河流的侵蚀作用
河流在从高处向低处流动的过程中,不断地对谷底和谷坡进行冲蚀破坏,这个过程称侵蚀作用。
河流长期侵蚀形成的一个线状延伸的凹地,称为河谷。河谷由下列要素构成(图5-7)。
图5-7 河谷组成要素示意图
A—河床;B—河漫滩;C—谷缘;D—谷坡
①谷底;②谷坡
谷底 河谷底部较平坦的部分。包括河床:河谷底部常被水流占据的部分;河漫滩:河水泛滥时才会被淹没的谷底部分。
谷坡 河漫滩两侧向上延伸到顶部的斜坡部分。
谷岸(河岸、谷缘)与谷坡相连的顶部两岸部分。
河谷形态是河流地质作用的综合结果,河流发展的不同阶段,其河谷形态结构不一样。因此,对河谷形态及谷中堆积物的研究,可以了解河流地质作用的发展过程和了解有关砂矿的富集规律。
河流对河谷的侵蚀,按其侵蚀作用的方向可分为底蚀作用、侧蚀作用。
1.河流的底蚀作用
河流在垂直方向上对河谷底部的冲刷作用,称为底蚀作用(下蚀、下切作用)。在河流的上游,河床纵坡降大,水流速度快,底蚀作用表现得最为强烈。强烈的底蚀使河谷不断被加深,常常造成 V 字形河谷,称为峡谷。我国最大的峡谷是金沙江虎跳峡(图5-8)。虎跳峡长16km,江面宽30~60m,谷深3000多米,谷坡陡若壁立。北美举世闻名的科罗拉多大峡谷,全长350km,最大深度1740m,两岸刀削斧凿般的景象,就是由科罗拉多河侵蚀而成的(图5-9)。
图5-8 我国最大的峡谷——金沙江虎跳峡
(据《中国地貌图集》编辑组,1985)
图5-9 美国科罗拉多大峡谷
(据《世界大百科全书》)
上游河流在底蚀作用过程中,受岩性、构造等条件的影响,使谷底变得坎坷不平或呈阶梯状,在河床上形成急流和瀑布。
急流 河床坡降较大,岩性坚硬不平的河段,河水湍急者称为急流。虎跳峡峡谷内,江水在16km的水道中落差竟达200m,急流密布。我国黄河壶口至龙门河段是世界著名的急流瀑布区。
瀑布 河床坡降落差大,水流表现为明显的跌水现象,称为瀑布。我国贵州黄果树瀑布落差高达57m,巨瀑似布如帛,溅起的水珠闪银亮玉十分壮美,被专家公认为中国岩溶瀑布博物馆(图5-10)。北美尼亚加拉瀑布最大落差50.9m,其独特绚丽的风光而成为世界著名的旅游区(图5-11)。瀑布并不是永存的,瀑布的跌水会将瀑布底下的河床淘深、淘空,导致上部岩石崩落,于是瀑布向上游方向退移。在河流上游大多有跌水,那里的下蚀力最大。与瀑布后退一样,河谷因源头后退而向上游推进,这个过程称为河流向源侵蚀(溯源侵蚀)。河流通过向源侵蚀来增加其长度。当两条河流向同一个分水岭向源侵蚀时,向源侵蚀速度快的河流,会将侵蚀慢的河流的水夺走,这种现象称为河流袭夺(图5-12)。
图5-10 贵州黄果树瀑布
(据《世界大百科全书》)
图5-11 尼亚加拉瀑布
(据《世界大百科全书》)
图5-12 河流袭夺示意图
(据 R.Kittner)
图5-13 河流侵蚀基准面示意图
(据徐邦梁,1998)
河流底蚀作用并不是无止境的,当达到一定深度,即当河面趋近于注入水体的水面时,河水不再具有势能差,流动就趋向停止,因而河流的下蚀作用也就停止了。这个面就称为侵蚀基准面(图5-13)。海平面是所有入海河流的侵蚀基准面,称为最终侵蚀基准面;不直接入海的河流,以其所注入的水体表面,如湖水水面、主流的水面等为其侵蚀基准面,称为局部侵蚀基准面。
2.河流的侧蚀作用
河流在水平方向上不断地冲蚀河床河岸,使谷坡不断坍塌,这种加宽河谷的侵蚀作用,称为侧蚀作用(旁蚀作用)。
