10第十章--地面流水

1、地面流水的地質(zhì)作用,一、地面暫時流水的地質(zhì)作用二、河流地質(zhì)作用1、河流的侵蝕作用 2、河流的搬運作用3、河流的沉積作用4、河流階地、準平面和夷平面,一、地面流水（flowing surface water）的分類1、按水源補給特點常年流水(permanent flowing water)（穩(wěn)定水源） 暫時性流水(temporary flowing water)（不穩(wěn)定季節(jié)性水源）片流(sheet flow

2、)：無固定水道；洪流(flood flow)：洪水期沿溝谷流動的水流。,二、地面流水運動狀態(tài)分類 按內(nèi)部質(zhì)點的運動軌跡： 層流(laminellar flow)：質(zhì)點的運動軌跡彼此平行,并且平行水流方向。 紊流(lurbulent flow)：質(zhì)點運動軌跡是不規(guī)則狀態(tài),環(huán)流(circular current)：水質(zhì)點作螺旋形運動，在過水橫切面上的投影為環(huán)狀。 橫向環(huán)流：環(huán)流軸線與水流方向一致的環(huán)流。

3、雙向橫向環(huán)境：順直河道的主流線一般位于河床中央，平水期水流在河面形成由兩岸向中央壅水的表流，沿床底形成由中央向兩側(cè)幅散的底流，形成發(fā)育于主流線兩側(cè)的對稱雙向橫向環(huán)流，洪水期則相反，形成反向雙向橫向環(huán)流。,單向橫向環(huán)流：當水流進入彎曲河段時，河水在彎道離心力作用下，主流線向凹岸偏離，表流向凹岸壅水，底流從凹岸流向凸岸，形成單向橫向環(huán)流。,渦流(eddy current)：當水流在前進道路上遇到障礙時，會發(fā)生一種與水流方向垂直的螺旋狀水流，

4、稱渦流。,地面暫時流水的地質(zhì)作用,一、片流的地質(zhì)作用 片流的流速和流量較小，只能對山坡上的松散土層產(chǎn)生較均勻的破壞作用，稱洗刷作用(sheet wash)。 斜坡的不同部位的洗刷強度不一樣：坡頂只能發(fā)生濺蝕(rain erosion)；斜坡的中部是主要的洗刷作用地帶；斜坡的下部坡度緩，是主要的沉積作用地帶；,坡積物(diluvial)：片流攜帶的碎屑物堆積下來形成的沉積產(chǎn)物稱坡積物，由于坡積物散布的形態(tài)呈衣裙狀，因此通常稱“坡

5、積裙”。 坡積物的特點：①成分與組成斜坡的基巖大體一致（近源）；②以細粒沉積物為主，包括（細粒的砂、粉砂和粘土等），當坡度較大時也可夾帶較粗大石塊；③磨圓度差，分選性不好（因搬運距離不遠）；④常見粗碎屑組成的透鏡狀層理順斜坡分布。,二、洪流的地質(zhì)作用,洪流較片流具較大的侵蝕能力和搬運能力。沖溝(gulch)：洪流侵蝕溝底，沖刷溝壁(沖刷作用(scouring))，由于沖刷使溝底加深，溝壁崩塌，形成有清晰溝緣和較陡溝壁的沖溝——

6、洪流侵蝕結(jié)果。洪流的搬運和沉積作用：洪流具有較大的搬運能力；,洪積物(diluvium)和洪積扇(diluvial fan)：洪流流出溝口后，因地形開闊，水流分散，流速驟然減弱，會使沉積物堆積下來，形成洪積物。洪積物常堆積成傾斜的扇形，稱洪積扇。 洪積扇的特點：①粒徑以溝口向外逐漸變細（具一定的分選性）；礫石→砂→粘土；②具一定的磨圓度，粗大礫石與溝底和溝壁撞擊和摩擦，棱角被磨圓；③大礫石的扁平面往往向溝口方向傾斜，呈疊瓦狀排

7、列,河流概述,河流(river)：是陸地表面有固定水道的常年流水。一、河谷和水系1．河谷(river valley)：被河水改造和開鑿的線狀谷地；2．河谷要素：谷坡(valley wall)：河谷兩側(cè)的斜坡；谷底(valley bottom)：谷坡限定的平坦部分；河床（河槽，stream bed）：谷底中常年有水的部分。,3.水系(drainage system)：由河流和注入它的支流組成的地面水流網(wǎng)。分水嶺(water d

