地貌学课件：沟谷水流及其形成的地貌

沟谷水流及其形成的地貌一、沟谷的发育

水量变化大，含沙量大，泥沙粒径大小不一。

1、沟谷水流的特点2、沟谷发育的三个阶段及其特点地表径流顺坡面流动，水量不断增加，形成线状流水。随着流量增加、流速增大，侵蚀能力增强，由下蚀、侧蚀和溯源侵蚀作用，形成形态各异的沟谷。沟谷由小变大，表现为沟谷向长、深、宽及其横断面和纵断面形态的变化。因此，根据沟谷发育阶段和形态，可将沟谷发育阶段划分为：坳沟切沟冲沟

切沟的宽、深均可达1～2米；横断面呈V形，沟缘较明显；纵剖面与坡面一致，沟床多陡坎和跌水。

1、切沟

2、冲沟（1）冲沟的形态冲沟的沟头有陡坎、跌水，横剖面呈宽展V形，冲沟纵剖面与沟身所在坡面不一致，沟底纵剖面呈凹弧曲线。

切沟进一步下切加深，沟壁经常崩塌，沟槽不断加宽，形成冲沟。冲沟的规模要比切沟大得多。长度可达数公里至数十公里，深度达数米至数十米不等。谷坡陡峭成小峡谷状，纵向谷底十分陡急，常有跌水和瓯穴。冲沟的沟头迅速向源头推进和扩大时往往成为集水盆。由许多冲沟及沟间地组成的支离破碎的地貌称为劣地。（2）冲沟的形成发育3、坳沟（1)坳沟的形态坳沟的沟缘不明显，沟底纵剖面坡度相当平缓，沟床上有沉积物，形成宽浅的干谷

当冲沟进一步发展，沟坡崩塌后退，沟谷进一步扩宽，沟底也有较厚层堆积物，形成宽而浅的谷地，称为坳谷，又叫干谷。坳谷的横剖面为浅而宽的U形，沟缘呈浑圆状。坳谷易集水，常开垦为耕地。如南方丘陵地区中的“坑田”就是在这种坳沟基础上开辟出来的水田。冲沟发展的另一个方向是沟床进一步下切，当下切到潜水面（地下水面）以下并得到地下水的补给时，冲沟就演变成为小河谷。（2）坳沟的形成发育图10切沟、冲沟和坳沟的纵剖面二、沟谷水流形成的地貌组合（一）沟谷流域地貌组合1、集水盆：2、沟谷主干：3、洪积扇：沟谷上游的小型盆状集水洼地，常有小型侵蚀沟谷发育。集水盆地水、沙的通路，常有跌水发育。沟谷洪水出山口后，所携带的物质大量堆积形成以沟口为顶点的半圆形扇状堆积体。

（二）洪积扇1、洪积扇的形成

干旱地区偶尔的降雨或冰雪融水也可形成山洪。2012年7月14日12时左右，吐鲁番市煤窑沟突发洪水，洪水最大流量达到150立方／秒，洪水形成了约100米宽的河道，最深处深近2米，水流湍急。洪水冲毁煤窑沟中游吐哈油田生产道路100多米，将正在过路的双排座货车卷入洪水，9人溺水身亡。

由于沟谷暴流出山后，坡度骤减，流速降低，加上暴流出山后水流分散成放射状，单宽流量减小，促使暴流搬运能力大大削弱，因而在沟口处堆积大量泥沙和砾石，形似扇状的地貌。在干旱与半干旱地区，山区大量冰雪融水或暴雨，形成的暴流流量很大，加上干旱气候条件下山地物理风化作用强烈，地表植被稀少，暴流的输沙量大为增加。因此，出山口处形成规模很大的洪积扇，其面积数十平方公里至数百平方公里不等。洪积扇上的水系洪积扇上的扇形水流西藏洪积扇地形天山北麓的洪积扇新疆洪积扇祁连山洪积扇洪积扇上的绿洲2、洪积扇的形态洪积扇表面坡度较小，上部一般为6°～8°，至边缘部分只有1°～2°，形态比较扁平，扇顶与边缘高差可达数百米。在山前地区几个相邻的洪积扇连接后，可能联成整片的扇形地平原，即山前（足）平原。因其有较大倾斜度，故又称山前倾斜平原。它在我国天山南、北麓，昆仑山和祁连山的北麓都非常发育。3、洪积扇的沉积特征扇形地的组成物质分布很有规律，自扇顶到边缘可分三个岩相带：①扇顶相，又称内部相、粗粒相，是粗略平行的透镜状层理的巨砾、砾石层，空隙中有砂、粘土混杂充填，分选差，砾石磨圆度也不好。②扇中相，位于洪积扇的中部，由亚砂土、亚粘土层等组成，夹砾石、砂透镜体。砾石呈倾向上游的迭瓦状构造，磨圆度较扇顶相稍好。③扇缘相，位于洪积扇的边缘部分，沉积物以亚砂土、亚粘土和粘土为主，偶夹砂及细砾石透镜体，具有近平行的斜层理。这里是地下水溢出带，形成地表滞水，土壤盐碱化严重。图11洪积扇的三个相带图12洪积扇的平面图表3洪积扇的三个相带洪积扇相带物质组成主要特点扇顶相扇中相扇缘相以砾石为主的堆积体由砾石、砂和粉砂组成由亚砂土、亚粘土组成组成物质较粗，分选差，透水性强

