第三章流水地貌

1、 地表流水的类型：地表流水的类型： 常年河流常年河流 经常性水流经常性水流 河谷流水河谷流水 线状流水线状流水 季节河流季节河流（槽床流水）（槽床流水） 暂时性水流暂时性水流 沟谷流水沟谷流水 面状流水面状流水 坡面径流坡面径流第一节 流水作用一、地表水流的动力特征一、地表水流的动力特征 （一）流水的能量（一）流水的能量 流水的动能：流水的动能：E = MV2/2，主要消耗于克，主要消耗于克服与床面、水分子之间的摩擦，搬运泥沙。服与床面、水分子之间的摩擦，搬运泥沙。 （二）流态（二）流态 1、流水中水质点的运动、流水中水质点的运动 层流层流 紊流紊流 层流（层流（lamellar flow):

2、水水质点在运动过程中保持平质点在运动过程中保持平行。低速，仅见于平滑地行。低速，仅见于平滑地面薄层水流。面薄层水流。 紊流（紊流（turbulent flow)：水质点在运动过程中彼此水质点在运动过程中彼此的相对位置随时改变保持的相对位置随时改变保持平行平行。层流向紊流的转变 层流水是否失去其稳定性取决于水体的惯性力和粘滞力的对比关系 Re = V2d2 / Vd = V d/ V:流速（流速（cm/s) ; : 流体粘滞系数（流体粘滞系数（g/cms, 泊，流水约为泊，流水约为0.01泊）泊） ：流体密度（：流体密度（g/cm3） d: 某一长度（管径）某一长度（管径） 2、旋涡流、旋涡流

3、垂直轴旋涡流垂直轴旋涡流 河岸凸出对河床水流河岸凸出对河床水流的干扰，旋转轴垂直的干扰，旋转轴垂直于河面于河面 水平轴旋涡流水平轴旋涡流 河床底部凸出对水流河床底部凸出对水流的干扰的干扰 3、环流、环流 单向环流（单向环流（single circular current)： 水质点运动轨迹在过水断面上水质点运动轨迹在过水断面上的投影为单向的环。见于水流的投影为单向的环。见于水流弯道处，是不同水深流速不同弯道处，是不同水深流速不同惯性离心力作用大小不同的结惯性离心力作用大小不同的结果果 F=MV2/R 横比降：横比降：JF = v2/gr双向环流（双向环流（double circular cur

4、rent)水质点运动轨迹在过水断水质点运动轨迹在过水断面上的投影为两个环。面上的投影为两个环。是河水较深的平直河段是河水较深的平直河段因水位涨落或过水断面因水位涨落或过水断面面积改变（河心上凸或面积改变（河心上凸或下凹）引起的下凹）引起的 4. 急流和缓流急流和缓流 弗洛德常数弗洛德常数Fr = V/ gh Fr1 急流；急流； Fr1 缓流缓流 二、流水作用二、流水作用 1、侵蚀作用、侵蚀作用 1）侵蚀机制）侵蚀机制 流水的机械冲刷流水的机械冲刷 水中泥沙对床面的碰撞磨蚀水中泥沙对床面的碰撞磨蚀 水对易溶矿物的溶解水对易溶矿物的溶解 2）动力条件）动力条件 垂直方向的侵蚀力垂直方向的侵蚀力

5、F1 = K1 R 2 （V 1-V 2） 2 F1：颗粒上下流速差产生的上举力。颗粒上下流速差产生的上举力。 F2 F4 1.61.66.46.4 F2 由紊流产生的上举力由紊流产生的上举力抗蚀力抗蚀力 G G当当F1 + F2 G 时，颗粒离开床面发生侵蚀时，颗粒离开床面发生侵蚀 2）动力条件）动力条件 近水平方向的侵蚀力近水平方向的侵蚀力 F3 = G sin (颗粒重力的下坡分力）颗粒重力的下坡分力） F4 = CR2V 2（流水对颗粒的冲击力）（流水对颗粒的冲击力） 抗侵蚀力抗侵蚀力 F5 = f f（G F1 F2）cos 当当 F3 + F4 F5时，颗粒离开原地，发生侵蚀。时，

