地表水流的地质作用—暂时性水流地质作用及其堆积物(工程地质课件)

➢ 下蚀向下切割河床，破坏河底，使河流 变深。
➢ 侧蚀向河岸方向侵蚀，使河流变宽变弯 ，破坏原有河岸。
➢ 下蚀和侧蚀是同时进行的，但河流上游 以下蚀为主，下游以侧蚀为主。
河流的侵蚀作用
➢ 下蚀作用：河流在垂直方向上对河底的 冲刷作用，又称为底蚀作用。
➢ 1.峡谷急流瀑布－在河流上游，河底纵 坡降大，水流速度快，底蚀作用最为强 烈。加上岩石性质构造条件的影响，常 形成峡谷，急流和瀑布。
洪流的冲刷作用
冲沟形成过程示意图
洪流的冲刷作用
➢ 冲沟发育地区施工，应查明冲沟形成条件 和原因，研究冲沟的活动程度，有针对性 地进行治理。
➢ 剧烈发展阶段的冲沟：上部截断水源， 沟头、沟底和沟壁加固。
➢ 衰老阶段的冲沟：植物加固沟壁，以免支 沟重新复活；工程施工应尽量少挖方，新 开挖的边坡则应及时采取保护措施。
➢ 剧烈发展阶段的冲沟：上部截断水源， 沟头、沟底和沟壁加固。
➢ 衰老阶段的冲沟：植物加固沟壁，以免支 沟重新复活；工程施工应尽量少挖方，新 开挖的边坡则应及时采取保护措施。
洪流的堆积作用--洪积层
➢ 洪积物：洪流沿河谷流出山口时，搬运 力急剧减弱，搬运的碎屑物质在山口处 呈扇形堆积下来，称洪积物。
洪流的堆积作用--洪积层
➢ 洪积层有下述特征： ➢ ①锥状时，称洪积锥，呈扇形时称为洪积扇。 ➢ ②洪积层成分较复杂，由沟谷上游汇水区内的岩
石种类决定。
➢ ③沟口附近堆积多，厚度大，颗粒粗大，越向外 堆积越少越薄，颗粒细小，具明显的分带性
➢ ④略具分选性和层理，洪积物具有一定磨圆度
地表流水的地质作用
➢ 3.沉积的主要类型
➢ 三角洲——河水在海、湖口地段受到海湖水的阻滞 ，动能明显减弱，携带的泥沙沉积下来形成河口积 淤，其形状一般是呈向大海（湖）中伸出的三角形 平地,称为三角洲。三角洲是重要的油气田分布区
➢ 前积层——碎屑沉积具斜层理 ➢ 底积层——细的悬浮物质胶体物质，具水平理层 ➢ 顶积层——碎屑沉积具斜层理
➢ 洪流：由暴雨或融雪形成的暂时性的山 洪急流。
➢ 河流：在固定沟谷中长年流动的水流。
二、地表流水的运动形式
层流（laminellar flow）：水流动过程中水质点的运动 轨迹彼此平行而不混合，保持着一层超覆一层地向前 滑动。 紊流（turbulent flow）：水质点呈不规则运动，时而 向上，时而向下或左或右，即水质点的运动轨迹是紊 乱的。
三、地表流水的地质作用
➢ 地面流水的动能除一部分消耗在克服水体与河床、水体 与空气以及水体内部质点间的磨擦外，另一部分消耗在 对河床的剥蚀和对泥、砂、砾石的搬运上。
➢ 地面流水的剥蚀作用称为侵蚀作用； ➢ 流水的动能除用于侵蚀作用外还有剩余，流水会把侵蚀
下的碎屑（包括胶体或溶液）带走，称为搬运作用；
片流的洗刷作用及坡积层
片流的洗刷作用及坡积层
➢ 坡积层具有下述特征： ➢ ① 位于山坡坡脚处，坡脚
处最厚，向山坡上部及远 离山脚方向变薄尖灭。 ➢ ② 坡积层多由碎石和粘性 土组成，成份与山坡上部 基岩成分有关。 ➢ ③ 碎屑颗粒大小混杂，棱 角分明、分选性差，层理 不明显。
➢ ④ 强度很差，易发生滑动
