第二章 河流地貌1

第二章河流地貌FluvialLandforms,第一节水系与河谷,1.1河流River,河流是水流在重力作用下，集中于地表线形凹槽内的经常性或周期性天然水道的通称。河流补给来源雨水补给冰雪融水补给地下水补给,3,1.2流域Catchment,流域是由分水岭包围的集水区域分水岭Watershed集水区域周围最高点的连线地面分水线：汇集地表水的界线地下分水线：汇集地下水的界线流域一般指地表水的集水区在山区和丘陵地区，一般以山脊的连线作为分水线在平原，不大的地形凸起、铁路和堤防都可能成为分水线闭合性闭合流域：地面分水线与地下分水线基本重合的流域不闭合流域：地面分水线与地下分水线不重合的流域流域最终目的地海洋外流流域内陆内流流域,4,5,亚马逊河(巴西的母亲河)：世界第一大河，水系全长6,751公里，亚马逊平原面积705万平方公里。,6,尼罗河(埃及的母亲河)：世界第二大河，水系全长6,671公里，流域335万平方公里。,7,长江：世界第三大河，亚洲第一长河，水系全长6,300公里，流域面积180万平方公里。,8,密西西比河(美国的母亲河)：世界第四大河，水系全长6,270公里，流域面积298万平方公里。,9,黄河(中国的母亲河)：水系全长1,900公里，流域面积79.5万平方公里。,10,落基山脉由众多小山脉组成，这条巨大的山脉南北狭长，北至加拿大西部，南达美国西南部的得克萨斯州一带，几乎纵贯美国全境。除圣劳伦斯河(SaintLawranceRiver，加拿大的母亲河)外，北美几乎所有大河都源于落基山脉，是大陆重要分水岭。,8391ft*0.3048=2558m,1.2流域,流域的几何特征流域面积流域分水线所包围的几何图形的平面投影面积流域长度流域出口断面沿主河道到流域最远点的距离流域出口断面至分水线的最大直线距离流域平面图形几何中心轴的长度(也称流域轴长)以流域出口断面为圆心作若干不同半径的同心圆，量出各圆周与流域边界线交点所组成的圆弧中点，各弧长中点连线的总长度即为流域几何轴长；流域宽度流域面积除以流域长度,11,1.2流域,流域形状形状系数流域面积除以流域长度的平方流域延长系数流域长度与相等于流域面积的圆的直径的比值流域的不对称系数左右岸面积之差与左右岸面积平均值的比值K=(F左-F右)/(F左+F右)/2=2*(F左-F右)/A流域平均坡度流域平均高差与平均长度之比J=(a1J1+a2J2.+anJn)/A其中：J流域平均坡度；Ji相邻两等高线间的平均坡度；ai相邻两等高线间的面积，km2；A流域面积，km2,12,1.3水系Streams,水系是指一条干流及其所属各级支流共同组成的河流系统河流分级StreamorderGravelius分级法干流为1级河流直接入干流的河流称为一级支流，也称2级河流汇入一级支流的河流称为二级支流，也称3级河流以此类推到河源Horton分级法最小的不分枝的河流属于1级河流只接纳1级的河流属于2级河流Strahler分级法从源头最小河流为一级河流同级的二条河流汇合后的河流增加一级不同级河流汇流后的河流等于二者中较高者,13,Strahler分级法,Horton分级法,14,河流分级StreamorderShreve分级法从源头最小河流为一级河流二条河流汇合形成的河流的级数为这二条河流级数之和,15,1.3水系,水系形状Drainagepatterns树枝状水系平行状水系格子状水系长方状水系放射状水系环状水系分散洼地状水系扭曲状水系,16,17,放射状水系,大加那利岛(CanaryIslands加那利群岛之一),18,1.4河谷Valley,河谷是河流流经的长条形倾斜凹地河谷基本形态由谷坡和谷底两大部分组成,19,20,1.4河谷,按河谷走向与岩层产状的关系进行分类顺向谷顺着原始沉积面或原始构造面倾斜方向发育的河谷，又称顺坡谷。