6、颗粒离开原地，发生侵蚀。 3）作用形式）作用形式 下蚀下蚀 侧蚀侧蚀 2、搬运作用、搬运作用 搬运取决于挟沙力和实际挟沙量的对比搬运取决于挟沙力和实际挟沙量的对比 挟沙力挟沙力/挟沙量挟沙量=1，不冲不淤，不冲不淤 挟沙力挟沙力/挟沙量挟沙量1，发生侵蚀，发生侵蚀 搬运形式：搬运形式： 推移推移 悬移悬移 跃移跃移 3、堆积作用、堆积作用 搬运能力的减弱，搬运能力的减弱，导致泥沙堆积导致泥沙堆积 原因：原因： 1）挟沙力减弱；）挟沙力减弱； 2）泥沙来源增多。）泥沙来源增多。 堆积方式：堆积方式： 沿程堆积沿程堆积 溯源堆积溯源堆积溯源侵蚀溯源侵蚀 一、河谷的基本形态河谷的基本形态第二节第二节

7、 河床地貌河床地貌 类型类型 1）峡谷）峡谷 横剖面呈横剖面呈V形，谷底即为河床，两坡陡峭，形，谷底即为河床，两坡陡峭， 河床纵比降很大，水流湍急。河床纵比降很大，水流湍急。 平面形态较顺直。平面形态较顺直。 嶂谷嶂谷 隘谷隘谷金沙江虎跳峡长江三峡西陵峡 2）河漫滩谷 横剖面呈箱型，谷底大部分为河漫滩。 谷底宽度与河流流量、河岸抗蚀强度和河床总比降有关。 湿润区谷坡后退迅速。 干旱区谷坡相对稳定 3）成型河谷 河漫滩谷的进一步发展。 河流下蚀，河漫滩转化为阶地。通天河 二、河床纵剖面二、河床纵剖面 从河源到河口，沿河床横剖面上最低点的连线。从河源到河口，沿河床横剖面上最低点的连线。 在山区或河

8、流的上游，纵比降较大；河流的下在山区或河流的上游，纵比降较大；河流的下游或平原区比降较小。游或平原区比降较小。纵剖面的塑造：纵剖面的塑造：1、侵蚀基准面、侵蚀基准面(BASE LEVEL OF EROSION)终极终极BLE: 海平面海平面地方地方BLE:流域中的湖泊、河床上的岩槛、主流相对于支流域中的湖泊、河床上的岩槛、主流相对于支流等。流等。2、溯源侵蚀(headward erosion) 3、河床均衡纵剖面(equilibrium profile of riverbed) 三、河床上的地形 1、深槽与浅滩 顺直微弯型河床 边滩 心滩（江心洲） 沙埂 深槽第二节 河床地貌2. 沙波 第二节

9、 河床地貌 沙波: 脊线与水流方向垂直，脊线出现弯曲是因为水流速度和水流方向的空间变化造成。 顺行沙波 逆行沙波 沙波演化 河床沉积层理第二节 河床地貌3. 壶穴与岩槛： 山区河流具有急流和涡流，涡流及其所携带的沙和砾石旋磨河床底部的岩石，形成壶穴。 基岩河床中较坚硬岩石横亘于河床形成的陡坎形成岩槛。三峡河床底部 三、河床形态类型及地貌 （一）山地河床地貌 主要地貌形态： 跌水和瀑布 岩槛和壶穴 河床浅滩： 按照物质组成分为：石质浅滩和砾质浅滩 成因 ：岩槛；崩落物；扇形地 河床形态 1、顺直微弯型河床（二）平原河床地貌 2、弯曲型 河床的弯曲度大于1.2为弯曲型河床 弯曲河床的形成和发展 弯

10、曲河床的类型 自由曲流牛轭湖 深切曲流离堆山 3、分叉型 按其稳定程度分为两类： 1）稳定型 河流分汊的原因 双向环流的作用 河床地形的影响 主支流会合口 边滩或沙嘴被水流切穿 江心洲 的发育 三个阶段： 水下浅滩的形成 环流的强化，心滩的增长和移动 洪水的加积，枯水期出露水面，形成江心洲江心洲 (2) 游荡型游荡型 特点：特点： 河身宽、浅顺直河身宽、浅顺直 河流的含沙量和输沙量大河流的含沙量和输沙量大 心滩众多，变化迅速心滩众多，变化迅速 河汊密布，辫状水流河汊密布，辫状水流第三节第三节 河漫滩地貌河漫滩地貌一、河漫滩的形成和发展一、河漫滩的形成和发展从从V形谷开始，横向环流的作用使河流摆

