第一节 地面流水的分类和运动特点

　　一、 地面流水的来源和种类

　　地面流水分为面流、洪流、和河流三大类，面流和洪流是降水或降雨后的一段时间内才有的暂时性流水，河流是常年流水。

　　面流是雨水、冰雪流水在地面斜坡形成的薄层片状细流，因此叫做片流

　　斜坡表面是不平坦的，当面流增大到一定程度在就会自动在斜坡低洼处汇集处成线状的较强的洪流。

　　河流的大气降水，融雪汇集在地面低洼处，在重力下沿流水自身侵蚀形成的沟槽中冲流自身侵蚀形成的沟槽中流动，并进一步得到地下水的补给而形成的。河流具有相对固定的河道，并有经常性流水。

　　二、流水的动能

　　流水具有的动能称为流水的活力

　　地面流水活力的大小与流量及流速的平方成正比。

　　地面流水的活力与其负载的关系可能有三种情况。

　　a>L：地面流水除克服负载以外，尚有余力对地面进行破坏，因此表现为侵蚀作用;

　　a=L：地面流水与负载相平衡， 流水无力破坏地面，也不因负载过大而发生堆积，因此表现为搬运作用;

　　a

　　三、水动力因素与底形(床砂形态)

　　(一)流态

　　流态是指沟槽里的水流，根据底床形态类型、沉积物搬运方式、能量消耗过程及底形与水面之间的相位关系，可以划分为低流态、高流态，其间还有一个过渡流态。可以用弗劳德数(F) 表述。

　　低流态：在低流态中，对水流的阻力大，沉积物搬运量比较小，水面波动与底形波动相位不同，底形是小波痕、大波痕。床砂搬运通常是将砂粒搬运到小波痕或大波痕的波脊上，当积聚到一定数量后顺背流面塌落。弗劳德数小于1。流形为稳流。

　　高流态：在高流态中，水流阻力小，沉积物搬运量大，水面波动与底形波动是同相位的。常见的底形是平底和反丘。床砂的搬运是在底部连续顺流滚动，弗劳德数大于1，流形为急流。

　　过渡流态：过渡流态的底形是不稳定的，可以由典型的低流态底形—大波痕到典型的高流态底形—平底，弗劳德数等于1。

　　(二)底形

　　地形是由于水流作用在水底沉积物表面形成的各种外形，如平床、小波痕、大波痕，有沉积物运动的平床、反丘等称为底形。底形与水流强度有关。

　　(三) 流形

　　无扩散带这个带以悬浮方式携带细碎屑越过背流面。

　　混合带以大型湍流为特征，流体层极不稳定，并卷入漩涡。在混合带流速纵向上快速变化，自上而下流速降低， 到一个拐点速度为0。其下到达回流带。

　　回流带水流出现反方向的运动，其速度可以达到顺流平均速度20%～25%。

　　底形和流行的某些特征共同影响着碎屑物的沉积作用。

　　四、水流运动的特点

　　(一)层流

　　水流流动时，水质点做流束状或层状运动，各质点的基线不相互交错一种流动状态称为层流。

　　(二)紊流

　　水流高速流动时，流线波状起伏，各运动质点的迹线具有复杂的形态，不且相互交错的一种流态称为紊流。

　　紊流的任一质点的流速的方向是随时间变化的———称紊流运动的脉动现象。

　　第二节 地面暂时流水的地质作用

　　一、雨流的地质作用

　　面流是雨水或冰雪融水直接在地表形成的薄层片流和细流，出现的时间很短。

　　面流的侵蚀强度主要受降雨量、降雨强度、地形坡度、坡面组成物质和植被等的影响。

　　面流的洗刷作用：面流对斜坡的均匀破坏作用称为洗刷作用。

　　面流对斜坡的改造作用:随着面流洗刷作用的反复进行，斜坡上部不断遭受破坏而削低，下部和坡麓不断堆积而加高，从而使斜坡地形趋于平缓。

　　面流的堆积作用和堆积物：斜坡下部和坡脚，坡度逐渐变缓，面流的强度和活力逐渐降低，而负载却逐渐增加，最后，面流的负载超过其活力，洗刷作用消失，面流挟带的大量碎屑物质在斜坡下部和坡脚下堆积。

　　坡积物的特征：坡积物的岩石成分与组成斜坡的基岩成分一致。

　　三、洪流的地质作用

　　面流在斜坡的洼处汇集成侵蚀能力更强的水流，冲刷斜坡洼地，使之形成沟槽，这种沟槽中的线状水流称为洪流。

　　洪流的冲蚀作用和冲沟的形成：当面流在斜坡的洼处汇集成股流动时，其侵蚀能力大大提高，形成细沟。

　　洪流的侵蚀是一种线状侵蚀，表现为下蚀(下切)，旁蚀(侧蚀)与溯源(向源)侵蚀三种。

　　影响洪流地质作用的因素：影响洪流地质作用的因素很多，如气候、地形、植被、岩石、地质构造、人类的经济活动等。气候干旱雨量集中、植被稀薄或岩土裸露、地形陡峭、节理发育、岩石破碎、大量砍伐树木等等，都将加强洪流的侵蚀作用和冲沟的发育程度。

