地質(zhì)學原理-河流地質(zhì)作用與河谷地貌

1、1.1.河流概述河流概述 河流的形成 由片流、洪流發(fā)展而來。 片流 沿山坡均勻流動的網(wǎng)狀細流， 片流的侵蝕作用使山坡松散層產(chǎn)生破壞。 洪流: 面狀流水匯聚成的暫時性線狀流水.河流起源于溝谷 片流地貌片狀侵蝕片狀侵蝕流水作用流水的線狀侵蝕流水的線狀侵蝕河流地質(zhì)作用與河谷地貌河流地質(zhì)作用與河谷地貌u河流地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用u河谷地貌河谷地貌河流地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用河流河流u地表具有明顯河谷的常年或季節(jié)性流水稱為河地表具有明顯河谷的常年或季節(jié)性流水稱為河流。流。河流地質(zhì)作用河流地質(zhì)作用u河流的侵蝕、搬運、沉積的過程統(tǒng)稱為河流地河流的侵蝕、搬運、沉積的過程統(tǒng)稱為河流地質(zhì)作用，屬于一種外動力地質(zhì)作用，影

2、響因素質(zhì)作用，屬于一種外動力地質(zhì)作用，影響因素主要有河流流域的地形地貌、地層結(jié)構(gòu)與組成、主要有河流流域的地形地貌、地層結(jié)構(gòu)與組成、地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運動、植被、風化作用、河地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運動、植被、風化作用、河流流量與流速、河谷坡度與寬度、氣候與降水、流流量與流速、河谷坡度與寬度、氣候與降水、地下水與河流補給關(guān)系、人類活動等。地下水與河流補給關(guān)系、人類活動等。l 動能與勢能轉(zhuǎn)換是產(chǎn)生河流動能與勢能轉(zhuǎn)換是產(chǎn)生河流剝蝕、搬運、沉積作用的根剝蝕、搬運、沉積作用的根本原因。本原因。河流地質(zhì)作用成因河流地質(zhì)作用成因河流侵蝕作用河流侵蝕作用u河水流動過程，以自身的化學動力河水流動過程，以自身的化學動力【溶

3、解力溶解力】和機和機械動力械動力【水力水力】，并以攜帶的泥沙和礫石作為工具，并以攜帶的泥沙和礫石作為工具，不斷破壞、改造、加深、拓寬河道不斷破壞、改造、加深、拓寬河道【河床，河谷河床，河谷】的過程稱為河流地質(zhì)作用。的過程稱為河流地質(zhì)作用。u按照侵蝕作用的方向，可以將河流地質(zhì)作用分為按照侵蝕作用的方向，可以將河流地質(zhì)作用分為下下切作用切作用和和側(cè)蝕作用側(cè)蝕作用兩種類型。兩種類型。u河流下切作用河流下切作用河水對河床底部地層的切割、沖刷、河水對河床底部地層的切割、沖刷、破壞而破壞而加深加深河谷的過程。河谷的過程。u河流側(cè)蝕作用河流側(cè)蝕作用河水對河床兩側(cè)地層的切割、沖刷、河水對河床兩側(cè)地層的切割、沖

4、刷、破壞而破壞而拓寬拓寬河谷的過程。河谷的過程。 下蝕作用結(jié)果下蝕作用結(jié)果 溯源侵蝕溯源侵蝕-由于下蝕作用使河流向源頭方向由于下蝕作用使河流向源頭方向伸長（加長）伸長（加長） 我國黃河壺口瀑布cm/年（退）北美尼亞加拉瀑布0.3m/年a2a1a3河流向源侵蝕作用而加長河谷河流向源侵蝕作用而加長河谷下蝕最強烈的是瀑布地區(qū)瀑布后退-溯源侵蝕的一種形式 貴州省黃果樹瀑布群中的黃果樹瀑布 為最大一級落差58M,寬約20M.河流下切作用過程河流下切作用過程河流下切作用結(jié)果河流下切作用結(jié)果峽谷地貌峽谷地貌虎跳峽虎跳峽 三峽三峽河流側(cè)蝕作用過程河流側(cè)蝕作用過程河流側(cè)蝕作用結(jié)果河流側(cè)蝕作用結(jié)果蛇曲地貌蛇曲地貌

5、1965年年1月的河岸月的河岸1965年年3月的河岸月的河岸由于河流側(cè)蝕作由于河流側(cè)蝕作用，而使河岸坍用，而使河岸坍塌。塌。凸岸沉積凸岸沉積凹岸侵蝕凹岸侵蝕由于河流側(cè)蝕作用，導致河流凸由于河流側(cè)蝕作用，導致河流凸岸沉積前推、凹岸剝蝕后退，使岸沉積前推、凹岸剝蝕后退，使得河曲加大。得河曲加大。在河流側(cè)蝕過程中，流水因慣性離心力作用沖向凹岸而造成凹岸不斷侵蝕，凸岸因水在河流側(cè)蝕過程中，流水因慣性離心力作用沖向凹岸而造成凹岸不斷侵蝕，凸岸因水流減緩而連續(xù)沉積攜帶的泥沙，導致河床逐步加寬、河曲日益變大，從而形成蛇曲河，流減緩而連續(xù)沉積攜帶的泥沙，導致河床逐步加寬、河曲日益變大，從而形成蛇曲河，蛇曲河最

