流水侵蚀与堆积实验设计

流水的侵蚀与堆积作用

西南交大附中董鑫

设计原理：

实验一：流水的侵蚀

河水在重力势能的作用下，会从高处向低处流动，在运动过程中会对流经地形区进行侵蚀，其中主要有下蚀、侧蚀和溯源侵蚀三种。

1、下蚀作用：下蚀往往能形成或加深沟谷、河床，在河流上游下蚀成峡谷，塑造沟谷地貌。而且，地表坡度越大，岩石越松软，流量与流速越大，下蚀作用就越强。

2、侧蚀作用：侧蚀往往在河床沟谷较宽、坡度较缓的条件下侧向侵蚀，它使河床不断变宽。

3、溯源侵蚀：它使河床深切作用逐渐向河流上游方向推移、发展，使河流源头受侵蚀而后退，使河流向源头或沟头方向延长。

实验二：流水的堆积

洪积--冲积：河流挟带的泥沙进入低地成绩而成平原，在河流流出山口进入低地时，河流比降急剧减小，发生大量沉积，以山麓谷口为顶点，向开阔低地展布成扇状地貌，坡度较大。从扇顶到扇缘，坡度逐渐降低，冲积物由粗到细。

河口三角洲：在河口地区，由于河流流速减慢，泥沙沉积形成冲积平原。

设计思想：

1、根据流水侵蚀与堆积作用的原理，利用简单的实验器具，在有限的实验条件下展示流水侵蚀与流水堆积作用的不同过程与结果。

2、可利用此实验装置演示河流泥沙含量与其它自然要素（如：降水量、坡度、植被覆盖程度等）之间关系。

3、利用此实验装置演示水循环一节中地表径流、地下径流以及渗流，帮助学生理解此过程。

实验用具：

鞋盒（50×30×10）、水槽、纸质三棱锥形支架、颗粒不同的河沙（白色石英砂）、烧杯、木板或塑料板、直尺、透明胶带、三脚架

实验装置：（如下图）

实验过程：

A B

实验设计：

在坡面A 上均匀平铺上适量河沙（约5CM 厚），并用水浸湿，用烧杯装上适量的水，沿斜坡顶缓缓倒下，注意使水流呈线状，注意观察：

① 平铺在坡面A 上的河沙有什么变化？如出现了冲沟，用直尺量一量冲沟深度和宽度，填写下表： A 坡面

实验前

实验后

坡面是否有冲沟：

坡面是否有冲沟： 深度： 宽度：

B 坡面

实验前

实验后

平面是否有泥沙堆积：

平面是否有泥沙堆积： 堆积物形态： 颗粒分布状况：

重复上述实验，加快倒水的速度，观察对比：坡面A 和平面B 上有什么变化，填写下表：

第一次

第二次

推导和结论

A 坡面

冲沟深度

冲沟宽度

冲沟深度

冲沟宽度

B 坡面

堆积物形态

颗粒分布

堆积物形态

颗粒分布

实验扩展：

一、用此实验装置研究影响泥沙冲刷量的主要因素 1、坡度对冲刷量的影响

第一次（α=150） 第二次（α=250） 推导和结论

A 坡面

冲沟深度

冲沟宽度

冲沟深度

冲沟宽度

B 坡面

泥沙数量

泥沙数量

A B α

第一次（用水量：100ml）第二次（用水量：300ml）推导和结论

冲沟深度冲沟宽度冲沟深度冲沟宽度

A坡面

B坡面泥沙数量泥沙数量

3、降水强度对冲刷量：保持坡度不变，用两杯数量相同的水进行两次冲刷实验，注意第二

第一次（降水强度：小）第二次（降水强度：大）推导和结论

冲沟深度冲沟宽度冲沟深度冲沟宽度

A坡面

B坡面泥沙数量泥沙数量

4、植被覆盖度对冲刷量的影响：保持其它条件都不变，用两杯数量相同的水进行两次冲刷

第一次（有植被覆盖）第二次（无植被覆盖）推导和结论

冲沟深度冲沟宽度冲沟深度冲沟宽度

A坡面

B坡面泥沙数量泥沙数量

二、用此实验装置演示地表径流、地下径流，并由此推导渗流的存在

A

B

在A坡面中间事先洒少量的高锰酸钾颗粒，然后覆盖上较为湿润的泥沙，用洒水壶在A 斜面上洒水（模拟一次降水过程），观察A斜面的表面和A、B面交接处紫色高锰酸钾溶液渗出情况。思考，紫色高锰酸钾溶液通过什么方式流出来的？并作图说明。