六章2河流的地质作用

1、一、概述一、概述 河流由河水和河谷两部分组成。河流由河水和河谷两部分组成。 河谷：河谷： 谷底谷底-河谷底部平坦的部分，其中经常为河水河谷底部平坦的部分，其中经常为河水占据的部分称河床占据的部分称河床. . 谷坡谷坡-高出河谷谷底的两侧的斜坡部分高出河谷谷底的两侧的斜坡部分. . 第二节第二节 河流地质作用河流地质作用 河谷是地面流水沿岩石软弱带或破碎带发育而成。河谷是地面流水沿岩石软弱带或破碎带发育而成。 河流对地表的改造过程称为河流对地表的改造过程称为河流地质作用河流地质作用。 河流地质作用以机械作用为主，化学作用较弱。河流地质作用以机械作用为主，化学作用较弱。 流水有一定的动能：流水有一

2、定的动能： 河流的动能决定了河流机械作用的强度。河流的动能决定了河流机械作用的强度。221mvE （1/21/2流量流量* *流速流速2 2） 河水流动（具有一定能量）河水流动（具有一定能量）破坏河谷岩土体破坏河谷岩土体侵蚀侵蚀侵蚀下来的岩土颗粒被水流携带并向下游移动侵蚀下来的岩土颗粒被水流携带并向下游移动搬运搬运当流速减小，水流的能量不足以搬运所携带的物质时当流速减小，水流的能量不足以搬运所携带的物质时沉积沉积。河水运动河水运动破坏河谷岩土体破坏河谷岩土体侵蚀侵蚀据侵蚀方向：据侵蚀方向：垂直侵蚀垂直侵蚀( (向源侵蚀向源侵蚀) )侧向侵蚀侧向侵蚀据破坏方式：据破坏方式：冲蚀、磨蚀、溶蚀；冲蚀

3、、磨蚀、溶蚀；类型：类型：二、河流的剥蚀（侵蚀）作用二、河流的剥蚀（侵蚀）作用 河流的剥蚀作用河流的剥蚀作用 即河水在流动过程中，对地表的破即河水在流动过程中，对地表的破坏作用。坏作用。（一）、（一）、流水对河床的冲刷流水对河床的冲刷（下蚀作用）下蚀作用） 侵蚀河床，使河床高度不断降低的作用。侵蚀河床，使河床高度不断降低的作用。 靠河流自身力量下蚀：流速（动能），溶蚀，河水靠河流自身力量下蚀：流速（动能），溶蚀，河水携带砂石撞击河床携带砂石撞击河床( (含砂量，河床岩石的软硬，河床松含砂量，河床岩石的软硬，河床松散物的粘度散物的粘度) ) 水流水流土石颗粒土石颗粒颗粒松颗粒松动动颗粒与水共同运

4、动颗粒与水共同运动 冲刷冲刷。fWP 当当时，开始冲刷。时，开始冲刷。fWP 当当时，对应时，对应vcr。crvv 当当颗粒开始滚动或间歇跳跃，推移前进颗粒开始滚动或间歇跳跃，推移前进V V大到一定程度大到一定程度悬移运动。悬移运动。冲刷的条件：只有当水流未被泥砂饱和时才会冲刷的条件：只有当水流未被泥砂饱和时才会发生冲刷。发生冲刷。河床的冲刷规律河床的冲刷规律：1. 1. 发生在河流发育的初期和上游地段发生在河流发育的初期和上游地段，V V形峡谷，形峡谷， 流流速大。速大。2. 2. 河床岩石软硬不一河床岩石软硬不一( (或抗溶蚀能力不同或抗溶蚀能力不同) )，易于下蚀，易于下蚀的急流地段，急

5、流的急流地段，急流瀑布。瀑布。3. 3. 河流向源侵蚀河流向源侵蚀，河流源头，地形较陡，也是一个，河流源头，地形较陡，也是一个跌水区，类似瀑布后退一样，源头后退，河谷向上跌水区，类似瀑布后退一样，源头后退，河谷向上游伸长、推进。游伸长、推进。4. 4. 下蚀作用使河谷不断加深，但有一定限度下蚀作用使河谷不断加深，但有一定限度，即如，即如果一条河流流向湖泊，当河谷加深到河水面与湖水果一条河流流向湖泊，当河谷加深到河水面与湖水面一样高时，河流流速为面一样高时，河流流速为0 0，下蚀作用停止。河流一，下蚀作用停止。河流一般最终要入海，故海平面是河流的般最终要入海，故海平面是河流的下蚀基准面下蚀基准面

