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1、第十四章第十四章第十四章第十四章 水水水水 圈圈圈圈chap14水圈地面流水本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：水圈的构成及水循环水圈的构成及水循环地面流水及其地质作用地面流水及其地质作用冰川与冰川作用冰川与冰川作用地下水地下水海洋及其地质作用海洋及其地质作用第十四章第十四章第十四章第十四章 水水水水 圈圈圈圈chap14水圈地面流水一、水圈的构成及水循环一、水圈的构成及水循环一、水圈的构成及水循环一、水圈的构成及水循环地球上水的总体积地球上水的总体积地球上水的总体积地球上水的总体积15 15 15 15 亿亿亿亿km3km3km3km3 海洋海洋 97.2% 淡水淡水 2
2、.80% - 冰川冰川/冰冰 2.15% - 地下水地下水 0.63% - 地表水地表水 0.023% - 淡水湖淡水湖 0.009% - 咸水湖咸水湖 0.008% - 土壤水分土壤水分 0.005% - 大气水大气水 0.001% - 河流河流 0.0001%chap14水圈地面流水vv 在地球的圈层之间水在循环往复地运动，构成一个既无在地球的圈层之间水在循环往复地运动，构成一个既无在地球的圈层之间水在循环往复地运动，构成一个既无在地球的圈层之间水在循环往复地运动，构成一个既无起点、也无终点的水体运动系统。起点、也无终点的水体运动系统。起点、也无终点的水体运动系统。起点、也无终点的水体运动
3、系统。vv 在一定时间内，这种运动保持着大体平衡在一定时间内，这种运动保持着大体平衡在一定时间内，这种运动保持着大体平衡在一定时间内，这种运动保持着大体平衡每年每年：进入大气圈的水进入大气圈的水50.5 万万 km3 海洋蒸发海洋蒸发 43.4 万万km3 陆地蒸发植物蒸腾陆地蒸发植物蒸腾 7.1 万万km3由大气圈返回的水由大气圈返回的水50.5 万万 km3chap14水圈地面流水二、地面流水及其地质作用二、地面流水及其地质作用chap14水圈地面流水 地面流水的类型地面流水的类型 片流的洗刷作用片流的洗刷作用 洪流的地质作用洪流的地质作用 河流及其地质作用河流及其地质作用二、地面流水及其
4、地质作用二、地面流水及其地质作用chap14水圈地面流水1 1、地面流水的类型、地面流水的类型、地面流水的类型、地面流水的类型地面流水的类型地面流水的类型 片流：大气降水落到地面后，形成的顺坡片流：大气降水落到地面后，形成的顺坡成面成面 状展开状展开的流水。的流水。 洪流：片流集中到沟谷中形成的洪流：片流集中到沟谷中形成的暂时性暂时性流水。流水。 河流：片流、洪流向沟谷中汇聚，再加上其它河流：片流、洪流向沟谷中汇聚，再加上其它 水源（如地下水、雪溶水）供给而形成水源（如地下水、雪溶水）供给而形成 的的经常性经常性流水。流水。chap14水圈地面流水洗刷作用：片流沿整个斜坡把细小的松散颗粒冲洗洗
5、刷作用：片流沿整个斜坡把细小的松散颗粒冲洗 至斜坡下部的过程。至斜坡下部的过程。洗刷作用的强度取决于：洗刷作用的强度取决于：v 降雨的强度及持续时间降雨的强度及持续时间v 坡面物质的性质坡面物质的性质v 坡度坡度 （40o最强）最强）v 植被状况植被状况2 2、片流的洗刷作用、片流的洗刷作用、片流的洗刷作用、片流的洗刷作用强烈洗刷作用强烈洗刷作用 严重水土流失严重水土流失（如我国黄土高原）（如我国黄土高原）保持水土的办法：中断片流保持水土的办法：中断片流保护植被、植树造林保护植被、植树造林chap14水圈地面流水洗刷作用洗刷作用chap14水圈地面流水洗刷作用洗刷作用洗刷作用洗刷作用chap1