组成物质较扇顶为细，砂层中常见交错层理。组成物质较细，具有水平、波状层理

4、洪积扇的变形（1）气候变化与洪积扇变形水量增加→沉积物增多→洪积扇面积变大A、气候变湿：B、气候变干：水量减小沉积物减少洪积扇范围缩小→→（2）新构造运动与洪积扇变形洪积扇在新构造运动影响下，会发生明显的变形。

洪积扇形成后，如果山体不断抬升，山前平原相对下降，在已经形成的洪积扇上，往往有新洪积扇形成，而且部分地覆盖在老洪积扇上，形成垒叠式洪积扇。

A、叠置式洪积扇上升

如果上升的规模、幅度都比较大，老洪积扇也随着抬升，那么，它的下方将形成新的洪积扇，新、老洪积扇呈串珠状。

B、串珠状洪积扇

如果新构造运动在山前不等量升降，则新的洪积扇轴线向一侧移动，使新、老洪积扇向一侧垒叠，并形成不对称侧叠式的形态。所以，根据洪积扇的变形，可以了解新构造运动的性质和强度。C、不对称侧叠式洪积扇三、泥石流及其形成的地貌

（一）、泥石流概述1、泥石流的含义泥石流为山区常见的一种突发性自然灾害现象，是由大量土、砂、石块等固体物质与水组成的一种特殊洪流。泥石流中固体物质含量一般超过15%，最大可达80%；容重一般大于1.3t/m3,大者可达2.3t/m3。2、泥石流的主要特点具有暴发突然、历时短、固体物质含量高、破坏力强、预测困难等特点。3、泥石流的危害掩埋农田，中断交通，摧毁村寨、城镇、工厂、矿山以及水利设施等，给人们的生命和财产造成极大的损失。我国有泥石流沟10万多条，绝大数集中在四川、西藏、云南、贵州、甘肃等地区。西南地区以暴雨泥石流为主，青藏高原以冰川泥石流为主。全国受泥石流威胁的县城达70座以上。四川省泥石流流域面积占全省面积的1/5，一半以上的县每年都会爆发泥石流，每年汛期的损失中有60-70%为泥石流所造成。中国泥石流分布图泥石流的破坏方式之一——冲毁图13泥石流的危害泥石流的破坏方式之二——淤埋泥石流灾害案例之一：利子依达沟位于四川省凉山州甘洛县大桥乡，是大渡河水系中的一条泥石流沟，其流域面积24.8平方公里，海拔829米至3269米，主沟长7.9公里。1981年7月9日晚12点前后，利子依达沟上游骤降暴雨，历时一个多小时，降雨量60mm。1981年7月9日凌晨1时30分，四川大渡河南岸利子依达沟暴发特大泥石流。在暴雨的激发下，发生泥石流，流速高达10m/s以上，奔腾咆哮，势不可挡，冲毁沟口的成昆铁路利子依达铁路大桥后，直泻大渡河，将大渡河拦腰截断，回水达8至10公里，水位上涨10米以上。

同日1时46分，由格里坪开往成都的422次快列车满载着一千余名旅客，以40余公里的时速在桥南侧隧道口与泥石流遭遇，列车车头和前几节车厢翻入大渡河。经事后统计，此次灾难造成300余人死亡，146人受伤，成昆铁路瘫痪372小时，直接经济损失2000余万元，是世界铁路史上迄今为止由泥石流灾害导致的最严重的列车事故。1981年成昆铁路利子依达泥石流冲毁铁路桥被泥石流颠覆的9、10号车箱泥石流灾害案例二：

