高一第一冊河流單元補充資料~上課講義

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
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。


河流輪迴
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<br />侵蝕輪迴<br />P.40<br />
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


  

 
 

                            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



河流地形<br />河蝕地形<br />P.40<br />硬岩、多急流或發生回春作用的河川上游,石塊挖鑽河床形成圓形凹穴<br />基隆河上游<br />壺穴<br /> 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








二、河積地形
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

展示照片
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

展示照片
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)

展示照片
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



氾濫平原
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

 三角洲
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
河流地形<br />河積地形<br />P.40~41<br />位   置<br />上游<br />出谷口<br />河床河岸<br />出海口<br />下游<br />
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
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
河流地形<br />河階<br />P.<br />回春作用<br />
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
大漢溪的河階群<br />P.<br /> 
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


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

河流地形<br />曲流<br />P.41<br />建港地點<br />聚落地點<br />

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25,000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 






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