河流的弯曲进化过程真实写照

一般河流都会像蛇一样的弯弯曲曲，这是人们早就知道的事情。这并不都是地形造成的，有的河流在非常平坦的地区也是弯弯曲曲的。这真的是个非常奇怪的现象。河流在平坦的地区，为什么不是选择自然的直线方向呢？

这真的是非常意外的事情，经过深入的研究，我们会发现：直线流向的河流是最不稳定的，根本不可能存在，即便是在广阔的平原也是如此。只有在理想的情况下，河流才会是直线流向的，现实中这样的情况是绝不存在的。

我们可以想象有这样一条直线流向的小河，它所流经的土壤成分大致相同。这种直线的流向到底可以维持多长时间，我们可以证明一下。水流总会在经过一个地方时，因为一个偶然的原因，例如说土壤的组成不同，发生偏移。结果会怎么样呢？它的直线流向还有可能继续吗？答案是不可能，这样的偏移只会越来越大。流经弯曲地方的水流（图5-13），运动方向是曲线形状的，水流的惯性会使水不断地冲向凹入处A 岸，同时远离凸出的B 岸。只有出现相反的情况，水流的直线流向才会恢复，这就要有一个力使水不断地冲洗凸出的B 岸，离开凹入的A 岸。A 岸受到水的冲击，向里凹陷的深度加大，此处河流的弯曲程度就加大，离心力加大，对A 岸的冲击加大……如此循环，即便是很小的弯曲，它也会逐渐地增大。

图5-13　水流流经小河微微弯曲的地方

凹入的A 岸一面水流速度要比凸出的B 岸一面大，所以水流中的泥沙在凸出的B 岸淤积得相对要多些，相反的情况正好发生在凹入的A 岸，不但没有泥沙淤积，还会被冲走好多泥沙。

凸出的B 岸因此会变得越来越平坦，凹入的A 岸也因此变得越来越陡峭。

我们根本无法使小河避免发生弯曲，而即使细微的不经意的弯曲，也会使小河变得越来越弯曲，到最后就成了弯弯曲曲的了。

河流的弯曲的进一步发展是很值得我们研究的。图5-14中的a 到h 就是河流弯曲过程的真实写照。第一步是轻微的弯曲（图5-14a）；第二步形成了凹入和凸出的河岸（图5-14b）；第三步河岸增大了（图5-14c）；第四步河面加宽了，河床只是其中的一部分（图5-14d）；第五步河谷的逐步发展，到图5-14g 几乎成了一个环套（图5-14e、f 和g）；第六步到最后河流为自己在弯曲到几乎相近的地方打通了道路，在此冲刷而过，把凹入的部分抛弃，不予理睬，成了后来的弓形沼泽或者牛轭沼泽——这就是河流凹入部分的死水（图5-14h）。

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图5-14　河床的变化图

在河水冲出的广阔的河谷里，为什么河流不是顺着中间或者一边流，而总是自一边冲向另一边（自凹入侧冲向凸出侧）^[4]，对于这一点读者其实自己就可以想得到。

河流的命运就这样被力学定律牢牢控制着。其实要经过很多很多年的变化才会发生上面的情况，这几乎是要用千年来计算的。但是和这相似，甚至比这要小的情况，只要我们用心观察，在每一年的春天都会看得到，例如，雪融化后在雪地上冲出的水流。

【注释】

[1]地面上的所有点都是伴随着地球的自转而作着弧线运动，所以悬锤即便是在组成密度非常大的地面上也不会真正地指向地心，除了在南北极点的时候例外，其他的时候它总会有一个不大的角度，这个角度在45°纬度上的时候最大，它的最大值是6′。

[2]这只是乘客当时感受到的暂时的竖直方向。

[3]《趣味物理学》（续编）中有关于自行车杂技的解说。

[4]河流在地球引力的作用下，一般北半球的河流对右岸的冲击力较大；而南半球的河流对左岸的冲击力较大。地球的自转我们在这里就不再考虑了。