河流是在重力的作用下,经常或间歇地沿着地表或地下长条形洼地流动的水流。它是水流和河床长期作用的产物,是输送流域水沙产物的通道。按河流流经的区域地理位置和自然条件,可将其分为山区河流和平原河流两大类。对于较大的河流,上游段多为山区河流,下游段多为平原河流,中游段往往兼有山区河流和平原河流的特性。较小的河流可能全部河段属于山区河流或者平原河流。山区河流和平原河流都有顺直、弯曲、分汊、游荡等平面形态,而且都随时间在演变。两类河流的不同之处有:从河床演变上看,山区河流一般以侵蚀下切为主,河床变形幅度和速度慢;平原河流一般以堆积抬高为主,河床变形幅度和速度相对较快。从形态上看,山区河流两岸往往存在明显的阶地,宽谷狭谷相间,河床比降大;平原河流两岸往往发育有河漫滩,河床比降小,河床相对山区河流比较平顺。
6.2.1.1 山区河流
一般流经地势高峻、地形复杂山区的河流称为山区河流。它是地壳构造运动的内动力和以水流侵蚀作用为主的外动力共同作用的结果。山区河流常发育成宽窄相间的藕节状外形和特殊的河型。发育过程中一般以下切为主,常发展成深切的河曲。在沟溪汇入的地方,常形成不同大小的冲积扇,影响水流。
山区河流的平面形态十分复杂,河道曲折多变,常见急湾、卡口,两岸与河心常有巨石突出,岸线和床面都极不规则,在宽谷段才有卵石边滩或心滩出现。河床纵剖面陡峻,存在折点,急滩缓流相间,床面起伏甚大,大部分落差集中于局部河段,局部河床可能会低于侵蚀基准面。
河床断面多呈V形或U形。V形河谷较年轻,河槽狭窄,U形河谷较成熟,河槽较开阔,存在基岩和卵石形成的石盘或边滩。山区河流河漫滩一般不很发育,两岸往往存在明显的阶梯形状的阶地。阶地从下向上称为一级,二级,…,n级阶地,阶地编号越大,形成的年代越久远。每一级阶地包括平坦的阶地面和阶地斜坡,一级阶地的前坡与谷底相连(图6.2-1)。
图6.2-1 河谷阶地示意图[65]
1—中水河槽;2—河漫滩;3—一级阶地前坡;4—一级阶地面;5—二级阶地前坡;6—二级阶地面
山区坡面陡峻,岩石裸露,径流系数大,汇流时间短,洪水猛涨猛落,流量与水位变幅极大,洪水流量往往为枯水流量的百倍甚至千倍,洪、枯水位之差可达数米至数十米不等。受不规则河床形态影响,山区河流的流态十分紊乱,常有回流、漩涡、跌水、水跃、剪刀水、横流等出现。
山区河流的悬移质含沙量,在岩石风化不严重和植被较好的地区较小;在岩石风化严重和植被差的地区大。洪水期由于坡面径流大,侵蚀强烈含沙量大;枯水期则含沙量小甚至变为清水。山区河流悬移质水流往往处于不饱和状态,可以全部视为冲泻质。山区河道的推移质多为卵石及粗砂。我国一些山区河流的推移质年输沙量大多为悬移质年输沙量的10%以下。
6.2.1.2 平原河流
流经地势平坦、土质疏松平原地区的河流称为平原河流。平原河流的发展过程则主要表现为泥沙的堆积作用。河谷断面为发育完全的河漫滩河谷,河谷断面形态如图6.2-2所示。通常所说的河槽指中水河槽;中水河槽比较宽浅,枯水期常有边滩、心滩出露,断面宽深比较大。河漫滩位于中水河槽两侧,洪水时能被淹没。平原河流的河漫滩一般是由堆积作用造成的,滩面较宽,滩面高程由中水河槽分别向左右两侧倾斜。(www.xing528.com)
平原河流在平面上具有顺直、弯曲、分汊、散乱等四种形态,其横断面可以概括为抛物线形、不对称三角形、马鞍形和多汊形等四类,如图6.2-3所示。
平原河流的河底起伏不平,有规律地分布着边滩、浅滩、江心滩、江心洲等各种形式的大尺度的成型堆积体(图6.2-4)。成型堆积体的结构型式和分布情况往往千差万别,经常处于发展变化之中,是平原河流河床演变中最活跃的因素。平原河流的纵剖面上深槽浅滩交替,是有起伏的波状曲线,但不像山区河流有明显折点。平原河流河床平均纵比降比较平缓,水面比降一般较小,而且变化较小,水流较为平稳,没有山区河流的跌水、横流、泡水、急漩、水跃等险恶现象。
图6.2-2 平原河流的河谷形态[19]
1、2、3—洪水、中水、枯水位相应水位下的河床为洪中枯水河床;4—谷坡;5—谷坡脚;6—河漫滩;7—滩唇;8—边滩;9—堤防;10—冲积层;11—原生基岩
图6.2-3 平原河流不同河段的横断面图[65]
图6.2-4 成型堆积体示意图[19]
平原河流由于集水面积大,流经地区又多为土壤疏松、坡度平缓的地带,因而汇流时间长。由于大面积降雨分配不均,支流入汇时间有先有后,所以洪水一般没有陡涨陡落现象,持续的时间也相对较长。
平原河流中的泥沙主要以悬移质运动为基本运动形式,河床边界由中细沙构成,水流和河床的相互作用十分明显,河床变形也比较大。平原河流的河床演变一般体现在河槽中成型堆积体的发展和变化上,如汛期淤积壮大,枯季冲刷萎缩。中水河槽的平面外形也会发生变化,河岸在有些地方会蚀退,而在另一些地方则会淤长。
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