《地面流水地质》PPT课件

第7章地面流水地质作用第一节面流的洗刷作用第二节洪流的地质作用及泥石流第三节河流的地质作用第一节面流的洗刷作用地面流水是指陆地表面流动着的液态水。它们在重力作用下，沿地表从高处向低处流动。地面流水主要来自大气降水，其次来自冰雪融水和地下水。地面流水暂时性地面流水长期性地面流水面流：顺斜坡无固定流道的、面状流动的细小流水洪流：低洼的沟谷中呈线状流动的暂时性地面流水河流：具有一定河道的长期性地面流水称河流面流的洗刷作用洪流的地质作用及泥石流河流的地质作用第一节面流的洗刷作用洗刷作用：面流在斜坡上流动过程中，可冲走细粒物质，并将这些物质带到斜坡下部。面流的水动力微弱，仅能冲走颗粒较小的粉沙及泥土。可溶性岩石（石灰岩）组成的山坡还能产生溶蚀作用，形成溶沟、石芽地貌。在山坡下部，无数细小股流水还具有一定的线状侵蚀能力。坡面在小股流水冲刷作用下，出现无数小沟。山坡上裸露的土壤常受到面流的洗刷，产生大量的土壤流失。第二节洪流的地质作用及泥石流洪（流）水特点洪（流）水发生具有突然性，水量猛增，水位暴涨，上下游落差突然增大，平时温驯的河流，显出排山倒海之势，也真有雷霆万钧之力。洪水所过，田庐舍成墟，这时水对地面的破坏作用，表现得非常明显。第二节洪流的地质作用及泥石流冲刷作用：洪流以巨大的机械冲击力猛烈冲刷沟底及沟壁岩石的过程。洪流的冲刷作用形成的沟谷地称：冲沟。第二节洪流的地质作用及泥石流洪积扇：洪流携带大量泥沙、石块到沟口，由于坡度减小，洪流无侧壁约束，水流分散，动能迅速减弱，所搬运的屑物在沟口大量沉积，形成扇形堆积地貌。洪积扇洪积裙第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流：是一种由水充分浸润饱和的大量泥、沙、石块等固体物质沿着冲沟向下流动的特殊洪流。这种洪流突然爆发，历时短暂，来势凶猛，具有强大破坏力。一、泥石流的一般特征泥石流是山区特有的一种突发性的地质灾害现象。它常发生于山区小流域，是一种饱含大量泥沙石块和巨砾的固液第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流第二节洪流的地质作用及泥石流两相流体，呈粘性层流或稀性紊流等运动状态，是地质，地貌，水文，气象，植被等自然因素和人文因素综合作用的结果。泥石流暴发过程中，有时山谷雷鸣，地面震动，有时浓烟腾空，巨石翻滚；混浊的泥石流沿着陡峻的山涧峡谷冲出山外，堆积在山口。泥石流含有大量泥沙块石，具有发生突然，来势凶猛，历时短暂，大范围冲淤，破坏力极强的特点，常给人民生命财产造成巨大损失。第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流体是介于液体和固体之间的非均质流体，其流变质既反映了泥石流的力学性质和运动规律，又影响着泥石流的力学性质和运动规律。无论是接近水流性质的稀性泥石流，还是与固体运动相似的粘性泥石流，其运动状态介于水流的紊流状态和滑坡的块体运动状态之间。泥石流中含有大量的土体颗粒，具有惊人的输移能力和冲淤速度。挟沙水流几年，甚至几十年才能完成的物质输移过程，泥第二节洪流的地质作用及泥石流石流可以在几小时，甚至几分钟内完成。由此可见，泥石流是山区塑造地貌最强烈的外营力之一，又是一种严重的突发性地质灾害。根据泥石流发育区的地貌特征，一般可划分出泥石流的形成区，流通区和堆积区。泥石流形成区位于流域的上游沟谷斜坡段，山坡坡度30°—60°，是泥石流松散固体物质和水源的供给区。泥石流流通区位于沟谷的中下游，一般地形较顺直，沟槽坡大，沟床纵坡降通常在1.5％—4.0％。第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流堆积区是泥石流固体物质停积的场所，位于冲沟的下游或沟口处，堆积体多呈扇形，锥形或带形。二、泥石流的形成条件泥石流现象几乎在世界上所有的山区都有可能发生，尤以新构造运动时期隆起的山系最为活跃，遍及全球50多个国家。中国是一个多山的国家，山地面积广阔，又多处于季风气候区，加之新构造运动强烈，断裂构造发育，地形复杂，第二节洪流的地质作用及泥石流从而成为世界上泥石流最发育，分布最广，数量最多，危害最重的国家之一。