　　第三节 河流的侵蚀作用

　　一、 河流概述

　　(一) 河流、水系和流域的概念

　　由降水或由地下涌出地表的水，汇集在地面低洼处，在重力作用下经常的或周期地沿流水本身造成的沟谷流动，这就是河流。

　　(二) 河谷要素

　　被河水开凿和改造的线状谷地称为河谷。河谷两侧的斜坡称谷坡。由谷坡所限定的平坦部分称谷底。谷坡、谷底、即河床称为河谷要素。

　　(三) 水系的组成与河流分段

　　一个水系通常由三部分组成位于上游的支流汇集区;位于中下游的干流区;位于水系末端的河口区。

　　1.支流汇集区及上游河段

　　以垂直向下侵蚀作用为主。河谷形态多呈“V” 字型。

　　2.干流区

　　位于河流中下游， 地形上多为丘陵与平原。河流的侧向侵蚀作用(侧蚀作用) 显著，主要表现为不对称地展宽河谷。

　　3.河口区

　　水流分散，河流以沉积作用为主。

　　(四) 水系形式

　　水系形式是一定的岩层构造， 沉积物性质和新构造应力场的反映。水系形式通常分为树枝状、格状和长方形三类。

　　二‘河流的垂直侵蚀作用(下蚀作用)

　　河流在水流作用下垂直向下切割岩石，使河道不断加深的过程称为河流的垂直侵蚀作用，也称下蚀作用。

　　河流的侵蚀基准面：河流的下蚀作用不是无止境的， 它受一个高程基准面的控制，当河流下切使河床降低到这一基准面时， 河流就失去继续下切的能力， 河底不再降低。我们把这一基准面称为侵蚀基准面。一条河流从源头流入海洋，海平面即为其垂直侵蚀作用发育的最低基准面，称为终极侵蚀基准面或总侵蚀基准面。一条河流还具有许多区域性的基准面。

　　三、河流的向源侵蚀作用

　　(1) 袭夺河：在发生袭夺的地方，河道突然转弯处称为袭夺弯。由于袭夺河位置较低，在袭夺点上下段，河床高差较大，常形成裂点、急流。袭夺河因水量增大，下蚀作用加强，多形成阶地或谷中谷。

　　(2) 被夺河：由于袭夺弯附近产生裂点，裂点逐步上移，使被夺河上亦产生阶地或谷中谷。被夺河与断头河之间，原为过去被夺河的河谷部分，河流劫夺后，这里就成为分水地带，称为风口，风口以下即为断头河。

　　四、河流侧向侵蚀作用

　　凹岸发生崩塌、后退等现象最强烈的地方在弯顶及弯顶的下方，与之相对应，凸岸堆积前伸的速度以河弯一方为最大。

　　蛇曲河的出现，代表着河流侧向侵蚀作用已到达晚期。

　　第四节河流的搬运作用

　　河流搬运物质的方式可分为机械搬运和化学搬运两类。河流对碎屑物质的机械搬运能力和方式主要和流速及碎屑颗粒的大小、形状、相对密度等有关。在同样的流速条件下，不同颗粒、比重和形状的颗粒，可以不同的方式进行搬运。河流对可溶性物质的化学搬运，则与流速无关，而和区域气候条件及可溶性物质的溶解度和在河水中的存在状态等有关。

　　一、机械搬运作用

　　(一) 对碎屑颗粒的搬运

　　推移式：流水对碎屑物产生推力并使其沿床底滑动或滚动称推移。只有当水流对颗粒的推力大于颗粒的重力在水流方向的分力，碎屑颗粒才会在河底发生移动。粗碎屑在水流中的搬运多呈推移式。跃移式：河流中的碎屑颗粒，受紊动涡流和不同深度水层流速差所产生的上举力的作用。

　　悬移式：当碎屑颗粒重力小于水流产生的上举力时，颗粒便可在河水中呈悬浮状态。

　　(二) 机械搬运中的磨圆作用和分异作用

　　。机械分异作用是指碎屑物质在搬运和沉积过程中，当牵引流的流动速度和运载能力沿着一定方向发生有规律变化时，碎屑颗粒相应地按颗粒大小、形状、相对密度和矿物成分发生分异并依次沉积。

