地质学原理-河流地质作用与河谷地貌

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1、地质学原理凌贤长土木工程学院岩土工程与土木工程施工学科组Xianzhang_Ling@263.net13936244346/86282576河流地质作用与河谷地貌河流地质作用河谷地貌河流地质作用河流地表具有明显河谷的常年或季节性流水称为河流。河流地质作用河流的侵蚀、搬运、沉积的过程统称为河流地质作用，属于一种外动力地质作用，影响因素主要有河流流域的地形地貌、地层结构与组成、地质构造、新构造运动、植被、风化作用、河流流量与流速、河谷坡度与宽度、气候与降水、地下水与河流补给关系、人类活动等。动能与势能转换是产生河流剥蚀、搬运、沉积作用的根本原因。河流地质作用成因河流侵蚀作用

2、河水流动过程，以自身的化学动力【溶解力】和机械动力【水力】，并以携带的泥沙和砾石作为工具，不断破坏、改造、加深、拓宽河道【河床，河谷】的过程称为河流地质作用。按照侵蚀作用的方向，可以将河流地质作用分为下切作用和侧蚀作用两种类型。河流下切作用－河水对河床底部地层的切割、冲刷、破坏而加深河谷的过程。河流侧蚀作用－河水对河床两侧地层的切割、冲刷、破坏而拓宽河谷的过程。河流下切作用过程河流下切作用结果——峡谷地貌虎跳峡三峡河流下切作用结果——形成深切蛇曲河流侧蚀作用过程河流侧蚀作用结果——蛇曲地貌1965年1月的河岸1965年3月的河岸由于河流側蚀作用，而使河岸坍塌。凸岸沉积凹

3、岸侵蚀由于河流側蚀作用，导致河流凸岸沉积前推、凹岸剥蚀后退，使得河曲加大。在河流侧蚀过程中，流水因惯性离心力作用冲向凹岸而造成凹岸不断侵蚀，凸岸因水流减缓而连续沉积携带的泥沙，导致河床逐步加宽、河曲日益变大，从而形成蛇曲河，蛇曲河最终因裁弯取直而废弃弯曲河道。这种被废弃的弯曲河道称为牛轭湖。蛇曲河与牛轭湖形成过程河流侧蚀作用结果——形成牛轭湖蛇曲河与牛轭湖航空照片河流向源侵蚀作用而加长河谷河流下切作用与侧蚀作用之间关系时间上，河流发育早期以下切作用为主，随着河床坡度减小，逐渐转为以侧蚀作用为主。空间上，河流上游以下切作用为主，河流下游以侧蚀作用为主。尼亚加拉大瀑布尼亚加

4、拉大瀑布－河流向源侵蚀与下切作用结果河流侵蚀基准面河流侵蚀基准面－河流侵蚀作用消失的水平面。流入主流的支流，以主流的水面为侵蚀基准面。流入湖泊、海洋的河流，以湖面、海平面为侵蚀基准面。由于河流绝大多数最终均流入海洋，因而以海平面为基本侵蚀基准面。河流侵蚀基准面并非固定不变、而是随新构造运动变化而改变。由于河流侵蚀基准面一经变动将引起相关水系侵蚀和堆积过程的重大变化，因而据河谷堆积、侵蚀地貌的组合形态可以判别新构造运动的变化状况。河流侵蚀基准面及其变化水库对河流上游沉积的影响河流搬运作用河水流动携带沿途冲刷、侵蚀的泥沙、石块等物质向下游移动的过程称为河流搬运作用，分为浮运

5、、推运、溶运三种形式。河流搬运能力取决于河水的流速、流量，其中流速是主要影响因素，搬运颗粒的粒径D与水流的速度V平方成正比，即D∝V2。此外，河流搬运能力还与搬运物的粒径、水溶性、重度等有关。在上游，河道的宽度较窄、坡降较大，河水的流量较集中、流速较大，搬运能力较大。在下游，河道的宽度较大、坡降较小，河水的水面较宽、流量较分散、流速较小，搬运能力较小。河流沉积作用河水流动中因搬运能力不断损失而使搬运物质在自重力作用下逐渐沉积的过程称为河流沉积作用，又叫作冲积作用，沉积的物质特称为冲积物。冲积物具有明显的磨圆、分选、成层等结构性，宏观表现为层理构造。根据冲积物的沉积环境，

6、可以将冲积物分为河床相冲积物、河漫滩相冲积物、牛扼湖相冲积物、蚀余堆积相冲积物、河口三角洲相冲积物五种类型。河流冲积物层理构造河床相冲积物主要为推移冲积物，由沙、砾石、卵石等组成，粒径较大或很大，一般具有明显的斜层理。河床相冲积物河床相冲积物中斜层理河漫滩相冲积物主要为浮运冲积物，由各种悬浮物组成，多数为亚砂土、亚粘土，少量细砂土，可见斜层理、水平层理、波痕等，包括心滩冲积物、边滩冲积物。心滩冲积物边滩冲积物漫滩冲积物漫滩相冲积物表面波痕牛扼湖相冲积物主要为静水冲积物，一般多由富含有机质的淤泥、泥炭组成，天然含水量很大、抗压与抗剪强度很小，容易发生压缩变形，可见水平文层

7、理。牛扼湖相冲积物牛扼湖相冲积物牛扼湖相冲积物蚀余堆积相冲积物常见于山区河流中，多由巨砾和大块石组成，可能来自于山坡崩塌岩块和河底残余岩块，一般无层理等构造。蚀余堆积相冲积物蚀余堆积相冲积物蚀余堆积相冲积物河口三角洲相冲积物形成于河流入海【湖泊】口，分水上、水下两部分沉积，水上部分主要由河床相和河漫滩相冲积物组成，以粘土和细砂土为主，一般呈层状和透镜状，含水量高、结构松散、强度低、稳定性差；水下部分主要由河流冲积物和海相【湖泊相】淤积物混合组成，产状倾斜。河口三角洲相冲积物河口三角洲相冲积物河口三角洲相冲积物六千年以来MISSIPPI三角