床沉积（砾石、砂砾）上部为河漫 滩沉积（泥质和粉沙）在坡面上有 规律的交替出现。
➢ 常有波痕，砂丘和交错层理等构造
河流的沉积作用
➢ 3.沉积的主要类型
➢ 心滩——河水从窄束段流入开阔段时，流速减小， 致使较粗部分在河底中部淤积，逐渐形成心滩。
河流的沉积作用
➢ 3.沉积的主要类型
➢ 边滩与河漫滩 ➢ ①边滩——是单向环流将凹岸掏蚀的物质带到凸岸
➢ 河流的认识 ➢ 河流的侵蚀作用 ➢ 河流的搬运作用 ➢ 河流的沉积作用 ➢ 河谷地貌
河流的认识
河流的认识
河流：经常流水或常年流水的河谷
河流分为：河源 、河口、上游、中 游、下游、河系、 流域、分水岭
河谷的认识
河床——平水期河水占据的谷
底部分，也称河槽。
河漫滩——经常被洪水淹没的
谷底部分。
谷坡——河谷两侧因河流侵蚀
河流阶地
➢ 3.河流阶地的类型
➢ 侵蚀阶地——是由基岩构成，一般阶地面较窄，
没有或零星有冲积物，阶地崖较高。 ➢ 基座阶地——阶地面上为冲积物，阶地崖下部可
见到基岩。 ➢ 堆积阶地——全部由冲积物构成，无基岩出露。
河流阶地
河流阶地
➢ 4.河流阶地的研究意义
阶地上的冲积物中常富集有比重大且硬度高的矿物，成 为有用砂矿产。如金、金刚石等。
河流的侵蚀作用
➢ 2、侵蚀基准面——河流下蚀的极限。 ➢ 海平面是外流水系的共同侵蚀基准面
河流注入湖泊的湖面高度
局部侵蚀基准面
支流注入主流的河面高度
➢ 3、河流的平衡剖面——河流在其形成的初期， 多急流与瀑布，河流纵剖面不平滑。由于下蚀 和溯源侵蚀作用，河床上的突起被削去，凹坑 被填平，急流和瀑布消失，河流纵剖面逐渐演 变成为平滑的曲线，称为平衡剖面。
沉积形成的小规模沉积体，仅在洪水期被淹没。
➢ ②河漫滩——是边滩变宽，加高且面积扩大的产 物。在丘陵和平原区，其宽度在数米到数十公里以 上，并普遍发育有河流冲积物二元结构。
在大河的中下游地区， 由于河床长期往复摆动河漫 滩不断发展扩大并连在一起 。从而形成广阔的冲积平原 ，如长江中下游平原。
河流的沉积作用
地表流水的地质作用
地表流水的地质作用
➢ 地表流水的认识 ➢ 片流的地质作用 ➢ 洪流的地质作用 ➢ 河流的地质作用
一、地表流水的种类
一、地表流水的种类
片流（坡流、面流）——面状无槽流水
1.暂时性流水
洪流
2.常年性流水——河流
线状有槽流水
➢ 片流：在地面汇合成网状薄水层，顺自 然坡均匀流动的水流。
河流的侵蚀作用
➢ 4.溯源侵蚀
➢ 河流自形成之后，河谷有向源头发展增长河谷长度的趋势 ，这个过程称为河流的溯源侵蚀，也称为向源侵蚀。
➢ 如流水的动能不足以搬运碎屑物质或液体环境改变时， 则发生物质的沉积，称为沉积作用。
现代地貌（高山峡谷、广阔平原）主要是 由流水地质作用形成的，地面流水是分布 最广泛的地质外营力，是塑造大地面貌的 雕塑家。
地表流水的地质作用
片流的地质作用
片流的淋滤作用及残积层
➢ 片流（坡流、面流）：在降雨或融雪时，地表 水一部分渗入地下，其余的沿坡面向下运动。 这种暂时性的无固定流槽的地面薄层状、网状 细流称为片流。
学成分等因素有关。 ➢ ④工程性质差。
片流的洗刷作用及坡积层
