地面流水的地质作用及其所形成的地貌

“V”型谷或称峡谷 （Canyon） 著名的金沙江虎跳峡 江面最窄处仅为30m， 最陡的坡谷可达70°， 峡谷深度达3000m 。
据国家测绘局最新的精 确统计数据：雅鲁藏布 大峡谷北起米林县的大 渡卡村（海拔2880米）， 南到墨脱县巴措卡村 （海拔115米），全长 504.6公里，最深处6009 米，平均深度2268米， 堪称世界第一大峡谷。 美国的科罗拉多大峡谷 （深1800米，长440公里） 和秘鲁的科尔卡大峡谷 （深3203米），都只能 望其项背。

阴山、贺兰山、祁连山、天山宽广的山脉下， 各个山谷谷口的洪积扇互相联结形成山麓洪积 平原。整个平原的扇缘因为地下水富集，会有 连片的湿润地区，这在干旱地区最为宝贵，就 成了村落与耕地集中的地方。新疆的乌鲁木齐、 石河子等现代化城市，以及大片的瓜果棉花生 产基地，大部分都坐落在天山北麓的山前洪积 扇绿洲上。河西走廊的张掖、酒泉、武威这些 在戈壁荒漠间的历史名城，瓜果飘香、沟渠纵 横，则是拜祁连山的洪积扇所赐。
第四节 河流的地质作用及其所形成的地貌

河流：在河谷中常年流动的水流。 河谷是由河流作用造成的长度远远超过宽度的 狭长形凹地。 河流通过侵蚀、搬运和堆积三种作用方式塑造 河流地貌
一、河道水流运动特征 二、河流的侵蚀作用 三、河流的搬运作用 四、河流的沉积作用
一、河道水流运动特征
水流 运动 特征
雅鲁藏布大峡谷
雅鲁藏布大峡谷
雅鲁藏布大峡谷第一大拐弯处目前建有观景台，可观赏第一 大峡谷的同时观赏南迦巴瓦峰。
下蚀作用
1、下蚀作用的原因 河水对河床的冲刷（溶蚀和机械侵蚀） 临界流速vcr：河床开始被冲刷得流速。
vcr A d
当河水流速超过临界流速，河床上的泥沙 开始滚动或间歇式跃动，形成推移质泥沙， 流速再大，泥沙呈不着底的悬移运动，形成 悬移质泥沙。 临界流速的影响因素较多，如河床岩石的坚 硬、河流的含砂量、河床的物质组成等。
１、影响片流侵蚀作用的 因素 （１）降水强度 （２）地形： 坡形—凸坡一般较直坡、 凹坡易受侵蚀； 坡度—00到400，侵蚀强度 也随者递增； 400到 900，侵蚀强度就逐渐 减少。 坡长—侵蚀深度随坡长而 增加； 坡向—迎雨坡的侵蚀强度 一般较大。
2、片流侵蚀形成的地形 ----浅凹地 浅凹地是平坦地区最常见的一种地形，是片流 侵蚀的产物； 常分布在河谷的源头、分水岭附近、阶地地面 或高平原上。 浅凹地又叫无床谷地，宽度一般20—200m， 深度2—20m不等。 浅凹地在我国东北平原上，由四平到哈尔滨一 带的高阶地上很常见，我国南方低丘陵红壤地 区也举目皆是，又叫波状平原。


水流剖面上，水的流速随深度而降低，故弯道处的 离心力自表层向底部减小。而横比降与水流的平均 流速有关，横比降一经形成，那么它造成的超压力 就是恒定的了，并且表层与底层水的超压力是一致 的，不发生变化。这样在水流端面上，只有中部的 水其离心力与超压力可以平衡。而在表层，离心力F 大于超压力P，其合力指向凹岸，水流向凹岸流，而 在底层的超压力P大于离心力F，其合力指向凸岸， 水流向凸岸流动。这样表层向凹的水流与地层向凸 岸的水流就组成了一个闭合水流系统，形成单向横 向环流。 横向环流与水流向下游的纵向流动结合起来就形成 单向螺旋流
二、地面流水的地质作用
流水的活力 1 2 a mv 2
流水的活力变小，侵蚀作用就变弱，或可能发生沉 积；反之，流水活力变强，侵蚀与搬运作用便会加 强。
黄河峡谷——晋陕大峡谷


流水的侵蚀----使流路变深与变宽； 流水的搬运 方式：溶解搬运、细小颗粒的悬浮搬运、砂土 和砾石的跳跃搬运、巨大砾石的滚动搬 运等，其中以悬浮搬运为主。 流水的搬运量：据估计，地球每年搬入到海洋 的溶解物约27亿吨。碎屑物不少于 160亿吨。 流水的沉积：流水携带的物质，在搬运能力减弱的 情况下，会有一部分流水搬不动而沉积下来。

