它们水沙分配的独特性所致,即汊道的淤积和侵蚀每作周期性变迁,使汊道不易淤死。
(2)游荡型汊道(网道):
游荡汊道是指河床中汊道密布而时分时合、汊道与汊道之间的洲滩也经常变形变位的河道,又称为网状河道或不稳定汊道,这种河道以黄河下游最为典型。
游荡型汊道的特点主要是:①河身宽、浅且较为顺直:因为这种河道要适应排泄突发性的大量洪水及泥沙,就必须要有宽、浅且较顺直的河身。如
值都在20~40之间,与此相比,荆江段河曲只有2~4,相差10倍;河身较顺直,如黄河下游高村以上的弯曲率仅为1.15,永定河下游的弯曲率仅1.18,都比弯曲河道的最低值1.2还要小。②河流的含沙量和输沙量大:它导致了河床的严重淤积,为河床中大量的洲滩出现提供了丰富的物质来源。如黄河的平均年输沙量为16亿吨,比长江大3.2倍,比珠江大18.6倍。它由秦厂至高村河段,
在1986年前几年内,河床的淤高速度每年平均为16~21厘米,多年而大量的泥沙淤积,最终使黄河下游变为地上河。③河床内心滩众多,而且变化迅速:游荡性河床心滩很多,但很难转化为江心洲;边滩也很发育,但亦时冲时淤,极不稳定。④河汊密布,水流系统乱散,且变化无常:与洲滩相应产生的汊道甚多,主支汊道的位置经常摆动,而且幅度极大,如黄河下游有“十年河东,十年河西”之称。在黄河的秦厂站洪峰中深泓线的平均摆动距离为130米/天,在花园口约为136米/天。某些宽阔河段一次摆动可达5~6千米。河槽摆动时间一般是汛期比非汛期大。
游荡型汊道形成的主要条件是:
(1)组成河岸的物质疏松:主要是泥沙质,只有松散物质才易被冲刷,造成宽浅而顺直微弯的河身。
(2)河床的纵比降大:由于河床纵比降大,故流速也大,所以能把大量的上游来水、来沙及时排泄,又能迅速改变原有的滩槽地貌,形成瞬息万变的现象。
(3)暴流性河川水文特征和沙源丰富:游荡性河道多发生在干旱和半干旱气候区,因为这里具有暴流性的水文特征,水位涨落变化悬殊,枯水期水浅流急,洪水期水位涨落剧变,流量和流速都很大。佛汝德数一般比平原大,即接近1或大于1。这样,强大的水力不但给河床带来大量的泥沙堆积,而且还能快速改变原来的滩槽地貌。
游荡性河道多出现在干旱与半干旱的山前平原区,因为那里沙源丰富,它被带入河床后,由于河床透漏强,沿途蒸发量大而水量迅速减少,加上暴流河川出山后地形转平,故泥沙得以大量堆积。我国黄河有暴流性的河川特征,它的中下游流经黄土高原区,疏松的黄土提供
的泥沙源源不断地被带入河中,当黄河经孟津进入华北平原后,地形豁然开朗平坦,这些都为它下游游荡性河道的形成提供了良好的物质和地形条件。
这里需要指出,三种河床类型的划分没有断然的界线,往往从一种类型逐步过渡为另一种类型,且在各种自然因素影响下,如含沙量的变化,洪水流量的变化,河床比降的大小和边界条件的影响,都能使河型互相转化。例如,美国内布拉斯加州罗帕河支流卡拉莫河在40千米流程中,流量变化平稳,比降相似,但上游呈直道,中游是弯道,下游是网道。这是因为这条河流流经的全是沙地,上游地下水位高,植物生长多,越到下游地下水位越低,植物生长越来越稀疏,这样随着河岸可冲性的逐渐增大,河身不断展宽,河床形态也自直道过渡到弯道再到网道。又如澳大利亚南威尔士的莫伦华吉河,现今以弯道为特征,但是在古代却是网道(航空照片中可见)。这是因为古代气候干,旱植物稀少,洪峰流量及沙量大于今日;现今气候变湿润,植被好,洪峰流量调平,来沙大幅度减少(但悬移质粘土含量增多,古代为1.6%,现今达25%),河道由堆积抬高转而为侵蚀下切,在下切过程中,河宽减少,河型从网道转为弯道。