6、。5. 5. 河流的袭夺：河流的袭夺：侵蚀速度快的河流，将侵蚀速度慢侵蚀速度快的河流，将侵蚀速度慢的河流切断，使其归入自己上游河段。袭夺河，断的河流切断，使其归入自己上游河段。袭夺河，断头河。头河。（二）、流水对河岸的侧蚀作用（二）、流水对河岸的侧蚀作用 河流沿水平方向对河流两侧和谷坡的破坏作用。河流沿水平方向对河流两侧和谷坡的破坏作用。 主流线主流线河流最大流速各点的连线。河流最大流速各点的连线。 产生横向环流的原因：离心力和水质点所受的重力。产生横向环流的原因：离心力和水质点所受的重力。水质点流速上大下小，水质点流速上大下小，因此，因此，P P也是上大下小。也是上大下小。横向水力坡度横向水

7、力坡度附加应附加应力（上下均匀）。力（上下均匀）。横向环流引起凹岸侵蚀、凸岸堆积。横向环流引起凹岸侵蚀、凸岸堆积。 曲流河弯示意图曲流河弯示意图凹岸有侵蚀坑，凸岸有点砂坝，主流线偏凹岸凹岸有侵蚀坑，凸岸有点砂坝，主流线偏凹岸 河流侧蚀规律：河流侧蚀规律： 1. 1. 河流中、下游，河流中、下游，河床坡度变缓，下蚀不显著，河床坡度变缓，下蚀不显著，以侧蚀为主以侧蚀为主. . 2. 2. 横向环流横向环流，横剖面上看，河流表层水从凸岸，横剖面上看，河流表层水从凸岸流向凹岸，底层水则反向，形成一种环形流动。流向凹岸，底层水则反向，形成一种环形流动。 但但实际上不是简单环流，同时又向前运动，实际上不是

8、简单环流，同时又向前运动，螺旋状前螺旋状前进进。 3. 3. 凹岸处破坏下来的碎屑物搬运到凸岸凹岸处破坏下来的碎屑物搬运到凸岸，沉积，沉积下来，这样凹岸不断后退，凸岸不断前伸，河流越下来，这样凹岸不断后退，凸岸不断前伸，河流越来越弯，河谷越来越宽。来越弯，河谷越来越宽。 曲流曲流-蛇曲。蛇曲。 4. 4. 河床裁弯取直河床裁弯取直。 牛轭湖。牛轭湖。三、河流的搬运作用三、河流的搬运作用 河流把所携带的物质从某处搬至另一个地方的过程即河流把所携带的物质从某处搬至另一个地方的过程即河流的搬运作用。河流的搬运作用。 1. 1. 碎屑物质碎屑物质( (砾石，砂，泥等砾石，砂，泥等 )-)-机械搬运机械

9、搬运； 呈溶呈溶解状态物质解状态物质(NaCl(NaCl，FeSOFeSO4 4等等)-)-化学搬运化学搬运。 呈溶解状态搬运的物质：真溶液呈溶解状态搬运的物质：真溶液-K-K，NaNa，CaCa，Mg Mg 等等卤化物、硫酸盐；胶卤化物、硫酸盐；胶 体体-K-K，MgMg，AlAl，SiSi等氧化物、氢氧等氧化物、氢氧化物。化物。 2. 2. 流速大，搬运量大，碎屑物粒度大；流速大，搬运量大，碎屑物粒度大； 流速小，悬流速小，悬浮变推移。浮变推移。 粗砂、砾石粗砂、砾石-推移搬运推移搬运( (滑动、滚动、跳跃滑动、滚动、跳跃) )搬运近。搬运近。 粉砂、泥粉砂、泥-悬浮搬运，搬运较远。悬浮搬

10、运，搬运较远。 3. 3. 磨蚀作用、磨园作用：磨蚀作用、磨园作用：搬动过程中，相互碰撞，与搬动过程中，相互碰撞，与河床碰撞。河床碰撞。 四、四、 河流沉积作用河流沉积作用 是指当河流的是指当河流的动能减小动能减小( (流速，流量减小流速，流量减小) )或或化学化学条件改变条件改变，降低了河流搬运力，致使搬运物沉积下来，降低了河流搬运力，致使搬运物沉积下来，或在河口处化学条件改变使得呈溶解状态搬运的物质或在河口处化学条件改变使得呈溶解状态搬运的物质发生沉淀。发生沉淀。但主要的是河速降低，使机械搬运物发生但主要的是河速降低，使机械搬运物发生沉积，一般在河流凸岸，或河流入湖、海处。沉积，一般在河流