6、4水圈地面流水洗洗 刷刷 作作 用用洗洗 刷刷 作作 用用chap14水圈地面流水3 3、洪流的地质作用、洪流的地质作用、洪流的地质作用、洪流的地质作用洪流：片流集中到沟谷中形成的洪流：片流集中到沟谷中形成的暂时性暂时性流水。流水。 强的侵蚀能力：形成冲沟强的侵蚀能力：形成冲沟 在降雨集中、缺少植被、土质松散在降雨集中、缺少植被、土质松散地区（如黄土区、沙漠地区）洪流的地区（如黄土区、沙漠地区）洪流的侵蚀作用最显著侵蚀作用最显著 洪积扇洪流在山口形成的沉积体洪积扇洪流在山口形成的沉积体chap14水圈地面流水洪洪 积积 扇扇chap14水圈地面流水洪洪积积扇扇chap14水圈地面流水4 4、河
7、流及其地质作用、河流及其地质作用、河流及其地质作用、河流及其地质作用 河谷横剖面与河床纵剖面形态河谷横剖面与河床纵剖面形态 辫状河与曲流河辫状河与曲流河 河流的侵蚀作用河流的侵蚀作用 河流的搬运作用与沉积作用河流的搬运作用与沉积作用 洪水洪水chap14水圈地面流水4.1 4.1 河谷的构成与河床纵剖面形态河谷的构成与河床纵剖面形态河谷的构成与河床纵剖面形态河谷的构成与河床纵剖面形态阶地阶地阶地阶地谷坡谷坡天然堤天然堤河漫滩河漫滩河漫滩河漫滩河床河床谷坡谷坡河谷河谷河谷河谷chap14水圈地面流水河漫滩河漫滩天然堤天然堤洪水期的沉积物洪水期的沉积物天然堤的形成过程天然堤的形成过程天然堤的形成过
8、程天然堤的形成过程洪水期，河水从河床溢出洪水期，河水从河床溢出至河漫滩时，因水深骤然至河漫滩时，因水深骤然变小、流速降低，河水中变小、流速降低，河水中携带的较粗的碎屑物质首携带的较粗的碎屑物质首先沿最靠近河床两侧的河先沿最靠近河床两侧的河漫滩上沉积下来。经过若漫滩上沉积下来。经过若干次洪水后，形成天然堤。干次洪水后，形成天然堤。chap14水圈地面流水发洪水前发洪水前河漫滩的边界河漫滩的边界河漫滩的边界河漫滩的边界chap14水圈地面流水洪水期洪水期chap14水圈地面流水河床河床河床河床河漫滩河漫滩河漫滩河漫滩谷坡谷坡谷坡谷坡chap14水圈地面流水河口河口源头源头4.1 4.1 河谷横剖面
9、与河床纵剖面形态（续）河谷横剖面与河床纵剖面形态（续）河谷横剖面与河床纵剖面形态（续）河谷横剖面与河床纵剖面形态（续）纵剖面纵剖面河床纵剖面河床纵剖面chap14水圈地面流水美国一些河流的河床纵剖面美国一些河流的河床纵剖面海海拔拔（米米）距离（公里）距离（公里）chap14水圈地面流水瀑布瀑布急流急流源头源头河口河口未达平衡的河床纵剖面未达平衡的河床纵剖面未达平衡的河床纵剖面未达平衡的河床纵剖面达到平衡的河床纵剖面达到平衡的河床纵剖面达到平衡的河床纵剖面达到平衡的河床纵剖面chap14水圈地面流水上游（山区）的河谷剖面上游（山区）的河谷剖面上游（山区）的河谷剖面上游（山区）的河谷剖面“V”“V
10、”型谷型谷型谷型谷chap14水圈地面流水中游的河谷剖面中游的河谷剖面中游的河谷剖面中游的河谷剖面宽谷宽谷宽谷宽谷chap14水圈地面流水地方性侵地方性侵蚀基准面蚀基准面最终侵蚀最终侵蚀基准面基准面在湖泊干涸、整条河流相对于最在湖泊干涸、整条河流相对于最终侵蚀基准面调整后的河流剖面终侵蚀基准面调整后的河流剖面相对于湖泊相对于湖泊( (地方性地方性) )侵蚀侵蚀基准面调整的河流剖面基准面调整的河流剖面地方性侵蚀基准面对河床纵剖面的控制地方性侵蚀基准面对河床纵剖面的控制地方性侵蚀基准面对河床纵剖面的控制地方性侵蚀基准面对河床纵剖面的控制河流下蚀作用的极限。河流下蚀作用的极限。 侵蚀基准面侵蚀基准面