11、形谷开始，横向环流的作用使河流摆荡，拓宽河谷。在平水期出露水面，形荡，拓宽河谷。在平水期出露水面，形成河漫滩成河漫滩。 黄石公园黄石公园 二元结构：二元结构： 下部为粗粒的河床相物质，沙砾层下部为粗粒的河床相物质，沙砾层 上部为细粒的河漫滩相物质，亚沙上部为细粒的河漫滩相物质，亚沙土和亚粘土。为洪水期沉积。土和亚粘土。为洪水期沉积。二、二、 三、河漫滩上的次一级地貌三、河漫滩上的次一级地貌 滨河床沙坝滨河床沙坝: 特大洪水堆积而成的沿河岸延伸的堤坝特大洪水堆积而成的沿河岸延伸的堤坝 三、河漫滩上的次一级地貌三、河漫滩上的次一级地貌 迂回扇：由滨河床沙坝按照由新到老的次迂回扇：由滨河床沙坝按照由

12、新到老的次序排列组合而成的扇状地形序排列组合而成的扇状地形. 特征特征: 向上游方向辐散向上游方向辐散 三、河漫滩上的次一级地貌三、河漫滩上的次一级地貌 天然堤天然堤:地上河（悬河）地上河（悬河）决口扇决口扇 四、河漫滩的类型四、河漫滩的类型 1）河曲型：）河曲型：河曲发达，河漫滩上旧河道河曲发达，河漫滩上旧河道密布，牛轭湖众多，迂回扇发育。一般密布，牛轭湖众多，迂回扇发育。一般分布在平原区河流的下游。分布在平原区河流的下游。 2）分汊型（江心洲型）：）分汊型（江心洲型）：心滩逐渐发展心滩逐渐发展壮大，出露水面。江心洲周边形成沙坝。壮大，出露水面。江心洲周边形成沙坝。 3）堰堤式：天然堤，泛滥

13、平原，湖沼洼）堰堤式：天然堤，泛滥平原，湖沼洼地。决口扇。地。决口扇。 冲积平原：旧河道纵横交错，沉积物有冲积平原：旧河道纵横交错，沉积物有明显的二元结构特征。明显的二元结构特征。 一、阶地要素 阶地面 阶地陡坎 阶地前缘 阶地后缘 阶地高度 阶地宽度 阶地级数第四节第四节 河流阶地河流阶地 二、阶地的成因 先决条件： 宽广的河漫滩， 强烈的下蚀能力。 动力过程： 河流从侧蚀转向下蚀的过程。第三章 流水地貌第四节 河流阶地 导致下蚀作用加强的原因： 1、构造运动 全流域上升，普遍形成阶地，具有连续性。 局部上升，阶地逐渐向上游和下游尖灭。 多级阶地说明构造运动的间歇性。 三峡：万洲姊归 2、气

14、候变化 1）干湿变化： 气候变干：水量减少，植被稀疏，河水含沙量增多，河床淤高，可将原有阶地埋藏。 气候变湿：水量增加，泥沙变少，河流下蚀强烈，形成阶地。 气候阶地 2）冷暖变化 冰期：来自冰川的碎屑物质在上游堆积； 海面下降导致下游侵蚀形成阶地。 间冰期：上游植物增多，侵蚀形成阶地； 下游海面升高，堆积形成埋藏阶地。 3、侵蚀基准面变化 陆动型变化： 水动型变化裂点上游总比裂点下游少一级阶地 三、阶地的类型 根据阶地的物质结构和形成过程，分为： 1、侵蚀阶地：基岩构成，形成于构造的迅速上升，时代古老。 2、基座阶地：上部为松散的河流相沉积物，下部为基岩。后期的河流下切深度超过原来的松散沉积物，切入基岩而形成。3、堆积阶地：依据阶地间的接触关系和下蚀深度分为三种：1）内叠阶地：阶地的组成物质套在老阶地组成物质的内部，即后期的下蚀恰好切穿老沉积物，但没有切入基岩。 2）上叠阶地：阶地的组成物质叠置在老阶地的组成物质的上部，即后期的下切没有切穿