流水地貌

前二者是暂时性的流水，即有雨时才有水。后者是常年性流水，即使无雨也有地下水补充。由于流水形式不同，产生的地貌也有很大的差别。•面状水流——即坡面径流，降雨或冰雪融水在倾斜地面上形成的薄层水流•沟谷水流——是在沟谷中流动的、暂时性的、线状水流•河流——指河谷中的水流，具有经常性、线状水流的特点。第三节流水地貌陆地上的流水有三种形式：即片状流水、沟谷流水和河流流水一、流水作用•流水有能量，所以能作功。能量有两种，即势能和动能。流水由高处向低处流，在流动过程中，势能不断地转变为动能。流水动能的大小，直接决定于流速和流量，可•以用下列简单的物理公式表示：•式中：E为动能；M为流量(m3／s)；v为流速(m／s)。由公式表明，动能大小除受流量影响外，更重要的是受流速的影响，即与流速的二次方成正比。•问题：水电站为什么修在落差大的河段？流水能对地表物质进行侵蚀、搬运和堆积，其能量主要来自水的动能。(一)侵蚀作用侵蚀作用的概念：流水破坏地表物质，使它脱离原位的作用。侵蚀作用的方式有二种：一是化学溶蚀:它是水对可溶性岩石的溶解；二是机械侵蚀:它是流水以其动能产生推力和上举力，物质脱离地面进入水中。流水的机械侵蚀（类型及侵蚀结果）①片蚀（面蚀）：面状水流对地表的侵蚀，结果使地面高度均匀降低；②下蚀（下切侵蚀）：线状水流对河谷或沟谷底部行的侵蚀，结果使河谷（沟谷）加深；下蚀在上游及山地区最强烈；③侧蚀（侧向侵蚀）：线状水流对河谷或沟谷两坡进行的侵蚀，结果使谷坡后退，河谷（沟谷）拓宽；侧蚀主要发生在河（沟）床凹岸；④溯源侵蚀：线状水流向河谷或沟谷的源头进行的侵蚀，结果使河谷（沟谷）伸长；当下蚀到达某一水面后，下蚀作用便会停止，因流速到比为零，河(沟)床的深度也就到此为止，这一水面称为侵蚀基准面。换句话说，控制河流(或沟谷)下蚀作用的水平面即为侵蚀基准面。问题：垂直下切侵蚀的下蚀深度是不是无止境的？侵蚀基准面有暂时侵蚀基准面和终极侵蚀基准面二种。•前者是指河流中、上游的湖面，河中岩槛造成的水面，主河流(对支流而言)水面等，但这些基准面最终都将随着河流的溯源侵蚀而消失，所以是暂时性的、局部的。•后者是指海面，它是控制整条河流下蚀的最终基准面。不过河口地区的河床深度往往在海面以下，这是因为河流人海时，仍具有较大的惯性力冲刷床底之故。侵蚀基准面流水下蚀的极限平面。可分为：暂时侵蚀基准面；终极侵蚀基准面。海平面湖面侧向侵蚀(旁蚀)：•指流水对河(沟)谷两坡的侵蚀。这种侵蚀在弯曲的河(沟)床凹岸特别明显，因为这里的水流离心力作用最强。在顺直的河床中，水流受地球自转偏向力的作用，北半球河流的右岸，南半球河流的左岸侧蚀作用也较强。侧蚀作用的结果使谷地扩宽、谷坡后退。侧蚀作用导致谷地扩宽溯源侵蚀：指流水向河(沟)谷源头进行的侵蚀。它是与流水下蚀过程同步进行的，如图6．15所示。设原始地面为A1，2，3点，降雨时A1段水量最大，侵蚀力也最强，下蚀出ABl的河床曲线，在该曲线的上段因坡度增大和流速增加而使侵蚀作用加强，于是产生AC2和AD3曲线，这样侵蚀作用就不断溯源进行。每个后移点都是坡度由小变大的转折点，水流到此都会发生跌水(瀑布)。如果海面下降或地壳上升而使河床坡度变大时，河流也将会重新下蚀和溯源侵蚀，并同时出现瀑布。溯源侵蚀(二)搬运作用流水将侵蚀下来的物质向下游搬移的过程，称为搬运作用。搬运方式有四种：即推移、跃移、悬移和溶解质搬运。搬运能力的大小，是以砂砾的重量与流速的6次方成正比来计算，即M=C·V6。M为砾石的重量，V为流速，C为系数。由公式可见，当流速增加一倍，推移物的颗粒重量将增加64倍。所以在山区河谷中见到的巨砾，就是山洪暴发时搬运能力急增的证明。思考：在山区河谷中常见到巨大的砾石？(三)堆积作用对于一条河流来说，动力由上游往下游逐渐减小，所以堆积物的分布基本规律是上游颗粒最大，中游次之，下游最小。一般在河流的上游以侵蚀为主，中游以搬运为主，下游以堆积为主。