次成谷顺向谷支流沿着地质构造软弱地带发育的河谷，生成时代晚于顺向谷。逆向谷次成谷被进一步下切侵蚀，所形成与岩层倾向相反的河谷。逆向谷被侵蚀下切。形成流向又与岩层倾向一致的河谷，为再顺向谷。偶向谷成因和延伸方向与制约因素关系不明的河谷。,21,褶曲构造地区河谷类型C顺向河；S次成河；O逆向河；R再顺向河,22,按河谷与地质构造的关系进行分类纵谷延伸方向与地质构造一致或近乎一致的河谷，包括断层谷、向斜谷、背斜谷、单斜谷、地堑谷等。横谷延伸方向与地质构造或地层走向成正交或近乎正交的河谷，如逆向谷、先成谷等。,23,纵谷类型,24,河谷类型形态分类峡谷谷地很深、谷坡较陡、谷底初具滩槽雏形的河谷，横剖面呈“V”字形。宽谷具有宽广而平坦的谷底，河床只占有谷底的一小部分，横剖面呈浅“U”字形或槽形,有河漫滩发育。复式河谷具有复杂结构的河谷，有阶地存在，横剖面呈阶梯状，又称成形河谷。,发展程度,25,庐山锦绣谷,金沙江虎跳峡,26,金沙江,27,28,尼洋河，西藏,29,1.5河流的分段,河源是河流的发源地，可能是冰川、湖泊、沼泽或泉眼。一般以流域内最长的支流为河流的正源,长江源头,30,1.5河流的分段,上游河段位于山区或高原，两岸多高山河道落差大，水流急，水量变幅大，暴涨暴落；下切力强，河床深狭，多急滩瀑布中游河段大多位于山区与平原交界的山前丘陵和平原地区水量充足、水流落差小、流速缓慢；下切作用小、冲刷与淤积作用大致平衡，水流向两岸旁向侵蚀，河道弯曲下游河段多位于平原地区干流不再有大型支流汇入，河道纵坡平缓，流量大，流速缓；淤积作用显著，浅滩、沙洲发育，河道宽阔，多分汊河口河段一般指位于河流下游河段至出海口的河段河流因素和海洋因素强弱交替地共同作用,31,1.6河流类型,按区域分类山区（包括高原）河流平原河流按平面形态分类顺直型弯曲型分汊型游荡型,32,顺直型河床,33,弯曲型河床,34,监利,弯曲型河床,35,分汊型河床,36,郑州花园口,游荡型河床,37,1.7影响河流发育的地质构造因素,大地构造决定了流域地势和汇水盆地的空间尺度与布局断裂构造与河道的具体位置、走向密切相关,38,39,第二节河流作用FluvialProcesses,2.1河流的侵蚀作用FluvialErosion,三种流水作用类型：侵蚀、搬运和堆积河流作用方式是河流动力与其作用的河流物质之间动力均衡的结果以河流泥沙为例，当流水动力大于泥沙的阻力，泥沙则被启动，即泥沙被侵蚀；当搬运泥沙的水流逐渐减弱到不足以支持运移，泥沙则停积下来，即发生泥沙沉积。河流作用方式转换主要与流水速度、泥沙粒径相关。,41,泥沙启动速度与粒径、粘性的关系,2.1河流的侵蚀作用,水流侵蚀地表的三种方式冲蚀作用水流流过泥沙时，其上部流速快，压力小，通过泥沙下部的水流，受到较大阻力，流速小，压力大，因而在泥沙颗粒上下产生压力差，使泥沙颗粒获得了上升力，掀起河底表层松散颗粒。另外，水流对泥沙还有迎面冲击力，使被掀起的泥沙向下游移动，形成侵蚀。磨蚀作用在坡度大的山地河流中，流水可推动很大的砾石使其移动，这些砾石在移动过程中，还能互相撞击或磨蚀河床底部而进行侵蚀。溶蚀作用溶蚀作用是河流水流对可溶性岩石如石灰岩进行溶解所产生的一种破坏现象。