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[科普中国]-河流均衡剖面

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简介

又称河流平衡面,最早由G、伽利略和顾格列尔于1597年提出,指河流在发展运动过程中,河床在某一时期内设想出现的一种理论的纵剖面。是假定在地壳相对稳定的条件下,河流的侵蚀和堆积作用总是使整个河床纵断面方向趋于夷平,最终形成一个平滑的、下凹的曲线,使河床各段的坡度恰好保证河流泥沙的正常运移,河流既不下切,也不堆积。这种理论的河床纵剖面称河流的平衡剖面。实际上在自然界侵蚀和堆积是矛盾的统一体,平衡是很难达到的即使在一定条件下能够达到也只是暂时的,而不平衡则是绝对的。1

河流平衡理论由基准面概念相联的,河流均衡剖面对理解陆上地区沉积过程尤其重要。对于任一河流体系,如果给定源区高度及其在盆地的人口,河流体系总是趋向于达到一个纵向上的动态平衡。当河流能够搬运其沉积负载而不发生河道加积和侵蚀时,这个动态平衡就已达到。不在平衡状态的河流将通过侵蚀和加积作用试图达到这一平衡状态。基于以上原因,当构造、气候或是海平面发生变化,引起河流体系源区拾升、汇人盆地水位或水体搬运能量与沉积之间平衡时,河流将开始侵蚀或加积以达到新的平衡。均衡剖面可以立于陆地表面之上或之下(分别引起加积和侵蚀作用),在滨线位置与基准面重合。从广义上讲,河流体系的基准而在其进入汇水体后被包括海平面、湖平面或其他河水面的水体平面所取代风力作用占主导地位的陆内盆地地层界面也与其区域基准面有关,以与潜水面有关的风蚀面形式表现出来。2

平衡过程达到平衡剖面的河流,其冲积力与河床的阻力相等,使河床各段的坡度恰巧能够将来水和来沙正常输移,使河流既不发生侵蚀,也不沉积。影响河床纵剖面发展的自然因素(气候、水文、岩性、地壳运动等),相互间存在着密切的关系,如其中一个因素发生变化,其它因素将随之发生一系列调整,因此河床底剖面上侵蚀和沉积之间的平衡是暂时的。达到相对平衡状态的河流,也非静止不变,而是具有适应外界因素发生变化的调节能力,水流力求达到冲积平衡状态,河床也相应发生调整,趋于新的平衡。2