地面流水侵蚀作用课件

地面流水地质作用•地球生物学系0.水圈概况地球表面3/4的面积被海洋、冰层、湖泊、沼泽及江河覆盖。大陆表层岩石和土壤的空隙中也充填有大量地下水。大气对流层中漂浮着大量的水气和雨、雪微粒。这些水体共同构成一个连续而不规则的圈层，称为水圈。水圈的质量约有1.44×1018t，是地球总质量的近1/4000。水圈概况地球表层水的分布海洋水陆地水未利用水利用水陆地水陆地水包括冰川和洋盖，地面流水，湖水，沼泽水，地下水，土壤水和生物水等形式。蒸发7000040000降水110000水蒸气13000浅层地下水湖泊123000降水390000蒸发430000河流1200040000冰川地球表层的水量平衡通过水分的循环，地球上的各种水体得以相互沟通、转换，水也得到更新，从而使地球上的水处在动态平衡之中，这一现象称为水量平衡。全球每年水分的总蒸发量和总降水量均为500000km3。水量平衡的三点特征全球海洋的总蒸发量为430000km3，总降水量为390000km3。蒸发量比降水量多支出的40000km3水以水蒸汽形式输送到大陆上空。陆地上的降水量比蒸发量多40000km3，其中有一部分渗入地下补给地下水，一部分暂存于湖泊中，一部分被植物吸收，多余部分最后以河川径流形式回归海洋，从而完成海陆之间的水量平衡片流、洪流与河流的关系河流片流片流洪流洪流原始表面沉积搬运洋盆新表面剥蚀流水地质作用全过程§1暂时性流水地质作用暂时性流水分为斜坡上的片流和山区常见的洪流两种。片流：降雨后沿斜坡发生的斜坡面状流水。规模受地形和岩土类型的影响；常将改造为劣地，在坡麓堆积形成坡积物。洪流：地势陡峻的山区，常由多股片流汇聚形成。洪流造成沟谷系统；堆积洪积物和洪积扇地形。洪流：多股片流汇聚成洪流。洪流多发育在山区，坡度大、下蚀能力强，故冲沟多为“V”字型。洪流的侵蚀作用：洪流以自身的动力及携带的泥沙、石块对沟谷的冲蚀和磨蚀作用。洪流的搬运作用：洪流以自身的动力将堆积物及侵蚀产物搬离原地的作用。其特点为：以机械搬运作用为主、大小混杂，但略具层理。洪流的地质作用洪积扇：当洪水出沟口后，因地形开阔，水流分散，流速迅速下降，洪流的活力急剧降低，所挟带的碎屑物迅速堆积下来组成扇状的沉积地形，称为洪积扇。其沉积物称为洪积物。洪流的沉积作用洪积扇洪积物属快速堆积物，故大小混杂，分选性较差，但因搬运过程中颗粒间互相碰撞和磨擦，使其有一定的磨圆度。洪积物的分带特点：在沟口扇顶部位，沉积物厚度大，颗粒粗，通常由砾和沙组成。在扇边缘处，沉积物厚度小，颗粒细，多由泥、沙组成。从扇顶到扇边缘，粒径呈现出由大到小带状分布的特点。河流地质作用的要点河流既是地质作用的营力，也是地质作用的产物河流的横剖面与侧方侵蚀河流的理想纵剖面与侵蚀基准面河流的下蚀作用，溯源侵蚀与河流袭夺裁弯取直与牛轭湖阶地与冲积物的二元结构河流回春与深切河曲河流的三角洲与三角港水系与流域分水岭干流河谷

