高一第一冊L6河流作用與地形

高一第一冊L6河流作用與地形

河流作用

當河水流動時，會沿三個方向進行侵蝕：

向河床底部刻深的加深作用；
向河床兩側沖刷，而使河道變寬的加寬作用；

使河谷源頭不斷崩塌後退，河流逐漸變長的加長作用

 河床坡度愈陡、流量愈大、河道愈窄，流速就愈快，河流向各方向的侵蝕就愈強。

河流侵蝕下來的物質，隨即被水流往下搬運。搬運能力與流速及流量成正比，若坡度減緩、流幅變寬或流量減少、泥沙增多，搬運能力減弱，便開始堆積。
通常河流隨時隨地同時進行侵蝕、堆積作用，當發展到一定階段，河床的侵蝕和堆積達到了平衡狀態，水流動力正好消耗在搬運水中泥沙和克服水流摩擦力，這時河流縱剖面將呈現一
條圓滑下凹曲線，稱為均夷剖面


河流侵蝕作用

按照侵蝕的形式，河流侵蝕作用亦可分為水力作用、磨蝕作用、磨耗作用和溶蝕作用。 河流的水力作用指流水對岩石的直接沖擊力，其大小與流水量及流速成正比。 磨蝕作用主要由流水中的搬運物所造成；搬運物不斷的磨擦河道兩旁及河床，使河道擴闊和加深。 磨耗作用則指河中的搬運物互相碰撞磨擦，逐步變小及變圓。溶蝕作用是河水溶解河岸兩旁及河床岩石的可溶礦物，並以溶液形式帶走。一般來說，水力作用及磨蝕作用是較為重要的。 河流侵蝕沿著三個方向進行，分別為朝著河源、河床及兩旁河岸。向源侵蝕（headward erosion）使河道朝上游方向延長，下蝕（downcutting）使河道加深，而側蝕（lateral erosion）則使河道變闊。

水力作用(Hydrolic Action)－河水之動能可產生沖撃力量，並對河床之底部及兩側產生破壞及侵蝕作用。在河流上游，沿基岩裂縫可將大塊之岩石沖刷下來，以流水挾帶前進；在下游則沖刷河流兩岸及河床底部的鬆軟沈積物

溶解作用－以石灰岩區地區較為發達，主要為河水進入岩石的裂縫而產生的溶蝕作用

搬運作用

河流的搬運作用是順流而下的，被流水搬運的東西稱為搬運物（load）。河流搬運的能力，與徑流速度及流水量成正比。流水搬運的形式有四種：被溶解礦物以溶液形式搬運；細小的泥沙顆粒以懸移形式搬運，隨波逐流；較大的碎塊以躍移形式搬運，偶爾被水流從河床捲起；巨石及其他笨重的東西則以推移（traction）形式搬運，祇在水流較快、水量較多的情況下，才被水力推動，貼著河床蠕動或滾動。

沉積作用

河流的沉積作用使搬運物停止前進而積聚，變作沉積物（sediment），可以發生於河道上的任何一處。河水的搬運作用會產生一種分選（sorting）的效果，令搬運物按大小和重量依次沉積：粗重的在先，細小的在後；若沉積急速時，便不會有這種分選作用。

沉積作用的出現，主要因為流水速度減慢，或流水量減少。 流水減慢的原因有很多，包括河道上有障礙物（如巨石）、湖水或海水的頂托、河流坡度突然下降（如從山區進入平原）、及流水量減少等。而令流水量減少的原因則有河水分流、河流經過透水岩層或表層疏鬆地區、河流進入蒸發量高的乾旱地區、洪水下退、及持續晴朗（旱季時更為明顯）等。