1989年7月10日四川省华蓥市溪口镇马鞍坪村一带，发生大型滑坡——泥石流灾害，其堆积总方量172万立方米，由于滑坡——泥石流的突然发生，致使221人死亡，伤17人；毁坏房屋59栋16014平方米，直接经济损失600万元。

1989年7月10日大暴雨袭击溪口地区，29小时降雨量301.3mm，最大一小时降雨量88.6mm。地表水沿节理和岩溶管道渗入，致使下部软弱的页岩软化和蠕动，节理发生扩展与贯穿，使青龙咀山坡以200米的相对高差向下滑动，形成滑坡。在滑坡形成过程中，滑坡产生的大量碎屑物冲进石门坎沟，再加上强降雨，沟内积水多，碎屑物与水流混合，形成泥石流。

2010年8月7日22时，甘肃省甘南藏族自治州舟曲县，突降强暴雨，持续近40分钟，引发了县城北面的罗家峪沟和三眼峪沟山体滑坡，进而形成特大山洪泥石流灾害。泥石流由北向南冲进县城，阻断白龙江，形成堰塞湖，回水使全县三分之二区域被淹，造成上千人死亡，大量房屋和基础设施被彻底摧毁，损失惨重，堪称新中国成立以来最大的泥石流灾难。舟曲泥石流灾害川藏公路泥石流及其危害2007年7月19日南岸上新街遭泥石流袭击泥石流灾害案例三：

1985年11月13日哥伦比亚的内华达德鲁兹火山喷发。炙热的火山气体和灰尘融化了冰川，并与融化后的水混合在一起。在顺流而下过程中，泥浆不断“捕获”沿途的泥土和岩石，体积和密度持续增加。泥石流的厚度最高达到130英尺(约合40米)，以每小时30英里(约合每小时48公里)的速度冲向有人居住的河谷，摧毁所到之处的一切东西。

阿莫罗市距离火山口74公里，火山喷发开始后两个半小时，可怕的泥浆和石块就已经兵临城下。泥石流在短短几分钟内席卷整个阿莫罗，导致四分之三人口丧命。据统计，此次火山喷发造成的死亡人数高达2.5万人。1985年哥伦比亚内华达德鲁兹火山泥石流灾难

奥马伊拉·桑切斯之死

1985年位于哥伦比亚的内华达德鲁兹火山爆发，引发大规模泥石流。摧毁了数个城镇，造成25,000人死亡。奥马伊拉·桑切斯被困在淤泥与倒塌建筑物中，无法被救出。经过3天的努力，奥马伊拉最终还是死于寒冷与坏疽。她的死亡让人悲痛，通过电视世界上数千万人看到了她死亡的全过程，并引发了一场广泛争论。愿她的灵魂能得到安息……（二）泥石流形成的基本条件大量的固体松散物质为泥石流的发育提供物质基础。暴雨、冰雪大量融化或湖泊、水库溃决为泥石流的暴发提供水动力条件。陡峻的沟坡、比降较大的沟床有利于泥石流的形成和启动。1、碎屑条件2、水源条件：3、地形条件：（三）、泥石流的类型1、根据泥石流的物质结构和流态特点（1）粘性泥石流（2）稀性泥石流（表4）（1）泥流（2）泥石流（3）水石流2、按照引起泥石流的激发因素

3、根据泥石流物质组成

4、根据泥石流形成的地貌条件（1）坡面泥石流（图15）（2）沟谷泥石流（图16）（2）冰川泥石流（3）地震泥石流（1）暴雨泥石流（4）火山泥石流表4粘性泥石流和稀性泥石流固体物质含量

物质组成

流态特征

粘性泥石流

稀性泥石流

较高（40~60%），容重大于1.7t/m3

较低（15~40%），容重大于1.3~1.7t/m3粉砂、粘土含量较多，粘度大。粉砂、粘土的含量较少，粘度小。具层流性质，多出现阵流，形成“龙头”。具紊流性质，无明显“龙头”。粘性泥石流的龙头图15坡面型泥石流图16沟谷型泥石流（四）、泥石流形成的地貌类型

1、源头和上游地区：以侵蚀作用为主，横剖面呈宽而陡的槽形。

2、中游地区：以搬运作用为主，形成沟谷或峡谷。

3、下游地区：以堆积作用为主，形成砾石垄岗或泥石流扇。

(形成区，即松散物质区)（流通区，即通过区）图18（堆积区，山口堆积区）图19、（表5）图17泥石流的流通区图18泥石流的堆积区堆积体形状堆积物特征粘性泥石流

稀性泥石流表5粘性、稀性泥