第九章地面流水的地质作用

第七章地面流水地质作用1.地面流水的分类暂时性流水常年性流水片流(sheetflow)洪流(floodflow)河流(river)一、地面流水的分类和运动特点目前一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20231第二篇片流sheetflow是指沿斜坡无固定水道的面状水流，水层薄，速度慢，网状分布。洪流floodflow是指沿沟谷流动的水流，由片流汇集到沟谷中形成的，流速快，流量大，有固定水道。河流river是在重力作用下，集中于地表凹槽内的经常性或周期性的天然水道的通称,有稳定的水源和固定水道。目前二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20232第二篇地面流水的活力与负载:活力（a）:动能（a=1/2mv2,m流量，v流速）负载（l）：流水所需要克服的阻力总和a>l,侵蚀作用为主a=l,搬运作用为主a<l,沉积作用为主2.地面流水的运动特点目前三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20233第二篇地面流水的运动状态：根据水质点的运动轨迹分为层流、紊流、环流。层流：当水流平缓、河底无障碍物时，水质点的运动方向与流水一致。紊流：水质点的运动方向任意改变。环流：水质点绕流水方向作有规律的运动，分：单向环流和双向环流。目前四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20234第二篇目前五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20235第二篇二、片流的地质作用片流的地质作用主要表现为：侵蚀：对山坡上的松散物质及风化壳表层的面状机械侵蚀作用，称为洗刷作用（sheetwash）。片流也可冲蚀坡面，形成不规则的沟槽。搬运、沉积：片流可将冲刷、冲蚀产物搬运到坡脚沉积形成沉积物，称坡积物(diluvial)。坡积物分布于山坡下部,围绕坡麓披盖,形如衣裙状,称为坡积裙(talusfan)。影响洗刷作用的因素：降雨量、降雨强度、坡角、斜坡岩性，植被目前六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20236第二篇斜坡上的洗刷作用分带A:弱洗刷带，B:强洗刷带，C、D:堆积带目前七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20237第二篇洪流地质作用顺序：侵蚀－搬运－沉积。洪流的侵蚀作用：洪流以自身的动力及携带的泥沙、石块对沟谷的破坏作用，又称冲蚀作用。其产物为：洪流的冲蚀作用可以发育冲沟——洪流及其携带的泥沙的机械侵蚀作用很强，将地表切割出的线状沟谷，其横截面多为“V”字型。三、洪流的地质作用目前八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20238第二篇洪流的搬运作用：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：机械搬运作用为主、大小混杂等。目前九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/20239第二篇洪流的沉积作用：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（proluvialfan）。洪积扇中的沉积物称为洪积物（

proluvium

）目前十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202310第二篇目前十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202311第二篇目前十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202312第二篇冲积、洪积扇昆仑山柴达木盆地目前十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202313第二篇洪积扇目前十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202314第二篇洪积物特点：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。总体上分选性较差，具有一定的磨圆度。目前十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202315第二篇目前十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202316第二篇洪积物这就是洪积物。目前十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202317第二篇分选、磨圆都很差目前十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202318第二篇四、河流的地质作用目前十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202319第二篇河流的地质作用的一般过程河流的地质作用的一般过程：侵蚀作用(机械、化学)—搬运作用—沉积作用原始表面沉积运移洋盆新表面剥蚀目前二十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202320第二篇河流地质作用包括以下内容：1.河流的基本知识2.河流的下蚀作用3.河流的侧蚀作用4.河流的搬运作用5.河流的沉积作用目前二十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202321第二篇

河流是在重力作用下，集中于地表凹槽内的经常性或周期性的天然水道的通称。河流沿途接纳很多支流，形成复杂的干支流网络系统，这就是水系。多数河流以海洋为最后归宿，另一些河流注入内陆湖泊或沼泽，或消失于荒漠中，于是分别形成外流河和内陆河。1

