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1、河流地貌概述一、河谷地貌河谷是由河流长期侵蚀而成的线状延伸的凹地，它的底部有着经常性的水流，至于其他成因如构造运动所成的谷地如果没有河流出现，都不能称为河谷。河谷的长短不一，大的河谷长达数千公里，如亚马逊河为6516千米，尼罗河为6484千米，长江为6380千米。河谷由谷坡和谷底两大部分组成，谷坡的形态有凸形、凹形、直线形、阶梯形等。谷底是夹在两坡之间的平坦面，这个平坦面由河床及河漫滩组成。其中河床是河谷中最低部分，它有经常性的水流，在它两侧为高起的河漫滩，它只是在洪水泛滥时才被淹没，故又称为洪水河床。河谷的发育过程大致有三个阶段，并且相应地产生三种谷形：1、峡谷又称“V”形河谷，流水沿着地形
2、的原始倾斜地面开始侵蚀时以垂直下切侵蚀为主，这在由基岩组成的山区河谷中表现最为明显。河谷横剖面呈“V”形，两壁较陡，谷底狭窄；谷底即为河床，没有河漫滩，河床纵剖面坡降很大，河床底部起伏不平，水流湍急，沿河多急流、瀑布；河谷平面形态较平直。如我国著名的长江三峡瞿塘峡、巫峡、西陵峡，那里是“两岸乳岩半空起，绝壁相对一线天”；又如金沙江上的虎跳涧峡谷，深达25003000米，谷底宽不到100米；美国的科罗拉多峡谷，谷深达15001800米。它们都是世界上著名的大峡谷。2、河漫滩河谷“V”形河谷进一步发展，下切作用减弱，侧向侵蚀加强，谷底拓宽，并有河漫滩发育，就转变为箱形的河漫滩河谷。河漫滩河谷谷底的
3、扩宽是有限度的，它的宽度大小与河流流量、河岸抗冲强度和河床纵比降三者有关。此外，地下水和坡面片流对河谷的拓宽也有明显的影响。在湿润气候区，由于地下水量丰富而造成滑坡和强烈的片流侵蚀，加速了谷坡的后退；而在干旱地区，这些作用不明显，故谷坡较为稳定。3、成形河谷当河漫滩河谷因侵蚀基准面下降而河流重新下切时，原河漫滩就转化为阶地，尔后河流又在新的基准面上开辟新的谷地。这种具有阶地的河谷称为成形河谷。它表明经历了较长时间的发展过程。按河谷发育的一般规律是上游多成深窄的峡谷，中下游多是宽敞的河漫滩河谷和成形河谷，下游以河漫滩河谷为主。河漫滩河谷和成形河谷两岸常有不对称现象，其中一坡长而缓，谷底有着宽阔的
4、河漫滩；另一坡短而陡，河床逼近谷坡。造成这种不对称性的原因有：地球偏转力的影响，河谷两坡倾斜度不等，河谷两侧不等量上升，单斜岩层的影响，河谷两侧岩层软硬不同，以及两坡小气候（如雨量、融雪量、土层干湿程度等）不同的影响。二、河床地貌（一）河床纵剖面河床纵剖面是指由河源至河口的河床底部最深点的连线。从宏观看，纵剖面是一条上凹形的曲线，它的上游坡度大而下游坡度小。但微观看，曲线上每一段都并非平整，而是呈阶梯状高低起伏的。这是因为河流对河床的作用是在许多因素参与下进行的。影响纵剖面形态的因素主要有四个方面：地质构造和地壳运动的影响、岩性影响、地形影响以及支流的影响。1、地质构造和地壳运动的影响河床纵剖
5、面的巨大起伏首先与地质构造有关，在大地构造上升区和下降区，地形高差甚大，往往造成纵剖面上大规模的阶梯，如长江由发源地至金沙江段为新构造强烈上升区，河流运行于青藏高原和丛山峻岭之中，造成深切的峡谷，河床纵剖面急陡。当流入相对下降的四川盆地后，纵比降明显减小，发育了典型的河曲。随之又横贯过著名的三峡，这又是新构造运动显著的穹窿抬升区，河床纵比降亦明显增加。流出三峡后，进入了近代下沉的江汉平原，河床蜿蜒曲折，纵比降又显著减小。2、岩性的影响它是影响河床纵比降的重要因素之一，坚硬的岩石抵抗流水侵蚀力大，河床不易下切，深度较浅，但容易展宽，形成以侧蚀为主的侧向侵蚀区。相反，岩性软弱的河床，下切明显，形成
