完整版第七章河流地貌课件.ppt

第七章,河流地貌,?,河流：地表线形凹槽内天然流水的通称。在中国,有江、河、川、溪、涧、藏布、郭勒等不同的称呼。,?,河流的水流在流动过程中，进行侵蚀，形成各种,沟谷地貌,，被侵蚀的物质沿沟谷向下游搬运并堆积，,形成,河漫滩、冲积扇和三角洲,等堆积地貌。,?,凡由河流作用形成的地貌，称,河流地貌,。,?,河流水流来自,大气降水,。雨水降落到地表之后，一部分蒸发返回,大气层，一部分被植物吸收，一部分渗透到土壤孔隙中或岩石裂,隙中成为地下水，剩下的沿地表流动，通过河流，最后汇入海洋。,?,有时地下水流出地表，补给河流；在高山高纬地区，融雪水也补,给河流。河流中的水流是地表水流,最主要,的形式。,?,河流水流受气候控制。,?,湿润气候区，河流终年保持一定流量，称为,经常性流水,的河,流；,?,干旱区或半干旱区，年降雨量少，蒸发量大，沟谷中大部分,时间无水，只在雨季时才有水流，称为,暂时性流水,的河流。,不论是经常性水流的河流，或是暂时性水流的河流，都能进,行侵蚀、搬运和堆积，只是它们的作用方式和强度不同而已。,因此，,河流作用是塑造地貌最普遍通最活跃的外营力之一。,?,河流作用塑造的地貌极其多样。从河谷横剖,面看，可分,谷底,和,谷坡,两大部分。谷底包括,河床,和,河漫滩,，谷坡是河谷两侧的岸坡，常,有,阶地,发育。,河流流水作用,?,河流流水沿沟谷流动，水流动能与,水量,和,流速,的平方成正比。,水量增加或流速加大，流水作用能力加强，进行,侵蚀,，并将,侵蚀产物向下游,搬运,；反之，流水作用能力减弱，便发生,堆,积,。,?,流水作用总是以侵蚀,(erosion),、搬运,(transportation),和,堆积,(deposition),三种方式进行，并形成相应的河流地貌。,?,河流水流作用还和水流结构有关，河流水流流束线,呈螺旋状运动，形成,环流,和,漩涡流,，它们对河流地,貌的形成有着重要意义。,一、横向环流和旋涡流,?,横向环流,?,环流：,在过水断面上，横向水流构成一个封闭系统。,?,原因：,水流流经弯道时，水质点作曲线运动产生离心力,。,在离心力的作用下，表层水流趋向凹岸，使水流在过水断面,上形成了横向比降，而底部的水流在压力作用下，由凹岸流,向凸岸，形成螺旋流。,?,不同形状的河床断面，形成不同的环流系统：,?,1.,单向横向环流。,?,2.,底部汇合型横向环流,?,3.,底部辐散型横向环流。,?,4.,复合型环流。,?,漩涡流,?,当水流绕过底床上的障碍物时，会产生流速差，并派生出压,力差形成。,河流的侵蚀作用,?,河水在流动过程中，以其自身的动力以及所携带的泥沙对,河床的破坏，使其加深、加长和加宽等过程。,冲蚀作用,磨蚀作用,溶蚀作用,?,河流侵蚀按方向可分为三种类型。,?,下蚀作用：水流垂直地面向下的侵蚀，其效果是使河床降,低。,?,侧蚀作用：河流对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽,或河道左右迁移。,?,溯源侵蚀：下蚀作用使河流不断向源头方向延长。,三种作用同时进行，只是在不同河段表现作用程度不同,河流的搬运作用,搬运方式主要有,机械搬运,和,溶运,两种,?,机械搬运,悬运：较细小颗粒在流水中呈悬浮状态搬运。