8、ivide)：相鄰兩個水系的分界。 水系分區(qū)（據(jù)地質(zhì)作用類型）：支流匯聚區(qū)：以侵蝕作用為主；干流運輸區(qū)：以搬運作用為主；散流堆積區(qū)：以沉積作用為主。 水系類型：樹枝狀水系、格子狀水系、放射狀水系、平行狀水系和羽毛狀水系。 河流的水文狀況：河流的流量、流速、水位等的變化，河流的水文狀況控制了河流的侵蝕、搬運、沉積等地質(zhì)作用。,河流的類型,辮狀河曲流河網(wǎng)狀河,河流的侵蝕作用,以機械侵蝕作用為主，包括水流的沖蝕作用

9、和其所攜帶的碎屑物的磨蝕作用。按侵蝕作用的方向分為：下蝕作用(vertical erosion)：使河谷加深；側(cè)蝕作用(lateral erosion)：使河谷拓寬。,下蝕作用,下蝕作用強度主要由以下因素決定：流速，組成河床的巖石性質(zhì)、流水中的泥沙含量，山區(qū)河流以下蝕作用為主，形成“V”形谷（谷坡高度遠大于谷底寬度）。向源侵蝕作用(retrogressive erosion)：下蝕作用在加深河谷的同時，還 有向源頭方向發(fā)展的趨勢，這

10、種向源頭使河流延伸的侵蝕作用，稱向源侵蝕作用,裂點(knick point)；瀑布(water fall)；急流(rapids)。 侵蝕基準面(base level of erosion)：指河流注入水體的水面，一般代表下蝕作用的極限。入海河流的侵蝕基準面、海平面；支流注入主流時，主流河面是支流的侵蝕基準面；一些階梯狀的河床，每一個階梯平臺可以認為是其上游河段的侵蝕基準面。,深切河谷,黃果樹瀑布,維多利亞瀑布,維多利亞瀑布,尼加

11、拉大瀑布,河流的襲奪(river capture)：當分水嶺兩側(cè)河流的侵蝕能力不同時，侵蝕能力強的水系可以把侵蝕能力較弱的水系上游或其支流襲奪過來，這種現(xiàn)象稱為河流的襲奪。 襲奪彎(elbow of capture)：當河流襲奪現(xiàn)象發(fā)生后，被襲奪河的上游或支流以急轉(zhuǎn)彎的形式流入新的水系，這個急轉(zhuǎn)彎稱襲奪彎。 斷頭河(beheaded river)：被襲奪的河流,側(cè)蝕作用,河水及其攜帶的碎屑物質(zhì)對河床兩側(cè)和河谷谷坡的破壞作

12、用，稱側(cè)蝕作用。側(cè)蝕作用的結(jié)果是使河谷展寬，河床變彎曲。 河曲(meander)：由于側(cè)蝕作用使河床產(chǎn)生的連續(xù)彎曲； 蛇曲（自由曲流）(free meander)：極度彎曲的河床；,截彎取直(cut-off)和牛軛湖(ox-bow lake) 蛇曲狀河流中，由于洪水期水量突然增加，侵蝕能力突然增強，水流會沖潰曲頸直接流入下一河彎，這種現(xiàn)象叫河流的截彎取值，被遺棄的彎曲河道稱牛軛湖。 側(cè)蝕作用導致凹岸侵蝕

13、，凸岸沉積,牛軛湖,河流的搬運作用,河流搬運作用方式,機械搬運：與流速、碎屑顆粒的大小、形狀、比重等有關(guān)； 化學搬運：與區(qū)域氣候條件、溶解度及其在河水中的存在狀態(tài)有關(guān),河流對碎屑顆粒的機械搬運方式,1．推移式(traction)：流水對碎屑物產(chǎn)生推力，并使其沿河道底滾動和滑動的搬運方式，礫石在流水的推動下總是長軸垂直于水流方向，并沿河底向前移動，當推動力減小時，以長軸垂直于水流方向停積下來，且粗大礫石的最大扁平面總是向河流上游方向傾斜

14、，但位于主流線附近的礫石，長軸可平行于水流方向，據(jù)此可恢復古代河流的流向。2．躍移式(saltation)：砂粒級碎屑顆粒的常見搬運方式，受紊動渦流和不同深度水層流速不同產(chǎn)生的上舉力影響。,沙波(sand wave)：由于河底的不平和水流的脈動沖刷，使砂粒在床底的堆積呈波浪狀，稱沙波。 3.懸移式(suspension)：粉沙和粒土級的顆粒在水中可長期懸浮 磨圓度：碎屑顆粒在搬運過程中被磨圓的程度(roundness)。,河

15、流的機械搬運能力和搬運量,河流的機械搬運能力：指流水能搬運的最大碎屑物的能力，搬運物的總重量(G)與流速（V）的六次方成正比（1∶64），河流的機械搬運量由河水中的含砂量和河流的輸砂量來衡量。含砂量：單位體積河水中的泥砂含量； 輸砂量：單位時間通過單位截面的總砂量。 輸砂量主要受地形高差、氣候（溫度、降雨量等）、植被發(fā)育情況以及巖石的抗侵蝕能力（侵蝕作用和風化作用）控制。,碎屑顆粒的機械分異,機械分異：指碎屑顆粒按粒徑

