀑布 (图 8-10)。随着具 有巨大能量的水流冲击陡坎下的谷底,形成复杂的回转涡流,使谷底逐渐加深并且不断 掏挖陡坎,形成凹槽。随着凹槽不断扩大,最终使陡坎顶部塌落,瀑布后退。如我国的 贵州黄果树瀑布、壶口瀑布都有后退的过程。图 8-11 示美国和加拿大边境的尼加拉瓜 大瀑布从形成至今的 200年间后退了约 12 公里。以垂向侵蚀作用为主的河谷横剖面呈 V 形(图 8-9),河道平面形态较平直。
S3- 10誉果树瀑布
11尼亚加竝瀑布不断后退禾意團
河流的侵蚀基准面:河流的下蚀作用不是无止境的,它受一个高程基准面的控制, 当河流下切使河床降低到这一基准面时,河流就失去继续下切的能力,河底不再降低。 我们把这一基准面称为侵蚀基准面。一条河流从源头流入海洋,海平面即为其垂直侵蚀 作用发育的最低基准面,称为终极侵蚀基准面或总侵蚀基准面。一条河流还具有许多区 域性的基准面,如在其流程中遇到河谷纵剖面平缓地段,湖泊、水体则会形成区域性基 准面,影响它以上河段的演化。当支流注入主流时,主流河面便是支流的侵蚀基准面。
S3- 12檢江的河眷飙剖面(委员合简化)
河流的平衡剖面 :当河流的侵蚀基准面位置稳定不变时, 河流垂直侵蚀作用以向源 侵蚀作
用的方式长期进行,使河床纵坡降逐渐减小,因而河流活力也逐渐减弱,最后, 当河流垂直侵蚀作用进行到某一阶段后,河流的活力仅能克服负载,河流既不发生侵蚀 作用,也不发生堆积作用,整条河流从源头到河口,水流只在惯性力推动下,把源头携 带的物质搬运到河口,河流地质作用达到了动态平衡,这时河流的纵剖面称为河流的