第四章流水地貌.ppt

1、第三章 流水地貌,由一定区域内地表水或地下水补给，并经常性或周期性沿狭长凹地流动的天然水体。,河流River,安第斯山区,黄 河,河流的分类,按规模分：溪、涧、川、江、河 按流向分：内流河、外流河 按位置分：地上河、地下河 按时间分：经常性河流、季节性河流,河段的划分,River head:发源地，溪、泉、冰川、沼泽、湖泊等； Upstream:特征是落差大、水流急、下切力强，“V”形河谷、多瀑布、河道顺直，两岸多高山，相当于河流发育的幼年期。 Midstream:特征是落较小、流速较缓、下切力减弱，河床稳定、河道弯曲、侵蚀与沉积大致平衡，侧蚀展宽、河漫滩与河流阶地发育，相当于河流发育的成熟（

2、壮年）期。 Downstream:特征是河床纵比降小、流速低、流量大，沉积作用为主、河道开阔，浅滩与沙洲发育、河床为曲流或汊河，相当于河流发育的老年期。 Debouch:河流汇入湖泊、海洋或其它河流的河段，发育有三角洲或三角湾。,河流剖面示意图,河谷横剖面示意图1河床 2河漫滩 3谷坡 4河流阶地,一、河流流水的基本特征 1.层 流：是水的质点彼此互相平行流动，互不干 扰和混掺，成为有规则的分层流动 2.紊 流：是水质点不规则的运动，当水流流速 或水深增加时层流失去稳定性而产生 漩涡运动,第一节：流水作用,3.横向环流： 单向横向环流：弯曲河道底部汇合型横环 流：平水期、平直河道、两侧流速慢

3、底部辐散型横向环流：洪水期、水量大、中 部上凸形成 复合型横向环流：河床底部起伏不平或汊河 横向环流形成的动力： v2 弯道惯性离心力：F= m- r 地转偏向力： 4.旋 涡 流：旋涡轴垂直于河床 旋涡轴平行于河床,横向环流水质点运动图解,单向横向环流,平面图,横剖面,水质点运动路径,底部辐散型横向环流,底部汇合型横向环流,横向环流的侵蚀与堆积,松花江边滩,松花江边滩,二、流水作用fluvial action,1.侵蚀作用：水流对地表物质进行破坏并掀起地表物质的作用，根据侵蚀方向可分为下切、侧蚀和向源侵蚀。河流的侵蚀能力与水流的速度呈正相关关系。,河流侵蚀图片集,黄河壶口瀑布,向源侵蚀,丹霞

4、山侧蚀河岸,黑龙江的河蚀三角面,长白山深切河谷,2.搬运作用：水流使泥沙沿水流运动方向发生位移 的作用。 悬移 按物质运动方式分： 跃移 推移 挟沙力：在一定条件下水流能够搬运泥沙的最大量。 水体泥沙含量挟沙力沉积 水体泥沙含量=挟沙力平衡 水体泥沙含量挟沙力侵蚀,3.堆积作用： 被水流搬运的泥沙，因流速降低等因素而产生的固体物质沉积。 流水堆积作用下在河谷中形成的沉积物冲积物。 冲积物特征: 磨圆好，一般为圆或极圆状； 有分选，上游粗、下游细、各层均匀； 具有层理，由水流条件变化形成了粗 细有别的层状构造,苍山冲积扇沉积,大石河河流上游砾石沉积,潘桃峪河蚀崖与河床沉积 大石河中游,第二节：河

5、床与河床地貌,一、河床纵剖面 1.河床纵剖面:从河源到河口，河谷横剖面中最低点的连线。 2.侵蚀基准面:在区域地质构造长期稳定的情况下控制河流下 切深度的基面。一般为海平面。 终极侵蚀基准面 局部侵蚀基准面 3.均衡剖面:河床纵剖面上的各个点均处于侵蚀与堆积平衡时 的河床纵剖面。 理论上：上游较陡、下游和缓的平滑曲线； 实际上：受构造、岩性及水文等因素影响成波状或阶梯状。,4.影响河床纵剖面的因素：,水文因素：丰水年侵蚀降低，平水年淤积加高， 构造运动：局部侵蚀基准面变化，上升侵蚀，下降沉积； 岩石性质：抗蚀能力强的岩石分布区形成岩坎； 气候变迁： 冰 期：上游水量减少，物理风化加强，产生加积

6、； 下游海面降低，使侵蚀基准面下降，产生侵蚀； 间冰期：上游水量增加，产生侵蚀； 下游海面上升使侵蚀基准面抬高，产生沉积。,二、河床中的地貌,1.浅滩:河床底部规模不等的冲积物堆积体，按部位分边滩与心滩。 2.深槽:河床底部边滩之间较深的河段。 3.沙波:河床底部由冲积物形成的波状堆积体，一般沿水流运动方向 迎水坡缓，背水坡陡，具有斜层理。 成因： 泥沙颗粒的不均匀 某一流速下特定粒级的泥沙被掀起 水流流速的不稳定 形成凸凹不平的河床进一步增长 分类：顺行沙波、逆行沙波 4.壶穴:基岩河床中被水流冲磨的深穴。 5.岩坎:基岩河床中由较坚硬的岩石形成的横亘于 河床底部的突起地形-跌水或瀑布。,顺