　　二、化学搬运作用

　　(一) 真溶液形式的搬运

　　可溶性物质能否呈真溶液状态在水中进行搬运，与它的溶解度有关，而物质的溶解度大小取决于它的溶度积。

　　(二) 胶体搬运

　　由于胶体质点或称胶粒是介于粗分散系(砂、粉砂、部分泥质质点) 和真溶液(离子) 之间的细分散系(颗粒大小在1～100nm 间)，其粒径极小，在流水中受重力作用甚微， 可作长距离、长时间搬运。

　　第五节河流的沉积作用

　　河流的中下游河段，河道平缓，弯曲度较大，是河流主要沉积场所之一、最常见的沉积地形是河漫滩与心滩。

　　一、河漫滩及其冲积物特征

　　一个曲流环就代表一次洪水沉积作用的结果，其厚度就代表河道的深度。

　　河漫滩沉积剖面具有二元结构， 通常其下部是由侧向加积的沙粒或砾石等粗碎屑组成的曲流沙坝和河道底部滞留沉积。上部是洪水越岸作用垂向加积形成的河漫滩沉积物，一般由粉砂、黏土沉积物组成。

　　二、心滩及其冲积物特征

　　心滩上保留下来的沉积物常是水流难于带走的粗粒滞留沉积物，心滩顶部则是洪水期的细粒堆积物，并且常常为植被固定而保护下来。

　　三、三角洲及其冲积物特征

　　由于河口区河床纵坡降极其平缓，以及海水顶托，水流分散的影响，使河口区成为河流最主要的沉积场所时，形成陆上和水下的连续的巨大沉积体———三角洲

　　在河口外，河流地质作用逐渐消失，而海洋的地质作用则逐渐增强。

　　(一) 三角洲的形成

　　三角洲这种向前进积的沉积作用称为向前加积作用。

　　(二) 三角洲分带

　　三角洲可分为三个带

　　1.三角洲平原带

　　此带为三角洲的陆上沉积部分， 由分流河道和洪水泛滥作用的沉积物组成。

　　2.三角洲前缘带

　　此带呈环状分布。由于这里地处海岸带，河流带来的沉积物经过海洋的作用，形成分选好、成分纯净的砂质沉积物集中带，其中可分为两类：分流河口沙坝———河流带来的砂质物质在河口处因流速降低堆积而成河口沙坝。砂粒主要集中在沙坝顶部。三角洲前缘席状砂———分布在三角洲前缘的边缘部分，是河口沙坝受海水作用重新分布的结果。

　　3.前三角洲带

　　此带是正常浅海沉积与洪水期河流带入的粉砂和泥的加厚带，沉积物富含有机质的泥质物质，呈暗色，具细纹理， 含水量高达80%，是良好的生油层。它是由河流搬运来的黏土悬浮物质和胶体溶液在海底沉积而成。

　　(三) 三角洲分类

　　根据河流与盆地水动力特征可以将三角洲分为高建设性三角洲和高破坏性三角洲。高建设性三角洲是以河流作用为主的三角洲，又可分为朵状三角洲和鸟足状三角洲。高破坏性三角洲又可分为浪控三角洲和潮控三角洲，前者以波浪作用为主，后者以潮汐作用为主。

　　1.河控三角洲

　　鸟足状三角洲：此类河口均为弱潮河口，河流作用占主导地位。

　　朵状三角洲：三角洲呈朵叶状，指状河道沙向滨外过渡为长条状潮流脊状沙，反映河流作用仍居相对优势，但海洋作用也较强。岸线较为平直，沿岸发育有较大的沙嘴。

　　2.浪控三角洲

　　3.潮控三角洲

　　第六节影响河流地质作用的因素

　　一、气候与地理因素对河流的影响

　　气候变迁主要引起河流水量与含沙量的变化，从而影响到河流的侵蚀与堆积过程。

　　二、地壳运动及海平面变化对河流的影响

　　(一) 地貌回春与深切河曲

　　(二) 阶地的形成

　　河流阶地的类型可以根据不同原则来划分，根据阶地的成因、组成和结构，可分为三类，分别称为堆积阶地、基座阶地和侵蚀阶地。

　　1.堆积阶地

　　阶地全为河流冲积物所组成，在河流中下游最为常见。

　　2.基座阶地

　　阶地上部由冲积物组成，下部为基岩的阶地称为基座阶地。它主要是由于后期河流下蚀深度超过了原冲积层的厚度，切至基岩内部而成的。

　　3.侵蚀阶地

　　多由基岩构成，没有或很少有冲积物覆盖，所以又称石质阶地。侵蚀阶地多发育在山区河谷中，由于当时水流流速大，侵蚀力强，所以很少沉积。

　　(三) 冲积平原与夷平面

　　夷平面和阶地一样，都可以因此成为地壳升降运动的指

　　示标志。