流水地貌 · RiverLab

看地貌一步步长出来:显卡实时计算水流、泥沙与岩石。暴雨落在抬升的高地上刻出 V 形谷和瀑布,山洪冲出山口堆成粗细分选的冲积扇,河曲在凹岸侵蚀、凸岸堆积中越来越弯直到裁弯成牛轭湖,泥沙入海推出三角洲、海平面下降留下阶地;最后飞越雅鲁藏布大峡谷、黄河乾坤湾与黄河三角洲的真实地形。

学科:地理 · 适用学段:高中 · 知识点:V 形谷与瀑布、冲积扇、河曲与牛轭湖、三角洲与阶地

章节内容

流水侵蚀:V 形谷

地壳把一块高地抬升起来,雨水汇成细流,细流汇成河。河流的上游坡度大、水流急,以下切侵蚀为主,还会向源头方向溯源侵蚀,支流像树枝一样伸展开来。

河床越切越深,谷坡在重力作用下不断崩塌,于是形成横截面像字母“V”的V 形谷。坚硬的岩层不容易被侵蚀,河流流过时形成瀑布,瀑布下的软岩被掏空、上面的硬岩崩落,瀑布慢慢向上游后退。

打开降雨,看河谷网自己刻出来;用侵蚀 / 堆积叠加图看哪里在被侵蚀;拖动剖面,把地形像地质块状图一样剖开。等高线地形的读法见 Contour 3D。

冲积扇:出山口

河流在山区挟带着大量泥沙。冲出山口后,地势突然变得平缓、河道不再受山谷约束而展宽,水流速度骤降,搬运能力减弱,泥沙便堆积下来。

河道在堆积体上不断改道,泥沙一层层铺开,形成以山口为顶点、向外展开的冲积扇。颗粒大的砾石最先沉积,留在扇顶;颗粒小的细沙被带得更远,沉积在扇缘——这叫流水堆积的分选。

放一场山洪,看扇面一瓣一瓣铺开;退水后打开粒径叠加图,看看粗细是怎样分布的。

河流的弯曲:凹岸与凸岸

河流进入地势平坦的中下游,下切变弱,侧蚀增强。河道一旦有了弯曲,水流在弯道里受惯性作用冲向外侧,外侧的河岸叫凹岸,水深流急,不断被侵蚀后退;内侧的凸岸水浅流缓,泥沙堆积成边滩。

凹岸越冲越凹,凸岸越积越凸,河道就越来越弯曲,形成河曲(曲流)。所以在河流弯道处,港口一般建在凹岸(水深),挖沙一般在凸岸。

放一股染料,看它沿着凹岸快速流过;打开侵蚀 / 堆积叠加图,红色是凹岸,蓝色是凸岸。这里的河道由“河岸侵蚀—堆积模型”推动,水流是真实计算的。

河道裁弯与牛轭湖

河曲不断发展,相邻的两个河湾越靠越近,中间只剩一段狭窄的陆地——曲流颈。发生洪水时,河水漫过并冲开曲流颈,河道裁弯取直。

被遗弃的旧河湾与新河道隔开,成为形状像牛轭的湖泊——牛轭湖。没有了流水补给,牛轭湖慢慢被泥沙和植物填满,最后变成沼泽和洼地。

放一场洪水,看河道怎样裁弯;随着时间推移,看牛轭湖怎样淤积。

三角洲:河流入海

河流入海时,河口处地势平坦、水流受海水顶托,流速骤减,泥沙大量沉积。粗颗粒在河口附近形成拦门沙,细颗粒随水流扩散到更远的海里。

泥沙不断堆积,陆地向海延伸,河道分出多条汊道,形成平面形态近似三角形的三角洲。黄河携带泥沙极多,黄河三角洲是我国增长最快的陆地之一。

如果海平面下降,河流的侵蚀基准面降低,河流重新下切,原来的河漫滩被抬高到河床以上,形成河流阶地。拖动海平面滑块试试。

真实的河流:从雅鲁藏布到黄河口

这里是真实的地形,来自 Copernicus DEM GLO-30 的 30 米高程数据(只显示地形,不含边界和地名)。

雅鲁藏布大峡谷:河流穿过喜马拉雅山东段,强烈下切,形成世界上最深的峡谷之一——对照第 1 课的 V 形谷。黄河乾坤湾:黄土高原上的黄河深深嵌入岩层,弯曲的河道被“刻”在峡谷里,叫嵌入式河曲——对照第 3、4 课。黄河三角洲:泥沙在河口堆积,海岸线向渤海推进——对照第 5 课。

画面有垂直夸张,可用滑块调整。

随堂检测

回顾六个课题,完成下面的选择题。

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