河流的侵蚀作用包括机械侵蚀和化学溶蚀两种,前者较为普遍,后者只是在可溶岩地区才比较明显。河流的侵蚀按侵蚀作用方向分为下蚀作用和侧向侵蚀作用等形式。
4.2.1.1 下蚀作用
河流的下蚀作用是指河水及其所挟带的砂砾对河床基岩撞击、磨蚀,对可溶性岩石的河床还进行溶解,致使河床受侵蚀而逐渐加深。河流下蚀作用的强弱是由多种因素决定的,如河床岩石的软硬、河流含沙量的多少和河水的流速等。其中,后者是更重要的因素。山区河流由于地势高差大,河床坡度陡,故水流速度快,下蚀作用强;平原河流流速缓慢,一般下蚀作用微弱,甚至没有。
对于所有入海的河流,其河床下蚀的深度趋于海平面时,河水就不再具有位能差,流动趋于停止,因而河流的下蚀作用也就停止。显然,海平面大致是河流下蚀作用的极限,通常称其为终极侵蚀基准面。此外,还有许多其他因素控制河流的下蚀能力,如主流对支流,湖泊、水库对流入其中的河流的控制等。由于这些因素本身是变化的,只是局部或暂时起控制作用,故称为暂时或局部侵蚀基准面。
侵蚀基准面只是一个潜在的基准面,并不能完全决定河流下蚀作用的深度。特殊情况下,某些河段能下蚀得比它低很多。另外,地壳升降对侵蚀下切的深度和位置也有很大影响。
下蚀作用在河流的源头表现为河谷不断地向分水岭方向扩展延伸,使河流增长。这种现象称为向(溯)源侵蚀。侵蚀能力较强的水系,可以把另一侧侵蚀能力较弱的水系的上游支流劫夺过来,称为河流袭夺。
4.2.1.2 侧向侵蚀作用
侧向侵蚀作用是指河水对河岸的冲刷破坏。河水冲刷河岸边坡的下部坡脚,使岸坡陡倾、直立,甚至下部淘空形成反坡。然后岸坡坍塌破坏,河岸后退、河谷变宽、河道增长,或形成河曲等。河水以复杂的紊流状态流动,其主流常是左右摇摆的呈螺旋状前进的曲线流动,或称环流(图4-1)。环流的表面水流流向凹岸,致使凹岸不断被冲刷淘空、垮落。侵蚀下来的物质又被环流底层的水流带向凸岸或下游堆积起来。随着侧蚀作用持续进行,凹岸不断后退,而凸岸则向河心逐渐增长,结果致使河谷越来越宽,越来越弯,形成河曲(图4-2)。
图4-1 河湾中水流的侧蚀与堆积示意图(www.daowen.com)
1.冲蚀岸;2.河流沉积物;3.旧河床岸线;4.主流线;5.单项环线
极度弯曲的河道称为蛇曲。当河曲发展到一定程度时,同侧上下游两个相邻的弯曲之间的距离越来越小,洪水冲开狭窄地带,使河流裁弯取直。而被废弃的河道则逐渐淤塞断流,成为与新河道隔开的牛轭湖,遗留的河床称为古河床。如长江的下荆江河段,河曲极为发育,从藕池口到城陵矶的直线距离仅87km,却有河曲16个,致使两地间河道长度达239km,对船只航行十分不利。这段河道经过多次变迁,由天然裁弯取直形成的牛轭湖也很多。
河流的下蚀作用和侧蚀作用常同时存在,即河水对河床加深的同时,也在加宽河谷。但一般在上游以下蚀作用为主,侧向侵蚀微弱,所以常常形成陡峭的“V”形峡谷。而河流的中、下游则侧向侵蚀加强,下蚀作用减弱,所以河谷宽、河曲多。
图4-2 河曲的形成与发展
Ⅰ.原始河道;Ⅱ.雏形弯曲河道;Ⅲ.蛇曲河道;Ⅳ.裁弯取直后的河道及牛轭湖;1、2、3.河道演变过程
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