11、: : 最终侵蚀基准面最终侵蚀基准面: :海平面海平面湖泊湖泊海洋海洋chap14水圈地面流水 修筑水霸的效应修筑水霸的效应: :a)a)以区域侵蚀基准面以区域侵蚀基准面( (海海平面平面) )调整的原始河床调整的原始河床剖面剖面b)b)水霸的修筑形成了一个水霸的修筑形成了一个新的地方性侵蚀基准面新的地方性侵蚀基准面c)c)下游侵蚀，上游沉积下游侵蚀，上游沉积区域侵蚀基准面区域侵蚀基准面筑坝蓄水筑坝蓄水沉积导致形成新的、沉积导致形成新的、较高的河床剖面较高的河床剖面侵蚀导致形成新的、侵蚀导致形成新的、较低的河床剖面较低的河床剖面chap14水圈地面流水修筑水霸的效应修筑水霸的效应chap14水
12、圈地面流水辫状河辫状河辫状河辫状河 发育于河的上游发育于河的上游发育于河的上游发育于河的上游 河道频繁分叉与合并河道频繁分叉与合并河道频繁分叉与合并河道频繁分叉与合并 沉积物载荷量大沉积物载荷量大沉积物载荷量大沉积物载荷量大4.2 4.2 辫状河与曲流河辫状河与曲流河辫状河与曲流河辫状河与曲流河chap14水圈地面流水曲流河曲流河曲流河曲流河4.2 4.2 辫状河与曲流河辫状河与曲流河辫状河与曲流河辫状河与曲流河（续）（续）（续）（续）chap14水圈地面流水曲流河曲流河chap14水圈地面流水4.3 4.3 河流的侵蚀作用河流的侵蚀作用河流的侵蚀作用河流的侵蚀作用 下蚀作用下蚀作用河流冲刷河
13、床底部岩石，使河流冲刷河床底部岩石，使河床降低的作用河床降低的作用chap14水圈地面流水 深切曲流深切曲流深切曲流深切曲流 地壳快速地壳快速/ /持续抬升持续抬升 河流稳定下蚀河流稳定下蚀曲流河曲流河深切曲流深切曲流地表被抬升地表被抬升到侵蚀基准到侵蚀基准面之上面之上抬升抬升抬升抬升地表位于侵蚀地表位于侵蚀基准面的高度基准面的高度chap14水圈地面流水深切曲流深切曲流深切曲流深切曲流chap14水圈地面流水瀑布的下蚀瀑布的下蚀chap14水圈地面流水瀑布的下蚀瀑布的下蚀chap14水圈地面流水 侧蚀作用侧蚀作用 河流以自身的动力以及其河流以自身的动力以及其河流以自身的动力以及其河流以自身的
14、动力以及其搬运的泥沙侵蚀河床的两搬运的泥沙侵蚀河床的两搬运的泥沙侵蚀河床的两搬运的泥沙侵蚀河床的两侧或谷坡，使河床横向迁侧或谷坡，使河床横向迁侧或谷坡，使河床横向迁侧或谷坡，使河床横向迁徙或谷坡后退、河谷扩宽徙或谷坡后退、河谷扩宽徙或谷坡后退、河谷扩宽徙或谷坡后退、河谷扩宽 地壳无明显升降运动地壳无明显升降运动谷坡下部谷坡下部被侵蚀被侵蚀正在变宽正在变宽的河漫滩的河漫滩chap14水圈地面流水牛轭湖及其牛轭湖及其牛轭湖及其牛轭湖及其形成过程形成过程形成过程形成过程 曲流曲流“裁弯取直裁弯取直” 被废弃的河曲两口淤塞被废弃的河曲两口淤塞 形成形如牛轭的湖泊形成形如牛轭的湖泊chap14水圈地面流
15、水牛轭湖牛轭湖chap14水圈地面流水河谷阶地河谷阶地河谷阶地河谷阶地及其形成过程及其形成过程及其形成过程及其形成过程 位于谷坡上的台阶位于谷坡上的台阶 侧蚀下蚀侧蚀下蚀 洪水期不再被淹没洪水期不再被淹没 可形成多级阶地可形成多级阶地 构造抬升次数构造抬升次数河漫滩河漫滩河漫滩河漫滩新的河漫滩新的河漫滩阶地阶地阶地阶地chap14水圈地面流水河谷阶地河谷阶地河谷阶地河谷阶地chap14水圈地面流水河谷阶地河谷阶地河谷阶地河谷阶地chap14水圈地面流水河流搬运的方式河流搬运的方式: : 化学搬运（化学搬运（“溶运溶运”） 机械搬运机械搬运 悬运（搬运物悬浮在水中）悬运（搬运物悬浮在水中） 跃运
16、（搬运物在水中跳跃前进）跃运（搬运物在水中跳跃前进） 推运（搬运物沿河床滚动或滑动）推运（搬运物沿河床滚动或滑动）4.4 4.4 河流的搬运与沉积作用河流的搬运与沉积作用河流的搬运与沉积作用河流的搬运与沉积作用流动方向流动方向（悬移质、跃移质、推移质）（悬移质、跃移质、推移质）chap14水圈地面流水滚动滚动滑动滑动溶解物质溶解物质粘土和粉砂呈悬浮运动粘土和粉砂呈悬浮运动砂跳跃移动砂跳跃移动流向流向河床底部岩石河床底部岩石河流的机械搬运河流的机械搬运河流的机械搬运河流的机械搬运chap14水圈地面流水悬运悬运悬运悬运悬移质（粘土、粉砂）悬移质（粘土、粉砂）悬移质（粘土、粉砂）悬移质（粘土、粉砂