(一)坡面流水作用二、坡面流水地貌坡面流水的作用范围很广，凡是有流水的地区，除了沟谷流水及河流作用范围之外，都属于它的作用范围。虽然它的作用能力较小，但因其作用范围广阔，所以对地貌的影响仍然很大，局部地区还造成严重的水土流失。坡面流水作用的强度受气候、地形、岩性和植被、人类活动等因素影响。1、气候因素降雨量和降雨强度是片流作用的重要因素，雨量多而降雨强度大的地区，片流作用也大。其中尤以降雨强度影响最为重要。降雨强度对坡地侵蚀起着首位作用。表4－1某地斜坡冲刷量的观测记录从理论上讲，坡度越大则流速越大，侵蚀力也越强。但实际研究表明，坡度在40°—50°时侵蚀量最大，超过该坡度时，侵蚀量反而减小。原因是坡度越大，实际受雨面积减少，从而也减少了流量。2、地形因素结构疏松及由细颗粒组成的风化壳或土层，抗蚀力很差而易被侵蚀，如黄土层。易被侵蚀的黄土高原3、岩性因素它是影响片流作用的最重要因素。植被对地面具有保护作用，如树冠、树干、凋谢物和草类等均可拦截雨水，避免雨水对地面的直接打击。凋落物可阻滞片流的进行，它分解后还改良了土壤性质，增加了土壤透水性，减少了片流的发生。此外植物的根茎能固结土层，拦阻片流。所以在植被覆盖度大的地区，片流作用十分微弱。4、植被因素林草地与裸地侵蚀量比较片流作用受人为影响也很重要。如广东50年代初期，水土流失面积为4000多km2，至1983年增至11265km2，其中片蚀面积占总流失面积67％。治理速度赶不上流失速度。5、人为因素其主要原因有：①随着人口增长，人类大量地毁林开荒以掠取生活资料和燃料，使植被受到了毁灭性的破坏，这种现象在全国各个省（区）和建国前后都严重存在。②落后的耕作方式，如顺坡耕垦和陡坡（＞25°）垦植。③在开发矿山、修筑道路、和进行工程建筑时，乱挖滥炸和废石沙土乱弃，造成现代突发性的人为破坏。（二）水土保持片流和暴流侵蚀造成了水土流失，属一种灾害。1．水土流失的危害水土流失带来的危害是严重的，表现在：（1）破坏土地资源，恶化自然环境（2）毁坏农田，降低土地生产力（3）淤塞河道、水库，影响航运，加剧洪涝灾害（4）恶化生态环境，加重了灾害水土保持是国土整治中的一项重要内容，也是改良生态环境，促进经济发展的一个重要方面。水土保持的技术措施，主要有工程措施和生物措施等两方面。以工程保植物，以植物护工程，才能相得益彰。但两者比较，又应以生物措施为主。（1）生物措施。植树造林、封山育林、育草种草（2）工程措施。工程措施具有效益快且明显的特点，它也为植被覆盖提供了条件。主要做法有下列几方面：沟头防护、沟床拦蓄工程、削坡开级工程、改变不合理的耕作方式2．水土保持措施1、浅凹地和深凹地（三）坡面流水地貌片流侵蚀作用主要在山坡的中上部，到了山麓地带，由于坡度转缓，流速减慢，加上流水挟沙量多，所以搬运能力大减，产生堆积，形成了坡积裙。坡积物的特点：堆积层结构松散，颗粒较粗，分选性和磨圆度较差，略具斜层理。在坡度较大和堆积层厚的坡积裙，容易引起滑坡，应注意防护。2、坡积裙(一)沟谷流水特点沟谷流水是一种暂时性的线状流水，水文特点：1、流量变化极大，水位暴涨暴落，降雨时水量很大，无雨时水量消失故又称为暴流或洪流。2、流水纵比降大，流速也大，水流湍急，侵蚀力很强，破坏性很大。3、含沙量大，并且常常挟带着巨砾，造成下游堆积地貌。三、沟谷流水地貌（二）泥石流泥石流是山区常见的一种突发性灾害。它是发生在沟谷中由大量泥沙、石块等固体物质与水混合组成的固液两相流。其中固体物质大多超过15％，最高可达80％。容重一般大于1.5t/m3，高者超过2.3t/m3。泥石流发生时，山摇地动，来势凶猛，短时内可将千万吨沙石从山上搬往山外，把沿途的交通道路及桥梁摧毁，掩埋农田和村镇，破坏性极大。1、泥石流类型按泥石流的流体性质可分为粘性泥石流和稀性泥石流二种。(1)粘性泥石流这是典型的泥石流，固体物质含量很高，一般占40％—80％，容重在2t/m3以上。