冲沟
由切沟进一步发育而成。在水流的向源侵蚀 作用下，沟头不断后退，并产生陡坎和跌水。同 时由于侧蚀作用，沟槽加宽，横剖面呈宽展V形。 其长度可达数公里至数十公里，宽度和深度一般 为数米至数十米。冲沟纵剖面与沟身所在的剖面 不一致，沟底剖面呈凹弧曲线。 坳沟 冲沟发育到一定程度，向源侵蚀和下切侵蚀 减弱，不再加深沟底，纵剖面坡度变得平缓，沟 床上有沉积物覆盖；沟坡逐渐变得平缓，不再有 明显的沟缘。这种宽浅的干谷，称为坳沟，坳沟 的形成标志着河谷发育已进入衰亡阶段。坳沟沟 底常已辟为农田。 在冲沟发育过程中，若沟底下切到潜水面一 下，沟谷水流得到地下水不断补给，则由暂时性 水流转变为经常性水流，冲沟就成了河谷。
第六章
地面流水的地质作用 及其所形成的地貌
第一节 地面流水的概念 第二节 片状流水的地质作用 第三节 沟谷水流及其所形成的地貌 第四节 河流的地质作用及其所形成的地貌 第五节 地面流水与水土保持土壤和水资源的 关系



陆地上，除气候极端寒冷或极端干燥的 地区以外，几乎到处可见到地面流水。 地面流水是促使地壳---特别是温湿地带 的地壳变化、发展的一个强有力的地质 动力。 流水地貌及沉积物是陆地上分布最广的 地貌与沉积类型。
（２）冲刷带


位于坡地中部。一般坡度变陡，坡面冲刷强度 加大，形成许多侵蚀沟；侵蚀沟 侵蚀沟走向与坡向基本一致； 侵蚀沟横剖面多呈V形，深度不小于0.5m。
（３）淤积带



在坡麓地带，片流携带的大量碎屑物发生 堆积，围绕着坡地下部呈片状覆盖，形如 裙边，又叫坡积裙； 坡积裙的前缘通常与河谷底部、山间盆地 或山前平原相连接； 自坡积裙的顶部向前缘，机械组分由粗变 细。碎屑物的磨圆度很差，分选性不好。
① 底部辐散型的双向环流，这种环流一般出现在枯水 位时的平直河湾。在中枯水位时这种河湾中的水流 一般来说中部流速快，两岸流速慢，形成微下凹的 水面，两岸表层水流向河中心汇聚，底层水为了补 充两岸流失的水量，向两岸流动，形成底部辐散型 的双向环流。 ②底部辐聚型的双向环流，这种环流一般出现在平直 河道的洪水期。在洪水期河床横剖面上河床中部的 水量往往比两岸的水增加的快些。这时的水面略呈 上凸形，表层水从河流中心流向两岸，而两岸水为 了补充河流中流失的水量，自底部流向中心，构造 底部辐聚型的双向环流。
层流 环流
紊流
旋涡流
环流
河道水流除向下游运动外，还存在垂直 于主流方向的横向流动，表层的横向水 流与底部的横向水流方向相反，这样在 过水断面上就形成一个闭合的流动系统， 称为横向环流。横向闭合的水流运动与 纵向上的水流运动结合在一起，就形成 了一种螺旋状前进的水流，称为螺旋流。
1)
平直河道双向环流，可以分两种类型
侧蚀作用原理：
凹岸侵蚀 凸岸堆积
横向环流示意图
(a) 河流横向环流；(b)河曲处横向环流断面图
旋涡流

在天然河道不规则河岸附近及河底起伏的后面， 由于水流的离解，液体常以质点群的形式围绕 一个公共轴转动，称漩涡流。 河岸附近绕垂 直轴旋转的直轴旋涡，常对岸边产生强烈冲蚀， 引起河岸崩塌。 河床底部岩槛及沙坡等起伏 处形成的横轴漩涡流，会使床底发生变形。
二、河流的侵蚀作用
河流侵蚀包括溶蚀和机械侵蚀，河流的机械侵蚀 是河谷地质发展过程中的一个重要现象，侵蚀安 方向分侧蚀、下蚀。 （一）河流的下蚀作用 （bottom erosion） 河水挟带的碎屑物质 对河床底部产生破 坏，使河谷加深的 过程称为河流的下 蚀作用。
美国犹他州河流下切作用形成的深切曲流
三、泥石流及其形成的地貌
（一）泥石流概念 泥石流是在山区 突然爆发、历时短暂、 含有大量泥沙和石块 等固体物质并具有强 大破坏力的特殊洪流。 有些地方称之为“山 洪”、“龙扒”等。
（二）泥石流形成的条件

