《流水地貌》课件.ppt

第三章流水地貌 流水地貌 水流的运动特征 层流与紊流 缓流与急流 由费洛德数判定 缓流 Fr 1 急流 Fr 1 v 平均流速 h 平均水深 由雷诺数判定 一般 500为紊流 大部分自然明渠水流属于紊流 v 平均流速 L 某一代表长度 V 水的粘滞系数 是指由流水作用所塑造的各种地貌 层流 河水的运动方式 紊流 地表流水的形式 片状流水 即坡面径流 降雨或冰雪融水在倾斜地面上形成的薄层水流 沟谷流水 是在沟谷中流动的 暂时性的 线状水流 河流 指河谷中的水流 具有经常性 线状水流的特点 线状流水 地表流水的形成 有充足的水量有渗透性较差的下垫面条件有高低起伏的地形 一 流水作用 流水具有动能 能对地表物质进行侵蚀 搬运和堆积 流水动能的大小取决于其流速 流量和含沙量 1 侵蚀作用指流水破坏地表 并带走地表物质的作用 流水侵蚀的方式 化学溶蚀 水对可溶性物质的溶解 机械侵蚀 流水以其动能使物质脱离地面 进入水中 流水机械侵蚀的类型 片蚀 面蚀 面状水流对地表的侵蚀 结果使地面高度均匀降低 流水机械侵蚀的类型 下蚀 下切 垂直侵蚀 线状水流对河谷或沟谷底部进行的侵蚀 结果使河谷 沟谷 加深 下蚀在上游及山地区最强烈 侧蚀 旁蚀 侧向侵蚀 线状水流对河谷或沟谷两坡进行的侵蚀 结果使河谷 沟谷 拓宽 侧蚀主要发生在河 沟 床凹岸 溯源侵蚀 线状水流向河谷或沟谷的源头进行的侵蚀 结果使河谷 沟谷 伸长 沟谷和河流的侵蚀 2 搬运作用 指流水将侵蚀下来的物质向下游搬移的过程 搬运方式 推移 跃移 悬移 溶解质搬运 推移 流水使泥沙或砾石沿底面移动 跃移 床底泥沙跳跃式向前搬运 悬移 细小颗粒在流水中呈悬移状态搬运 3 堆积作用 由于流水搬运能力下降而造成泥沙堆积 原因包括 流速降低 流量减少 含沙量增加 流水的分选作用 沉积物细粒 粗粒 流水地质作用全过程 二 片流 坡面径流 地貌 不明显冲刷带 冲刷带 淤积带 影响因素 气候条件 地表物质 地形条件 形成浅凹地和坡积裙 Sheetflow 干旱区风雨之后的地表汇水 三 沟谷流水地貌 1 沟谷水流的特点 流量变化极大 暴涨暴落 水流湍急 侵蚀力很强 含沙量大 可能形成泥石流 2 沟谷的发育与形态 细沟 切沟 冲沟 坳沟 沟谷 由沟谷水流侵蚀形成的长条状的凹地 长度几米至几十公里不等 浅沟侵蚀 浅沟侵蚀 切沟侵蚀 浅沟侵蚀继续发展 冲刷力量和下切力量增大 沟深切入母质中 有明显的沟头 并形成一定高度的跌水 特点 横断面呈 V 字形 沟头有一定高度的跌水 长宽深三方面的侵蚀同时不同程度地进行 加之重力作用 沟岸不断坍塌 这种侵蚀在质地疏松 透水性好和具有垂直节理的地区 发展非常迅速 切沟侵蚀 切沟侵蚀 冲沟侵蚀 切沟侵蚀进一步发展 水流更加集中 下切深度越来越大 沟壁向两侧扩展 横断面呈 U 形并逐渐定型 沟底纵断面与原坡面有明显的差异 上部较陡 下部已日渐接近平衡断面 冲沟侵蚀 冲沟侵蚀形成的侵蚀沟是侵蚀沟发育的末期 但没有达到相对稳定的程度 这时沟底下切虽已缓和 但沟头的溯源侵蚀和沟坡沟岸的崩塌还在发生 冲沟侵蚀 切沟侵蚀 3 沟谷地貌组合 集水盆 沟谷主干 洪积扇 集水盆是位于沟头的小型盆地 洪流在出山口处形成的扇形堆积体称洪积扇或冲积扇 