,推运：河床底部粒径较大的砂砾在流水的冲力作用,下，沿河底滚动或滑动。,跃运：床底泥沙呈跳跃式向前搬运。,?,溶运,溶解在河水中的可溶盐类和胶体溶液随水流搬运至,下游方向,河流的沉积作用,?,河流流水挟带的泥沙，由于河床坡度减小，水流流,速变慢，水量减少和泥沙增多等都可引起搬运能力,减弱而发生堆积。,?,由流水堆积在沟谷中的沉积物称为冲积物,河谷横剖面的地貌单元,1.,河床,2.,河漫滩,3.,谷坡,4.,河流阶地,河谷剖面形态发育阶段,谷坡逐渐变缓，谷底沉积增多，形成较为宽广平坦的谷底,河,谷,的,发,育,峡谷：呈,V,形，,下蚀为主，谷底,几乎为河床占据；,宽谷：呈宽,V,形，侧蚀为主，,形成曲流河床，,河床左右不对称，,开始发育河漫滩；,成熟河谷：,为,宽浅,U,形，以河,流堆积作用为主，,形成泛滥平原。,上游,中游,下游,在河流上游，下切强烈，往往形成隘谷或嶂谷,金沙江虎跳峡,?,世界上最长的峡谷，位于美,国亚利桑那西北部科罗拉多高,原上，在科罗拉多河的中游，,为第三纪上新世时高原大幅度,抬升和河流强烈下切而成。全,长,350,公里，最大深度,1740,米。,从谷底向上，沿崖壁出露着从,前寒武纪到新生代的各期岩系，,水平层次清晰，并含有代表化,石，有“活的地质史教科书”,之称。,河床地貌,?,河谷中枯水期水流所占据的谷底部分称为河床。,?,河床横剖面呈一低洼的槽形。,?,从源头到河口的河床最低点连线称为河床纵剖面，它呈一不,规则的曲线。,?,山区河床较狭窄，纵剖面较陡，浅滩和深槽彼此交替，且多,跌水和瀑布，两岸常有许多山咀突出，使河床岸线犬牙交错。,?,平原地区河床较宽浅，纵剖面坡度较缓，有微微起伏。,河床纵剖面的形成与发展,?,河床纵剖面是河流作用形成的，每条河流下切侵蚀的最大深,度并不是无止境的，往往受某一高度基面控制，河流下切到,接近这一基面后即失去侵蚀能力，不再向下侵蚀，这一基面,称为河流,侵蚀基准面,(baselevel),。,?,究竟以什么面为河流的侵蚀基准面？,?,地方侵蚀基准面：,一些坚硬的岩坎，湖泊洼地或河流的汇,口等等，它们起着暂时性的、局部性的控制河流下切的基准,面的作用。在河流发育的过程中，地方侵蚀基准面起了主要,的作用。,?,终极侵蚀基准面,：海面,?,侵蚀基准面的变化影响河床纵剖面的发展。,?,当侵蚀基准面,下降,时，如果出露的地面坡度较大，则流速加,大，侵蚀作用加强，开始在河流的下游发生侵蚀，然后逐渐,向上游扩展，即,溯源侵蚀,。,?,当侵蚀基准面,上升,时，水流搬运泥沙能力减弱，河流发生堆,积。,?,河流在每一时刻任一河段不仅进行侵蚀，同时也发生堆积。,河流发展到一定阶段后，河床的侵蚀和堆积达到了平衡状态，,水流动力正好消耗在搬运水中泥沙和克服水流内外摩擦方面，,在地质构造相同、岩性均一和气候不变等条件下，这时河床,纵剖面将呈现一条,下凹,圆滑的曲线，称为河流,平衡剖面。,二、影响河床纵剖面发展的因素,?,影响河床纵剖面发展的因素很多，如,水文情况,的改变，,构造,运动,和,岩性的差异,，长期的,气候变化,以及,人类活动,等。,?,构造运动,?,构造运动可使整个流域发生升降，或者使流域内局部地区发,生高差变化，不论是哪种情况，河流纵剖面都将发生改变。