16、大小、形狀、比重依次沉積的現(xiàn)象。 流水對碎屑顆粒搬運的遠近主要取決于顆粒的大小、形狀、比重以及流速等因素。按粒徑大小沉積的先后順序：礫石→砂→粉砂→粘土，按比重沉積的先后順序：金→黃鐵礦→鉻鐵礦→石英→石墨→琥珀。分選性：指碎屑顆粒機械分異的程度。,河流的化學搬運作用,河流對可溶性物質(zhì)的搬運搬運方式：1．真溶液形式的搬運；2．膠體形式的搬運：膠體質(zhì)點是介于粗分散系和真溶液之間的細分散系。,河流的沉積作用,河流的沉積作

17、用以機械沉積作用為主，河流的沉積物稱沖積物(alluvium)：沖積物的一般特點： ①分選性和磨圓度一般較好，且搬運距離愈遠分選性和磨圓度愈好。 ②沖積物常見有清晰的層理(stratification)。各河段的沉積作用及其沖積物特點 沖積扇(alluvial fan)：河流流出山地或支流注入主流時形成的扇狀沉積地形，稱沖積扇。,1．淺灘沉積(shoal)特點：①以粗粒沉積為主，具一定的磨圓度；②碎屑長軸垂直流向分

18、布；③只在河床的局部地段堆積，剖面上多呈透鏡體，出現(xiàn)于河床沖積沙層底部。2．凸岸沉積：沙壩沉積，以粗粒沉積為主。 3．濱河沙壩和心灘(river island)沉積：平水期形成濱河沙壩，洪水期形成心灘。,順直河道河流沉積作用和河床沖積物,彎曲河道河流沉積作用及其沖積物,濱河床淺灘沉積：彎曲河道凸岸河床堆積物所構(gòu)成的地形。 天然堤natural levee)：洪水期粗粒沉積物在濱河床淺灘堆積形成的與河床平行的壟崗狀地

19、形。 河漫灘(valley flat)：指洪水期被水淹沒，平水期露出水面的河床兩側(cè)谷底平坦部位上的堆積地形。,河漫灘的二元結(jié)構(gòu)：指河漫灘下部濱河床淺灘粗粒沉積物與上部洪水期形成的細砂、粉砂和粘土質(zhì)沉積物組成的上下特征明顯不同的兩套沉積組成的沉積特征。牛軛湖沉積：牛軛湖中的沉積物是洪水期河水泛濫帶來的粉砂、粘土等，具簿層水平層理，局部有泥炭沉積。,河口區(qū)的沉積作用,河口區(qū)(river mouth)是河流的主要沉積場所，入海河流的

20、河口區(qū)以潮能影響到的范圍為上界，河流作用基本消失的點為下界。河口區(qū)沉積形成的巨大堆積體稱為三角洲(delta)，若河流攜帶到河口區(qū)的碎屑量不足河流和海洋（包括潮汐和波浪）的沖刷轉(zhuǎn)移量，河口區(qū)則形成喇叭形的深水港灣，稱三角港(netative delta)。,地殼運動與河流地質(zhì)作用— 河流階地、準平面和夷平面,河流階地(river terrace)：指分布于河谷谷坡上，洪水已不能淹沒的，頂面較平坦的臺階狀地形。

21、,下蝕作用,河流階地的成因,侵蝕基準面下降,側(cè)蝕作用,構(gòu)造運動引起地殼上升,,,,海平面下降,,,河流階地的研究意義：有助于了解海平面變化狀況和地殼升降運動幅度。,準平原(peneplane)：指各種外力地質(zhì)作用對陸地表面的改造，使原來高差較大的地形，經(jīng)填平補齊形成高差不大的地形，這種近似平原的地形稱準平原。夷平面：指地表演變達到準平原階段后，由于地殼再次抬升（或海平面下降），形成的在廣大區(qū)域內(nèi)，由海拔大體相近的山頂組成的平緩的平面

22、。,河流的演化：,順直河道,曲流,蛇曲,截彎取直,牛軛湖,河道局部取直,下蝕作用,側(cè)蝕作用,向源侵蝕,河谷加深,向源加長,河流的襲奪、斷頭河、襲奪彎,急流、瀑布,,,,,,,,,,,,,,本章重點,1.坡積物、殘積物、洪積物、沖積物的形成及特點；2.河谷和河谷要素 3.河流的演化（側(cè)蝕作用、下蝕作用）； 4.河流的主要沉積地貌： 心灘、沙壩、濱河床淺灘、河漫灘、天然堤的形成及沉積特點； 5.河流階地的概念