由于泥沙石块含量多，泥浆粘度也高，泥石流运动时水和固体组成一个整体，大石块在泥浆中呈悬浮状态，作等速运动，在运动过程中，前锋突起，形成高数米至十多米的“龙头”，沿山谷咆哮而下，泥浆飞溅，地面震动，有着强大的冲击、冲刷、爬高和掩埋能力，破坏性极大。(2)稀性泥石流固体物质含量较少，一般为15％—40％，容重1.5—1.8t/m3。稀性泥石流在运动过程中，水和固体分离，两相有垂直交换现象，具有紊流性质，又称为紊流型泥石流。如黄土地区的泥石流。这类泥石流与含沙量大的洪流相似，也具有相当大的破坏能力。2003年7月11日22时30分，一场特大泥石流袭击四川甘孜藏族自治州丹巴县巴底乡水卡子村，正在当地一个休闲山庄载歌载舞的51人瞬间被吞没（成都新旅程旅行公司组织的一队游客来到巴底乡水卡子村“美人谷”休闲山庄，老板彭仕达应游客要求邀集附近约60名村民举行歌舞晚会）2、泥石流的形成条件(1)坡面或沟谷有丰富的固体松散物质来源固体物质的多寡是决定泥石流是否产生以及影响泥石流规模的物质条件。一般在岩石软弱、物理风化强烈的山区，或者洪积、坡积物、黄土堆积和冰碛物来源丰富的山区，固体物质都相当丰富，因此成为泥石流经常发生的地点。此外，人类不合理的毁林开荒，废弃矿渣等都成为泥石流的物质来源之一。(2)急陡的沟谷地形沟谷是泥石流发生时排泄固体物质的通道，一般沟谷坡度越大，所造成的动能也大，最有利于泥石流的发育。(3)充足的水分水是泥石流发生的必须条件之一，它不仅增加固体物质的重量和下滑力，以及诱发泥石流的发生，而且还是加强泥石流发展的主要动力。因此暴雨和冰雪融化季节，是泥石流发生频率最多的时期。(三)沟谷流水地貌沟谷流水在不同的部位其作用方式和强度都不同，因而产生的地貌：上、中游沟谷和下游沟口处的洪积扇。1、沟谷按其发育程度又可分为四种类型：1）细沟：2）切沟：3）冲沟：4）坳沟：它是沟谷出口的扇形堆积体。它的形成与沟口水力减弱有关。当沟谷流水流出山(丘)转入平地时，流速骤减，同时流水在此分散，使单位流量减小，搬运能力因而大为减弱，结果在出口处形成大量堆积。在我国西北干旱和半干旱的山区，物理风化强烈，碎屑物也多，所成的扇形地规模也很大，面积由数十至数百平方公里。扇顶与扇缘的高差可达百米以上，但地面坡度却很平缓，一般扇顶为6º—8º，边缘为1º-2º。大型扇形地堆积物的分布较有规律，由扇顶至边缘可分为三个岩相带：2、洪积扇（1）扇顶相：位于扇形地的上部，该带堆积物为巨大的砾石其间空隙填充砂及粘土。砾石磨圆度差，略具厚薄不均的状层理。（2）扇形相：位于扇形地的中部，以亚砂土及亚粘土为砾石及砂的透镜体。砾石向上游倾斜和叠瓦状排列，磨圆比扇顶相稍好。（3）边缘相(滞水相)：位于扇形地的边缘，堆积物最细，砂土、亚粘及粘土为主，偶夹砂及细砾透镜体，具有斜层理，水在此带溢出，在干旱区则为绿洲所在地。当多个扇形地互相连接时，便会成为山前洪积倾斜平原，我国西北的天山南、北麓，昆仑山和祁连山北麓分布很广。洪积扇洪积扇1干旱地区的洪积扇美国加州洪积扇四川塔克拉马干的洪积扇思考题•1、陆地上的流水有哪几种形式？•2、简述流水机械侵蚀作用的类型及其侵蚀的结果。•3、简述坡面流水侵蚀作用的影响因素及水土保持的措施。•4、简述泥石流的概念、类型及其形成的条件。河流是一种经常性的线状流水，它有固定的流路，较稳定的流量和流速，作用力比较强大，由它所造成的槽形谷地，称为河谷。河谷的长短不一，大的河谷长达数千公里，如亚马逊河为6516千米，尼罗河为6484千米，长江为6380千米。(一)河谷地貌河谷由谷坡和谷底两要素组成。谷坡分布在两侧，有凸形、凹形、直线形和阶梯形等。谷底是夹在两坡之间的低陷部分，内有河床和河漫滩二种地貌(图6．20)。四、河流地貌(1)峡谷又称“V”形谷，它是河谷发育早期的形态，由河流下蚀而成。河谷深窄，两坡急陡，谷底只有河床而没有河漫滩。河床纵比降很大，水流湍急，多险滩、瀑布和瓯穴，如我国金沙江的虎跳涧峡谷，深达2500-3000米，谷底宽度不到100米，窄处只有30米左右。虎跳峡嶂