17、）chap14水圈地面流水跃运跃运跃运跃运跃移质（砂）跃移质（砂）跃移质（砂）跃移质（砂）chap14水圈地面流水推运推运推运推运推移质（砾石）推移质（砾石）推移质（砾石）推移质（砾石）chap14水圈地面流水4.4 4.4 河流的搬运与沉积作用（续）河流的搬运与沉积作用（续）河流的搬运与沉积作用（续）河流的搬运与沉积作用（续）河流的主要沉积类型河流的主要沉积类型 心滩心滩形成于河床中间，呈梭形，长轴平行于水流。形成于河床中间，呈梭形，长轴平行于水流。 边滩边滩形成于河的凸岸，呈月牙形。形成于河的凸岸，呈月牙形。 漫滩漫滩河床以外的洪水期沉积。河床以外的洪水期沉积。 三角洲三角洲形成于河流入海
18、（湖）口处，呈三角形。形成于河流入海（湖）口处，呈三角形。v 冲积砂矿河流作用使有用矿物富集形成矿床冲积砂矿河流作用使有用矿物富集形成矿床chap14水圈地面流水心滩心滩心滩心滩chap14水圈地面流水边滩边滩边滩边滩漫滩漫滩漫滩漫滩chap14水圈地面流水湖泊三角洲湖泊三角洲chap14水圈地面流水密西西比河三角洲密西西比河三角洲chap14水圈地面流水长江口长江口chap14水圈地面流水冲积砂矿冲积砂矿冲积砂矿冲积砂矿 化学性质稳定，比重大、硬化学性质稳定，比重大、硬度大的矿物富集成层度大的矿物富集成层 趋于形成于趋于形成于流速由快变慢流速由快变慢或或产生涡流产生涡流的地方的地方 金、金刚
19、石、锡等金、金刚石、锡等流向流向流向流向床底突起的岩坝之后床底突起的岩坝之后床底的岩坑之内床底的岩坑之内瀑布下的冲蚀坑中瀑布下的冲蚀坑中曲流河的凸岸曲流河的凸岸支流与主流汇合处的下游支流与主流汇合处的下游chap14水圈地面流水冲积砂矿的开采冲积砂矿的开采chap14水圈地面流水4.5 4.5 洪水洪水洪水洪水chap14水圈地面流水洪水洪水.chap14水圈地面流水 洪水的大小及其发生频率洪水的大小及其发生频率洪水的大小及其发生频率洪水的大小及其发生频率通常用通常用再现期再现期（recurrence interval）来描述洪水。来描述洪水。例如，例如，“百年一遇的洪水百年一遇的洪水”在在1
20、00年期间预期发生的最大洪水年期间预期发生的最大洪水 并不意味着并不意味着每隔每隔100年发生年发生1次次 实际是指实际是指每年每年发生这种规模洪水的发生这种规模洪水的概率概率为为 1。峰峰值值流流量量M3/s年份年份对一条河流对一条河流“再现期再现期”的计算方的计算方法：法：（1）按年份记录其）按年份记录其峰值流量峰值流量（2）对峰值流量赋以位次）对峰值流量赋以位次 m（最最大的赋以大的赋以1，次大的赋以，次大的赋以2)（3）再现期（）再现期（R） （n1）/m 其中其中 n 为记录年份的总数为记录年份的总数本例：该河流有本例：该河流有90年的记录（年的记录（n90），），1907年的峰值流量（年的峰值流量（71000m3/s) 排位第二（排位第二（m2），），则此等流量的再现期为：则此等流量的再现期为： R（901）/245.5 年，即每年发生的概率为年，即每年发生的概率为1/45.5(2%)chap14水圈地面流水再现期（年）再现期（年）峰峰值值流流量量M M3 3/s/s（在任何一年中）发生的概率（在任何一年中）发生的概率 洪水频率曲线洪水频率曲线洪水频率曲线洪水频率曲线百年一遇的洪水百年一遇的洪水50年一遇的洪水年一遇的洪水chap14水圈地面流水水库水库水霸水霸堰堰防洪堤防洪堤堤坝堤坝 洪水的防控洪水的防控洪水的防控洪水的防控chap14水圈地面流水
