《《地质地貌学》第六章地面流水的地质作用和其所形成的重要地貌》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《地质地貌学》第六章地面流水的地质作用和其所形成的重要地貌（121页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 地质地貌学 第六章地面流水的地质作用和 其所形成的重要地貌 n第一节 地面流水的概念 n一 地面流水的形成 n 1 必须有相当的降水量 n 2 必须是水分不大量下渗的条件 n 3 必须有起伏不平的地势 n二 地面流水的地质作用 n流水流动时做功的大小决定于水流的活力 而活力 的大小又决定于流速和流量 可用下式来表示 n从上述公式可以看出 流水的活力与水量m及流速v 的平方成正比 其中流速的影响最大 当流量或流 速降低 或两者同时降低 时 流水的活力变小 侵蚀作用就变弱 或开始发生沉积 反之 流水活 力变强 侵蚀与搬运作用使会加强 因此流水的侵 蚀 搬运与堆积作用决定于流水活力 n流水活力大小
2、与地形 气候 植被 岩石与构造等 自然因素有关 因为地形坡度 坡长 降雨量多少 植被覆盖度以及岩石与构造的性质等均影响到流 水的流速与流量 从而影响到流水的活力 n流水的侵蚀是对地面的破坏作用 它与水流的强 度与水流的特征有关 有时成片冲刷 有时使地 面产生侵蚀沟或河流 总的来看 流水的侵蚀都 是使流路变深与变宽 n流水常将侵蚀下来的物质搬运到别的地方 被搬 运的物质部分溶解于水中 较细的颗粒如粘土及 粉沙等可以泥浆的方式悬浮在水里搬运 悬浮作 用 沙土和砾石因易于下沉 只能在流水湍急 或山洪暴发时呈跳跃式前进 即时而随急流前进 时而在缓流中下沉 跳跃作用 巨大的砾石 虽不能离开水底 但也能在
3、强大水流的冲击下 于水下滚动前进 滚动作用 n以上几种搬运方式以悬浮作用最为重要 流水搬 运的能力决定于流速与流量 一般言之 流水速 度增加l倍 被搬运物的直径可增加4倍 而搬运 物的重量可增加64倍 从这里也可以说明为什么 平原河流只能搬运较细的物质 而山区河流往往 可以推移巨砾 n流水运动时携带的物质 在搬运能力减弱的情况下 便有一部分不能被水继续搬运 从而发生沉积 各种 水流发生沉积几乎都是在流速变缓的地段 例如在坡 地上 多为缓坡与凹地 在沟谷或河流里 常在弯曲 处或中下游与出口地段 有时因某种因素引起流速降 低 流量减少 也会发生沉积 第二节 片状流水的地质作用 n一 片状流水 简称
4、片流 的特点 n片状流水分布面广 水层薄 作用的时间短 作 用的范围通常在上坡或高处 距离水的源头不远 片流受地面粗糙度影响大 常不依最大的坡度 流动 时分时合 织成网状 没有固定的流路 这些特点都说明片流是水流发展的初期阶段 具 有分散的特点 n片流流向下坡 距源头渐远 常有逐渐变强 水 流逐渐合并 且流路逐渐有固定的趋势 此时水 层增厚 侵蚀力变强 可进一步转化为纹沟 细 沟 但沟形小而浅 形态和位置均不固定 雨 后不能长期保存 很快便自然夷平而消失 它仍 属于片流的范畴 在长坡的下部 这种情况尤为 明显 n二 片流的侵蚀作用 n片流的侵蚀称作片状侵蚀 简称片蚀 分布面 广 对整个坡面进行
5、成层而大致均匀的侵蚀 使 斜坡均匀降低 常常失去肥沃的表土 危害很大 n 一 影响片流侵蚀强度的因素 n与降雨强度有关 降雨强度大 径流系数大 则 侵蚀作用加强 n从坡形而言 凸坡一般较直坡 凹坡易受侵蚀 坡度也直接影响着斜坡水流的深度和速度 控制 着冲刷能力的大小 n由于斜坡水流的深度一般随坡长而增加 所以坡 地的长度与侵蚀作用成正比 n坡向也与侵蚀有关 迎雨坡的侵蚀强度一般较大 背雨坡则小 n此外 坡面组成的物质疏松 植被覆盖差 也使 侵蚀加强 n 二 片蚀造成的地形 n浅凹地是平坦地区最常见的一种地形 它是片流 侵蚀的产物 通常分布在河谷的源头 分水岭附 近 阶地地面或高平原上 浅凹地本