沟谷流水地貌 有的把干旱半干旱地区山口外的规模较大的扇形堆积体称洪积扇 在湿润地区山口外的称冲积扇 而如支流口的小型堆积体则称冲积锥或出口锥状堆积体等 洪积扇 洪积扇1 洪积扇 干旱地区的洪积扇 美国加州 洪积扇四川 洪积扇 四川 沟谷系统 泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑 地形险峻的地区 因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流 4 泥石流 形成条件 大量的松散固体物质 暴雨和洪水 陡峻的沟谷 地貌 在中上游形成峡谷 在下游出口处 稀性泥石流形成洪积扇 而粘性泥石流则形成砾石垄岗 泥石流 四川丹巴 03 06 end 石洪堆积 泥流 巴东小规模泥石流侵袭当地居民 甘肃舟曲泥石流 截至9月4号 舟曲特大山洪泥石流灾害中遇难1478人 失踪287人 四 河流地貌 一 河谷的形态河谷 由河流作用塑造而成的长条状凹地 河谷的基本要素 河床 河漫滩 阶地 洪水位 平水位 谷坡 谷坡 谷底 河谷的发育 峡谷 呈V形 下蚀为主 谷底几乎为河床占据 宽谷 呈宽V形 侧蚀为主 形成曲流河床 河床左右不对称 开始发育河漫滩 成熟河谷 为宽浅U形 以河流堆积作用为主 形成泛滥平原 上游 中游 下游 河流上游的地貌 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 河流中游地貌 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 下游地貌 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 泛滥平原和天然堤 二 河床 河床 枯水期河水所占据的谷底部分 1 河床的平面形态 微弯型 弯曲型 分汊型 散乱型 河床的平面形态 微弯型 河床通常宽浅而微有弯曲 其水内环流虽然能造成凹岸侵蚀 凸岸堆积的现象 但是弯道不致发展太大 不会演变为弯曲形态 弯曲型 自由曲流 分布于冲积平原上 深切曲流 分布于山地区 分汊型 其发展取决于汊道的分沙比和分流比 散乱型 河床比降大 水量变化大 宽浅 无固定主槽 自由曲流 巴音布鲁克 黄河的九曲十八湾 亚马孙平原上的曲流 亚马孙平原上的曲流 黄河上的曲流与牛轭湖 黄河上的曲流与牛轭湖 深切曲流 分汊型河床 广州二沙岛 散乱型河床 河床下切加深 砾石沉积在河床中 2 河床浅滩与深槽 浅滩 泥沙或砾石堆积体 枯水期可出露水面 而平水期没入水中 如边滩 心滩 江心洲 平水期出露 深槽 河床中水深较大的河槽部分 在曲流河床中分布于凹岸 壶穴 基岩河床中被水流冲磨的深穴 壶穴大多是携带着石块的涡流 在基岩河床上飞快旋转 钻蚀而成 3 壶穴 壶穴的形成 流水作用举例 石臼 大别山混合变质岩河床底部的石臼 壶穴正在形成 秦岭 壶穴形态 壶穴内部形态 壶穴的分布 福建莆田 壶口瀑布边的壶穴 三峡河床底部 三峡河床底部 壶穴相连 河床下切 三 河漫滩 Floodplain 指洪水期被淹没而平水期出露水面的河床侧旁的谷底部分 广阔的大型河漫滩平原称为 泛滥平原 凸岸 凹岸 