➢ 洗刷作用：片流比较均匀的冲洗破 坏着整个斜坡的表层，把覆盖在坡 面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡 脚处。
➢ 坡积层(堆积作用)：洗刷作用破坏 下来的泥沙物质，除部分经沟谷而 进入河流外，其余部分则因水的动 能的减小而在缓坡处沉积下来，形 成坡积层。
➢ 坡积层(堆积作用)：洗刷作用破坏 下来的泥沙物质，除部分经沟谷而 进入河流外，其余部分则因水的动 能的减小而在缓坡处沉积下来，形 成坡积层。
片流的洗刷作用及坡积层
片流的洗刷作用及坡积层
➢ 坡积层具有下述特征： ➢ ① 位于山坡坡脚处，坡脚
处最厚，向山坡上部及远 离山脚方向变薄尖灭。 ➢ ② 坡积层多由碎石和粘性 土组成，成份与山坡上部 基岩成分有关。 ➢ ③ 碎屑颗粒大小混杂，棱 角分明、分选性差，层理 不明显。
洪流的堆积作用--洪积层
➢ 洪积物：洪流沿河谷流出山口时，搬运 力急剧减弱，搬运的碎屑物质在山口处 呈扇形堆积下来，称洪积物。
洪流的堆积作用--洪积层
➢ 洪积层有下述特征： ➢ ①锥状时，称洪积锥，呈扇形时称为洪积扇。 ➢ ②洪积层成分较复杂，由沟谷上游汇水区内的岩
石种类决定。
➢ ③沟口附近堆积多，厚度大，颗粒粗大，越向外 堆积越少越薄，颗粒细小，具明显的分带性
尼罗河三角洲
河流的沉积作用
1-河床 2-河漫滩 3-河谷斜坡 4-河流阶地
河流的沉积作用
河流阶地
河流阶地
➢ 1.河流阶地——原生河谷的谷底，由于 河流底蚀作用重新加强而相对抬升到洪 水位以上，形成分布于河谷两侧、沿谷 坡伸展的阶梯状地形。
➢ 2.阶地的构成
➢ ①阶地面——微倾斜的 平台面，代表相对稳定时 间。 ➢ ②阶地崖（阶地斜坡） ——急倾斜坡，是河流底 蚀作用强烈时期的产物， 其高度反映变化的幅度。
暂时性流水的地质作用
洪流的地质作用
洪流的冲刷作用
➢ 洪流：坡流逐渐集中汇成几段较大的线 状水流，再向下汇聚成快速奔腾的洪流
➢ 冲刷作用 ：洪流以其自身的水力和挟 带的砂石对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀
洪流的冲刷作用
➢ 冲沟：由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁 陡峭的沟谷。
➢ 当冲沟下切到地下水面时，便形成了小溪
➢ ④ 强度很差，易发生滑动
河流的沉积作用
河流的沉积作用
➢ 1.沉积作用发生的原因：河流搬运的物质
由于流量流河流搬运携带的碎屑物质沉积 下来，形成冲积物(冲积层)。 ➢ 2.冲积物及其特点
➢ 具有良好的分选性（粗大的先沉积
，细小的后沉积）
➢ 具有较好的磨圆度 ➢ 成层性较清晰 ➢ 常具有韵律性二元结构：下部为河
而形成的岸坡。
阶地——被抬升的古老的河谷
谷底。
河谷要素示意图
坡麓——谷坡与谷底的交界。 谷缘——谷坡与山坡交界的转
河流= 河水+ 河谷
折处，也称谷肩。
河谷= 谷底+谷坡
谷底= 河床+河漫滩
河流的侵蚀作用
河流的侵蚀作用
➢ 河流的侵蚀作用——河水在河床流动中 时对谷地和谷坡的冲蚀作用称为侵蚀作 用。分为下蚀作用和侧蚀作用。
