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1、1第五章 流水地貌基本概念一、地表流水：坡面流水、沟谷流水和河流。二、流水作用：侵蚀、搬运和堆积。侵蚀(erosion)：1.对坡面的面状侵蚀2.对沟谷、河流的线状侵蚀，包括下蚀、旁蚀和溯源侵蚀。搬运(transportation)：推移、悬移堆积(deposition)：三、流水地貌：地表流水作用塑造的各种地貌。第一节 坡面流水地貌一、坡面流水：大气降水或冰雪融化后形成片状水流。特点是片状或细流，没有固定流路。二、坡面流水侵蚀：坡面流水对地表的冲刷、搬运和堆积作用。有下面两种情况：1.雨滴击溅侵蚀：大的雨滴对土粒有打击分散作用，引起土粒移动。山坡上部强于下部。 2.坡面的流水侵蚀：冲刷和搬运
2、等。三、影响坡面流水侵蚀的因素：植被、地形、降水坡面物质。 理论上坡度越长,流水侵蚀越强,但由于携带泥沙越多,反而侵蚀能力减弱;坡度加大冲刷加强,但径流量在减少;坡度、坡长实际对坡面侵蚀影响符合 F.C,Renner 和 R.E.Horton 的试验结果.四、坡面径流作用地貌根据侵蚀、堆积作用强度的差异可将斜坡划分三个作用带，其上表现有不同地貌。1.微冲刷带：坡地上部，近分水岭，冲刷微弱。 2.冲刷带：斜坡中部，片状水流变为网状水流，侵蚀增强，多深度40% ，最大达 80%，重量为 2.02.2T/m3 ，B.多泥沙和粘土,形成粘稠的泥浆。C. 阵流性强，前端大石块被堆积成“龙头”。D.侵蚀搬
3、运能力很强,侵蚀坡岸和铲刮谷底,龙头能搬运巨砾,泥浆可顶托石块。E.顺直河道中具有明显的层流特征。稀释性泥石流（图 5） ：A.固体物质体积 1040 ，容重 1.3 1.8T/m3，泥沙、粘土少，B.液相物质流动较固体物质快，成紊动状态；C.冲刷和淤积对比明显；D.无阵流性，无明显的龙头 。过渡性泥石流：容重 1.31.8T/m3，介于前两类之间3.泥石流的地貌作用（1）泥石流对流域的作用上游以侵蚀为主，中游以搬运为主，下游以堆积为主。（2）上游地貌表现主要为泥石流固体物质和水源供给地，下切和 溯源侵蚀速度均比较块，深谷、跌水等沟谷地貌发育。（3）中游地貌表现如中游峡谷岩性均一，谷床顺直，谷
4、壁陡而平滑，其上有 泥石流磨蚀的 光面与撞击的 痕迹，粘滞性泥石流泥浆均匀粘附在沟床；如中游岩石软硬不同，则出现宽窄相间、弯曲多折的沟谷，有跌水发育。（4）下游地貌表现3下游多为山麓平原或 大河谷底地貌，泥石流的停积场所。泥石流地貌主要为泥石流扇。粘滞性泥石流扇：扇面垄岗起伏，坎坷不平，巨大石块成“龙头”堆积在扇的 前沿、两侧，常出现“泥球”、“碎屑包”、“泥包砾”等;沉积物结构表现为泥石混杂、层次部明显、分选差等特点。稀释性泥石流扇：面垄岗少，巨大石块成少见，扇面平整，倾斜度小 ，堆积物上沟槽部 固定，堆积物有一定分选。多数泥石流介于上述两类之间。4.泥石流灾害危害性：摧毁建筑物，埋没农田、
5、森林，堵塞江河、冲毁路基、桥梁和城镇、村庄（图 6）。泥石流防治：（1）泥石流灾害的风险评估。（2）防治：根本措施是加强治山、治水、水土保持，泥石流的拦蓄（图 7）、疏导和停淤。5.我国泥石流的分布第三节 河流地貌河流地貌：由河床流水通过侵蚀、搬运、堆积作用所形成的地貌。一、河流流水的运动特征：1.紊流：水质点不断偏离运动方向速度。2.环流（helic flow pattern） ：垂直于主流方向的横向运动，表层与底层方向相反，并形成环流，如弯道环流（图 8）、底部混合型、底部幅散型、复合型环流（图）洪水期河床横向水面成上凸型，表层水流在 向前流动同时从中部流向两岸，底部流向间，构成两个横向环