,如果整个流域抬升，其效果等于侵蚀基准面下降，向源侵蚀,将自河口向上游发展。如果流域内局部地区发生差异运动，,上升地段发生侵蚀，下沉地段就发生堆积。在河流发育过程,中如发生断层，断层与河流相交且下降盘位于下游，河床中,将形成,陡坎（裂点）,并从此处向源侵蚀，使裂点不断上移，,时间愈久，上移距离愈远。,壶口是黄河的著名裂,点，它最先位于下游,约,65km,的韩城断裂处，,自新第三纪以来韩城,断裂多次活动，形成,裂点并不断向源侵蚀。,据史料记载，自公元,前,770,年以来的,2700,余年间黄河壶口瀑布,从下游,3km,处后退至,现今位置。按此计算，,壶口裂点向上游传播,的速度为每年约,1.07m,。,?,人类活动,?,修建大坝引起河流泥沙量的变化可以造成,上游河道的加积,和,下游河道的下切,。,?,我国三门峡水库自,1960,年,9,月建成以来，出现了库区严重淤,积、库容大量减少、库区淤积上延、潼关至龙门段河床淤积,抬高、黄河倒灌渭河而使土壤盐渍化以及渭河下游洪灾发生,的概率增加等一系列问题。一些水坝下游河流下切速率数据,表明，自从大坝合拢后，在几十年中河道的下切可以达到数,米。,河床中的地形,?,河床发展过程中，由于不同因素影响侵蚀和堆积作用，在河,床中形成各种地貌。,1.,浅滩与深槽,?,浅滩是河床底部的一些不同规模的冲积物堆积体，它们有的,分布在岸边，称,边滩,，有的分布在河心，称,心滩,。,?,浅滩与浅滩之间较深的河段，称,深槽,。,浅滩与深槽的成因有以下几种：,（,1,）,横向环流,在弯曲河道中，由于横向环流作用，凹岸侵蚀形成深槽，凸岸堆积形成浅滩（边,滩）。,（,2,）,洪水,洪水期的洪水波在较狭河段传播速度慢，产生壅水，水面比降小，水流搬运能力,减弱，发生堆积而形成浅滩；在展宽的河段，洪水波传播快，水面比降大，水流,侵蚀搬运能力强，发生侵蚀而形成深槽。,（,3,）,主支流互相影响,主支流交汇处，有两种情况可形成浅滩：洪水期主河先涨水，使支流河口以上河,段产生壅水而堆积，形成浅滩；或者支流带来大量泥沙堆积在主支流汇合处形成,浅滩。,（,4,）,人工建筑,心,滩,金沙江,虎跳峡,入口,2.,沙波,沙波是河床中的堆积地貌，一般河流中都可见到。沙波的脊,线走向与河岸线斜交。沙波的横剖面不对称，陡坡朝向河流,的下游，达,30,左右，迎水面的一坡较缓。水流不断搬运沙,波迎水面一坡上的砂粒，在背水面一坡堆积下来，沙波便不,断向下游移动。,3.,壶穴,?,壶穴,(potholes),是基岩河床中被水流冲磨的深穴，其深度可,达数米到几十米。,?,壶穴分布在山区石质河床基岩节理充分发育、或构造的破碎,带。,壶穴的形成,垂直漩涡流侵蚀基岩河床形成的壶穴（根据,C.R.,诺维尔）,（,a,）向上运动的漩涡流对裂隙基岩的冲击（横剖面），图中岩块被水流,上举起来；（,b,）下降漩涡流所钻凿而成的深壶穴，,?,岩槛,:,基岩河床中较坚硬岩石横亘于河床底部形成的瀑布或,跌水，并构成上游河段的地方侵蚀基准面。,河床平面形态,?,河床平面形态有平直的、弯曲的和分叉的。,?,弯曲的河床称,曲流,(meaders),?,分叉的河床称,辫流,(braided river),。