7、行沙波纵剖面图,逆行沙波纵剖面图,壶穴的形成,沙波与壶穴,黄河壶口地带的壶穴,6.河漫滩,河漫滩是指高出平水位以上，洪水时又能被淹没的平坦谷底 （1）河漫滩的形成过程 从V型谷开始由于河流的侧蚀作用使河谷不断加宽，在平缓河段和河谷凸岸水的流速逐渐变慢，冲积物才能沉积下来。随着河谷的不断加宽，逐渐使颗粒较粗的物质沉积下来，形成河床相的沉积物，使雏形边滩得到扩大与加高，但这时河谷仍窄，流速还是很大，所以物质都是粗颗粒的。河谷再加宽，河床空间面积不断加大，形成了雏形河漫滩，这时洪水期阻力增大，在平水期和枯水期露出水面，在这里河水的流速减慢，沙泥质在雏形河漫滩上大量沉积粘性土层即河漫滩相沉积物。,（2

8、）河漫滩结构 河漫滩的下部是先形成的河床相的粗粒冲积物，主要是粗砂和砾石，上部是河漫相的冲积物，主要为细砂和粘土组成，这样就组成了河漫滩的二元结构 （3）河漫滩的类型 河曲型：滨河床沙坝、迂回扇 汊道河型：心滩与边滩 堰堤型：天然堤,深槽与浅滩,滨河床沙坝,心滩,大石河中河漫的二元结构,低位河漫滩与高位河漫滩（丁村）,三、河床类型,按流水作用分类 1.侵蚀性河床： 高山峡谷，河床顺直，横剖面呈“V”型，河漫滩与河流阶地不发育，一般发育在河流上游或山区性河流。 2.冲积性河床： 河流中下游，河床中有大量的沉积物，河漫滩发育，在河流中游一般发育有河流阶地。,依据平面形态和演化规律常分为： 顺直微弯

9、型： 平水期，深槽与浅滩交替出现； 洪水期，水流淹没边滩，河水顺直奔流。 弯曲型河床：河床凹岸不断后退，凸岸断淤长，深槽与浅滩 交替出现，间距 一般为河宽的57倍。 成 因：横向环流；两岸差别侵蚀；河床堆积物； 侧蚀向下游移动 曲流带：弯曲型河床以曲流为特征的河段地域. 自由曲流：冲积平原区，河谷宽阔，河床不受约束的自由摆 动；侧蚀作用使河曲不断加大，最后河流截弯取 直，形成牛轭湖（月牙湖） 深切曲流：地壳上升使曲流切入到地壳表层，分为嵌入式 曲流和内生曲流 。侧蚀作用加强形成离堆山和废 弃河曲 分汊与散乱型河床,曲流与牛轭湖,四、河流阶地 原来的河谷底与河漫滩，因河流下切而高出于一般洪水位之

10、上，并呈阶梯状分布于谷坡上，称为河流阶地。 阶地的形态要素包括：阶地面(CD)、阶地坡坎、阶地前缘(C)、阶地后缘(D)以及阶地高度（H1，H2,H2,（一）阶地的成因 1.侵蚀基准面的变化 2.构造运动 3.气候变迁,（二）阶地的类型 1.侵蚀阶地 2.堆积阶地 上叠阶地 内叠阶地 3.基座阶地 4.埋藏阶地,河床,河漫滩,1,2,3,4,阶地类型示意图,1.为一级内叠阶地，2.为二级内叠阶地，3.为三级基坐阶地，4.为四级侵蚀阶地。,松花江河漫滩与阶地,汾河的河流阶地与河漫滩,五、河谷的不对称,河谷的谷坡往往是不对称的，一坡陡而短，一坡缓而长，阶地的高度和宽度也有差别。造成这种原因很多，但

11、主要有以下几个方面： 1.地球偏转力的影响。 2.地形总倾斜方向的影响。 3.岩性和地质构造的影响。 4.地壳的不等量升降的影响。 5.小气侯的影响。,第三节：暂时性流水地貌,降雨和融雪时，水流对坡面或沟谷的作用，时间短暂，并有重力参与，称为暂时性流水作用。其形成的侵蚀地貌有各种大小的侵蚀沟；堆积地貌有坡积裙，洪积扇等。 一、坡面流水地貌 （一）坡面流水形式 1.片流：由细小股流组成，无固定线路流动。对坡面进行均匀侵蚀。 2.线流：片流集中形成线状流水，受坡面倾斜的影响形成大致平行的条条细沟侵蚀沟，一经耕犁即消失。这种侵蚀作用在我国黄土高原地区相当剧烈。,（二）坡积物（坡积裙）,山坡上的风化物