细沟切沟冲沟坳谷 树枝状 羽毛状 同心或放射状

洪积物透镜体汇集搬运散流沟谷类型与水系格式水系格式三角洲河口地貌三角湾（三角港）河流通过它的流水活动，可以影响和改变地理环境以及人类活动。为了认识河流的特征，需要了解几个有关水情的基本概念。水情要素水位是指河流中某一绝对基准面或测站基准面上的水面高程，受到气候变化、海平面升降、人类活动和新构造运动的影响。基准面是量算高程的起点（零点）。绝对基准面是以某一河口的平均海平面为零点的基准面。中国规定统一采用青岛平均海平面为绝对基准面。河流水位及其变化河流的水位达到某一高度，使沿岸城市、村庄、建筑物、农田等受到威胁的水位称为洪水位。洪水则是指短时间大量降水在河槽内形成的特大径流。河流水位及其变化根据一年内河流水位和水情的变化，还可以划分出不同的水情特征期：河流处于高水位时期称为汛期：河流处于低水位的时期称为枯水期；河流处于中常水位的时期称为平水期；河流封冻的时期称冰冻期。河流水位及其变化§3河流地质作用概述河流既是一种地表常见的地质产物，又是一种极其有效的地质营力。这使河流地质作用成为外动力地质作用中最为活跃的类型。河流在其地质作用的过程中，不断地侵蚀、改造着地表形态，塑造出各种典型的河流地貌，如瀑布和阶地等；同时发育了相应的沉积产物——具有二元结构的冲积物。河水的运动状态·流量了解河水的运动状态要了解河流的流量，河水动能，水流运动的方式等有关概念。流量等于河床截面积·流速河流的动能是河流作用的水力能量。其计算公式为河水的动能层流河水的运动方式紊流环流

主流线顶流底流ADCBBACD§4河流的机械侵蚀作用河流的机械侵蚀作用按其发展的方向分为两个类型，一种称下蚀作用，主要是河流对河床底部的侵蚀破坏；另一种称侧蚀作用，是河流对河岸两侧的侵蚀破坏过程。河流的下蚀作用下蚀作用侵蚀河床底部，使河床加长和加深。下蚀作用受到如下因素的影响： 强度因素—河流纵坡降、水量、河床岩性、流速及含沙量 过程与产物—V形谷；瀑布与向源侵蚀；河流袭夺与断头河

——河流的侵蚀基准面与平衡剖面跌水（瀑布）河流的向源侵蚀河流袭夺与断头河当两条河流毗邻发展时，如果其中一条的溯源侵蚀能力更强，就会逐渐向另一条河流靠近，最后截断后者的水源，而使之成为无水的断头河。

——河流的侵蚀基准面河流的下蚀作用是依靠河水的动能进行的；河水的动能则是由其所具有的势能转换而来。因此可以认为：地形决定河水的下蚀能力。当河水面趋于某一平面高程而停止流动时，其下蚀作用也随之终止，这一平面即河流的侵蚀基准面。基准面分局部和永久性两种，海平面是一切入海河流的永久性侵蚀基准面。基准面可以因气候和构造运动而改变。侵蚀基准面与河口三角洲

——河流的平衡剖面河流的下蚀作用不断地向两个方向（顺向和溯源）加长着河道，同时也不断对河床底部进行着改造。当其在长期演化过程中逐渐趋于平衡状态时，河床的纵剖面将会形成一条上陡下缓、整体下凹的光滑曲线，称具有这种曲线的河流纵剖面为其平衡剖面。长江河谷纵剖面图0500100020001500宜宾监利重庆宜昌汉口九江南京吴淞口黄草坪吉连卡上游河谷窄、比降和流速大、水量小、侵蚀强烈、纵剖面呈阶梯状并多急滩和瀑布的河段。中游河谷比降已经和缓，河床位置比较稳定，侵蚀和堆积作用大致保持平衡，纵剖面往往成平滑下凹曲线。下游河谷宽广、河道弯曲，河水流速小而流量大，淤积作用显著，到处可见沙滩和沙洲。上、中、下游的河谷整体形态河流的形态特征冲积平原后部沼泽牛轭湖冲蚀（凹）岸点坝（冲积凸岸）冲积堤叉型支流河流的侧蚀作用侧蚀作用—侵蚀河床两侧使之弯曲，河谷加宽，谷坡后退的作用