河流的基本知识（1）河流、水系、分水岭和流域的概念目前二十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202322第二篇每一条河流和每一个水系都从一定的陆地面积上获得补给，这部分陆地面积便是河流和水系的流域，也就是河流和水系在地面的集水区。由两个相邻集水区之间的最高点连接成的不规则曲线，即为两条河流或两个水系的分水岭。对于任何河流或水系来说，分水岭之内的范围，就是它的流域。目前二十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202323第二篇目前二十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202324第二篇水系格式目前二十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202325第二篇被河水开凿、改造的线状谷地称为河谷。河谷两侧的斜坡称为谷坡。由谷坡所限定的平坦的部分称谷底。谷坡、谷底及河床统称为河谷要素。（2）河谷要素目前二十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202326第二篇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目前二十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202327第二篇每一条河流都有它的河源和河口。河源是河流的发源地，指最初具有地表水流形态的地方。河源以上可能是冰川、湖泊、沼泽或泉眼。河口是指河流与海洋、湖泊、沼泽或另一条河流的交汇处，经常有泥沙堆积，有时分汊现象显著，在入海、湖处形成三角洲。在河源与河口之间是河流的干流，一般可划分为上、中、下游三段。各段在水情和河谷地貌上各有特色。

（3）河流的分段目前二十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202328第二篇长江上游：虎跳峡长江中游：巫峡目前二十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202329第二篇长江中下游－武汉目前三十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202330第二篇长江口目前三十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202331第二篇Gia-mov-154674三角洲目前三十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202332第二篇河口地貌三角湾（三角港）目前三十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202333第二篇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。（4）水情要素目前三十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202334第二篇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。河流水位及其变化目前三十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202335第二篇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。河流水位及其变化目前三十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202336第二篇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。河流水位及其变化目前三十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202337第二篇2.河流的下蚀作用下蚀作用：河流以自身的动力及挟带的泥沙对河床底部产生破坏、使河谷加深、加长的作用。影响因素：纵坡降、水量、含沙量、河床岩性等。形成的地形：①在上游区或山区因下蚀作用河谷横截面多为“V”字型；②谷底在纵向上呈阶梯状；③

瀑布发育；④断头河。目前三十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202338第二篇目前三十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202339第二篇“V”型谷目前四十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202340第二篇河流的向源侵蚀及地形效应跌水（瀑布）目前四十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202341第二篇NiagaraFalls目前四十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202342第二篇黄河壶口瀑布目前四十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202343第二篇黄果树瀑布目前四十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202344第二篇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，使之流入自己的河流中，这种现象称为河流的袭夺，而被夺河流则成为无水的断头河。目前四十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202345第二篇目前四十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202346第二篇向源侵蚀与

河流袭夺目前四十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202347第二篇石鼓长江大拐弯与河流袭夺

怒江澜江沧金沙江目前四十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202348第二篇

——河流的侵蚀基准面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。目前四十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202349第二篇目前五十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202350第二篇

——河流的平衡剖面当河流侵蚀基准面位置稳定不变时，河流长期下蚀作用，使河床的纵坡降减小，陡坎及阶梯消失，这时河流的活力减到仅能克服其负载，下蚀作用与沉积作用达到动态平衡，此时河流的纵剖面称为平衡剖面。该剖面为一下凹的圆滑曲线，上游陡，下游平缓趋向于河流的侵蚀基准面。目前五十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202351第二篇长江河谷纵剖面图0500100020001500宜宾监利重庆宜昌汉口九江南京吴淞口黄草坪吉连卡目前五十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202352第二篇侧蚀作用(lateralerosion)：河水及其携带的碎屑物对河床两侧和河谷谷坡产生破坏,使河床弯曲、谷坡后退、河谷展宽的作用。侧蚀作用产生的地形及其演化趋势：侧蚀作用使两岸后退、谷底变宽。因凹岸后退、凸岸沉积前伸，河流不断弯曲形成河曲（meander)。河床两岸突出地形不断被削平，河谷越来越宽和平直，而河床越来越弯曲，形成蛇曲(freemeander)。当相邻两凹岸被一次大的洪水贯通后(河流的截弯取直(cut-off)现象)，废弃的河道形似牛轭称牛轭湖(ox-bowlake)。3.河流的侧蚀作用目前五十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202353第二篇目前五十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202354第二篇目前五十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202355第二篇目前五十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202356第二篇

侧蚀作用的发育过程

主流线顶流底流ADCB目前五十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202357第二篇侧蚀作用的过程及

河曲、蛇曲的形成水流方向目前五十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202358第二篇河曲蛇曲目前五十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202359第二篇蛇曲目前六十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202360第二篇亚马逊河下游的蛇曲目前六十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202361第二篇河流的裁弯取直与牛轭湖