12、受坡面流水和重力的共同作用下，在坡脚下堆积下来形成的堆积物围绕山脚或山麓连续分布的一种地貌形态。纵剖面呈下凹的曲线，坡积裙的上部常覆盖在坡地斜坡上，倾角710度，成分与与坡上的母岩成分一致，与下伏的基岩是突变的关系。成分一般为亚砂土或亚粘土。并夹有岩块或岩屑。自山坡至前缘粒度由粗变细。有时具有不明显的层理。,二、沟谷流水地貌 （一）侵蚀沟的发育 切沟冲沟坳沟 （二）地貌组合 集水盆、沟谷主干，洪积扇 洪积扇是干旱与半干旱气侯区洪流的沉积作用所形成的一种堆积地貌形态， 多为暴雨工或久旱后的大雨，水流速度大，流量大，加之山区沟谷坡度大，洪流能挟带大量的碎屑物质到山前谷口地带沉积下来，形成的扇形的堆

13、积体。 结构：平面上顶部堆积的是粗大的砾石，向边缘逐渐变细。从剖面上看，底部主要是粘土和亚粘土，向上物质变粗。,长白山洪积扇群,洱海洪积扇,三、泥石流 沟谷与山坡上饱含泥沙与块石的高密度洪流。 （一）泥石流形成的条件 1.地质条件 泥石流中的固体物质来源： 构造破碎带提供大量的碎屑物质； 岩石风化形成的大量的碎屑物质； 高山地区的厚层冰碛物； 强烈地震形成的山崩滑坡，使土石体汇集于山谷,2.气侯条件 泥石流中的水体补给源 集中的降雨 快速的冰雪融化 冰湖溃决,3.地貌条件：泥石流形成的沟谷比为 10-30%。 4.人类活动：乱砍滥伐，坡地耕种，兴 建铁路公路，矿山开发， 建水坝。,（二）泥石流

14、的分类 1.按固体物质的容量和流态分类 稀性泥石流：固体占体积1040，容重1.51.8含沙量8001200kg/m3,呈紊乱状态流动。 过渡性泥石流：容重1.82.0，含沙量12001600. 粘性泥石流：固体占体积40以上，最高可达80，容重2.02.3，含沙量大于1600。可形成粘稠的泥浆。,2.按物质组成成分分类 泥流：固体物质多为细砂和粘土，粘度大，容 量高，呈稠泥状。有时有许多泥球。当泥沙含量小于810公斤，是一种浑水流；大于810公斤时是一种泥浆流，具有相当大的浮力，运动时向两侧扩张的能力较弱，停积时泥流体表面校平整。 泥石流：水的含量比泥沙少。由泥、沙和石块与水的混合体，固体含

15、量1580%。泥石流的侵蚀与搬运与堆积过程极为迅速,几分或几小时可把上千万立方米的固体物质从山里搬到山外。其中有巨砾直径可达1020米。 水石流：实际上是一种洪流。粉沙与泥土含量少，没有粘性。,3.按泥石流形成的诱发因素分类 降雨型泥石流，以降雨为水源的形成的泥石流。 融雪型泥石流，现代冰川的的沟谷区在夏秋季节冰雪融化而突然爆发的泥石流。 溃决型泥石流，高山大陆性冰川地带，冰湖湖堤被湖水冲决而形成的泥石流。 地震型泥石流，以地震为诱因而发生的泥石流。,（三）泥石流的地貌作用 泥石流沟流域，上游以侵蚀作用为主，中游以搬运为主，下游以堆积为主。 各种性质的泥石流在出山口后，形成的地貌与结构都有差异

16、。 粘性泥石流常形成粗大砾石组成的泥石流扇，扇面上岗丘起伏，坎坷不平。 稀性紊流泥石流堆积扇上巨大的石块较少，扇面平坦。 多数泥石流堆积扇是上述两种泥石流交替作用的产物，扇体中常形成细粒物质组成的透镜体。,第四节 流域地貌 一、水系 是指某一干流及其支流的组合。水系的排列与一定的地质构造条件和地貌条件秀密切联系。 树枝状水系、格状水系、平行状水系、放射状水系、和环状水系、辐合状水系、网状水系、倒钩状水系。 二、分水岭 是指河流之间把相邻两个水系分开的高地。 分水岭的迁移与河流袭夺,二、分水岭 是指河流之间把相邻两个水系分开的高地。 分水岭的迁移与河流袭夺,三、流水地貌的发育阶段 戴维斯关于地貌侵蚀旋回的三个阶段的模式： 幼年期 壮年期 老年期,动力平衡学说,本