出现泥石流的谷地， 从上游到下游一般可 分为三个区段供给 区——通常位于上游 的汇水区。这里崩塌、 滑坡、水土流失严重。 通过区——位于中游 段，多为峡谷。堆积 区——一般位于山口， 是泥石流固体物质停 积的地段，常形成扇 形地，可称为泥石流 扇。
第二节 片状流水的地质作用
一、片状流水的特点 二、片流的侵蚀作用 三、片流作用形成的地貌
一、片状流水的特点
1、片流（sheet flow） 下雨后沿斜坡流动的暂时性片状流水， 简称片流。 2、片流特点 分布面积广，水层薄，作用的时间短， 作用的范围通常在上坡或高处，距水的源头 近。
二、片流的侵蚀作用
（1）大量松散的固体物质 （2）暴雨和洪流 （3）陡峻的沟谷
供给区
通过区
泥石流扇
（三）泥石流类型

按泥石流的形态特征、运动性质和物质组成， 可将泥石流分为粘滞性泥石流和稀释性泥石流 两种。
（四）泥石流作用形成的地貌特点
（1）上游地区以侵蚀 为主，形成深沟 。 （2）中游地段大多表 现为峡谷 。 （3）下游以堆积为主， 粘性源流停积后， 多形成砾石垄岗， 稀性泥石流则多形 成泥石流扇。
第一节 地面流水的概念
一、地面流水的形成 二、地面流水的地质 作用
一、地面流水的形成
1、汇集水流的条件 ： （1）必须有相当的降水量 （2）必须是水分不大量下渗 的条件（例如岩溶地区 等） （3）必须有起伏不平的地势 2、地面流水类型： （1）暂时性流水 片流（sheet flow） 洪流（flood flow） （2）常年性流水 ---河流
三、片流作用形成的地貌
根据坡地侵蚀与堆积的变化，自上而下，一般将 坡地分为： （１）不明显冲刷带 （２）冲刷带 （３）淤积带 在坡面径流的作用 下，冲刷带和淤积 带将逐渐向上移动， 使坡积裙向上发展， 导致整个地区的地 势日趋和缓。
（１）不明显冲刷带

位于坡地上部，接近分水岭的地带； 地貌类型以浅凹地为代表；冲刷量顺坡随径流 的增大而逐步加大，使浅凹地在具有一定纵向 倾斜凹槽的下端逐渐变深，转化为深凹地。
天山和阿尔金山之间的这个 完美“扇贝”


洪积扇尖顶，也就是河流流出山麓的谷口，和 山外宽广的扇形外缘，组成成分是不一样的。 当山区湍急的河流流出谷口，水流搬运能力下 降，巨石率先停留下来。随着水流越来越远， 越来越缓，搬运能力越来越弱，水中的沙石也 逐渐沉降下来，先是石块，然后是粗砂，最后 是黏土。所以洪积扇尖顶大多是粗颗粒的砂石， 而到了外缘则演变成了细腻的沙粒黏土。 洪积扇顶端的砾石、粗砂颗粒大，孔隙很多， 就像筛子一样，会让水分渗漏到很深的地方， 所以土地比较干燥。而到了扇形的外缘，土地 由粉沙和黏土组成，渗水性很差，就像在田地 之下铺了隔水防渗膜一样，能让水分充盈在土 地表面，使扇缘土地湿润，甚至抬高地下水位， 形成喷涌的泉水。天山脚下的绿洲，就是在这 样湿润的土壤上生长出来。

二、沟谷水流形成的地貌组合
在广大山区范围内，沟谷水流形成的地貌分布广泛， 垂直分带明显，自上而下一般由三部分组成。 （１）集水盆：位于沟谷上游的小型盆状集水洼地 （２）沟谷主干：是集水盆地沙和水的通路 （３）洪积扇：自沟谷出山口后，坡降骤减，沟谷水流所 携带的物质大量堆积，形成了以沟口为顶点的冲出锥或 冲积扇。
第三节
沟谷水流及其所形成的地貌
雅鲁藏布大峡谷
一、沟谷的发育 二、沟谷水流形成的 地貌组合 三、泥石流及其形成 的地貌
一、沟谷的发育


沟谷水流由面状水流发展而成，属暂时性线状水 流。沟谷水流在干旱、半干旱的草原或山麓地带 分布尤为广泛，例如黄土高原。 按照侵蚀沟的纵横剖面形态特征和演变过程，可 把沟谷分为切沟、冲沟和坳沟。 切沟通常发育在裸露的坡地上，水顺坡流动， 往往聚成多条股流，侵蚀后形成大致平行的细 沟。细沟不断侵蚀扩大，发展成切沟。切沟宽 深约1～2米，横剖面呈“V”形，沟缘较明显， 沟底纵剖面与沟深坐在的平面大致平行。但沟 床如受岩性差异或大砾石阻塞的影响，可形成 阶梯状的小陡坎。
2）弯曲的河道中单向环流

在弯曲部分，由于水的流动呈弧形，那么 就会产生一个离心力，其方向指向凹岸。 水流在离心力作用下，主流线靠近凹岸， 这样就造成在弯曲边的水流横剖面上水面 存在比降，凹岸附近水面高，凸岸附近水 面低，比降的存在降造一个超压力，超压 力的方向指向凸岸。这个超压力正比于横 比降In