➢ ④略具分选性和层理，洪积物具有一定磨圆度
小结
• 地表流水有片流、洪流和河流3种方式。 • 片流的淋滤作用形成残积层 • 片流的洗刷作用形成坡积层 • 洪流的冲刷作用形成冲沟地貌和洪积层
暂时性流水的地质作用
洪流的地质作用
洪流的冲刷作用
➢ 洪流：坡流逐渐集中汇成几段较大的线 状水流，再向下汇聚成快速奔腾的洪流
➢ 冲刷作用 ：洪流以其自身的水力和挟 带的砂石对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀
洪流的冲刷作用
➢ 冲沟：由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁 陡峭的沟谷。
➢ 当冲沟下切到地下水面时，便形成了小溪
洪流的冲刷作用
冲沟形成过程示意图
洪流的冲刷作用
➢ 冲沟发育地区施工，应查明冲沟形成条件 和原因，研究冲沟的活动程度，有针对性 地进行治理。
➢ 淋滤作用： 片流在流动过程中， 一部分水会渗 入地下，渗入地下的过程中，渗流水不仅把地 表附近细小破碎物质带走，还能把周围岩石中 易溶成分溶解带走。
➢ 残积层：淋滤作用后残留在原地的松散破碎物 质称残积层。
片流的淋滤作用及残积层
➢ 残积层有下述特征： ➢ ①位于地表以下，基岩风化带以上。 ➢ ②物质成分与下伏基岩成分密切相关 ➢ ③ 残积层的厚度与地形、降水量、水中化
➢ 有助于研究近代地壳升降运动以及河流地质作 用历史。
➢ 为寻找冲积矿产和地下水提供基础资料。 ➢ 为工程建筑设计、施工提供地质资料。
总结
➢ 河流的侵蚀作用按方向可分为下蚀和侧蚀 ➢ 河流的搬运方式多样。 ➢ 河流沉积作用形成冲积层。 ➢ 河流阶地。
地表流水的地质作用
河流的地质作用
河流的地质作用
➢ 残积层：淋滤作用后残留在原地的松散破碎物 质称残积层。
片流的淋滤作用及残积层
➢ 残积层有下述特征： ➢ ①位于地表以下，基岩风化带以上。 ➢ ②物质成分与下伏基岩成分密切相关 ➢ ③ 残积层的厚度与地形、降水量、水中化
学成分等因素有关。 ➢ ④工程性质差。
片流的洗刷作用及坡积层
➢ 洗刷作用：片流比较均匀的冲洗破 坏着整个斜坡的表层，把覆盖在坡 面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡 脚处。
片流的地质作用
片流的淋滤作用及残积层
➢ 片流（坡流、面流）：在降雨或融雪时，地表 水一部分渗入地下，其余的沿坡面向下运动。 这种暂时性的无固定流槽的地面薄层状、网状 细流称为片流。
➢ 淋滤作用： 片流在流动过程中， 一部分水会渗 入地下，渗入地下的过程中，渗流水不仅把地 表附近细小破碎物质带走，还能把周围岩石中 易溶成分溶解带走。
三、地表流水的地质作用
地面流水在流动过程中会与地表地质体发性相互作 用，称为流水的地质作用；这种相互作用与地面流 水的动能相关，即与流速、流量相关。
由于重力作用形成流水的重力势能 ，并不断转化为动能：
E 1 MV 2 2
动能的大小跟流水的流量（M）、流速（V） 成正比，流量流速越大，流水的动能越大，对地 面的改造速度就越大，流水的地质作用也就越强 。