6、身以轻微的 波状起伏为特征 成为浅平的低洼谷地 二侧坡 面非常平缓 没有明显的坡面转折 也没有明显 的沟底 但具有一定的纵向倾斜凹槽 它的下端 逐渐变深 成为深凹地 再向下游可与沟谷相连 所以浅凹地又称 无床谷地 宽度一般为 20 200m 深度为2 20m不等 n三 片流作用形成的地貌 n 一般可将斜坡划分为下列三个片流作用带 n 1 不明显冲刷带 n 2 冲刷带 n 3 淤积带 n 1 不明显冲刷带 n位于坡地上部 接近分水岭的地带 地貌类型以浅 凹地为代表 主要指河谷源头的浅平低洼地 它在 台地面或高平原上亦有分布 地势开阔微缓 呈波 状起伏 冲刷量顺坡随径流量的增加面逐步加大 致使浅凹
7、地在具有一定纵向倾斜凹槽的下端渐渐变 深 转化为深凹地 并进一步可与暂时性水流形成 的侵蚀沟谷相连接 n在台地面或高平原上的浅凹地 片流作用使物质 不断向下移动 在浅凹地底部逐步堆积 形成平 缓的地势和较厚的土层 常被辟为农田 n 2 冲刷带 n位于斜坡中部 一般坡度变陡 随着面状水流进 一步分异 积聚量和流通有所增加 坡面冲刷强 度加大 形成许多侵蚀沟 其流向与坡向基本一 致面多呈v形 深度通常小于0 5m n在上述两带的冲刷动力中 除片流作用之外 雨滴 的冲击作用也不能忽视 特别是对裸露疏松的地表 雨滴降落以每秒数米的速度向地面冲击 特地表 细颗粒泥沙向四周激溅 其中向下坡激溅泥沙的数 量
8、和距离比向上坡的大 因此 造成地表物质逐渐 向下坡方向运移 n 3 淤积带 n在坡麓地带 由于坡度变缓 片流流速减小 并 有大部分水渗入地下 所以水流携带的大量碎屑 物质发生堆积 围绕着坡地下部呈片状覆盖 形 如裙边 称为坡积裙 其纵剖面形态表现为微凹 向下的缓倾斜曲线 上部倾角一般为6 8 向下 坡逐步变缓 n坡积裙的前线通常与河谷底部 山间盆地或山前 平原相连接 n坡积裙是由坡面径流作用形成的坡积物所组成 其岩性与所在坡地的基岩相同 一般由粉砂 砂 和块砾等碎屑物质组成 自坡积裙的顶部向前缘 机械组分由粗变细 由于这些物质搬运距离近 因此 碎屑物的磨圆度很差 分选性不好 在 垂向剖面上 稍
9、具层理结构 顺坡倾斜 并出现 由片流间歇性作用形成的韵律性成层堆积和碎屑 物质透镜体 n在坡面径流的作用下 上述斜坡冲刷带和淤积带 将逐渐向上移动 坡地上部冲刷作用使表土不断 被蚀下移 尤其是不合理的耕作和植被的破坏 往往加速了表土的流失 而坡地下部则源源不断 地接受来自上部物质的堆积 坡积裙向上发展 致使整个地区的地势日趋和缓 第三节 沟谷水流及其所形成的地貌 n一 沟谷的发育 n沟谷水流由面状水流发展而成 属暂时性线状水 流 它具有水流流量变化大 暴涨暴落 沟底经 常干涸无水 洪水时则水流湍急 含沙量大 泥 沙粒径大小不一 沟谷水流在干旱 半干旱地区 的草原或山麓地带分布尤为广泛 n按照侵
10、蚀沟谷的纵横剖面形态特征和演变过程 可把沟谷分为切沟 冲沟和坳沟三个发育阶段 n 1 切沟 通常发育在裸露的坡地上 水流顺坡 流动 往往聚成多条股流 侵蚀后形成大致平行 的细沟 细沟不断侵蚀扩大 发展成切沟 切沟 宽 深约1 2m 横剖面呈 v 形 沟缘较明显 沟底纵剖面与沟身所在的坡面大致平行 但沟床 如受出露岩层性差异或大石砾阻塞的影响 可形 成阶梯状的小陡坎 n 2 冲沟 它是由切沟进一步发育面成 在水流 的向源侵蚀作用下 沟头不断后退 并产生陡坎 和跃水 n同时由于侧蚀作用 沟槽加宽 横剖面呈宽展 v 形 其长度可达数公里至数十公里 宽度和深度 一般为数米至数十米 冲沟纵剖面与沟身所在
11、的 坡面不一致 沟底剖面呈凹弧曲线 n 3 坳沟 冲沟发育到一定程度 向源侵蚀和下 切侵蚀减弱 不再加深沟底 纵剖面坡度相当平缓 沟床上有沉积物覆盖 沟坡逐渐变得平缓 不再 有明显的沟缘 这种宽浅的干谷 称为坳沟 坳沟 的形成标志着沟谷发育己进入衰亡阶段 n在冲沟发育过程中 若沟底下切到潜水面以下 沟谷水流得到地下水不断补给 则由暂时性水流 转变为经常性水流 冲沟就演变为河谷 n二 沟谷水流形成的地貌组合 n 在广大山区范围内 沟谷水流形成的地貌分布 广泛 垂直分带比较明显 一般由三部分组成 n 1 集水盆 n 2 沟谷主干 n 3 洪积扇 n 1 集水盆 系指位于沟谷上游的小型盆状集水洼 地