11、凸岸，或河流入湖、海处。 机械沉积分异机械沉积分异-大而重先沉积，小、轻后沉积大而重先沉积，小、轻后沉积 上游上游( (下层下层) ) 下游下游( (上层上层) ) 分选性：分选性： 粗细均匀性。粗细均匀性。 若大小相差不大，则分选若大小相差不大，则分选性好；性好； 大小悬殊则分选性差。大小悬殊则分选性差。 冲积物冲积物-河流沉积的碎屑物质。河流沉积的碎屑物质。能量损失能量损失沉积沉积冲积层冲积层河流搬运河流搬运五、河流冲积物与冲积地貌五、河流冲积物与冲积地貌物质成分：上游粗，下游细。物质成分：上游粗，下游细。产状：多具层理，并有尖灭、透镜体产状：多具层理，并有尖灭、透镜体 工程性质：取决于沉

12、积物及沉积类型。工程性质：取决于沉积物及沉积类型。 1.1.冲积层的特征冲积层的特征 2.2.冲积层的类型冲积层的类型- -按沉积环境的不同按沉积环境的不同 河床沉积河床沉积河漫滩沉积河漫滩沉积牛轭湖沉积牛轭湖沉积 山区河流冲积山区河流冲积三角洲沉积三角洲沉积- -三重层构造三重层构造1 1）冲积扇）冲积扇2 2）三角洲）三角洲3 3）冲积平原）冲积平原4 4）沙洲）沙洲3.3.河流冲积地貌河流冲积地貌河流沉积作用的结果河流沉积作用的结果 形成河流冲积地貌形成河流冲积地貌现代现代黄河黄河三角三角洲共洲共造陆造陆30003000平方平方公里公里长长江江口口的的三三角角洲洲与与沙沙洲洲5 5）河漫

13、滩）河漫滩6 6）河岸阶地）河岸阶地 六、河谷类型及河流阶地六、河谷类型及河流阶地山区河谷分为构造河谷和侵蚀河谷。山区河谷分为构造河谷和侵蚀河谷。构造河谷构造河谷受地质构造控制，沿地质构造线发展的受地质构造控制，沿地质构造线发展的河谷。河谷。真正的构造谷真正的构造谷在构造凹地内流动。如向斜谷、地在构造凹地内流动。如向斜谷、地堑断裂谷等。堑断裂谷等。适应性的构造谷适应性的构造谷河流沿构造软弱带流动，河谷完河流沿构造软弱带流动，河谷完全由流水冲刷而成。也即侵蚀构造谷。如断层谷、背全由流水冲刷而成。也即侵蚀构造谷。如断层谷、背斜谷、单斜谷等。斜谷、单斜谷等。侵蚀谷侵蚀谷是由水流侵蚀而成，侵蚀谷不受地

14、质构造是由水流侵蚀而成，侵蚀谷不受地质构造的影响，它可以任意切穿构造线。的影响，它可以任意切穿构造线。 侵蚀谷发展为成形河谷一般可分三个阶段：侵蚀谷发展为成形河谷一般可分三个阶段： 第一阶段（峡谷型）第一阶段（峡谷型） 当冲沟坳谷底部出现经常性水流之后，水流急剧当冲沟坳谷底部出现经常性水流之后，水流急剧下切，使河谷切成下切，使河谷切成V V字形状态，谷底纵剖面倾斜度很字形状态，谷底纵剖面倾斜度很大，谷壁陡峻，水流汹涌，多瀑布与急流。大，谷壁陡峻，水流汹涌，多瀑布与急流。 本阶段按其发展的形态分为隘谷、嶂谷和峡谷。本阶段按其发展的形态分为隘谷、嶂谷和峡谷。 隘谷隘谷谷底极窄，成线形，两壁陡峻，且

15、很接谷底极窄，成线形，两壁陡峻，且很接近，由坚硬的岩石组成，河水充满谷坡。近，由坚硬的岩石组成，河水充满谷坡。 嶂谷嶂谷河水侵蚀使河道加宽，两壁很陡直，呈河水侵蚀使河道加宽，两壁很陡直，呈显著的显著的U U字形。字形。 峡谷峡谷河床不断下切，以致谷壁上常有阶梯状河床不断下切，以致谷壁上常有阶梯状陡坎，顶部有早期宽谷之痕迹，河谷横剖面呈显著陡坎，顶部有早期宽谷之痕迹，河谷横剖面呈显著V V字形。字形。第二阶段（河漫滩河谷）第二阶段（河漫滩河谷） 当峡谷形成后，谷道不会很直，河床主流线是当峡谷形成后，谷道不会很直，河床主流线是弯曲的。由于主流线弯曲，河床就会受到弯曲的。由于主流线弯曲，河床就会受到

