关于河流作用介绍

[拼音]：heliu zuoyong

[外文]：fluvial process

指河流流水的侵蚀、搬运和堆积作用。河水是一种流体，具有动能，因此河流无时无刻不在对地表进行作用，使之发生变化。流水的侵蚀、搬运和堆积作用是经常变化和更替的。对一条河流来说，在正常情况下，上游以侵蚀作用为主，下游以堆积作用为主。如果河流水量减少，泥沙物质增多，在河流上游妒也可以堆积作用为主。如果海面下降，下游段也可转化为侵蚀作用为主。在同一时间，同一地段内，侵蚀和堆积作用也能同时进行，搬运作用则是联结二者的纽带。

侵蚀作用

河流依靠自身的动能对其边界产生的冲刷、破坏作用，包括冲蚀、磨蚀和溶蚀作用。按作用的方向分为：下蚀、旁蚀和溯源侵蚀。

水流向下的侵蚀作用，使河床成沟床加深。下蚀方式有：

（1）河水对河床岩石的直接撞击冲刷；

（2）河水以挟带的岩石碎屑对河床岩石的撞击和摩擦；

（3）对跌水基面处的凹坑（壶穴）掏刷（见河流袭夺）；

（4）河水对可溶性岩石(如石灰岩、白云岩)进行溶解下蚀。河流下蚀作用大小主要由河床水流的强度和组成河床边界物质的抗蚀能力决定。河流流速愈大，对河床边界物质的冲击能力愈大，则愈利于将石块和泥沙颗粒卷入水中带走。不同物质的抗冲能力不一样，粒径在0.05～0.5毫米的细砂最容易被侵蚀，随粒径的增大（中、粗砂、卵石）或减小(粉砂、粘土)抗冲能力都增大。不同岩性的基岩抗冲能力不同，据实验研究，运动状态下不同岩性推移质的磨损系数分别为：石英岩 0.58×10-3，变质岩1.53×10-3，沉积岩6.75×10-3，风化的火山岩11.10×10-3。地壳构造运动对下蚀作用也有影响:地壳急速上升时河流比降加大，下蚀作用增强；地壳稳定或下沉时下蚀作用减弱。

又称侧蚀作用，水流侧向的侵蚀作用，使河床左右迁徙或谷坡后退。包括机械侵蚀和化学溶蚀等方式，结果是河床摆动，河谷加宽，并形成曲流。

又称向源侵蚀，河床深切作用逐渐向河流上游方向发展的过程，是下蚀作用的一种特殊形式。其过程是，由于斜坡上沟谷下段的水量大于上段，侵蚀作用也大于上段，出现了水蚀凹地（图1a、b），凹地的形成使河谷纵剖面变陡，因而流速变大，使水流下蚀更为剧烈，且集中在坡度最陡的凹地的上段，结果使b逐步移动到b1、b2、…。

搬运作用

河流把侵蚀河床基岩和谷坡岩层的产物移动到他处的作用。其中大部分是不溶于水的机械搬运，小部分是溶于水中的化学搬运。被机械搬运的碎屑物有3种运动方式：

（1）悬移，颗粒悬浮于水中随水流而搬运，其悬移物称为悬移质；

（2）推移，颗粒依附于床面，随水流作滑动或滚动，其推移物称为推移质；

（3）跃移，这是介于上述两者之间的过渡状态，颗粒时而被悬移，时而被推移，以跳跃的方式前进，其跃移物被称为跃移质。物质的搬运方式随水动力的大小变化，当水动力减小时，某些悬移质变为跃移质，某些跃移质变为推移质，当水动力增大，变化情况相反。据试验，被搬运物的球状颗粒重量(M)与起动它的水流流速(V)的6次方成正比，即：M=cV 6式中c为系数（不同河流数值略有不同）。公式表明，当河流流速增加一倍时，被搬运物的球状颗粒重量将增大64倍。具体计算推移质搬运量（称推移质输沙率）的公式很多，常用的有迈耶-彼得公式、爱因斯坦公式。估算悬移质输沙率的公式有一度流处理公式和二度流处理公式。一度流处理公式为：

式中S*为不冲不淤临界情况下的水流含沙量，V为断面平均流速，g为重力加速度，R为水力半径，w为泥沙颗粒的沉降速度，k为系数，m为指数。国内外一些河流的机械搬运（输沙）量见表：

堆积作用

被河流携带的物质停止搬运而发生的沉积作用，也称沉积作用。沉积下来的碎屑物则称为冲积物，形成的堆积地貌最为主要的是冲积平原。图2说明在什么情况下容易发生沉积。图2中v*为摩阻流速，cod线为各种不同粒径泥沙的临界摩阻流速v*c的连线，eof线为泥沙的沉速。根据这两条曲线的相对位置，泥沙沉积条件可分为3区。

（1）区（cod线以上）：v*>v*c，则只有上游来沙量超过水流挟沙力时，泥沙才开始沉积；如来沙量不及水流搬运能力，河床就会发生冲刷。

（2）区（eod曲线以下）:v*<v*c，水流条件既不足以冲刷床面的泥沙，使之搬运而去，又不足以支持上游的来沙，使之继续在水中悬移，因此来沙迅速淤积。

（3）区(coe曲线左下):w<v*<v*c，水流条件不足以侵蚀河床取得泥沙的补给，但上游的泥沙进入本河段，河段内的紊动强度还能支持它们以悬移形式搬动，因此大部分上游来沙通过河段下泄，不发生过多的沉积。