目前六十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202362第二篇刚刚截弯取直的河曲目前六十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202363第二篇牛轭湖目前六十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202364第二篇长江荆江段的蛇曲石首监利目前六十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202365第二篇密西西比河中下游流域地貌

目前六十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202366第二篇上、中、下游的河谷剖面形态对称V不对称V宽＞深目前六十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202367第二篇从侧蚀作用看河流形态的演化规律任一条原本平直的河流，在其发育演化过程中，都会因各种原因而趋向于弯曲化。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。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。侧蚀作用的产物是不对称的河谷形态目前六十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202368第二篇搬运方式：机械搬运、化学搬运作用。化学搬运作用的特点：河水对可溶性物质和胶体物质的搬运称化学搬运或溶运作用。河水溶运能力主要取决于河水的性质及流经地的岩石性质。河水的机械搬运物主要是砾石、沙和泥，由于被搬运的碎屑物质颗粒大小不同，其搬运方式又有推移、跃移和悬浮三种方式。4.河流的搬运作用目前六十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202369第二篇推移式：河水对碎屑物产生推力，使其沿河床底部滚动或滑动。（使碎屑物颗粒长轴垂直水流方向，砾石最大扁平面倾向上游。）跃移式：沙粒在河水的推动力和紊流产生的上举力的共同作用下，沿河底跳跃向下游迁移。（形成沙波。）悬移式：颗粒的重力小于水流产生的上举力，颗粒在水中呈悬浮状态搬运。(1)河流机械搬运作用的三种方式:目前七十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202370第二篇河流机械搬运物的运动方式示意图悬移式跳跃式推移式椭圆状棱角状目前七十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202371第二篇冲积物中砾石扁平面定向排列目前七十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202372第二篇沙波的形成过程及特点目前七十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202373第二篇分选：河流流速的变化，造成搬运物按粒径大小、密度不同彼此分离的现象，称分选或机械分异作用。磨圆：搬运物在搬运过程中发生碰撞，棱角状的颗粒趋于圆化的作用，称磨圆作用。碎屑物被磨圆的程度，称为磨圆度。(2)河流搬运的分选和磨圆：目前七十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202374第二篇河流机械沉积分异作用示意图砾粗沙中沙细沙粉沙琥珀1石墨2石英3磁铁矿5金18按大小按密度目前七十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202375第二篇分选与磨圆目前七十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202376第二篇（3）河流的搬运力和搬运量：河流机械搬运的能力：搬运最大碎屑颗粒的能力。与流速，流量有关根据爱里定律：R∝V2(R为颗粒粒径，V为流速)

G∝V6(G为颗粒重量，V为流速)河流的搬运量：河流搬运的泥沙的多少。除了与搬运力有关，还与地表岩性、片流洪流的发育程度、碎屑物的供给量有关。目前七十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202377第二篇（1）河流的沉积作用：被搬运的物质在水流的动能减小或物理化学条件发生变化时,在新的环境中堆积下来的过程。（2）河流的沉积作用的特点：

以机械沉积为主,一般不发生化学沉积。机械沉积服从于机械沉积分异规律:一般情况下,河流的流速从上游到下游呈规律性递减,其搬运能力逐渐减弱,因而出现从上游到下游从大颗粒、比重大的颗粒逐渐发展到小颗粒、轻颗粒依次沉积的规律。5.河流的沉积作用目前七十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202378第二篇（3）河流沉积物称为冲积物：具有较好的分选性和磨圆度,且搬运距离愈远其碎屑物的分选性和磨圆度愈好；冲积物中砾石扁平面常呈叠瓦状排列，并向上游倾斜；沙质碎屑常具有斜层理，粉沙质及泥质常具有水平层理；目前七十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202379第二篇长江现代河漫滩沉积的水平层理目前八十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202380第二篇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目前八十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202381第二篇顶底斜层理—指示岩层倒转目前八十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202382第二篇顺直河流沉积：沉积原因及沉积地形：受横向环流状况控制，平水期表流向中央集中，底流向两侧散射，使侵蚀作用主要发生在河床中央，在河床两侧发生堆积，形成滨河沙坝（或浅滩）。洪水期,表流从中央向两侧流动，底流从两岸向中央汇聚,碎屑物堆积在河床中央,形成心滩。心滩不断增长,其露出水面时称为江心洲。沉积物特点：底部一般颗粒较粗，具有一定的分选性，其长轴多呈与河流流向垂直的方向分布，最大扁平面向上游倾斜，呈叠瓦状排列。上部往往较细，以细沙、粉沙和粘土为主。（4）河谷中的沉积作用及其特点目前八十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202383第二篇顺直河道平水期