地表經長期的河流侵蝕、堆積作用，原本崎嶇的地形會變得平坦。此一過程大致可依地表起伏和河道特性，分成幼年期、壯年期和老年期三階段

按照河谷的型態和地形，河谷的發育史可分為幼年期、壯年期和老年期三個

階段，這個理念最早是由美國的戴維斯（W. M. Davis）所創立的學說。

幼年期的河川，山高谷深，瀑布、急流到處可見。壯年期的河川，河谷逐漸寬闊，瀑布急流消失。老年期的河川，河道平緩，河水流速慢，山地逐漸夷平，侵蝕與堆積作用近乎停頓。

然而，地表的實際樣貌是河流上游河谷類似幼年期，中游河谷類似壯年期，下游河谷則類似老年期

在河流地形發育過程中，如地殼抬升或海平面下降，使侵蝕基準相對下移，則河流的侵蝕能力增強，河流地形因而回復到較年輕的階段，稱為回春作用。

回春作用後，河流會重新進行另一輪迴的侵蝕、搬運與堆積，此一過程稱為侵蝕輪迴。

河流地形

河流地形包括侵蝕地形、堆積地形以及侵蝕和堆積共同作用形成的地形。

一、河蝕地形

河流侵蝕所形成的地形，簡稱河蝕地形，主要出現在河川的中、上游地區，以峽谷和瀑布最為常見。

 

峽谷是指兩岸谷壁陡峻，深而狹的谷地。臺灣東部的太魯閣峽谷，由於陸地抬升加速立霧溪的向下侵蝕，使兩岸谷壁高聳達千餘公尺。

太魯閣峽谷

  

 

 

                            科羅拉多河下切再經過風化作用的美國大峽谷(廖偉國老師拍攝)

瀑布是指從河床陡坡或懸崖處傾瀉而下的水流。

河流經過斷層線或軟硬不一的岩層時，河床高度可能出現幾近垂直落差的變化，使河水從高處向下傾流，形成瀑布，如美國尼加拉瀑布。

若河川主、支流交會，主流河床較低，支流河床較高，也會形成瀑布，如桃園市復興區的小烏來瀑布

十分瀑布
 
十分瀑布位於臺灣新北市平溪區，為台灣鐵路支線平溪線的著名景點。地處基隆河上游瀑布群。十分瀑布落差高度約20公尺、寬度約40公尺，岩層傾向與水流方向相反，屬逆斜層特徵。壯麗的水瀑、磅礡的氣勢，為臺灣最大的簾幕式瀑布


河川中上游的河床，也常因河水挾帶砂石，而被磨蝕成略呈圓形、向下凹陷的壺穴，如基隆河上游的河床

石碇壺穴

二、河積地形

由河流堆積作用所形成的地形，簡稱河積地形，主要發生於河川中下游，以山麓沖積扇、氾濫平原和三角洲最為常見。

當河流流出谷口時，因坡度變緩、流速驟減，水流搬運力降低，遂以谷口為頂點向低處堆積成扇狀面，稱為山麓沖積扇。

由於沖積扇扇頂砂礫較粗、孔隙較大，地面水容易下滲為地下水，至扇端再呈帶狀滲出，形成湧泉帶。扇頂由於透水性佳，多以果園等旱作農業為主；而扇端湧泉帶因水源充足，灌溉便利，常見水稻種植，並成為聚落發生的地點。例如，屏東縣萬巒鄉五溝水等聚落，即因位於扇端，以湧泉充足而得名

從蘭陽溪上游俯視，可見左岸有數個顯的沖積扇，沖積扇已都開墾成蔬菜種植區，以及群居部落

石頭溪沖積扇，扇端可見被溪流截切至少三次。（台7甲7.5 km）

組成沖積扇的砂石結構鬆散，扇端附近地下水容易匯集，圖中為扇端附近挖開地表成水池，供農作物灌溉用水

蘭陽溪沖積扇圖 取自 
蘭陽溪上游的沖積扇  文/圖：江協堂(國立宜蘭大學講師) 蘭陽博物館43期

在河流中下游，若遇洪水，河水往往溢出河床，並攜帶大量泥沙在兩岸堆積，日久堆積成氾濫平原，如恆河下游的氾濫平原。

氾濫平原地勢平緩，取水方便，是人類活動的主要場所，但為防止水患，常需在河岸加築堤防，以策安全

氾濫平原

 當河流注入海洋或湖泊時，搬運能力減弱，攜帶的泥沙遂以河口為頂點，堆積成向海或湖伸展的三角形沖積地，稱三角洲，如黃河三角洲。三角洲地勢低平，水道歧多，常有水患，若能解決水患問題，則可成為人口密集區， 如長江三角洲。



