流水作用与流水地貌

流水作用与流水地貌 浅谈流水作用对地貌的塑造作用 赵鹏2009113170 管理学院 0911地理科学 摘要:流水对地貌的塑造具有三种作用，即侵蚀作用、搬运作用与沉积作用，叫做流水作用。这三种作用主要受流速、流量和含沙量的控制。一定的流速、流量只能夹运一定数量和一定粒径的泥沙。当流速、流量增大或含沙量减少时，流水就会发生侵蚀，从而夹带更多的泥沙;反之，当流速、流量减小或含沙量增加时，就会发生沉积。通过侵蚀、搬运、沉积，流水作用于地表岩石或沉积物形成各种各样的地貌形态，即流水地貌。流水地貌是水圈与岩石圈相互作用的结果与标志。流水地貌可以划分为坡面流水地貌、沟谷流水地貌和河流地貌。 关键词:流水、侵蚀、地貌 一、流水对坡面的影响 流水的侵蚀表现为流水对坡面、沟谷和河谷的侵蚀。坡面侵蚀是坡面流水对地表进行面状的、均匀的冲刷。沟谷流水与河流的侵蚀是一种线状侵蚀，表现为下蚀(下切)、旁蚀(侧蚀) 与溯源侵蚀(向源侵蚀)三种。下蚀是指流水及其挟带的砂砾等对谷底的侵蚀，其结果使谷底加深。旁蚀是对谷地两侧的侵蚀，其结果使谷坡后退，谷地展宽。溯源侵蚀系指向源头的侵蚀，其结果使谷地伸长。下蚀、旁蚀与溯源侵蚀是相互联系、同时进行的。 坡面流水是雨水或冰雪融水在地表形成的薄层片流或细流，随地表起伏而流动，没有固定的流路，因而面状而均匀地冲刷地表松散物质。如果植被稀疏、地表物质疏松、降水量多且强度大、坡面形态有利于加快径流流速和增多流水，那么坡面流水的侵蚀就强烈。坡面流水冲刷下来的物质或汇入沟谷与河流，是江河泥沙的主要来源;或在缓坡、坡麓和洼地堆积，成为坡积物。 坡面流水是雨水或冰雪融水直接在地表形成的薄层片流和细流，它们在流动过程中比较均匀地冲刷地表松散物质，这种侵蚀方式称为片状侵蚀。片状侵蚀强度主要受降水性质、地形、坡面组成物质和植被等的影响。在一定的地形条件下，如果地表物质疏松、植被稀疏、降水量多且强度大，坡面流水的侵蚀就强烈。被冲剧下来的物质，成为江河泥沙的主要来源。在坡地上植树种草，既可防治水土流失，又可减少河流淤积。 当坡面流水和细流增大到一定程度时，会自动汇集为线状集流，再进一步汇集成沟谷水流。沟谷流水比较集中，有较固定的流路，其侵蚀能力比坡面流水显著增强，是形成沟谷地貌的主要营力。 沟谷进一步发展，或得到地下水补给，就形成有常流水的河谷，河谷中的常流水就是河流。沟谷流水和河流的侵蚀作用是线状的，表现为下蚀(下切)、旁蚀(侧蚀)与溯源侵蚀(向源侵蚀)三种。下蚀是指流水及其夹带的砂砾等对谷底的侵蚀，结果使谷底加深。旁蚀是对谷地两侧的侵蚀，结果使谷坡后退，谷底展宽。溯源侵蚀系指向源头的侵蚀，结果使谷地伸长。下 蚀、旁蚀和溯源侵蚀是同时进行、相互联系的，在塑造陆地地貌形态方面起着重要作用。 图1河流的下蚀作用 图2河流的侧蚀作用 坡面流水的侵蚀强度主要受降水性质、地形、坡面组成物质和植被等的影响。在一定地形条件下，如果地表组成疏松、植被稀疏、降水量多且强度大，坡面流水的侵蚀就强烈。 雨滴对地面的溅击，不仅可以直接造成表土流失，而且还可以增加地表薄层水流的紊动性，加强水流的侵蚀能力，同时破坏土壤的结构，使表土分散，给水流冲刷创造条件。因此，坡面侵蚀作用与降雨量和降雨强度密切相关。坡面坡度与坡面水层厚度，是坡面流水进行冲刷的动力条件。 坡面坡度增大，径流流速加快、动能增大，对坡面的冲刷增强。但当坡度增加到一定程度时，却因为受雨面积减小而使坡面流量减小，对坡面的侵蚀反而减弱。