河流总是有弯曲的,河床中的流水在惯性离心力和地球自转产生的偏转力的双重影响下,水流不能完全顺河床的弯曲流动,而是产生横向环流流向凹岸,造成凹岸变陡后退,而在凸岸则发生堆积,形成边滩(图5-14)。
图5-14 河流的侧蚀与边滩的形成过程示意图
(据成都地质学院普通地质教研室,1978)
随着河谷的加宽,河床在河漫滩上自由摆动,形成一如蛇形的河流,称为曲流。河道随着曲流进一步地发展,迂A、摆动、曲率不断增加,致使两相邻河曲间逐渐靠近。当洪水冲来时,极易冲断,造成自然的截弯取直。被切断遗弃的河湾,由于泥沙淤塞封闭,形成牛轭湖,如图5-15中的尺八口牛轭湖。
图5-15 长江荆江段的河道变迁图
(据《中国自然地理》编委会,1980)
我国长江中游湖北、湖南交界一带的荆江段(图5-14),从藕池口至城陵矶之间的直线距离仅为87km,而曲流河道全长竟达240km。河道蜿蜒曲折,有九曲回肠之称。据史料记载,曾发生数十起截弯取直,最近的一次是1972年7月19日的沙滩子截弯取直。
流水动力作用
流水对地表岩石和土壤进行侵蚀,对地表松散物质和它侵蚀的物质以及水溶解的物质进行搬运,最后由于流水动能的减弱又使其搬运物质沉积下来,这些作用统称为流水作用。 中文名 流水作用 外文名 Flow operation 所属学科 地理学 分类 侵蚀作用、搬运作用和堆积作用 原因 地表流水作用力 释义地表流水流水作用TA说参考资料 释义 流水对地表岩石和土壤进行侵蚀,对地表松散物质和它侵蚀的物质以及水溶解的物质进行搬运,最后由于流水动能的减弱又使其搬运物质沉积下来,这些作用统称为流水作用。[1] 地表流水 地表流水主要来自大气降水,也有少量来源于融冰化雪水和地下水。大气降水落到地面在没有汇聚之前沿地面散流水作用的流水作用
流水作用一般可分为侵蚀作用、搬运作用和堆积作用。水流掀起地表物质、破坏地表形态的作用称为侵蚀作用,侵蚀作用还包括河水及其携带物质对地表的磨蚀作用,以及河水对岩石的溶蚀作用。在坡度较大的山地河流中,水流可推动很大的砾石向前移动,在这些砾石向前移动过程中,互相撞击并磨蚀河床底部。当河水流过可溶性岩石组成的河床时,河水将岩石溶解也是一种很强的侵蚀作用。河流侵蚀作用,按其方向可分为下切侵蚀和侧方侵蚀,下切侵蚀使河床加深,在下切过程中使河床向其源头后退称为溯源侵蚀(或向源侵蚀)。侧方侵蚀的结果是使河岸后退,河谷展宽。水流在流动中携带大量泥沙并推动河底砾石向前移动的作用,称为搬运作用。河底泥沙和砾石受流水冲力作用沿河床向前滚动或滑动,叫推移作用。河流对水底砂石的推动力与它的流速有关,流速越快,动力越大,推力越强,所以在山区河流当山洪暴发时能将巨大的石块推出山口。河底的砂粒,由于水流而产生的上下压力差,能使一定重量的泥沙颗粒跃起,并被水流带走,称为跃移。较细小的颗粒能悬浮在水中,并被水带走称为悬移。推移、跃移、悬移是流水搬运作用的最主要方式。当然被水溶解的物质,往往被搬运到更远的海洋中发生化学沉积,也是一种搬运作用。流水携带的泥沙,由于条件改变,如坡度变缓,流速变慢,水量减少和泥沙增多等,使流水搬运能力减弱而发生堆积,这种作用称为堆积作用。对一种河流来说,在正常情况下,其上游多以侵蚀为主,下游以堆积为主。但是河流的侵蚀、搬运和堆积三种作用是经常发生变化的。如果海平面下降,下游地段也可能转化为以侵蚀为主,如果河流水量减少,泥沙增多,在河流上游段也可能出现堆积作用为主。在同一河流段也可能会出现侵蚀、搬运和堆积同时进行的情况,流水将凹岸侵蚀下来的物质同时搬运到凸岸堆积,这就是三种作用在同一段河流中同时进行的情形。