弯道环流 发育过程 滨河床浅滩 雏形河漫滩 河漫滩 1 河漫滩的发育 滨河床浅滩阶段 最原始的河漫滩是出现在年青时期的V形谷内 由于河流的侧向侵蚀 使谷坡逐渐后退 谷底开始展宽 在河弯的凸岸处形成狭窄的和由粗大砾石所组成的滨河床浅滩 雏形河漫滩阶段 随着侧向侵蚀作用的不断进行 凹岸继续后退 凸岸处雏形浅滩不断扩大加高 以致在河流平水期也大片露出 发展成为雏形河漫滩 河漫滩阶段 雏形河漫滩形成以后 谷底进一步扩宽 滩面再度淤高 洪水时由于滩面水深变浅而流速减小 洪水中的大量悬移质就可以在那里沉积下来 构成由粉砂及粘土组成的沉积层 这样雏形河漫滩就发展成为真正的河漫滩 2 河漫滩的特征 河床 边滩 天然堤 泛滥平地 湖沼 河漫滩具二元结构 下部为较粗的河床沉积物 上部为较细的河漫滩沉积 河漫滩占据了谷底的大部分 滩面向内侧缓缓倾斜 3 河漫滩的类型 河曲型河漫滩 汊道型河漫滩 堰堤型河漫滩 河曲型河漫滩 是随弯曲河道横向移动发育而成的河漫滩 河漫滩的类型 汊道型河漫滩 是心滩并岸而成的河漫滩 洪水期心滩的两侧对岸发生强烈侵蚀 泥沙通过底流带到心滩两岸堆积 成为高起的沙堤 沙堤之间为洼地 堰堤型河漫滩 发育于顺直或微弯河床的两岸 曲流与河漫滩 曲流与河漫滩 深切曲流 怒江 怒江的深切曲流 心滩 金沙江虎跳峡入口 江心洲 四 阶地 Riverterrace 由于河流下蚀 过去不同时期的谷底便相对高出洪水期水面 呈阶梯状分布在谷坡上 称为阶地 阶地 河漫滩 河床 阶地 阶地 河漫滩 河床 阶地 1 阶地的成因 地壳升降运动 当地壳相对稳定或下降时 河流以侧向侵蚀作用为主 此时塑造出河漫滩 然后地壳上升 水流转而下切 于是原来的河漫滩成了河谷两侧阶地 如果地壳多次间歇性上升 则可形成几级阶地 阶地的成因1 气候变化 气候变化影响到河流水量和含沙量 气候变干时 河水量减少 地面植被稀疏 坡面侵蚀加强 河水含沙量相对增多 此时河床堆积填高 而气候湿润期 河水量增多 植被茂盛 河水含沙量相对变少 导致河流下蚀 形成了阶地 由于气候干湿变化引起的堆积 侵蚀交替作用 所成的阶地称气候阶地 阶地的成因3 侵蚀基准面下降 由地壳升降运动或气候变化引起 由地壳变动引起侵蚀基准面变化而形成的阶地 称为地动型 由气候变化引起的侵蚀基准面变化而成的阶地 称为水动型 2 阶地的类型 根据形态和结构特征 河流阶地可划分为侵蚀阶地 堆积阶地 基座阶地和埋藏阶地等四种基本类型 侵蚀阶地 由基岩构成 有时阶地面上残留极薄层河流冲积物 它多发育在河谷上游及山区河谷中 阶地的类型 堆积阶地 阶地全由河流冲积物所组成 一般在河流的中下游最为常见 堆积阶地根据多级阶地之间的接触关系 还可分为上叠阶地 内叠阶地等 基座阶地 阶地由两种物质组成 上部是河流冲积物 下部是基岩 它是由于河流下切的深度超过了原冲积层的厚度 切到基岩内部而形成的 它分布于新构造运动上升显著的山区 埋藏阶地 指早期形成的阶地被后期冲积物覆盖而埋入地下的类型 这种阶地不显露于地面 多出现在下游段 侵蚀阶地 上叠阶地 内叠阶地 基座阶地 五 三角洲与河口湾 河流注入海洋或湖泊而在河口区形成的堆积平原称为三角洲 其平面形态像希腊字母 delta 顶点朝向河流上游 底边靠海 该术语最早 