河流地質作用ppt課件

1、第四章 陸地水的地質作用,1,第四章 陸地水的地質作用,掌握：河流侵蝕作用、侵蝕基準面的概念；下蝕作用及其形成的地貌和演化趨勢；側蝕作用及其演化趨勢；河流的機械搬運作用；河流發(fā)生沉積作用的原因及沉積物和沉積地形（河漫灘二元結構，三角洲的特征）；巖溶發(fā)育的條件；主要巖溶地形；冰川的刨蝕作用及主要冰蝕地形；冰磧物的特點 了解：潛水面的概念；河谷要素；片流和洪流的地質作用；洪積物的特點；地下水的沉積作用和沉積地形；冰川的沉積作用及沉積地形；冰期和間冰期的概念。,2,陸地水的分類和運動特點,陸地水分為：地面流水、地下水和冰川三大類。 地面流水是指沿陸地表面流動的液態(tài)水體。 常年性流水 地面流水 片流

2、暫時性流水 洪流,3,第一節(jié)：地面暫時性流水的地質作用,了解： 片流的地質作用 洪流的地質作用 沖溝和洪積扇,4,英文術語,Sheet flow，flood flow，sheetwash Proluvial fan，slope wash,片流，洪流，片流洗刷作用 洪積扇，坡積物,5,一、片流和洪流的概念,地面流水分為常年和暫時性流水。常年性流水具有穩(wěn)定的水源補給和固定的水道。暫時性流水分為片流和洪流。 sheet flow是指沿斜坡無固定水道的面狀水流，水層薄，速度慢，網狀分布。 flood flow是指沿溝谷流動的水流，由片流匯集到溝谷中形成的，流速快，流量大，有固定水道。,6,片流、洪流、

3、河流關系圖,.,片流,洪流,河流,7,二、片流的地質作用,片流的地質作用： 對風化殼表層的面狀機械侵蝕作用sheetwash 片流也可沖蝕坡面，形成線狀溝槽。片流可將沖刷、沖蝕產物搬運到坡角沉積形成沉積物，稱作坡積物slope wash。 沖刷作用的影響因素： 降雨量、降雨強度、坡角、斜坡巖性，植被。,8,斜坡上的洗刷作用分帶,9,洪流：片流匯聚而成。 洪流的侵蝕作用：洪流以自身的動力及攜帶的泥沙、石塊對溝谷的沖蝕和磨蝕作用。發(fā)育沖溝，多為“V”字型。 洪流的搬運作用：洪流以自身的動力將堆積物及侵蝕產物搬離原地的作用。 機械搬運作用為主、沉積物大小混雜，分選差。,三、洪流的地質作用,10,洪積

4、扇proluvial fan ：當洪水出溝口后，因地形開闊，水流分散，流速迅速下降，洪流的活力急劇降低，所挾帶的碎屑物迅速堆積下來組成扇狀的沉積地形，稱為洪積扇。其沉積物稱為洪積物proluvium 相似的詞eluvium,三、洪流的沉積作用,11,洪積扇,12,三、洪流的沉積作用,洪積物特點： 扇頂部位，沉積物厚度大，顆粒粗，通常由礫和沙組成。 在扇邊緣處，沉積物厚度小，顆粒細，多由泥、沙組成。 分選性較差，具有一定的磨圓度。,13,洪積物,這就是洪積物。,14,洪積物,15,第二節(jié) 河流的地質作用,16,第二節(jié) 河流的地質作用,掌握： 河流侵蝕作用、侵蝕基準面的概念； 下蝕作用及其演化趨勢

5、； 側蝕作用及其演化趨勢； 河流的搬運作用； 河流發(fā)生沉積作用的原因及沉積物和沉積地形 了解 河水的運動特點,17,英文術語,Laminar flow, turbulent flow, circular current River valley, drainage system Vertical erosion, lateral erosion Base level of erosion, River capture Meander, cut-off, ox-bow lake, Alluvium, valley flat, flood plain, delta,18,（一）、地面流水的活力與負

6、載 （二）、地面流水的運動特征 （三）、河流的分區(qū) （四）、河谷形態(tài)要素,一、河流的一般知識,19,河流是在重力作用下，集中于地表凹槽內的經常性或周期性的天然水道的通稱。河流沿途接納很多支流，形成復雜的干支流網絡系統(tǒng)，這就是水系。多數(shù)河流以海洋為最后歸宿，另一些河流注入內陸湖泊或沼澤，或消失于荒漠中，于是分別形成外流河和內陸河。,1 河流的基本知識,20,水系與流域,分水嶺,干流河谷,Geode,21,每一條河流都有它的河源和河口。河源是河流的發(fā)源地，指最初具有地表水流形態(tài)的地方。河源以上可能是冰川、湖泊、沼澤或泉眼。河口是指河流與海洋、湖泊、沼澤或另一條河流的交匯處，經常有泥沙堆積，有時分汊