6、流，这种环流掏蚀两岸，易在中部堆积形成心滩。底部汇聚型环流底部幅散型环流平水期，中部水流速度比两边快，水面成凹形，两岸表层水流流向中部，构成表层汇聚底部幅散的横向环流，这种环流造成底部侵蚀两岸堆积为边滩的地貌.复合型环流在平原分叉河流或底部凹凸不平的地方,形成多股主流,各自成一横向环流,形成复合型环流.3.旋涡流：不规则河道流水绕过障碍物、基岩岩坎、沙坡以及人工建筑时产生的水流运动。二、河道水流的作用河道水流作用是形成河流地貌的动力基础。1.河流侵蚀：水流破坏地表并带走地表物质，所携带碎屑物对河床的磨蚀和撞击。下蚀（vertical erosion)：下切侵蚀，上游和山区河段多，受侵蚀基准面控
7、制（图 11）。侵蚀基准面（Base level of erosion）指控制河流下切深度的一个面状的界限，在这个界限以下，河流侵蚀能力消失，不再加深河床，也简称侵蚀基面。 分为地方侵蚀基面和总侵蚀基面。河床上的坚硬岩坎，可控制岩坎以上河段下切的深度，支流汇入主流的河口处可控制该支流下切的深度，这种控制局部河段或支流下切深度的基面称地方侵蚀基面。海面是最终控制其下切深度的基面，因此海面也称终极侵蚀基面或总侵蚀基面。旁蚀(lateral erosion)：侧方侵蚀，河弯处，凹岸侵蚀，凸岸堆积（图 12）。溯源侵蚀：向源头的后退侵蚀，使河流延长（图 13）。2.河流搬运：河流水流在流动过程中携带大
8、量泥沙和推动河底砾石的作用。推移(bed load)：泥沙沿河底滚动、滑动或作跳跃运动的作用。悬移(suspended load)：水流中夹带较细小的泥沙以悬浮状态进行搬运。溶解质搬运：河流带走溶解于水中的溶解质的过程。3.河流沉积：由于河床坡度的减小，水流流速减慢，水量减少或泥沙增多，导致搬运能力减弱而发生堆积现象。4河流作用形成的堆积物称冲积物(alluvium),典型的河床地貌、河漫滩、阶地的形成都与沉积作用有关。三、河谷形态1.河谷的分段（图 9）上游：谷地窄深，多急流、跌水、瀑布，多 V 型谷。中游：谷地较宽，河漫滩发育；下游：河谷宽浅，多曲流和分汊河。河口：多三角洲和三角港。2.河
9、谷的结构（图 10）河床(bed)、河漫滩、谷坡和阶地。四、河谷的发育按形态特征可分为三个阶段：初期：纵剖面的坡度大，下蚀为主，谷地呈 V 型或峡谷。中期：下切同时，旁蚀增强，产生许多河曲和交错山嘴。晚期：下切减弱，旁蚀为主，并切穿山嘴，峡谷变为宽谷，同时谷地发生堆积。河谷最后达到蚀积平衡状态。五、河谷的类型按照地质构造与河谷的关系，河谷可分为以下类型（据戴维斯）：1.顺向谷（河）：顺着原始地面和构造面发育的河流，如沿着背斜岩层倾向发育的河流（图示 C）。2.次成河（河）：顺向河谷发育后，地面基岩受到破坏，其支流往往沿着背斜两翼或轴部新出露的软弱岩层以及构造破碎带发育的河流，发育较顺向谷晚，如
10、背斜谷、单斜谷和断层谷（图示 S）3.逆向谷（河）：次成河进一步下蚀，其支流中逆着岩层发育的河流（图示 O）；4.再顺向谷（河）：次成河进一步下蚀，其支流中顺着岩层发育的河流（图示 R）；5.先成（谷）河：一条河谷如果某一部分隆起，但它能下切隆起部分，保持原来的流路，这样这条河谷相对于构造来说是先成的，我们称其为先成谷。6.叠置谷（河）：一条河流原先在松散沉积物上流动，后来由于构造抬升，河谷下切，当其切穿松散沉积物到达基岩时，河流与基岩的地质构造不相符和，仍保持其原来的流路。因它是上伏松散沉积物上跌置下来的，故称“跌置谷”。 六、河流地貌及其成因河床(bed)：指河流平水期河水占据的河槽（谷底
11、部分）。（一）深槽和浅滩 (pools and riffles) (图）：成因：1.平原冲积性河床上，河床宽度变化造成水流能量的分散与集中，从而水流的侵蚀和沉积交替进行，沿河流分布浅滩与深槽。2.弯曲河流中由于横向环流作用而形成。（二）河漫滩(floodplain)：洪水期被水淹没的河床侧旁的谷底部分。一般位于河流凸岸，由边滩发育而来。并可进一步发育成冲积平原（图）。结构特征：典型的二元结构滩面向谷坡方向微倾，沉积物由粗变细。内部分为上下两层：下层由较粗的砾石与砂层等河床相沉积物组成，不规则层理；上层由较细的粉沙、黏土、亚黏土等洪水泛滥堆积物组成的河漫滩相沉积物，层理明显。成因：环流使河床相物