12、 盆底受后期流水的切割 常有小型侵蚀沟谷的 发育 在坡面径流 沟流和重力的作用下 集水盆 周壁不断遭到冲刷而后退 范围随之扩大 特别在 地面坡度较大 植被稀疏 组成物质松软的地区 每当暴雨袭击时 集水盆地的扩展尤其迅速 n 2 沟谷主干 它是集水盆地水 沙的通路 在洪 水或暴流的作用下 沟谷受到强烈地冲刷 沟床下 切深 谷坡陡峻 沟床的纵向坡降大 跌水发育 沟谷源头向源侵蚀速度快 致使有些沟谷上游的集 水盆表现不显 甚至缺失 n 3 洪积扇 自沟谷出山口后 坡降骤减 沟谷 水流所携带的物质大量堆积 形成了以沟口为顶 点的冲出锥或洪积扇 n在干旱或半干旱地区的山麓地带 洪积扇发育往 往非常典型
13、普遍 每当暴雨或冰雪大量融化时 巨大的洪流流出山口后 迅速展开成辐射状散 流 加上一部分水渗入地下 水流搬运能力随之 大减 大量砾石 沙泥发生沉积 形成一个以沟 口为中心的半圆形扇状堆积体 称之为洪积扇 其面积可达数十至数千平方公里 扇顶与沟口相 连 坡度较大 倾角可达5 10 以上 边缘坡度 逐渐减少 n洪积扇组成物质具有明显的分布规律 从扇顶到扇 缘 可分为三个相带 n1 扇顶相 位于洪积扇顶部 通常表现为舌状叠覆 的砾石堆积体 砾石粒径大 砾石间常有砂 粘土 混杂充填 堆积层厚度大 分选差 透水性强 由 于洪积扇上沟槽很不稳定 水流多次改道 摆动 因而小型的切割 充填构造发育 在砾石层或
14、砂层 中 常夹有砂质透镜体或砾石透镜体 n2 扇中相 位于洪积扇中部 组成物质较扇顶为 细 主要由砾石 砂和粉砂组成 扁平的砾石呈 叠瓦状向上游倾斜 砂层中常见交错层理 砂质 透镜体或砾石透镜体分布亦很普遍 n3 扇缘相 位于洪积扇边缘部分 组成物质较细 由亚砂土 亚粘土组成 有时夹有砂质或细砾 石透镜体 具有水平层理和波状层理 地下水往 往在该地带溢出地面 局部地段产生地面滞水和 沼泽化等现象 n三 泥石流及其形成的地貌 n 泥石流为山区常见的一种突发性自然灾害现 象 是由大量十 砂 石块等固体物质与水组成 的一种特殊洪流 其中固体物质的体积含量大多 超过15 最高可达80 左右 容重一般大
15、于 1 3 l04N m3 大者能到2 3 104N m3 n 一 泥石流形成的基本条件 n 1 大量松散的固体物质 在构造破碎 地 震活动 风化剥蚀或冰川活动强烈的沟谷流域内 往往提供了大量砂砾等碎屑物质 又经过崩场 滑坡等块体运动进入沟槽 为泥石流的发育提 供了物质基础 n 2 暴雨和洪水 松散固体物质受暴雨浸润 冲 蚀 使它成为流塑状态 洪水具有强大侵蚀和搬 运能力 进一步将其转化为泥石流 因此 当沟 谷中上游地区发生暴雨 冰雪大量融化或湖泊 水库馈决时 最易产生泥石流 n 3 陡峻的沟谷 泥石流沟的源头多呈环形洼地 有利于松散固体物质与水流的聚集 是碎屑物 质和水的主要供给区 陡峻的沟
16、坡和比降较大的 沟床使其快速形成泥石流 并迅猛下泻 n 二 泥石流类型 n根据形成过程可将泥石流分为土力类泥石流和水 力类泥石流 n根据泥石流的物质结构和流态特点 分为粘性泥 石流 层流性泥石流 和稀性泥石流 紊流性泥 石流 两类 n按泥石流挟带的泥沙物质将泥石流分为泥流 泥 石流和水石流三类 n 三 泥石流作用形成的地貌特征 n 泥石流侵蚀和搬运作用强烈 特别是粘性泥 石流的作用更为突出 往往造成流域内外地貌的 巨大变化 在泥石流沟谷的源头和上游地区 以 侵蚀作用为主 沟谷迅速被蚀深 展宽 沟槽顺 直 横剖面多呈宽而陡的槽形 n 泥石流沟谷的中游地段大多表现为峡谷 若 峡谷段岩性单一 则沟床顺直 谷壁陡而光滑 表面可见泥石流磨蚀或撞击产生的痕迹 以及泥 石流最高泛滥线留下的泥痕 若沟谷地段岩性不 一 则沟谷形态或宽或窄 常出现多级跌水 在 束狭段落或弯道的谷壁上 一般残留有少量的泥 石流物质 n 泥石流沟谷的下游地段以堆积作用为主 粘性 泥石流停积后 形成了许多平行于主流方向的砾石 垄岗 其两侧边坡和前线坡度较陡 整体呈舌状 堆积物大小混杂 层次不显 分选性差 大石块多 集中分布在堆