泥石流的形成条件概括起来主要表现为三个方面：地表大量的松散固体物质，充足的水源条件和特定的地貌条件。1、物源条件泥石流形成的物源条件系指物源区土石体的分布，类型，结构，性状，储备方量和补给的方式，距离，速度等。而土第二节洪流的地质作用及泥石流石体的来源又决定于地层岩性，风化作用和气候条件等因素。2、水源条件水不仅是泥石流的组成部分，也是松散固体物质的搬运物质。形成泥石流的水源条件主要有：大气降水，冰雪融水，水库溃决水，地表水等。中国泥石流的水源主要由暴雨形成，由于降雨过程及降雨量的差异，形成明显的区域性和地带性差异。如北方雨量小，泥石流暴发数量也少，南方雨量大，泥石流较为发育。第二节洪流的地质作用及泥石流3、地形地貌条件地形地貌对泥石流的发生，发展主要有两方面的作用：（1）通过沟床地势条件为泥石流提供势能，赋予泥石流一定的侵蚀，搬运，和堆积作用。（2）在坡地或沟槽的一定演变阶段内，提供足够数量的水体和土石体。三、泥石流的危害1、灾害性泥石流的主要特征第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流的危害第二节洪流的地质作用及泥石流灾害性泥石流是指造成较严重经济损失和人员伤亡的泥石流，其主要特征表现为：暴发突然，来势凶猛，冲击强烈，冲淤变幅大，沟道摆动速度和幅度大等几个方面。（1）暴发突然灾害性泥石流往往暴发突然，从强降雨过程开始到泥石流暴发的间隔时间仅十几分钟到几十分钟。因此，对于低频泥石流的发生难以预测，预报。如成昆铁路沿线的盐井沟泥石流和利子依达沟泥石流暴发前分别有几十年没有发生泥石流灾害了，但在的暴雨的激发下，突然暴发第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流的危害第二节洪流的地质作用及泥石流泥石流，分别使上百人丧生，酿成惨重灾祸。（2）来势凶猛泥石流来势凶猛系指泥石流的规模大，流速快和龙头高。与同频率的挟沙洪水相比较，同一条沟内的粘性泥石流的流量，流速，和泥深均大50％，有的达数倍，数十倍。（3）冲击力强泥石流的容量可达2.3t/㎡,粘性泥石流可挟带巨大的石块快速运动，故流体的整体冲击力和大石块的撞击力均十分可观。成昆铁路利子依达沟铁路桥和东川铁第二节洪流的地质作用及泥石流路支线达德沟铁路桥均被泥石流的强大冲击力所毁坏。（4）冲淤变幅大泥石流的冲淤变幅大，是挟沙水流所无法比拟的。东川蒋家沟的一次泥石流在局部冲刷深度达16m,淤积厚度达6m以上。1976年5月14日四川喜德汉罗沟泥石流在中游段沟床刷深度达3—5m,在下游普遍淤高1—2m，形成一片枯海。泥石流的强烈冲淤可使桥涵遭受严重破坏，大片农田沦为沙砾滩，整个村庄变成废墟。第二节洪流的地质作用及泥石流（5）主流摆动速度快，幅度大泥石流不仅冲淤变幅大，速度快，主流线左右摆动的速度和幅度也很大。稀性泥石流的这一特征更为明显，相对而言，粘性泥石流的主沟槽摆动频次较少，可是一旦发生，其幅度颇大。如云南盈江浑水沟主槽曾在1974年发生一次摆动，最大幅度达280m。第三节河流的地质作用河流的空间形态河流在纵向的特征第三节河流的地质作用河流的空间形态河流在横向的特征（河谷要素）河谷河流侵蚀出的槽形凹地。谷底河谷底部较平坦的部分。河床河水占据的沟槽。谷坡谷底至分水岭的斜坡。阶地谷坡上的阶梯状平台。第三节河流的地质作用河流的侵蚀作用河流在从高处向低处流动过程中，以自身的化学动力(溶解力)和机械动力(水力)，并以携带的泥沙和砾石作工具，不断地破坏河床的过程。按侵蚀作用的方向分为两种类型：河流的下蚀作用：河水对河床底部岩石破坏，使河谷加深的过程。河流的侧蚀作用：河水对河床岩石破坏，使河谷拓宽的过程。