,曲流,?,曲流的形成原因很多，归纳起来大致有以下几种：,?,（,1,）,横向环流,作用使河流一岸受冲刷，另一岸堆积，形成,曲流；,?,（,2,）河床底部泥沙堆积形成障碍，使水流向一岸偏转，形,成曲流；,?,（,3,）由于河床两岸岩性不一致或构造运动造成两岸差异侵,蚀而形成曲流。,自由曲流,黄河的九曲十八湾,?,曲流形成后，不断侧蚀，同时还不断向下游迁移，在其迂回,范围内，形成曲流带。当河床弯曲愈来愈大时，这条河流的,上下河段愈来愈接近，形成狭窄的曲流颈。洪水时，曲流颈,可能被冲开，河道取直称为,截弯取直,(neck cutoff),。截弯,取直后，弯曲河道被废弃，形成,牛轭湖,(oxbow lake),。,1998,年长江流域大洪水淹没地区,下荆江河道变迁图（根据陈钦銮等）（注意曲流颈部位的截弯,取直现象）,深切曲流,彩虹桥是由科罗拉多河支流裁弯取直,形成（,Glen,峡谷,southern,Utah,）,.,由砂岩组成的石拱高,8.1,米，,13 m,厚,辫流,?,有些河流的河床分成许多叉，宽窄相间，形似发辫，称为辫,流。,分汊型河床,广州二沙岛,散乱型河床,河漫滩,?,河流洪水期淹没河床以外的谷底部分，称为,河漫滩,。,?,平原河流河漫滩发育，较宽广，常在河床两侧分布，或只分,布在河流的凸岸。山地河谷比较狭窄，洪水期水位高度较大，,河漫滩的宽度较小，相对高度比平原河流的河漫滩要高。,河漫滩的形成与发展,?,由于横向环流作用，河床一岸侵蚀，谷坡不断后退，原先的,“,V,”形河谷则逐渐展宽，被侵蚀的物质有一部分堆积在河,床底部，另一部分较细小的颗粒被环流带到另一岸堆积，形,成河床浅滩（图（,a,）。,?,枯水期有一部分河床浅滩露出水面，河床开始弯曲，向河床,突出的一岸称为凸岸，凹进的一岸为凹岸。如果河床继续向,凹岸方向移动，凸岸的河床浅滩不断展宽，以至枯水期有大,片露出水面，形成雏形河漫滩（图（,b,）,1.,3.,河床冲积物（,1.,砾石，,2.,砂和小砾，,3.,淤泥夹层）；,4.,早期河漫滩沉积,细砂；,5.,晚期河漫滩沉积细砂；,6.,牛扼湖淤泥沉积；,7.,河床移动方向；,8.,环流；,9.,枯水位；,10.,河水位,?,河谷再继续展宽，洪水期水流淹没雏形河漫滩而开始堆积，,这时雏形河漫滩上水较浅，并且水流很慢，流水沿河床底部,挟带的粗粒碎屑物质，不可能被带到雏形河漫滩上，只能将,细沙或粘土物质搬运到这里堆积，因而在较粗粒雏形河漫滩,沉积物之上覆盖了一层薄薄的细粒物质，这时雏形河漫滩就,转化为河漫滩（图（,c,）,?,新河道就发展成为通过全河水量的单独河床，被淤的老河床在,洪水期还可能有流水通过，枯水期形成湖泊，称为牛扼湖（图,（,d,）。,?,河漫滩形成需具有河床,侧方移动,及,洪枯水位变化,两个条件,河漫滩的结构,?,河漫滩具,二元结构,，下部为,较粗,的河床沉积物，上部为,较细,的河漫滩沉积；河漫滩占据了谷底的大部分，滩面向内侧缓,缓倾斜。,河漫滩类型及其微地貌,?,河曲型河漫滩,滨河床砂坝（洪水期凸岸堆积）,-,洼地（平水期沉,积物少）相间排列。,迂回扇：凸岸一系列弧形垄岗状砂坝（鬃岗、垄岗）,与洼地相间的扇形地。,?,汊道型河漫滩,砂堤（鬃岗、洲堤）,-,洼地相间分布。,?,堰堤式河漫滩,天然堤（粉沙、粘土）,-,洼地（沼泽、湖泊、泥碳,层）,-,决口扇（粗物质）。,