12、质在河流凸岸堆积形成边滩,边滩上覆洪水期泛滥堆积物（图）。（三）心滩与江心洲心滩：5位于宽谷河心，洪水泛滥是顶部多次淤积泥沙形成江心洲（如南充嘉陵江）(图)。成因：1.和复式环流有关。2.同前面浅滩。（四）岩坎和壶穴岩坎：基岩河床中坚硬岩石横亘于河床底部形成的瀑布或跌水。多发育在河流上游。壶穴(potholes)：基岩河流中被水流冲磨的深穴。成因：如基岩节理发育或为 破碎带，水流沿节理或裂隙掏蚀河床，形成空穴并在其中形成漩涡流，一些砾石随漩涡流磨，变大，表面光滑。下降旋流携带岩块冲击岩体(六) 沙波(ripples)河床中的波浪形泥沙堆积地貌.特征:沙波脊线与河岸斜交;纵剖面不对称,迎水坡缓,
13、背水坡陡,30 度左右,沙波的存在使枯水期河岸有许多沙嘴和小沙湾.沙波成因:在一定的 流速下,某一粒级的泥沙被掀起搬运,使原来平整的 河床变的凹凸不平,流水携带的 泥沙在背水面不断堆积,迎水面不断被侵蚀,沙波形成.沙波分类:顺行沙波:迎水坡不断被侵蚀,背水坡不断堆积,造成沙波向下游移动.逆行沙波:在流速慢的浅水区,迎水坡上行的泥沙在迎水坡就大量沉积,在背水坡,水流快,将背水坡泥沙搬运到下一个迎水坡上沉积,使沙波向上游移动.（七）曲流、牛轭湖、辩流1.曲流(meaders)：河流的弯曲(meandering)形态（图）。成因：曲流系数：2.牛轭湖(oxbow lake)自由河曲在发展过程中，上下
14、凹岸在的曲流颈在不断旁蚀的过程中，产生自然的裁弯取直，被裁去而隔绝的河流部分(牛轭湖)。成因：弯曲河流，旁蚀，裁弯取直(neck cutoff)后的河段与原河流隔绝。3.辫流(braided streams)有些河流河床分成许多汊宽窄相间,形似发辫,称为辫流.辫流的成因：（七）河流阶地(river terraces)1.概念：分布于河床两侧谷坡上的，由河流下切作用形成的高出于一般洪水位之上的阶梯状平坦地形（图 14）。2.阶地的结构（图 15）：阶地面：先成河谷谷底的遗留部分。阶地坡：后期河流下切结果。阶地前缘、阶地后缘、阶地高度、阶地宽度、 阶地序列等63.阶地的成因：(1)地壳运动：在构造
15、相对稳定时期，河流拓宽谷底，沉积加强,形成宽阔河漫滩,在强烈构造抬升时期，河流强烈下切，使原来的河漫滩高出于一般洪水位之上成为阶地（图 16）。(2)气候变迁：气候干燥，水量减少，含沙量增加，植被减少，侵蚀增强，带入河流泥沙增加，堆积加强，气候变湿,河水量增加,沙量减少,下切侵蚀增强,形成阶地(3)侵蚀基准面(baselevel)的变化：构造变动,冰期、间冰期的交替出现，引起侵蚀基准面变化。侵蚀基准面下降，河流下切、溯源侵蚀加剧，原来河漫滩演变为阶地。4.阶地的分类：A.根据阶地的物质组成和结构可分为三类。(1)侵蚀阶地(Cut-in-bedrock terrace):阶地主要由河流侵蚀基岩形
16、成。其上很少或没有河流冲积物覆盖（图 17）。(2)基座阶地(Cut-in-fill terrace)：阶地由两类物质组成，上部为河流冲积物，包括河床相冲积物和河漫滩相冲积物，下部为基岩（图 18）。(3)堆积阶地(Nested fill terrace)：阶地仅有河流相冲积物组成。根据下切深度可分为上叠阶地和内叠阶地。 上叠阶地：形成阶地的下切小于冲积物堆积前的下切深度，没有切穿冲积物（图 19）。 内叠阶地：形成阶地时河流下切深度与堆积冲积物前的下切基本相同（图 20）。 (4)埋藏阶地(buried terraces)早期地壳上升,或侵蚀基准面下降,形成多级阶地,而后地壳下降,或侵蚀基准面上升,把早期阶地埋没形成埋藏阶地.地壳长期下降,冲积物不断叠加,形成假埋藏阶地.B.其他分类方法：如根据阶地面形成时的水动力状况的分类 等。5.阶地研究意义：研究河流发育史研究构造活动历史研究气候变化研究海平面和基准面的变化（八）河口地貌1.三角湾：在潮流作用很强和河流携沙很少的河口，形成的喇叭型的河口湾（图 22）。成因：涨