第三节河流的地质作用河流的下蚀作用下蚀作用的过程第三节河流的地质作用河流的下蚀作用虎跳峡三峡下蚀作用的结果——峡谷地貌第三节河流的地质作用凸岸沉积河水对河岸的侵蚀第三节河流的地质作用凸岸沉积凹岸侵蚀河流的侧蚀作用由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖第三节河流的地质作用河流的侧蚀作用由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖第三节河流的地质作用河流的侧蚀作用由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖第三节河流的地质作用河流的侧蚀作用由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖牛轭湖的形成过程第三节河流的地质作用下蚀作用与侧蚀作用的关系时间上河流发育的早期以下蚀作用为主，随着坡度减小，逐渐转为以侧蚀作用为主。空间上河流的上游以下蚀作用为主，河流的下游以侧蚀作用为主。第三节河流的地质作用河流的沉积作用河流搬运物从河水中沉积下来的过程称河流沉积作用。河流沉积作用的主要方式是机械沉积作用。引起河流机械沉积作用主要原因是河水流速的降低，导致机械动能的减小，使河流的搬运能力降低而发生沉积。根据沉积的部位分为：山口沉积作用谷底沉积作用河口沉积作用山口沉积作用谷底沉积作用河口沉积作用第三节河流的地质作用河流的沉积作用第三节河流的地质作用河流的沉积作用山口沉积作用山口沉积作用山口沉积作用山口沉积作用来自山区的河流，携带着大量机械搬运物到山口开阔的平地上，由于河床坡降明显减小，水流又无地形约束而散开，河水动力突然大大减小，机械搬运能力迅速降低，搬运物就会山口沉积下来。山口沉积物常形成扇状地貌：冲积扇。河漫滩沉积边滩地貌心滩地貌河流的沉积作用谷底沉积作用谷底包括两部分。一部分是被河水所覆盖的河床，在河床上产生的沉积作用称河床沉积；另一部分是平水位时谷底未被河水所淹没的平坦地形——河漫滩。第三节河流的地质作用第三节河流的地质作用河流的沉积作用河口沉积作用河口是河流最主要的沉积场所。当河流入湖泊、海洋时受湖水或海水的顶托，流速迅速减小，使河水搬运能力减弱甚至消失，大量机械搬运物质在河口沉积下来。另一方面由于湖水、海水中富含有电解质，当河流中以胶体搬运的溶运物与湖水、海水相混合后，海水中的电解质破坏了胶体的稳定性，致使胶体凝聚，而沉积在河口。第三节河流的地质作用河流的沉积作用在河流流入湖泊或海洋的地方，河流沉积物常形成锥形的沉积地貌（其外形象三角形）称为三角洲。第三节河流的地质作用河流沉积物（冲积物）的特征以机械碎屑为主砾石的磨圆好发育二元结构常发育层理沉积物分选性好从上游到下游沉积物逐渐变细上游下游第三节河流的地质作用河流侵蚀作用与地壳运动的关系——河谷阶地的形成过程阶地谷坡上的阶梯状平台。河谷阶地的形成过程：地壳相对稳定，下蚀作用逐渐减弱，侧蚀作用增强，发育较宽的河漫滩，形成宽阔的谷底。地壳上升，河流纵比降增加，下蚀作用增强，河床下降，原来宽阔的谷底相对升高，最终高于一般洪水期水面，从而在河谷两侧形成平坦的台地。第三节河流的地质作用河流侵蚀作用与地壳运动的关系——河谷阶地的形成过程小结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌冲刷作用形成的沟谷地貌——冲沟。小结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌冲刷作用形成的沟谷地貌——冲沟。小结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌虎跳峡三峡下蚀作用的结果——峡谷地貌小结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌差异下蚀作用的结果——瀑布小结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌侧蚀作用的结果——曲流河小结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌侧蚀作用的结果——曲流河小结地面流水地质作用形成的地貌2.沉积作用作用形成的地貌洪积扇洪积裙洪水沉积作用的结果——洪积扇（裙）小结地面流水地质作用形成的地貌2.沉积作用作用形成的地貌心滩地貌边滩地貌河漫滩沉积谷底沉积作用的结果——河漫滩。小结地面流水地质作用形成的地貌2.沉积作用作用形成的地貌河口沉积作用的结果——三角洲谢谢大家！