6、以垂直侵蚀为主的深向侵蚀区。据哈克（J.F.Hack）和布鲁斯（L.M.Brush）的测定，在给定河长的河床上，页岩（软岩）沿程比降迅速减小，石灰岩次之，砂岩（硬岩）减小最慢：S（页岩）=0.034L-081S（石灰岩）=O.O19L-o.7iS（硬岩）=O.O46L-o.i673式中：Si，S2,S3是河床纵比降，L是河长。显然，不同岩性交替出现的河床，必然导致不同比降的交替出现。3、地形的影响河床沿程地形的宽窄，直接影响到水流对河床的冲淤变化和纵比降的大小。如在高水位期河道束窄段或河底凸起段，水面落差比河道扩张段或河床凹陷段的大。故前者在高水位期冲刷，河床加深，成为深向侵蚀区；后者河床淤积
7、，河床展宽，成为侧向侵蚀区。若两者交替出现，河床则产生一系列的阶梯。另外，弯曲河道和分叉河道的水力作用，在弯道水流冲刷凹岸，成为深槽，河床纵比降在此处增大。汊道的外侧两岸亦具有同样情况。4、支流的影响有支流加入的主流河床，由于水沙增加而使水情及泥沙性质发生变化，这种变化也反映在纵剖面上。（二）侵蚀基准面与河床纵剖面的关系河流的下切侵蚀并不是无止境的，往往受到某一基面（Base-level）的控制，河流下切到这一基面后即失去侵蚀能力，这一基面是个水平面，称为河流侵蚀基准面。由于地球上大多数的河流注入大海，水流活动受到海平面控制，尽管河流下蚀的深度在个别地段因局部流水动力、岩性或地壳下沉等因素影响
8、可以达到海平面以下（如长江三峡段河床上有在海平面以下3045米的深槽出现，在武汉以东有些地方的河床竟低于海平面几十米至近百米）但是，海平面对河流侵蚀深度还是有一定限制作用，任何一条河流都不可能出现河床全部低于海平面的现象。因此，海平面一般就认为是河流的终极基准面，或称永久侵蚀基准面。此外，如果河流注入湖泊，或支流汇入主流，那么湖面或主流水面就成为该河或支流的侵蚀基准面。就一条河流各河段而言，造成急流或瀑布的坚硬岩坎可作为其上游河段的侵蚀基准面。这些侵蚀基准面存在时间较短，影响范围也较局部，因而统称为临时侵蚀基准面，或局部侵蚀基准面。由此可见，河床纵剖面是以侵蚀基准面为起点而建立的，当这个侵蚀基
9、准面发生变化时，例如上升或下降，都会引起纵剖面的演变。当侵蚀基准面下降时，可能出现三种情况：第一，侵蚀基准面下降后出露的地表倾斜度大于原来的纵剖面时，河流侵蚀复活，从河口向上游进行溯源侵蚀。第二，侵蚀基准面下降后出露的地表倾斜度小于原来的纵剖面时，河流将出现回水现象，发生沉积。第三，侵蚀基准面下降后出露出的地面与原来纵剖面的倾斜度一致时，纵剖面不会发生大的变化。当侵蚀基准面上升时，它对河流的影响只有一定的距离，该距离取决于回水高度、河流比降及流速等，在这距离内，一般发生堆积，而在此以上影响不到。从总的看，河流下游，特别是河口地区，堆积旺盛，河床比降减小，加上侵蚀基准面的影响，下切受到限制。在河
10、流上游，特别在河源处，水量较小，下切力也弱，只有在河流的中游下切最强。因为这里水量和流速都较大，有足够的力量进行侵蚀和搬运泥沙，所以河床纵剖面的基本形态是呈上凹形曲线。但因原始地形、地质构造、地壳运动和局部水力等影响，这条曲线不是平滑的。（三）河床平衡剖面在河流长期作用下，河床纵剖面发展到一定阶段时，就趋向于平衡，这时的纵剖面称为平衡剖面。所谓平衡主要是指“动力平衡”，平衡时的河流侵蚀力与河床阻力相等，即河流既不侵蚀，也不堆积，水流动力正好消耗在搬运泥沙和克服水流内外摩擦阻力上，此时由河流上游带来的泥沙等于河流带走的泥沙，即冲淤平衡。但是河流是一个开放系统，它与周围环境不断发生物质和能量的交换
11、，由于组成环境的因素具有复杂性和多变性，如流域内的地质构造、岩石、气候、植被的变化或河流流量、含沙量、坡度、地形的改变等都不可能使河流上游的来沙与当地河流的挟沙力相等，于是河床也就发生冲刷或淤积；如果输入的泥沙超过当地水流的挟沙力时，过多的泥沙将会沉积下来，使河床淤高；当来沙少于当地挟沙力时，不足的泥沙将从当地河床中得到补充，使河床刷深，此时河床的平衡剖面将受到破坏。但是河流的自动调节作用会促使河床发生相应的调整，使河流达到新的平衡。不过这种平衡是暂时的和相对的，而不平衡是长期的和绝对的。达到“动力平衡”的河床纵剖面形态，大致呈一上凹形的抛物曲线，但从微观看，它仍然是阶梯式的或波状起伏的。（四