6、終因裁彎取直而廢棄彎曲河道。這種被廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖。蛇曲河最終因裁彎取直而廢棄彎曲河道。這種被廢棄的彎曲河道稱為牛軛湖。蛇曲河與牛軛湖形成過程蛇曲河與牛軛湖形成過程河流側(cè)蝕作用結(jié)果河流側(cè)蝕作用結(jié)果形成牛軛湖形成牛軛湖蛇曲河與牛軛湖航空照片蛇曲河與牛軛湖航空照片河流下切作用與側(cè)蝕作用之間關(guān)系u 時間上，河流發(fā)育早期以下切作用為主，隨著河床坡度減小，逐漸轉(zhuǎn)為以側(cè)蝕作用為主。u 空間上，河流上游以下切作用為主，河流下游以側(cè)蝕作用為主。 河谷分類 ( 按橫剖面 ) ：V 形谷-上游侵蝕U 形谷-平原侵蝕碟形谷-下游侵蝕水庫對河流上游沉積的影響河流搬運作用河流搬運作用u河水流動攜帶沿途沖刷、侵蝕

7、的泥沙、石塊等物質(zhì)向河水流動攜帶沿途沖刷、侵蝕的泥沙、石塊等物質(zhì)向下游移動的過程稱為河流搬運作用，分為浮運、推運、下游移動的過程稱為河流搬運作用，分為浮運、推運、溶運三種形式。溶運三種形式。u河流搬運能力取決于河水的流速、流量，其中流速是河流搬運能力取決于河水的流速、流量，其中流速是主要影響因素，搬運顆粒的粒徑主要影響因素，搬運顆粒的粒徑D與水流的速度與水流的速度V平平方成正比，即方成正比，即DV2。此外，河流搬運能力還與搬運。此外，河流搬運能力還與搬運物的粒徑、水溶性、重度等有關(guān)。物的粒徑、水溶性、重度等有關(guān)。u在上游，河道的寬度較窄、坡降較大，河水的流量較在上游，河道的寬度較窄、坡降較大，

8、河水的流量較集中、流速較大，搬運能力較大。集中、流速較大，搬運能力較大。u在下游，河道的寬度較大、坡降較小，河水的水面較在下游，河道的寬度較大、坡降較小，河水的水面較寬、流量較分散、流速較小，搬運能力較小。寬、流量較分散、流速較小，搬運能力較小。河流沉積作用河流沉積作用n 河水流動中因搬運能力不斷損失而使搬運物質(zhì)在自重河水流動中因搬運能力不斷損失而使搬運物質(zhì)在自重力作用下逐漸沉積的過程稱為河流沉積作用，又叫作力作用下逐漸沉積的過程稱為河流沉積作用，又叫作沖積作用，沉積的物質(zhì)沖積作用，沉積的物質(zhì)特特稱為沖積物。稱為沖積物。n 沖積物具有明顯的磨圓、分選、成層等結(jié)構(gòu)性，宏觀沖積物具有明顯的磨圓、分

9、選、成層等結(jié)構(gòu)性，宏觀表現(xiàn)為層理構(gòu)造。表現(xiàn)為層理構(gòu)造。n 根據(jù)沖積物的沉積環(huán)境，可以將沖積物分為河床相沖根據(jù)沖積物的沉積環(huán)境，可以將沖積物分為河床相沖積物、河漫灘相沖積物、牛扼湖相沖積物、蝕余堆積積物、河漫灘相沖積物、牛扼湖相沖積物、蝕余堆積相沖積物、河口三角洲相沖積物五種類型。相沖積物、河口三角洲相沖積物五種類型。河流沖積物層理構(gòu)造河流沖積物層理構(gòu)造河口三角洲相沖積物河口三角洲相沖積物河口三角洲相沖積物河口三角洲相沖積物六千年以來六千年以來MISSIPPI三角洲形成示意圖三角洲形成示意圖河口三角洲相沖積發(fā)展示意圖河口三角洲相沖積發(fā)展示意圖河流相沖積物總特征河流相沖積物總特征u以機械碎屑物為主

