生态水文不可不知：专家告诉你一条河流是如何形成的？

河流？！如何形成，来听专家怎么说！...



河流，严格来讲，并不能按一条条来算。河流是一个汇水系统，在形成一个河流系统时，会伴随着一个区域地形地貌的变化。比如长江流域（如下图），并不只是孤立的长江干流，而是通过其支流岷江、赤水、沱江、嘉陵江，乌江、汉江、雅砻江、湘江、沅江、赣江等汇聚整个区域的地表流水，并同时搬运碎屑沉积物至入海口。

但素 ......

以上这些都是答主用来装 X 的题外话，下面所有的内容其实都是在说干流（也就是径流量最大的分支）的演化过程，跟流域其实没啥太大关系。

从现在开始，答主要装正经了，戴上眼镜 ~在河流出现之前，地形是什么样的？

答：什么都有。

会有各种各样的地形，包括地质构造运动隆起的山脉，岩浆喷发形成的锥状火山，以及之前河流形成的平原，或者抬升的沉积盆地（大型湖泊，陆缘海）等。这些会影响初始的斜面坡流及冲沟的样式，但是河流演化的基本趋势并没有什么不同。（冲沟，溪流的样式见下图）

为了便于简单理解，我们就只从平原地形来讲述演化过程。因为其他地形，都可以近似地视为河流演化过程中的某一阶段。如下图

上图中，由上至下分别显示了河流的上游，中游和下游。河流在演化过程中，本质上就是一个由上游慢慢变成下游的过程。也就是说，只要时间足够，地质构造稳定，水量补给充分，那么所有的上游都会变成下游。比如美国中部的大平原，就是因为美国中部地质活动较弱，密西西比河经过长时间的演化，几乎夷平了整个美国中部。

在这三个部分（或者叫做演化阶段）中，河流的主要剥蚀的方式并不相同，所以显示出来的形貌特点也不同。河流在演化的过程中改变地形最主要的三种作用方式分别为，下蚀作用（向下侵蚀），溯源侵蚀作用（向源头侵蚀）和侧蚀作用（向侧面侵蚀）。

上游主要为下蚀作用和溯源侵蚀作用，中游主要为下蚀作用和侧蚀作用，而下游主要为侧蚀作用。那又是什么决定了河流以何种侵蚀作用来继续演化呢？很简单，坡度。这里答主决定整一个比较专业的名词，纵坡降（或者纵比降）。河水在向下游流动时，河床纵坡降的大小决定了侵蚀作用的主要方式。典型的河流纵剖面如下图（请忽略图中英文，听我细说）：

上图为美国威斯康辛州的 halfway creek 河床纵剖面，纵轴为河床的海拔，横轴为离河口的距离。显然，越靠近河流的源头，河床的纵坡降就越大。发育成熟的河流，最终流入湖或者海的时候，其坡度已经相当的小了。此处说湖或者海，是因为它们都可以决定河流的侵蚀基准面，从而影响纵剖面的形态，比如下图：

上图中河流被中间的湖泊分为两段，每一段都的纵剖面都是一个弧形。而如果没有中间的湖泊，整个纵剖面应该在红色虚线的位置。假想一下在一条类似于红色剖面线的河流上拦腰建一个水电站，会怎么样？上游河道的侵蚀基准面改变，河流会由红色虚线向两段式演化，原有的平衡遭到破坏。这就是为什么修建水电站的影响远远超出蓄水库区，而影响整个上下游的原因。是不是觉得有点意思了呢？

纵剖面看完，还有更重要的横截面。答主学高中地理的时候，地理老师可是只字没提河流横截面形态，以至于答主对于河床和河谷一直傻傻分不清楚。。。。感谢地质大学老师们的悉心指导，俺终于知道了什么是河床和河谷。