12、）山地河床地貌山地河流发育比较年青，以下蚀作用为主，河床纵剖面坡降很大，多壶穴（深潭）、石质深槽、岩槛、跌水（瀑布）、浅滩，河床底部起伏不平，水流湍急，涡流十分发育。急流和涡流是山地河流侵蚀地貌的主要动力。河底旋涡流携带着砂、砾石，具有较强的冲蚀力，旋磨河床底部的坚硬岩石，形成深陷的凹坑，称为壶穴。壶穴大小可以从不足一米至六七米，位于瀑布下面的深潭可深达二十余米。壶穴发育在岩面上，成为石质河床加深的主要方式。当壶穴彼此连通之后，河床即加深了，这些崩溃了的壶穴，就成为新河道上一条条石沟地形，一条深水道便产生出来了。原来的石质河床此时也会部分干出，形成高水河床。山地河床以河床浅滩地形发育为特点。山
13、地河床浅滩地形，按组成物质可分石质浅滩和砂卵石浅滩两类，其中后者与平原河流的浅滩属同一性质。由于山地河流滩多流急，对船舶的航行造成危险，所以浅滩又称为滩险。浅滩的成因有：坚硬岩层横阻河底（即岩槛，俗称石龙过江），成为石滩。长江三峡有不少滩就是这样形成的；黄河九曲处的青铜峡、刘家峡等19个峡滩，也是硬岩层横过河床所成。峡谷两岸土石崩落阻塞河床而成。如汀江的莲花滩就因江中堆积巨大的花岗岩崩石，状如莲花而得名；又如北盘江虎跳峡谷的虎跳石滩，也是由于灰岩下覆的页岩和煤层被水流淘空，使上部灰岩失去支撑而崩塌坠落江心，堵塞河床所致。冲沟沟口的扇形地和泥石流阻塞河床而成。由暴流冲沟所成的扇形地伸入河床而成的
14、滩险，称为“溪口滩”。它最为常见，在金沙江的滩险中有85以上属于这种类型；川江滩险也主要是溪口滩。（五）平原河床地貌根据平原河道的形态及其演变规律，可以将它分为三种类型：顺直河道（顺直微弯型）、弯曲河道和分汊河道。其中分汊河道又可划分为相对稳定型和游荡型两亚类。1、顺直河道河道的顺直与弯曲，人们往往把河道的长度与其直线距离之比值作为划分标准。这一比值称为弯曲率。它的大小变化一般在15之间。顺直河道弯曲率为1.01.2，而弯曲率由1.25的称为弯曲河道。顺直河道在平原或山地中都有分布，不过平原区的顺直河道比山地更少，长度更短。如山（西）陕（西）间的黄河，从延长县马家河至宜川县蛤蟆滩，河道长度为8
15、2千米，其中顺直段距离为74千米，弯曲率为1.10，河床下切于三叠纪的岩层内。在平原，顺直河道长度很少能超过河宽的10倍。在全球，顺直河道比弯曲及分汊河道都要少得多。顺直河道中，主流线位于河床的中央，流速也最大，它的两侧形成两个对称的横向环流：洪水期河心水面高而两岸低，呈凸形，表层水流由中央流向两岸，到达岸边后下沉成为底流；而底流由两岸底向河心相汇，然后再上升。这种环流往往使两岸受到冲刷，河心堆积，故洪水期容易出现塌岸。枯水期和平水期，河心水面比两岸低，表层水流从两岸向河心集中，然后下降成底流，底流从河心向两岸分流，最后又沿岸边上升，构成与洪水期流向相反的两个环流，此时河心底部受到冲刷，两岸发
16、生堆积。顺直河道的形成条件，在山地（河流上、中游）主要受地质构造和岩性制约；在平原（河流下游），只发生在河道两岸有节点（指山丘、岩岸、堤坝等抗击水流的地点）的地段，因为这里迫使主流线在中央，避免了两岸因受到冲刷而弯曲。此外，如果河道两岸的组成物质抗冲性较强（如粘土、粉砂质粘土等）以及厚度大时，两岸不易遭受破坏，对直道的产生也十分有利。顺直河道不易保存，而且大多数略带弯曲，原因是河道在各种自然条件的影响和地球偏转力的作用下，主流线经常偏离河心，折向一边河岸冲击，因此河道出现了弯曲。上游一旦弯曲，下游水流便作“之”字形的反复折射，于是产生了一连串的河湾。在湾顶上游，来水集中，水力加强发生冲刷并形成深槽；在两个相邻河湾之间过渡段以及湾顶对岸，水流分散，水力减弱，发生沉积，形成河湾之间的浅滩和紧贴岸边的边滩。这样，深槽与浅滩交替分布，边滩犬牙交错，三者构成了微弯河道中最基本的微地貌