7、現(xiàn)象顯著，在入海、湖處形成三角洲。在河源與河口之間是河流的干流，一般可劃分為上、中、下游三段。各段在水情和河谷地貌上各有特色。,22,河流動力系統(tǒng),河流動力系統(tǒng),上、中、下游,河源,河口,23,24,細溝 切溝 沖溝 坳谷 水 系 格 式 樹枝狀 羽毛狀 同心或放射狀 洪積物透鏡體 匯集 搬運 散流,溝 谷 類 型,25,水 系 格 式,26,水位是指河流中某一絕對基準面或測站基準面上的水面高程，受到氣候變化、海平面升降、人類活動和新構造運動的影響。 基準面是量算高程的起點（零點）。 絕對基準面是以某一河口的平均海平面為零點的基準面。中國規(guī)定統(tǒng)一采用青島平均海平面為絕對基準面。,河流水位及其變

8、化,27,河流的水位達到某一高度，使沿岸城市、村莊、建筑物、農田等受到威脅的水位稱為洪水位。洪水則是指短時間大量降水在河槽內形成的特大徑流。,河流水位及其變化,28,根據一年內河流水位和水情的變化，還可以劃分出不同的水情特征期： 河流處于高水位時期稱為汛期： 河流處于低水位的時期稱為枯水期； 河流處于中常水位的時期稱為平水期； 河流封凍的時期稱冰凍期。,河流水位及其變化,29,（一）地面流水的活力與負載,流水的活力：a=1/2mv2 流水的負載：流水所克服的阻力（l） 活力與負載間的關系 al, 流水除克服阻力外，還有剩余的動能，流水表現(xiàn)出以侵蝕破壞地表為主； a=l, 流水的活力基本全部克服

9、負載，流水表現(xiàn)出以搬運攜帶物為主，侵蝕和沉積作用處于平衡狀態(tài)； al，流水的活力小于負載，流水表現(xiàn)出以沉積作用為主,30,（二）地面流水運動特點,地面流水的運動狀態(tài) ：根據水質點的運動軌跡分 為層流、紊流、環(huán)流。 層流：當水流平緩、河底無障礙物時，水質點的 運動方向與流水一致。 紊流：水質點的運動方向任意改變。 環(huán)流：水質點繞流水方向作螺旋狀有規(guī)律的運動。 可分為單向環(huán)流和雙向環(huán)流。,31,層流,河水的運動方式,紊流,32,環(huán)流,33,河流橫向環(huán)流示意圖,34,（三） 河流的分區(qū),上游區(qū)：緊接河源、河谷窄、縱坡降和流速大、水量小、侵蝕強烈、縱斷面呈階梯狀并多急灘瀑布的河段。河谷為“V”字型 中

10、游區(qū)：水量逐漸增加，但縱坡降降已經緩和，流水下切力減小，河床位置比較穩(wěn)定，侵蝕和堆積作用大致平衡，縱斷面往往呈下凹平滑曲線。以側蝕作用為主。 下游區(qū)：河谷寬廣，地形平坦，河道彎曲，河水流速小而流量大，沉積作用顯著，沙灘、沙洲到處可見。以沉積作用為主。 河口區(qū)：河流與海洋、湖泊、沼澤或另一條河流的交匯處。,35,長江上游的虎跳峽上游：格拉丹東宜賓,36,長江中游：巫峽中游：宜賓宜昌,37,長江下游武漢,38,長江口,39,（四）河谷形態(tài)要素,河谷：被河水開鑿和改造的線狀谷地 谷坡：河谷兩側的斜坡 谷底：由谷坡所限定的平坦部分 河床：谷底中常年有水流的地方 谷底、谷坡和河床稱為河谷的三要素。,40

11、,河谷形態(tài)要素圖,河 谷,谷 底,河 床,階地,河漫灘,谷坡,41,河流地質作用的分類,河流的侵蝕作用：河水及所攜帶的碎屑物在運動過程中對河谷的破壞作用?？煞譃闄C械侵蝕和溶蝕兩大類。機械侵蝕按侵蝕作用的方向又分為下蝕作用和側蝕作用。 河流的搬運作用 河流的沉積作用,42,下蝕作用定義：河流以自身的動力及挾帶的泥沙對河床底部產生破壞、使河谷加深、加長的作用。 影響因素：縱坡降、水量、含沙量、河床巖性等。 形成的地形：.在上游區(qū)或山區(qū)因下蝕作用河谷多為“V”字型。.谷底在縱向上呈階梯狀。 瀑布發(fā)育。,二、河流的下蝕作用,43,44,Niagara Falls,45,尼亞加拉瀑布素描圖,46,黃河壺