公元前5世纪 用于描述尼罗河三角洲 1 三角洲的形成条件 丰富的沉积物来源 年输沙量 年径流量 0 24即S W 0 24 河口附近的海洋侵蚀搬运能力较小 沉积物得以充分保存 口外滨海区海水浅 坡陡缓 有利于浅滩露出水面 构造稳定或稍有下沉的宽浅海滨区 2 三角洲的形成过程 拦门沙阶段 发育河口沙坝与沙嘴 由一系列水下浅滩和边滩 河口沙坝构成 河流自出口门之后 在宽浅的口外海滨 能量消耗 泥沙发生堆积 形成水下浅滩 河口沙坝 以及水下汊道 同时 口门两侧亦发育了水下边滩 这时 口外海滨仍为一连续水体 河流分汊阶段 河口沙岛形成 河口沙坝和边滩 不断接受陆源及海源物质的沉积而增高 逐渐露出水面 变成沙岛和沙咀 原来的连续的水面也被沙岛分割成几股汊道 汊道的两岸有时形成天然堤 堤间是低平的小海湾 泻湖或沼泽洼地 洪水泛滥时 这些低洼地带淤积泥沙和死亡了的植物而发育了泥炭层 这样 洼地便逐渐消失成了沙岛的组成部分 沙岛合并阶段 河汊废弃 沙岛合并 并岸 被沙岛分割的各股汊道 由于水量分配 输沙特征以及侵蚀和堆积的不均匀性 必然使得某些汊道发展成为主河道 而另一些支汊道由于水流不畅 引起淤塞和消亡 并导致了沙岛的联合或并岸 这样 沙岛 沙咀通过塞支 并连 最后成为三角洲平原 这种三角洲发育模式 往往由于河口水流 波浪和潮汐作用的差异而形成多种类型 3 三角洲的类型 按三角洲形成的主要营力可分为三大类 河流型 波浪型 潮汐型 河流型河流作用力较强 泥沙来源丰富 波浪 潮汐作用较弱 形成鸟爪形 扇形 舌形等形态的三角洲 如密西西比河 伏尔加河 黄河 多瑙河等三角洲 波浪型 波浪作用较强烈 三角洲沉积物经波浪的再次侵蚀 搬运和堆积 形成平行海岸的沙坝 沙滩 三角洲呈向海突出的尖头形 弓形 如尼罗河三角洲 潮汐型 潮汐作用较强烈 形成一系列由粉砂和淤泥构成的 平行潮流的长条状沙脊 水下 沙岛 水上 等堆积形态 沙脊或沙岛之间为宽阔的潮汐通道所分隔 如湄公河 恒河 长江等三角洲 根据三角洲的平面形态将三角洲分为 鸟足状三角洲 密西西比河 尖头状三角洲 埃布罗河 台伯河 扇形三角洲 尼罗河 尼日尔河 伏尔加河 黄河 多岛型三角洲 湄公河 恒河 过渡型三角洲 长江 尖头状与多岛型的过渡 1 鸟足状三角洲发育于汊流发育的弱潮河口 岸线曲折 2 尖头状三角洲呈尖头状向海突出 岸线平直 沿岸发育沙嘴或沙堤 3 扇形三角洲前缘受海浪作用 岸线圆滑并基本上被沙堤和堡岛封闭 4 多岛型三角洲受潮流作用控制 汊流河口多成喇叭形 口外有长条状潮流沙坝 密西西比河三角洲 河流型 鸟爪形 黄河三角洲1 黄河三角洲 河流型 扇形 黄河三角洲2 人工堵支 河流型 扇形 黄河三角洲 黄河三角洲3 平均每年新增土地 13 8km2 黄河三角洲 多瑙河 尼罗河三角洲 波浪型 尼罗河三角洲 波浪型 约24000km2 尼罗河 撒哈拉沙漠26万多km2 红海 阿斯旺 湄公河三角洲 越南胡志明市附近 潮汐型 恒河三角洲 潮汐型 世界最大的三角洲 面积7万多平方公里 恒河出海口 潮汐型 长江三角洲潮汐型 长江三角洲 长江河口 上游 高差大水流急 峡谷 V形谷中游 水流减缓 曲流 河曲 牛轭湖下游 河床平缓 三角洲 冲积岛 流水地貌与河段的关系