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物探业务

河流的搬运作用

  (一)搬运方式
  河水携带了大量化学物质和碎屑物,在流动中将所容纳的物质从一地搬运到另一地,其搬运方式有机械搬运和化学搬运两类。
  机械搬运物主要是砾石、沙和泥,由于被搬运的碎屑物颗粒大小不同,河流的机械搬运作用又有推移、跃移和悬浮三种方式。
  1.推移是河水对粒径较大或密度较大碎屑(如砾石)的主要搬运方式。流水对碎屑物产生推力,使其沿河床底部滚动或滑动。颗粒较大的砾石,在沿河床底部滚动的过程中,常呈现出长轴垂直水流方向,最大扁平面(AB面)倾向上游方向排列。因此,可以利用河床内砾石的排列方位,判断水流方向。
  2.跃移是河水对粒径较小的沙粒的主要搬运方式。沙粒在河水的推动力和紊流产生的上举力共同作用下,沿河底跳跃向下游迁移。由于河底不平和水流的脉动冲击,使沙粒在河床底部堆积成波浪状的沙堆,称为沙波。沙波在定向水流作用下向下游移动,其中的沙粒是交替地以推移和跃移方式向下游移动。沙波迎水坡上的沙粒在流水的作用下,沿坡向上滚动,当越过波顶峰以后,大部分沙粒在重力作用下,落到背流坡上堆积,随着沙粒的迁移,沙波向下游移动’沙波外形呈不对称状,迎水坡缓,背流坡陡(坡角约30°)。沙坡内部发育有斜层理,且斜层理的倾向与水流方向一致。
  3.悬移是河水搬运粒径极细小的粘土、粉沙等颗粒的主要方式。
  当这些颗粒的重量小于水流产生的上举力时,颗粒便可在河水中呈悬浮状态搬运。悬浮式搬运可使颗粒漂浮很长的距离。
  碎屑颗粒在河流的机械搬运过程中,会产生按粒径大小和密度不同彼此分离的现象,这种现象称为机械分异。河流对碎屑颗粒的搬运能力,取决于水流速度和碎屑颗粒的大小'通常较细小的碎屑被搬运较远。在河流搬运过程中,碎屑颗粒之间及颗粒与河床两侧、底部岩石的反复碰撞、摩擦,会使颗粒棱角逐渐磨损,颗粒发生圆化和变小,而且随搬运距离的加大,这种现象愈明显。这种碎屑物在搬运过程中被逐渐磨圆的过程,称磨圆作用。碎屑被磨圆的程度称磨圆度。

  (二)搬运能力与搬运量
  河流最主要的搬运方式是机械搬运,其搬运能力是指流水能搬运最大的碎屑颗粒的能力、河流的搬运能力与流速有关,根据爱丽定律,被搬运碎屑颗粒的粒径与流速的平方成正比,即R∝V²(R为颗粒直径,V为流速),被搬运颗粒的重量(G)与流速6次方成正比,即G∝V六次方。
  2~3m流速增加一倍,被搬运的颗粒重量将增大64倍。因此,在山区河流中,常可见到直径2~3m的巨大石块被搬运走。此外,搬运力还与流量有关,通常流量大,则搬运力也增大。
  河流的搬运量是指河水搬运泥沙多少的衡量,搬运量的大小除决定于河流的搬运能力外,还决定于河流流域的地表岩性、片流、洪流的发育程度及碎屑物的供给量。如黄河进入黄土地区后,含沙量猛增,最高可达42.29%。