河流地质作用-专题三.ppt

,专题三河流地质作用,本节主要内容,基本概念流水的侵蚀作用河谷的类型及河流阶地河流掏蚀破坏的预测和防护,一基本概念,何谓河流是在河谷中流动的常年水流，河谷由谷底、河床、谷坡、坡缘及坡麓等要素构成。,,河流的构成主流由重力作用引起的流动;付流由其它力引起的流动。层流水质点运动轨迹互相平行；紊流水质点运动轨迹互相相交，且杂乱无章。水流流速河流中的流水具有一定的流速（v），即流水有一定的动能（E），这里的流速为平均流速。,,水流能量的消耗流水的动能大小可以用物理学的公式表示Emv2/2。具体能量消耗为（1）能量消耗于水的粘滞性、水的紊流、环流、波浪及涡流等，可用Tn表示；（2）能量消耗于侵蚀作用，可用Tp表示；（3）能量消耗于搬运作用，可用Tk表示。ETnTpTk,,河流地质作用侵蚀作用切割地面和冲刷河岸搬运作用堆积作用形成各种沉积物和流水沉积地貌，如河流阶地、冲积平原等,二流水的侵蚀作用,侵蚀作用的方式溶蚀作用在可溶性岩石分布的地区内比较显著，它能溶解岩石中的一些可溶性矿物，其结果使岩石结构逐渐松散，加速了机械侵蚀作用。河流的机械侵蚀是河谷地质发展过程中的一个重要现象。对工程地质来说，由于流水的机械侵蚀作用，可使河床移动和河谷变形，也可使河岸冲刷破坏，这就严重地威胁河谷两岸的建筑物和构筑物的安全。,,流水对河床的冲刷作用当水流作用于土石颗粒的力（P）超过阻止其运动的摩擦力（T）时，土石粒就开始随水流一起移动，这就形成冲刷。临界流速（vcr）流速为土石粒开始移动的流速（vcr）vcrA*d1/2如vcr以米／秒为单位，而泥砂粒直径J以毫米为单位，则根据实际观测，当d＜400rnm时，A值取0.2。,,水流速度v超过vcr时，河床上的泥砂就开始滚动或间歇性跃动，推移前进。当流速大到某一程度时，泥砂粒跃起混入水中，呈不着底的悬移运动，这种泥砂称为悬移质泥砂。流水对河床冲刷的重要条件是只有当水流未被泥砂饱和时才会发生冲刷。如果上游河段流来的水流中含有泥砂量小于这一河段的输砂能力，则由于输砂能力未被充分利用就会冲刷；如果输砂量超过了这一河段的输砂能力则产生沉积。,2.流水对河岸的掏蚀（横向环流的作用）,平直河道弯曲河道科式力的作用（地球自转）,平直河道,流速分布平面上中间大，两边小剖面上上面大，下面小作用结果上部两侧向中间汇集下部向两边分流形成向下游推进的螺旋形对称横向环流，形成河流不断的向下侵蚀切割。,弯曲河道,作用力离心力，重力在河曲处，运动的水质点受离心力P的作用。Pmv2/R式中m水的质量；v水质点的纵向流速；R水质点运动迹线的曲率半径。离心力----使水质点向凹岸运动---水面形成倾向凸岸的横向水力坡度In,,Intgα[mV2/R]/mgV2/Rg形成横向水力坡度后就产生了附加压力，其方向与离心力相反，且在所有的深度上一致，等于Inγ。离心力与附加压力相迭加，就会产生上层水流流向凹岸，而下层水流就流向凸岸，形成螺旋状横向环流。,科式力作用（惯性力）,地球自转，线速度大小不一，赤道附近大，向两极逐渐变小。产生科式力。科式力作用结果北半球右岸受到冲刷，左岸得到堆积南半球左岸受到冲刷，右岸得到堆积,横向环流作用结果,凹岸受到冲刷，凸岸接受堆积河弯不断向下游发展，形成蛇曲洪水期间会发生截弯取直，从而形成牛轭湖。,三、河谷的类型及河流阶地,河谷的类型构造谷受地质构造控制侵蚀谷由于河流冲刷而成侵蚀谷的形成；（三个阶段）峡谷型下切作用河漫滩型侵蚀、堆积成型河谷漫滩变化，形成了阶地,,阶地被抬高了的河漫滩河漫滩凹岸被冲刷，凸岸被堆积，乃造成洪河床浅滩。以后浅滩不断扩大和固定，形成洪水期才能淹没的滩地，是为河漫滩。,,河流阶地的类型（1）侵蚀阶地（2）堆积阶地l）上迭阶地2）内迭阶地3）嵌入阶地（3）基座阶地,四、河岸掏蚀破坏的预测和防护,首先要确定河岸掏蚀破坏地段。对河岸掏蚀破坏地段进行防护。,,防护措施可分两类一类是直接防护边岸不受冲蚀作用的措施。如抛石、铺砌、混凝土块堆砌、混凝土板、护岸挡墙、岸坡绿化等。另一类是调节径流以改变水流方向、流速和流量的措施。如丁坝、顺坝、横墙等。采用整治与预防措施并举，并按经济技术指标对比的办法来选择防护措施时，才能取得最大的效益。,