12、口瀑布,47,黃果樹瀑布,48,二、河流的下蝕作用,3.向源侵蝕: 河流下蝕作用使河谷向源頭方向伸長的過程。 4.河流襲奪現(xiàn)象：河流向源侵蝕的速度不同，先期到達分水嶺的河流常奪取另一條河流的河水現(xiàn)象。,49,向源侵蝕與河流襲奪,50,侵蝕基準面,河流注入的水體水面是河流下蝕作用的極限面，稱為侵蝕基準面。 局部侵蝕基準面：,51,侵蝕基準面與局部侵蝕基準面的關系,52,河流的平衡剖面,河流侵蝕基準面位置穩(wěn)定不變，河流長期下蝕作用，使河床的縱坡降減小，陡坎階梯消失，下蝕作用與沉積作用達到動態(tài)平衡 此時的河流縱剖面稱河流的平衡剖面。該剖面為以下凹的平圓滑曲線，上游陡，下游平緩趨向河流的侵蝕基準面。,

13、53,大壩建造前后河流的剖面變化,2,1,2,2,1,1,河谷加積,54,三峽大壩,55,側蝕作用：河水及其攜帶的碎屑物對河床兩側和河谷谷坡產生的破壞作用 。 結果：河床彎曲、谷坡后退、河谷加寬。,三、河流的側蝕作用,56,河流的凸岸和凹岸,57,側蝕作用地形及演化趨勢,1. 側蝕作用使兩岸后退谷底變寬。 2. 因凹岸后退、凸岸沉積前伸，河流不斷彎曲形成河曲。 3.河床兩岸突出地形不斷被削平，河谷越來越寬和平直，而河床越來越彎曲，形成蛇曲。 4.洪水期沖垮曲頸會發(fā)生截彎取直。 5.截彎取直后廢棄的河道演變?yōu)榕＼椇?58,側蝕作用的過程及河曲、蛇曲的形成,水流方向,59,側蝕作用的發(fā)育過程,60

14、,裁彎取直與牛軛湖,61,密西西比河中下游流域地貌,62,武漢1998年洪水,63,長江荊江段的蛇曲,石首,監(jiān)利,64,牛軛湖,65,剛剛截彎取直的河曲,66,牛軛湖,67,二、河流的搬運作用,1、河流搬運作用的三種方式 2、河流的搬運力和搬運量 3、河流搬運過程中的分選和磨圓 4、河流的化學搬運作用,68,1、機械搬運作用的三種方式,推移式、跳躍式、懸移式 推移式：河水對碎屑物產生推力，使其沿河床底部滾動或滑動。 躍移式：沙粒在河水的推動力和紊流產生的上舉力的共同作用下，沿河底跳躍向下游遷移。 懸移式：顆粒的重力小于水流產生的上舉力，顆粒在水中呈懸浮狀態(tài)搬運。,69,沖積物的機械分選與磨圓,

15、分選從粒度，比重和形態(tài)三方面進行： （粒度大?。壕薜[礫石（鵝卵石）砂粉砂粘土 （礦物比重）：金黃鐵礦鉻鐵礦石英石墨琥珀 （搬運物形態(tài)）：等軸粒狀條狀板狀 磨圓（普遍適用） ： 圓 次圓次棱 棱角狀,70,河流機械搬運物的運動方式 與磨圓示意圖,推移式,跳躍式,懸移式,橢圓狀,棱角狀,71,2、河流的搬運力和搬運量,河流機械搬運的能力：搬運最大碎屑顆粒的能力。 與流速，流量有關 河流的搬運量：河流搬運的泥沙的多少。 除了與搬運力有關，還與地表巖性、片流洪流的發(fā)育程度、碎屑物的供給量有關。,72,3、河流搬運的分選和磨圓,分選：河流流速的變化，造成搬運物按粒徑大小、密度不同彼此分離的現(xiàn)象，稱分選

