河水是一种流体,具有动能,因此河流无时无刻不在对地表进行作用,使之发生变化。流动河水对地球表面对其所处河流范围内进行的削高补低的作用称为河流作用,分为侵蚀、搬运和沉积三种基本类型。流水的侵蚀、搬运和堆积作用是经常变化和更替的。对一条河流来说,在正常情况下,上游以侵蚀作用为主,下游以堆积作用为主。如果河流水量减少,泥沙物质增多,在河流上游段也可以堆积作用为主。如果海面下降,下游段也可转化为以侵蚀作用为主。在同一时间、同一地段内,侵蚀和堆积作用也能同时进行,搬运作用则是联结二者的纽带。
河流作用
线状水流对地球表面物质进行的侵蚀、搬运与沉积的作用。
- 英文名称
- fluvial process
- 所属学科
- 地理学
具有动能的流水对地表岩石进行机械掏挖、冲刷、溶解腐蚀并使其逐渐剥离,河水挟带的砂、砾石互相,并不断对之摩擦和撞击,这些称为侵蚀作用。按作用的方向不同分为下蚀作用、旁蚀(侧蚀)作用和溯源侵蚀三种。
水流垂直下切的侵蚀作用。一般顺流向发展,使河床或沟床不断加深,且顺流向延伸。下蚀的方式有:①河水对河床岩石的直接撞击、冲刷;②河水以携带的岩石碎屑对河床岩石的撞击和摩擦;③对跌水下方基面处凹坑的掏刷(壶穴);④河水对可溶性岩石进行溶解下蚀。下蚀作用大小主要由河床水流的强度和组成河床边界物质的抗蚀能力决定。河流流速越大,对河床边界物质的冲击能力也越大,越有利于将石块和泥沙颗粒卷入水中带走。不同物质的抗冲能力不一样,颗粒粒径在0.05~0.5毫米的细沙最容易被侵蚀,大于或小于这一粒径区间的松散沉积物抗冲能力都会有所增大。基岩虽然不容易被侵蚀,但不同岩性基岩的耐磨、抗冲能力也有差异。还有,地壳构造运动对下蚀作用也有影响,当地壳急剧上升时下蚀作用增强,而当地壳稳定或下沉时下蚀作用减弱。
又称侧蚀作用。水流向两侧的侵蚀作用,使河床左右迁徙或河谷谷坡后退,结果是河床摆动,河谷加宽,并形成汊流和曲流。
又称向源侵蚀。河床垂直向下深切,同时逐渐向上游发展的侵蚀过程,是下蚀作用的一种特殊形式,导致沟头延伸、河流袭夺等。
流水将来自谷坡上崩落、滑塌和片蚀冲洗下来的产物随水带走的过程。大部分是不溶于水的机械搬运,小部分是溶于水中的化学搬运。机械搬运按搬运物的运动方式分为悬移、跃移和推移三种。悬移是泥沙颗粒悬浮于水中随水流搬运,称为悬移质。推移是颗粒依附于河床床面,随水流滑动、滚动,称为推移质。跃移是介于上述两者之间的过渡状态,时而被悬移,时而被推移,以跳跃的方式前进,其跃移物被称为跃移质,一般计量入推移质的范畴。物质的搬运方式随水动力大小而变化,当水动力减小时,某些悬移质变为跃移质,某些跃移质变为推移质,当水动力增大时,变化情况正好相反。据试验,依附于河床表面的被推移物的球状颗粒重量(M)与起动它的水流流速(V)的6次方程正比,即:
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式中为系数(不同河流略有不同)。该式表明,当河流流速增加一倍时,被搬运物的球状颗粒重量将增大64倍。计算悬移质泥沙输沙量常用的一度流处理公式为:
(2) |
式中为不冲不淤临界情况下的水流含沙量;
为断面平均流速;
为重力加速度;
为水力半径;
为泥沙颗粒的沉降速度;
为指数。
河流流量、流速减小时,其搬运能力降低;或者进入河流的碎屑物增多,其含量超过河流搬运能力的限度,多余的碎屑物停积下来,这就是河流的堆积作用。沉积下来的物质称为冲积物。河流的堆积作用巨大,地貌上的后果十分明显,最主要的是造成了广大的冲积平原。