河流的下蚀作用

  河流奔流不息，是改造和塑造大陆地表的主要地质营力。被河水开凿和改造的线状谷地称为河谷。河谷两侧的斜坡称谷坡。由谷坡所限定的平坦部分称谷底。谷坡、谷底及河床统称为河谷要素。河谷形态受河流流经地段岩性、地形坡度、地质构造及地壳运动等因素的影响，往往可以反映河流发展阶段。

  水系是指由河流主流及其支流共同组成的水文网。分隔两个水系的高地或山岭称分水岭。纵坡降是指河流纵剖面上单位河长的水位差（落差）。较大的河流从源头到河口（河流人海或入湖处），根据水系的分区、河谷地形和水文状况的变化，可划分为上游、中游、下游和河口区几个河段。一般上游河床较窄，纵坡降较大，流量较小，流速较快，下游则相反。河流上游以侵蚀作用为主，下游以沉积作用为主。

  河水及所挟带的碎屑物在运动过程中对河谷的破坏作用称河流的侵蚀作用。河流侵蚀作用可分为机械侵蚀和溶蚀两类。机械侵蚀按侵蚀作用的方向可分为下蚀作用(verticalerosion)和侧蚀作用(lateral erosion)两类。河水溶蚀作用的原理与化学风化作用相同。

  河水及其所挟带的碎屑物对河床底部产生破坏，使河谷加深、加长的作用称为下蚀作用。

  河流下蚀作用的强度主要受纵坡降、水量、河床的岩石性质及流水的含沙量等因素的影响。在其他因素相似的条件下，河流的纵坡降越大，则河水流速越大，下切作用越强。因此，下蚀作用在河流的上游和山区河流较为发育。下蚀作用可产生各种侵蚀地形。

  当河流下蚀作用较强，河谷加深的速度大于拓宽的速度，形成谷坡高度远大于谷底宽度的峡谷，其横剖面呈“V”型，故称“V”字形峡谷。在“V”形峡谷中，通常河床直接与谷坡相接，很难见到谷底。著名的长江三峡及金沙江的虎跳峡就是河水下蚀形成的峡谷。虎跳峡江面最窄处仅40～60m，峡谷深达3000m，最陡的谷坡坡度达70°。据研究，金沙江河谷近一百多万年以来，已加深了1200m以上，平均每年约加深1mm。

  由于组成河床的岩石软硬不均，河流下蚀作用的速度也有差异，因而造成谷底在纵向上常呈阶梯状。另外由于地壳差异性升降运动，也可造成谷底在纵向上呈阶梯状。一般由坚硬岩石组成的谷底因抗侵蚀能力强，常突起形成陡坎。由于陡坎的存在使河水呈现出明显的跌水现象称瀑布(water fall)。如我国著名的黄果树大瀑布，水面宽20m，水位落差达57m。

  瀑布地段河水携带碎屑物从陡坎跌落，猛烈冲击陡坎下部和河床底部的岩石，经长时间地冲击，陡壁底部被侵蚀成壁龛状，使其上部岩石悬空，同时瀑布前形成深潭。随着下蚀作用继续进行，壁龛不断扩大，最后其上部岩石在重力作用下垮落，使瀑布后退。如位于美国与加拿大两国边境的尼亚加拉瀑布，以1.3m/a的速度向上游方向后退。我届黄河上的壶口瀑布平均每年后退5cm。瀑布后退，河床坡度逐渐变缓，瀑布将最终消失。

  河流的源头大多有跌水现象，那里下蚀力最大。与瀑布后退类似，河流下蚀作用在加深河谷的同时，还有向河谷源头方向发展的趋势。这种因下蚀作用使河谷向源头方向伸长的过程称为向源侵蚀。河流通过向源侵蚀增加了河谷长度，减小了河床纵坡降，使分水岭缩小由于各条河流的水量、河源地面坡度、岩性及构造等因素的不同，导致各河流有不同的向源侵蚀速度。当两条河流向同一分水岭向源侵蚀时，其中一条向源侵蚀速度较快，先期达到并切过分水岭，夺取另一条河流上游的河水，使其流入到自己的河流中，这种现象称为河流的袭夺。

  河流的下蚀作用不断使河谷加深，但这种作用不是无止境的。当河流下切到一定深度，河水面趋近与其注入的水体（海、湖等）水面高度一致时，河水不再具有势能，活力趋于零，下蚀作用也就停止了。因此河流注入的水体水面是河流下蚀作用的极限面，称为河流的侵蚀基准面(base Ievel of erosion)。陆地上多数河流最终都注入海洋，所以认为海平面是河流的最终侵蚀基准面。当支流注入主流时，主流河面则为支流的侵蚀基准面。一些阶梯状河床，每一个阶梯平面可以认为是其上游河段的侵蚀基准面。由于这些侵蚀基准面是不稳定的，又称为局部侵蚀基准面。

  当河流侵蚀基准面位置稳定不变时，河流长期下蚀作用，使河床的纵坡降减小，陡坎及阶梯消失，这时河流的活力减小到仅能克服其负载（搬运所携带的物质），下蚀作用与沉积作用达到动态平衡'此时的河流纵剖面称为河流的平衡剖面。该剖面为一下凹的圆滑曲线，上游陡’下游平缓趋向于河流的侵蚀基准面。由于自然条件复杂、变化因素较多，河流地质作用难以达到动态平衡，因此，平衡剖面只是一个理想剖面，自然界中难以存在。
  河流平衡剖面揭示了河床发展的趋势，对于研究河流对地表的改造过程及兴建水利工程都具有指导意义。为了拦洪、发电和方便灌溉，在河流上修筑水坝是人类改造自然的创举之一。但修建水坝后，原河流地质作用的平衡被打破，在水坝以上河段，由于水库蓄水，水面上升,导致局部侵蚀基准面抬升，河流下蚀作用减弱，沉积作用增强，河流携带的大量碎屑物在水库内沉积下来，使水库逐渐淤浅。水坝以下河段，由于源头提高及河水几乎不带任何负载’使河流活力增加，下蚀作用增强，原下游河床内松散沉积物会被流水侵蚀、搬运，从而使河谷加深。