16、或機械分異作用。 磨圓：搬運物在搬運過程中發(fā)生碰撞，棱角狀的顆粒趨于圓化的作用，稱磨圓作用。,73,4、河流化學搬運作用的特點,河水對可溶性物質和膠體物質的搬運稱化學搬運或溶運作用。 河水溶運能力主要取決于河水的性質及流經地的巖石性質。,74,沉積作用：被各種介質搬運的物質在介質的動能減小或物理化學條件發(fā)生變化時,在新的環(huán)境中堆積下來的過程。,三、河流的沉積作用,75,1、河流的沉積作用的特點：,1.以機械沉積為主,一般不發(fā)生化學沉積。 2.機械沉積服從于機械沉積分異規(guī)律:一般情況下,河流的流速從上游到下游呈規(guī)律性遞減,其搬運能力逐漸減弱,因而出現(xiàn)從上游到下游從大顆粒、比重大的顆粒逐漸發(fā)展到小

17、顆粒、輕顆粒依次沉積的規(guī)律。,76,.,2、河流機械沉積分異作用示意圖,礫,粗沙,中沙,細沙,粉沙,琥珀1,石墨2,石英3,磁鐵礦5,金18,按大小,按密度,77,3、河流沉積物特點,河流沉積物稱為沖積物（alluvium）: 具有一定的分選性和磨圓度,一般上游分選磨圓較差,下游較好； 砂礫層多具斜層理,粉砂和泥質多具水平層理。,78,順直河流沉積： a 沉積作用及沉積地形：受橫向環(huán)流狀況控制。 平水期，表流向中央集中，底流向兩側散射，使侵蝕作用主要發(fā)生于河床中央，在河床兩側發(fā)生堆積，形成濱河沙壩（或淺灘）。 洪水期,表流從中央向兩側流動，底流從兩岸向中央匯聚,碎屑物堆積在河床中央,形成心灘。

18、心灘不斷增長,其露出水面時稱為江心洲。,4、河谷中的沉積作用,79,順直河道平水期和洪水期的橫向環(huán)流,平水期 洪水期,80,順直河道的沉積物特征,b 沉積物特點：底部一般顆粒較粗，具有一定的分選性，其長軸多呈與河流流向垂直的方向分布，最大扁平面向上游傾斜，呈疊瓦狀排列。上部往往較細，以細砂、粉砂和粘土為主。,81,曲流河沉積: a 沉積作用過程：彎曲河流中較粗的砂礫在靠凸岸一側的河床中沉積,并隨凸岸的遷移而擴展,稱為邊灘沉積,其高度與平水期水位相當,在洪水期溢出河床的渾濁河水進入河漫灘,沉積較細粒物質,稱為河漫灘沉積。,4、河谷區(qū)的沉積作用,82,沖積物的二元結構,b 河流沖積物的二元結構:河

19、漫灘的沖積物,下部為邊灘沉積,以砂礫等粗碎屑為主,常具斜層理,上部為河漫灘沉積,以粉砂泥質為主,常具水平層理。,83,河漫灘的二元結構示意圖,84,沖積物的二元結構,85,河床,心灘,三級,一級,二級,漫灘,淺灘,（2）大石河中游河谷地貌,86,（三）、河口區(qū)的沉積作用,三角洲：河流入湖或入海處稱河口區(qū)，河水進入靜止的水體，因頂托作用，流速迅速降低，在水流兩側形成側向堤岸，并伸向靜止水體中，河道反復移動形成一扇狀地形，稱三角洲。,87,三角洲的形成,88,河口地 貌,三角灣（三角港）,89,Gia-mov-154674,三角洲,90,尼羅河三角洲,91,密西西比三角洲,92,三角洲沉積物分為：

20、,頂積層：分水上與水下兩部分，以網叉狀河流形成的邊灘、漫灘、心灘等沉積。以夾透鏡狀沙體為特征，細、粉沙為主。 前積層：三角洲的主體，為水下斜坡堆積，以粉沙為主，不夾透鏡狀沙體，含海洋生物。因孔隙高是良好的儲油層。 底積層：為波浪帶入較深海區(qū)的細小近水平的粉沙、粘土質沉積，富含大量有機質。是良好的生油層。 因三角洲不斷向海推進，沉積物的粒度由下至上，由細變粗，呈反韻律。,93,三角洲的結構,94,黃河三角洲的變化,95,密西西比河的三角洲平原,96,沖積物中礫石扁平面定向排列,97,六、河流地質作用的一般趨勢,1、穩(wěn)定時期 2、區(qū)域性的地殼抬升時期,98,地殼穩(wěn)定期,早期下蝕作用晚期側蝕作用河谷展寬 削高填低：地表高差較大的形態(tài)，經過風化、 剝蝕作用被削低；同時又將