三、河漫滩
河漫滩是在河流洪水期被淹没的河床以外的谷底平坦部分。被普通洪水淹没的部分,称为低漫滩,特大洪水泛滥被淹没的部分,称为高漫滩。在大河的下游,河漫滩可宽于河床几倍至几十倍,这种大型的河漫滩又称为河岸平原。
(一)河漫滩的生成
河漫滩(Floodplain)是河流发育过程中的产物,前苏联学者E.B.桑采尔认为它是河流侧向侵蚀和河床横向迁移过程中形成的。最原始的河漫滩是出现在年青时期的V形谷内,由于河流的侧向侵蚀,使谷坡逐渐后退,谷底开始展宽,在河弯的凸岸处形成狭窄的和由粗大砾石所组成的雏形滨河床浅滩。随着侧向侵蚀作用的不断进行,凹岸继续后退,凸岸处雏形浅滩不断扩大加高,以致在河流平水期也大片露出,发展成为雏形河漫滩。这时因河谷仍比较窄,洪水时水深和流速仍然较大,在谷底的堆积物仍以粗粒的推移质如砾石和沙等为主,而悬移质如泥和粉沙则被水流带往下游。雏形河漫滩形成以后,谷底进一步扩宽,滩面再度淤高,洪水时由于滩面水深变浅而流速减小,洪水中的大量悬移质就可以在那里沉积下来,构成由粉沙及粘土组成的沉积层。这样雏形河漫滩就发展成为真正的河漫滩。
由此可见,河漫滩在沉积上具有二元结构的特点,它分为上下两部分:下部为粗粒的河床相堆积物,如砾石、卵石和粗沙,代表河床侧向移动过程中的产物;上部为细粒的河漫滩
相堆积,如粘土及粉沙等,是洪水泛滥期的堆积,故河漫滩又有泛滥平原之称。
河漫滩堆积物的厚度,在山区比平原要小,甚至很大的河流也很少超过10~15米,而且组成物质粗大,主要是砾石,悬移质极少。河漫滩的宽度大小不一,由10多米至数十公里不等,这与河流大小、发育时间长短以及受侵蚀的自然条件等有关。
(二)河漫滩的类型及其地貌
1、河曲型河漫滩
它是随弯曲河道横向移动发育而成的河漫滩,由于洪水期水流侵蚀力特大,每次洪水凹岸都有一次明显的后退,侵蚀下来的物质通过单向环流被带到凸岸堆积,在凸岸形成多条大致平行的弧形沙堤和沙堤间的狭窄的弧形洼地,它常为沼泽或湖泊。这些弧形地形向河流下游方向辐聚,呈扇形的汇集在一起,称为迂回扇地形。
2、汊道型河漫滩
它是心滩并岸而成的河漫滩,洪水期心滩的两侧对岸发生强烈侵蚀,泥沙通过底流带到心滩两岸堆积,成为高起的沙堤,沙堤之间为洼地。因此,当心滩并岸后所成的河漫滩有着与河流轴线平行的沙堤和它们之间的洼地等特点。
3、堰堤型河漫滩
它发生在顺直或微弯河床两岸,微地貌由河岸向陆可分为三个部分:
(1)天然堤带(滨河床沙堤):当洪水泛滥时,河水溢出河床,流速骤减,大量而较粗大的泥沙首先在贴近河床处堆积下来,形成沿河两岸分布的沙堤,又称天然堤。它属中细沙和粉沙的楔状沉积,从岸边向堤后平地尖灭。其横剖面呈三角形,两坡不对称,向河床的一坡较陡,背河床的一坡较缓。天然堤的最大高度视为大洪水期的最高水位,许多大河的天然堤宽度达1~2千米,高5~10米。如黄河下游天然堤高出泛滥平原8~10米,堤宽达2~5千米。美国密西西比河的天然堤宽1.5千米,高出平原5~6米。