——蛇曲的发展与裁弯取直作用

侧蚀作用的发育过程

主流线顶流底流ADCB裁弯取直牛轭湖裁弯取直与牛轭湖密西西比河中下游流域地貌从侧蚀作用看河流形态的演化规律任一原本平直的河流，在其发育演化过程中，都会因各种原因而趋向于弯曲化地球自转的科里奥利力是使南北向河流产生侧蚀作用的永久驱动力。侧蚀作用产物是不对称的河谷形态弯曲的河道会因为自然的洪水过程或加强的下蚀作用而裁弯取直。河流因此而处于永远的曲－直变化之中。河床河谷谷底谷肩谷坡阶地坡麓河漫滩河漫滩平水位洪水位河谷横剖面形态上、中、下游的河谷剖面形态上游：顺直阶梯状河道，V字形河谷，水浅流急，冲蚀与搬运作用强烈中游：曲流河道，不对称V形谷，主流线偏向凹岸，地质作用类型最为丰富下游：主流线经常变动的自由河曲(蛇曲)，宽度>深度的宽谷，冲积作用强烈(冲积平原)机械搬运的方式 推移—水力>床底磨擦，推移质沿床底滚或滑动； 跃移—上举力>颗粒重力，离开床底跃迁；不对称沙波痕 悬移—上举力>细粒重力， 在静水中沉降3660m：细砂-10天；土-100年搬运能力（=搬运最大颗粒的能力）粒径∝流速平方；重量∝流速6次方（64倍）；水力∝流量§5河流的机械搬运作用Earthmatter-river冲积物的机械分选与磨圆 分选——从粒度，比重和形态三方面进行：（粒度大小）：巨砾—砾石（鹅卵石）—砂—粉砂—粘土（矿物比重）：金—黄铁矿—铬铁矿—石英—石墨—琥珀（搬运物形态）：等轴粒状—条状—板状 磨圆（普遍适用）：圆——次圆——次棱——棱角状当河流的搬运作用因水动能的减弱而趋于停滞时，河流即开始其沉积过程。由于冲积物的粒度有大小，比重和形态不一，河流的负载能力也不相同。所以河流在不同河段都可能发生机械沉积作用。因为河水的动能从上游到下游是逐渐减弱的，故这种机械沉积也有着对应的分选性，从上游到下游依次由巨砾直至粉砂、淤泥。冲积物最主要的结构特征是二元结构。§6河流的机械沉积作用冲积物的二元结构及形成过程冲积物的二元结构可以河漫滩沉积为代表说明：平水期时，首先在河床底部堆积了粗粒的砂－砾石冲积层，并顺河底地形而向河床中部倾斜。在汛期时，洪水漫溢到边滩处，因水浅和流速低缓，水动能微弱，故只能水平沉积粉砂到泥质的颗粒物。两者结合，形成下部具斜层理和上部具水平层理的二元结构。冲积物的主要特征①砾石成分复杂,往往具叠瓦状排列。②碎屑物质的分选性较好，碎屑颗粒的磨圆度较高。③冲积物层理发育，类型丰富，层理一般倾向河流下游④冲积物常呈透镜状或豆荚状，少数呈板片状。⑤冲积物往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为

河漫滩沉积。由于水动力方向的经常变化，冲积物在逐层堆积时会形成河流的交错层理。据此可以判断岩层是否发生过倒转：上部撒开，下部收敛者为正常层序。河流交错层理的发育过程交错层理形成示意图三角洲沉积层理的发育过程三角洲沉积是河流入海时，因海水顶托，河水搬运能力终止而发育的沉积物。顶部和底部具水平层理，中部具斜层理。分别称顶积层，底积层和前积层。顶积层前积层底积层三角洲沉积层理的发育过程

河流阶地—地壳运动与气候影响下的河流侵蚀-沉积产物，分为堆积阶地：阶坡与阶面都是冲积物基座阶地：阶坡是基岩，阶面为冲积物侵蚀阶地：阶坡和阶面都是基岩 河流阶地ⅢⅡⅠ阶地形成与河谷横剖面演化高程时间地壳上升导致河曲下切，形成深切河曲SanJuanriver,Utah,USA河流演化与地貌循环幼年期 青年期 壮年期 老年期Davis的地貌循环理论河流发育的阶段划分急剧上升的幼年期：地形整体抬升，相对高差远小于绝对高差 下蚀强烈的