和洪水期的横向环流平水期洪水期目前八十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202384第二篇心滩目前八十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202385第二篇沉积过程：弯曲河流中较粗的沙砾在靠凸岸一侧的河床中沉积，并随凸岸的迁移而扩展，称为边滩沉积，其高度与平水期水位相当;在洪水期溢出河床的浑浊河水进入边滩，并在其上沉积较细粒物质,称为河漫滩沉积。河流冲积物的二元结构:河漫滩的冲积物,下部为边滩沉积,以沙砾等粗碎屑为主,常具斜层理,上部为河漫滩沉积,以粉沙泥质为主,常具水平层理。曲流河沉积:目前八十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202386第二篇边滩及河漫滩边滩目前八十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202387第二篇冲积物的二元结构及形成过程目前八十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202388第二篇冲积物的二元结构目前八十九页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202389第二篇

辫状河道是因河床中有沙洲存在，使主河道分为若干叉道的河段。沙洲常随水位的变化时而出露水面，时而被淹没，其迎水面易受侵蚀。沙洲冲积物的下部为流水难以带走的粗碎屑，上部为洪水期沉积的细碎屑。

此外，上游辫状河道上的沙洲，因易被冲刷和移动，组成它的冲积物多为砾石等粗碎屑；发育于下游的沙洲冲积物多由粉砂等细碎屑物构成，并组成河床宽、叉道多、沙洲较多的游荡型河道。辫状河道沉积：目前九十页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202390第二篇泛滥平原分布于河流下游，洪水期因侧蚀加强，易冲溃河岸而使河水溢流。在决口处形成由岸或天然堤向外的扇形堆积称为决口扇（floodfan)。决口扇冲积物主要由河床沙组成，具有水平或小型交错层理，并由岸向外逐渐变薄。

溢流至洼地可形成泛滥盆地；河流的多次溢流或改造，可形成宽广的泛滥平原，其冲积物主要由细沙、粉砂和粘土组成，发育小型波痕、水平层理等。低洼的泛滥平原可发展成为沼泽，并形成泥炭沉积。泛滥平原沉积:目前九十一页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202391第二篇三角洲（delta)：河流入湖或入海处称河口区，河水进入静止的水体，因顶托作用，流速迅速降低，在水流两侧形成侧向堤岸，并伸向静止水体中，河道反复移动形成一扇状地形，称三角洲。（5）河口区的沉积作用目前九十二页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202392第二篇三角洲的形成目前九十三页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202393第二篇密西西比河的三角洲平原目前九十四页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202394第二篇黄河三角洲的变化目前九十五页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202395第二篇三角洲沉积层理的发育过程顶积层前积层底积层目前九十六页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202396第二篇顶积层（topsetbed)：分水上与水下两部分，以网叉状河流行成的边滩、漫滩、心滩等沉积。以河床冲积沙和粉沙为主，常具水平层理。前积层(foresetbed)：三角洲的主体，为水下斜坡堆积，以粉沙、粉砂质粘土为主，夹透镜状沙体，多具斜层理，含海洋生物。因空隙高是良好的储油层。底积层(bottomsetbed)：为波浪带入较深海区的细小的粉沙、粘土质沉积，以水平层理为主，富含大量有机质。是良好的生油层。因三角洲不断向海推进，沉积物的粒度由下至上，由细变粗，呈反韵律。目前九十七页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202397第二篇三角洲的结构目前九十八页\总数一百一十一页\编于六点5/25/202398第二篇(1)地壳稳定时期

早期以下蚀作用为主，晚期以侧蚀作用为主，河谷不断展宽，发育河漫滩。河流及各种地质作用对地表改造的总趋势是把原来地表高差较大的形态削低，同时又把破坏下来的物质搬运到地表低洼处进行堆积，以减少地表的高差，最后使整个地区变得比较平坦，形成准平原。地形上表现为分水岭已支离破碎，流域内广泛分布着蛇曲河、牛轭湖和泛滥平原等