据研究，在坡度小于20度时，坡面冲刷强度随着坡度的增加而迅速增大;在20,40度之间，坡面冲刷强度仍然随着坡度的增加而增大，但增加的速度有所减缓;在40度时，坡面冲刷强度达到最大;在40,90度之间，随着坡度的增大，坡面冲刷强度逐渐缩小(图3) 图3 坡度-侵蚀强度关系示意图 一个坡面，在顺坡方向降雨及入渗强度、坡面物质组成都一致的情况下，在分水岭顶部由于地面比较平坦，片流较小，冲刷能力微弱，成为微弱侵蚀带;坡面的中段，坡度一般比较陡，流量比较大，冲刷强度也大，成为强烈侵蚀带;坡麓地段，因为坡度变缓，流速变小，出现了堆积现象，成为堆积带。 坡面流水冲刷下来的物质，要么汇入沟谷和河流，要么在坡麓堆积起来形成坡积物。成片的坡积物围绕着山麓分布，形似衣裙，故称为坡积裙。 二、沟谷流水作用与地貌 坡面细流顺坡而下时，流速流量加大，并转变成线状集流，形成冲刷能力增强的沟谷水流，简称沟流。沟流比较集中，有比较固定的流路，其侵蚀能力比坡面流水有显著增强，是形成沟谷地貌的主要营力。 沟谷发育初期，谷底不断下蚀加深，沟头不断溯源侵蚀后退，使沟谷伸长。沟谷进一步发展，在其下段下蚀减弱、旁蚀作用加强，使沟谷加宽。随着沟谷的加长和加宽，流域面积加大，当沟谷内有常流水时，沟谷也就变成了河谷。 沟谷规模短小，纵剖面上陡下缓，多陡坎、壶穴，横剖面多呈V型。但在水平岩层分布的地区，由于产状水平并富有垂直节理，常形成直立或阶状的沟坡。规模较大的沟谷，在沟头有汇水盆地。间歇性的洪流把冲刷下来的物质带到沟口堆积，往往形成半圆锥状堆积体，称为冲出锥或洪积扇(图 4)。冲出锥的规模不大，面积一般只有几百平方米，顶部与沟口相连的地段，坡度较大，向外坡度变缓。 图4 洪积扇 冲出锥是间歇性洪流携带的物质不断堆积而成的。其特点是分选差，磨圆度不好，有不规则的层理。冲出锥在干旱、半干旱地区分布比较广泛。 三、河流作用与地貌 水流不间断地作用于河谷，而河谷又反过来约束着水流。两者相互作用，形成了各种各样的河流地貌。 (一)河床动力,形态反馈 水流不间断地作用于河床，而河床又反过来约束着水流。当水流所携带的泥沙量小于它的输沙力时，它就从河床上攫取泥沙，因而发生冲刷。相反，如果水流挟沙太多，超过了它的挟沙力，其中一部分较粗的泥沙就会堆积下来。 冲刷会使河床减低，扩大过水断面;而淤积引起河床抬高，缩小过水断面。由于过水断面的扩大或缩小，又改变了水力条件。断面扩大流速减小，输沙力降低，冲刷就逐渐停止。断面缩小，流速加大，输沙力加强，不再发 反映了水与岩生堆积(图5)。这种自反馈机制，称为河流的自动调节作用。它石(包括松散沉积物)相互作用，塑造河流地貌的过程。 图5河流的自调节作用(河床动力-形态反馈机制) (二)河床类型 根据河床的平面形态，可以将冲积性河流的河床划分为顺直微弯、弯曲、分汊和游荡型河床。顺直微弯型河床:在平水期深槽、浅滩交替出现，两侧边滩犬牙交错，而在洪水期河水淹没犬牙交错分布的边滩，河水顺直奔流。弯曲河床:无论是平水期还是洪水期，行水河道均是弯曲的。分汊河床:由江心洲将河床分 图6 河床平面类型 为两个或两个以上的汊道的河床。游荡型河床:河床宽浅，沙滩众多，洪水时汪 洋一片，枯水时河汊密布、水流散乱，有时难以分辨主流所在，主流摆动不定，心滩变化莫测(图6)。 (三)河漫滩发育与地貌 当河流发育到一定阶段，旁蚀(侧蚀)作用占主导地位，河谷不断展宽，为河漫滩的发育奠定了基础。分布在河床两侧洪水时被淹没的平整地面，叫做河漫滩。河漫滩的表层往往为细粒的粘土和粉沙，而其下往往是粗粒的河床沉积物，这就是典型的二元相沉积结构。在河漫滩的近河床地带，由于水深突然变小，阻力变大，流速变小，挟沙力降低，使泥沙沉积下来，形成贴近河床并与河岸平行的沙堤--河岸沙堤(滨河床沙坝)。由于河床的快速侧向移动，形成了多条大致平行的河岸沙堤，它们组合成扇形，称为迂回扇。弯曲河流发展到一定程度，发生裁弯取直，废弃的河床形成新月形(也像牛角)的湖泊-牛轭湖。