(2)泛滥平原带:天然堤以外,洪水堆积物逐渐减少,地形上由高起的天然堤转变为低下的平地,地面宽广,成为河漫滩的主体部分。它是洪水中悬移质的主要沉积带,因上滩洪水量很小(1/10左右),滩面粗糙度非常大(往往生长有喜湿植物),故流速小,有利悬移的泥沙(主要为亚沙土、亚粘土)沉积。如山东惠民县滩地1937—1957年平均每年淤高达15.5厘米。
泛滥平原上,可见二元结构,即下部为河床相砾石沙层,有斜层理;上部为河漫滩相细泥沙层,具很薄的水平层理及平缓的波状层理。
(3)湖沼洼地带(Backswamp):位于远离河床的接近谷坡坡麓部分,是河漫滩中最低
洼的地带。由于洪水带来的泥沙经过沿途沉积而愈来愈少、愈细,沉积速度也十分缓慢。沉积物质以粘土和亚粘土为主,一次洪水沉积不过1~2厘米。这里常分布有废弃河道或牛轭湖(Oxbowlake),因地势低洼排水不畅,加上谷坡的片流和暴流注入,使这里经常潴水成为沼泽或湖泊。如广东西江下游两岸的塱(当地称的积水洼地)、塘,可开发养鱼,种植水草和水生作物,如莲藕、茨实等。
湖沼洼地带也可出现在两天然堤之间,如海河平原上古黄河河床间洼地,即多淀泊保存;又如长江中游由武穴到安庆间的北岸,保存大量的湖泊群,它们是长江北支古河道遗迹。
四、河流阶地
阶地(Riverteriace)是分布于谷坡上的阶梯状地貌,属谷坡的一部分。因它高出河漫滩,并以最大洪水也不能淹到而与后者区别开来。阶地由阶地面和阶地坡组成。阶地面比较平坦,微向河床倾斜;阶地面以下为阶地斜坡,坡度较陡,是朝向河床急倾斜的陡坎。阶地高度一般指阶地面与河流平水期水面之间的垂直距离。
阶地沿河谷分布但往往并不连续,一般多保存在河流的凸岸。在许多河谷中阶地也不只是一级,而是有数级,标记阶地级序采用从新到老的方法,即自下而上编号,把最新的超出河漫滩或河床的最低一级阶地,称为第Ⅰ级阶地,其余向上依次类推。
(一)阶地的成因
阶地的生成主要是地壳的相对升降运动、侵蚀基准变化和气候的变化所引起,使原来河谷底部的河漫滩脱离了现代河面及河流作用范围,因此它应是一种古河流地貌。
1、地壳升降运动
当地壳相对稳定或下降时,河流以侧向侵蚀作用为主,此时塑造出河漫滩;然后地壳上升,河床纵比降增加,水流转而进入积极下切,于是原来的河漫滩成了河谷两侧阶地。
地壳多次间歇性上升,就可以形成几级阶地。如长江由宜昌至董市河段及重庆市附近等地,都有五级阶地;珠江中下游河谷中也有2~4级阶地。由地壳运动形成阶地比较普遍,但由于运动的升、降性质不同,阶地形态表现也有差异。大面积上升地区,河流普遍下切,阶地分布的范围也大。有时,在同一时期内地壳运动并非均一地发展,某一地区上升的幅度大、速度快,而另一地区上升的幅度小、速度慢。因此,同时形成的阶地将有不同的高度,如长江三峡地区中部阶地高,东西二侧降低。若在同一时期内不同地段地壳运动方向不一致,则上升地区将形成阶地,而下降地区则发生堆积,没有阶地形成,甚至早期原有的阶地被埋藏成为埋藏阶地。