10、。以機械碎屑物為主。u礫石磨圓好。礫石磨圓好。u常見層理和層面構(gòu)造。常見層理和層面構(gòu)造。u沖積物分選性好。沖積物分選性好。u自上游至下游，沖積物逐漸變細。自上游至下游，沖積物逐漸變細。上游上游下游下游河谷地貌河谷地貌地貌地貌n 由于內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用的長期作用，由于內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用的長期作用，在地表形成各種不同成因、不同類型、不同規(guī)模、在地表形成各種不同成因、不同類型、不同規(guī)模、不同幾何形態(tài)的起伏，統(tǒng)稱為地貌。不同幾何形態(tài)的起伏，統(tǒng)稱為地貌。地貌與地形區(qū)別地貌與地形區(qū)別n 地形專指地表起伏的幾何形態(tài)和規(guī)模外觀特征，一地形專指地表起伏的幾何形態(tài)和規(guī)模外觀特征，一般采用般

11、采用地形圖地形圖來宏觀描述。地貌不僅涉及地表起伏來宏觀描述。地貌不僅涉及地表起伏的外觀特征，而且更重要的是關(guān)心這些地表起伏之的外觀特征，而且更重要的是關(guān)心這些地表起伏之間聯(lián)系，并基于地質(zhì)動力學觀點研究間聯(lián)系，并基于地質(zhì)動力學觀點研究各種起伏形態(tài)各種起伏形態(tài)的成因、形成、演化、發(fā)展、空間分布規(guī)律等采用的成因、形成、演化、發(fā)展、空間分布規(guī)律等采用地貌圖地貌圖來宏觀描述。來宏觀描述。河谷地貌河谷地貌n 在流域地層組成與結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌基礎(chǔ)在流域地層組成與結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌基礎(chǔ)上，經(jīng)過河流長期侵蝕、搬運、沖積等作用，逐步上，經(jīng)過河流長期侵蝕、搬運、沖積等作用，逐步形成與發(fā)展起來的一種線性

12、溝谷地貌。形成與發(fā)展起來的一種線性溝谷地貌。n 由于路線沿河谷布設(shè)于階地上具有展線舒順、縱坡由于路線沿河谷布設(shè)于階地上具有展線舒順、縱坡平緩、施工簡便且工程量小等優(yōu)點，因而河谷通常平緩、施工簡便且工程量小等優(yōu)點，因而河谷通常是山區(qū)公路、鐵路爭取利用的一種良好地貌類型。是山區(qū)公路、鐵路爭取利用的一種良好地貌類型。平水期，河水位平水期，河水位于河床內(nèi)。于河床內(nèi)。洪水期，河水漫洪水期，河水漫過河床，淹沒河過河床，淹沒河漫灘。漫灘。洪水過后，形成洪水過后，形成天河漫灘沉積。天河漫灘沉積。河漫灘形成過程河漫灘形成過程階地類型階地類型n 侵蝕階地侵蝕階地主要由河流侵蝕作用形成，多數(shù)由基巖主要由河流侵蝕作用

13、形成，多數(shù)由基巖組成，因而又稱為基巖階地。組成，因而又稱為基巖階地。n 堆積階地堆積階地由河流沖積作用形成，全部由沖積物組由河流沖積作用形成，全部由沖積物組成，因而又稱為沖積階地或沉積階地。成，因而又稱為沖積階地或沉積階地。侵蝕階地侵蝕階地n 侵蝕堆積階地侵蝕堆積階地由河流侵蝕、沖積聯(lián)合作用形成，由河流侵蝕、沖積聯(lián)合作用形成，下部為基巖、上部為沖積層，但是整個階地主要由下部為基巖、上部為沖積層，但是整個階地主要由下部基巖組成、上部沖積層厚度很薄，因而又稱為下部基巖組成、上部沖積層厚度很薄，因而又稱為基座階地?；A地。沖積物沖積物侵蝕堆積階地侵蝕堆積階地河谷地貌類型河谷地貌類型l 未成形河谷未成形河谷也稱也稱V字形河谷字形河谷，山區(qū)河，山區(qū)河谷發(fā)育初期，以垂直下切作用為主，特谷發(fā)育初期，以垂直下切作用為主，特點是谷坡陡峻甚至壁立、基巖裸露、下點是谷坡陡峻甚至壁立、基巖裸露、下切很深、谷底較窄、無沖積物、常為河切很深、谷底較窄、無沖積物、常為河水充滿。水充滿。l 河漫灘河谷河漫灘河谷也稱也稱U字形河谷字形河谷，河谷發(fā)，河谷發(fā)育中晚期或丘陵平原區(qū)河谷，側(cè)蝕育中晚期或丘陵平原區(qū)河谷，側(cè)蝕沖積作用較強烈，特點是谷坡較緩、谷沖積作用較強烈，特點是谷坡較緩、谷底較寬、河漫灘發(fā)育、河床僅占谷底最底較寬、河漫灘發(fā)育、河床僅占谷底最低部位。低部位。l 成形河谷成形河谷經(jīng)歷較長地質(zhì)時期后而