 
湄公河三角洲

三、河蝕和河積共同作用的地形
河流地形的形成，同時受到侵蝕與堆積作用的影響，如河階、曲流。
河階
當河流侵蝕基準下移時，會在原有的氾濫平原重新下切侵蝕，使舊河床在兩岸成階狀地形，即為河階。

由於河階具有平坦、近水源、較無水患等優點，是許多聚落、耕地分布的地區，如桃園市 大漢溪上游的角板山河階。
大漢溪上游的角板山河階
 在台北盆地形成前，古大漢溪和古新店溪是獨立入海的兩條河，大漢溪自源地以降，河道多有曲折，在石門以上呈東西走向。早在台北地區還是一片山地時，大漢溪在石門流出山區後，就直接由石門直接向西逕流入海。台北下陷成盆地後，古新店溪轉往北流，同時加速了上游的向源侵蝕作用，源頭逐漸向南切割山谷，於是越來越靠近山谷另一邊的古大漢溪大約在三萬年前，於石門發生河川襲奪，古新店溪切穿山谷，地勢較低的古新店溪將古大漢溪襲奪，大漢溪於石門附近直角轉彎，下游的大漢溪改道北流，轉向北北東流入台北盆地，現今的桃園台地群是大漢溪被襲奪前所堆積的古石門沖積扇。大漢溪改向後流量增加，侵蝕基準下移，導致河流急速下切，原有的河道因而形成高起的河階地，遂在大漢溪沿岸有數層與河流平行的直行河階地形，形成規模龐大之大溪河階群


於大漢溪左岸眺望大漢溪右岸河階

在大溪河階群之中，面積較大、較明顯的河階台地稱為「坪」，例如：阿姆坪、大溪坪、大灣坪。最高的一階就是地名為「三層」的地區，次一階的地區地名就是「二層仔」，最低的一階也就是「月眉」地區。位於上下階中間的第二層，既沒有上層山區蜿蜒的交通不便，也沒有下層窪地的水患之虞，適合開發與居住，因此成為最早開發、也是繁華所在的大溪市中心

曲流
當河床上砂礫障礙使水流偏轉，或兩側岩層軟硬不一而造成差別侵蝕時，河道常呈彎曲。在彎曲處，逐漸形成以侵蝕為主的凹岸和以堆積為主的凸岸，這種地形稱為曲流。曲流兩岸因侵蝕和堆積作用持續進行，常使河流曲度增加，以致水流不暢而易生水患，在河川整治過程中，遂以人為方式加以截彎取直。




 
基隆河曲流截彎取直

河川襲奪

相鄰的兩條河流，在發育的過程中，低位河因向源侵蝕而使河谷上源與高位河相遇，進而襲奪其河水的現象，稱為河川襲奪。

此時低位河稱為襲奪河，而被襲奪的河川，其上游河段改向流入襲奪河，稱改向河；其下游河段則因源頭被奪，稱斷頭河。襲奪河因流量增加，

改向河因侵蝕基準下移，侵蝕力皆增強，出現回春作用；斷頭河則因水量減少，堆積較盛

桃園台地原是古石門溪沖積而成的古石門溪沖積扇，大約在2萬5,000年前，淡水河襲奪古石門溪，形成現在的大漢溪。大漢溪因流量增加，侵蝕力增強，在沿岸形成不少河階，並在下游堆積成臺北盆地的盆底平原。古石門溪沖積扇上的分流，則演育成現在的南崁溪、老街溪等