16、侧蚀加宽侧蚀加宽作用作用。即凹岸被冲刷，凸岸被堆积，乃造成浜河床。即凹岸被冲刷，凸岸被堆积，乃造成浜河床浅滩。以后浅滩不断扩大和固定，形成洪水期才能浅滩。以后浅滩不断扩大和固定，形成洪水期才能淹没的滩地，是为河漫滩。这就是河漫滩河谷。淹没的滩地，是为河漫滩。这就是河漫滩河谷。 第三阶段（成形河谷）第三阶段（成形河谷） 河漫滩河谷继续发展，使河漫滩不断加宽加高。河漫滩河谷继续发展，使河漫滩不断加宽加高。但是地壳运动稳定一段时期后，又复上升，于是老河但是地壳运动稳定一段时期后，又复上升，于是老河漫滩被抬高，河水在原河漫滩内侧重新开辟河道。被漫滩被抬高，河水在原河漫滩内侧重新开辟河道。被抬高的河漫滩

17、则转变为阶地。抬高的河漫滩则转变为阶地。 河流阶地不会被水所淹没。根据河流阶地不会被水所淹没。根据侵蚀与堆积之间的关系，可分为侵蚀与堆积之间的关系，可分为侵蚀阶地、基座阶地和堆积阶地侵蚀阶地、基座阶地和堆积阶地三大类型：三大类型： (1)(1)侵蚀阶地：侵蚀阶地：阶面上基岩毕露，阶面上基岩毕露，或覆盖的冲积物很薄。或覆盖的冲积物很薄。 一般多分布于山间河谷原始一般多分布于山间河谷原始流速较大的河段，或者分布在河流速较大的河段，或者分布在河流的上游。流的上游。 成因：成因：地壳有一段宁静时期，地壳有一段宁静时期，而后由于地壳上升、河流下蚀很而后由于地壳上升、河流下蚀很快，而形成侵蚀阶地。快，而形

18、成侵蚀阶地。 由于基岩出露地表，作为厂由于基岩出露地表，作为厂房地基或桥梁和水坝的接头是属房地基或桥梁和水坝的接头是属好的地质条件。好的地质条件。(2)(2)堆积阶地：堆积阶地：这种阶地完全由这种阶地完全由冲积物所组成，土层深厚，阶冲积物所组成，土层深厚，阶地面不见基岩。地面不见基岩。堆积阶地可分为上迭阶地、内堆积阶地可分为上迭阶地、内迭阶地及嵌入阶地：迭阶地及嵌入阶地：1)1)上迭阶地上迭阶地 新阶地完全落在老阶新阶地完全落在老阶地之上。地之上。成因：由于河流的几次下切都成因：由于河流的几次下切都不能达到基岩，下切侵蚀作用不能达到基岩，下切侵蚀作用逐次减小，堆积作用规模也一逐次减小，堆积作用

19、规模也一次次地减小。这说明每一次升次次地减小。这说明每一次升降运动的幅度都是逐渐减小的。降运动的幅度都是逐渐减小的。 2)2)内迭阶地内迭阶地 新的阶地套在老的阶地新的阶地套在老的阶地内，每一次新的侵蚀作用都只切内，每一次新的侵蚀作用都只切到第一次基岩所形成的谷底。到第一次基岩所形成的谷底。 所堆积的阶地范围一次比一所堆积的阶地范围一次比一次小，厚度也一次比一次小。次小，厚度也一次比一次小。说说明：明：地壳每次上升的幅度基本一地壳每次上升的幅度基本一致，而堆积作用却逐渐衰退。致，而堆积作用却逐渐衰退。3)3)嵌入阶地嵌入阶地 阶地面和陡坎都不露出阶地面和陡坎都不露出基岩，但它不同于上迭和内迭阶基岩，但它不同于上迭和内迭阶地。因为嵌入阶地的生成，后期地。因为嵌入阶地的生成，后期河床比前一期下切要深，而使后河床比前一期下切要深，而使后期的冲积物嵌入到前期的冲积