,43,对河床的三种侵蚀方式下切Downwarderosion河水及其夹带的砂砾等冲刷切割河床底部，使河床不断降低的过程侧蚀Lateralerosion指河水对河谷边坡的侵蚀，其结果岸坡后退，河槽在平面上发生横向移动溯源侵蚀Headwarderosion指河流下切部位不断向河流上游发展，使河谷的源头或河床纵剖面不断向河流上游方向移动的过程,2.1河流的侵蚀作用,44,GrandCanyonofColoradoRiver,45,下切侵蚀,黄河壶口瀑布的十里龙槽,46,下切侵蚀,横向环流的形成,侧蚀作用主要是因弯曲河段横向环流引起的,47,单向环流,48,侧向侵蚀形成的河曲,49,LowerMississippiRiver,50,莱茵河中游,51,伊瓜苏瀑布WaterfallontheIguacuRiver,Brazil,溯源侵蚀,52,尼亚加拉瀑布,53,54,2.1河流的侵蚀作用,河床纵剖面(longitudinalprofile)从源头到河口的河床最低点连线称为河床纵剖面，呈一不规则的曲线。每条河流下切侵蚀的最大深度往往受某一高度基面控制，河流下切到接近这一基面后即不再向下侵蚀，这一基面称为河流侵蚀基准面(baselevel)。河流发展到一定阶段后，河床的侵蚀和堆积达到了平衡状态，水流动力正好消耗在搬运水中泥沙和克服水流内外摩擦方面，在地质构造相同、岩性均一和气候不变等条件下，这时河床纵剖面将呈现一条下凹圆滑的曲线，称为河流均衡剖面(gradedprofile)。,55,56,拦河筑坝对河流侵蚀基面与河流纵剖面发育的影响,57,2.1河流的侵蚀作用,侵蚀作用对河谷的形成和发展的影响下蚀作用加深河谷形成沟谷，使河谷加深水流侵蚀相对较高的部位，侵蚀下来的物质堆积在低洼地区，这两种作用的共同结果，使河谷纵比降减小。侧蚀作用促进谷坡剥蚀后退，使河谷拓宽谷坡剥蚀后退的过程包括坡面上的片蚀作用、沟壑侵蚀作用、块体崩落运动以及支流的侧蚀作用等。形成河曲与牛轭湖溯源侵蚀使河谷向上延伸，加长河谷；陆地抬升或海面下降使河流下蚀作用加强，延长河谷终端，加长河谷。形成瀑布、河流袭夺,58,2.2河流的搬运作用,搬运类型动力搬运主要指流水对机械碎屑物质（统称泥沙）的搬运化学搬运主要指化学溶解物质、胶体物质等的搬运,59,2.2河流的搬运作用FluvialTransport,动力搬运方式推移泥沙在水流作用下，沿河床底部滚动或滑动跃移泥沙在水流作用下，在河床上反复一起一落呈抛物线形迹跳跃前进悬移悬移指泥沙呈悬浮状态随水流向下游搬运的方式,60,2.2河流的搬运作用,化学搬运方式溶移溶移指溶于水的溶解物质、胶体物质随水流被搬运溶移的物质主要是溶解盐类,2.2河流的搬运作用,河流泥沙类型河床质组成河床表面的静止泥沙，又称床沙特点：静止、较粗；推移质沿河床滑动、滚动及跳跃前进的泥沙推移和跃移是物质沿河底或贴近河底的搬运形式，故一般可以合并为广义的推移质特点：运动间歇性、可与床沙交换、速度较水流慢；悬移质被水流携带、悬浮于水中运动的泥沙特点：颗粒细，与水流速度基本相同。,62,推移质可能因流速增大转化为悬移质，而悬移质因流速减小可能转化为推移质,搬运能力,2.2河流的搬运作用,63,黄河,64,搬运分选搬运分选指泥沙在搬运过程中发生的粗细分离和搬运距离不同的过程。磨损和磨圆,2.2河流的搬运作用,65,2.3河流的沉积作用FluvialDeposition,沉积作用动力沉积沉积作用主要形式絮凝沉积在河口地区,Interlaken,2.3河流的沉积作用,动力沉积因水动力减弱而发生的搬运泥沙沉积。流水运移的泥沙能否发生沉积，取决于水流挟沙能力和含沙量的对比关系。挟沙能力指在一定水力条件下，水流所能挟带泥沙的能力影响挟沙能力的因素