来，看图

典型的河谷要素包括：谷底和谷坡。

谷底包括河床和河漫滩。河床是长期有河水流过的渠道。河漫滩（flood plain，也叫做泛滥平原或者洪泛平原）是发洪水时会被淹没的部分。河漫滩并不等同于除了河床以外的谷底，它只代表由河水（以及洪水）沉积成因的部分。后面还会细讲。谷坡是河谷两侧倾斜的部分，经常发育台阶状的河流阶地。从空中俯瞰时，如下图，会发现河漫滩是在河床两侧断续分布，并且，不一定连续发育。

以上我都是在讲河流的形态，并没有讲河流的演化，是不是觉得我跑题了？慢着，我可是负责任的答主。既然要讲河流演化，就难免要涉及很多形态描述上的词汇。我固然也可以堆砌一堆专业词汇，让大家看得一头雾水。但是那不是我的风格，我不希望有人因为我没有讲明白而看不懂。（答主恶毒的内心：看不懂请在自己身上找原因 ~）

回到正题，那么，河流是怎么起源的呢？？？

见下图：

最简单的初始状态，就是一块高于海平面（侵蚀基准面）的大平地，汇集了区域内的小溪水，然后流到了海里。因为溪水的海拔高于海平面，所以入海口很可能是一个瀑布。然后，这个瀑布会怎么发展呢？见下图：

这个瀑布会侵蚀缺口处的岩石，并向上游的方向后退，这就叫做溯源侵蚀。这样，河床的深度虽然不一定变深，但是河谷的深度肯定会变深。

对于大平地上的小溪来说，时间越长，溪水（或者洪水）带走的砂石越多，河床就会越深。这就是下蚀作用。最初的河谷会因为水流的迅速下切而呈 V 字型，比如黄河上游某段的河谷：

随着时间的推移，初始的小溪会慢慢的加深，加宽，并加长。也就是下蚀，侧蚀和溯源侵蚀同时发生。如下图：

同时也不断地扩大其分水岭的范围，也就是其流域的范围（想象一片叶子慢慢长大的过程）。如图：

甚至袭夺其他的河流：

好，然后我们的小溪就慢慢地发展壮长大了，成为有模有样的河流了。

粗粗翻译一下（右下角的 stepped art，不知道跟图作者有何关系，所以并没有翻译）：

1. 由上游至下游，河床坡度（专业名词叫纵坡降）越来越小，水流速度也越来越小，但是因为汇集了更多的地表流水，水流量反而变大了。

2. 由上游至下游，河谷形态由 V 字型慢慢变成谷底宽阔的箱型，河床也渐渐变浅变宽。如下图：

图中英文：

上游：谷坡陡峭，河床狭窄。中游：谷底开始发育，河床渐宽。下游：宽阔的河漫滩，深而宽的河床，两侧发育天然堤。

现实中的河流千姿百态，受降水，植被，地质构造和岩性等等因素综合影响，讲起来就太复杂了（主要是答主自己也不懂，不能装这个 B）。删繁就简，我们讲讲最简单的模式就好了哈 ~

具体到一条河流的上游来说。

1. 其源头有可能是这样的，来自冰川融水：

2. 也可能是这样，来自一汪泉水：

3. 也可能是这样，啥也没有（估计是雨水）

这是尼罗河的源头之一（有争议）。（要我说，这里就一小汪死水啊 ...）

当河流经过初始的迅猛增长，就进入了成年期，最开始时的海边小瀑布就慢慢变成了中下游。典型的中下游是这个样子的：

还有这个样子的：

再下游一点是这个样子的，两边的谷坡还很近，河谷并没有特别宽阔：

------2016.04.06------- 上编辑推荐了，催更的人更多了。。。你们就是这样对懒癌患者的吗，你们老师知道吗？

好了，不跟你们鸡叫了。。谁让我立志要做个温良恭俭让的绅士呢。。

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看完上面的河谷地貌，问题来了，河流是怎么蜿蜒而行，拓宽河谷的呢？

很简单：侧蚀作用。侧蚀作用的同时，河床发育河曲（meander）并在河谷中来回摆动，使河谷变得更为宽阔。

当河床坡度（纵坡降）逐渐减小的时候，河水流速减缓，河床上沉积的砂石慢慢增多，下蚀作用变弱。河道受地形影响或者生物活动会形成初始的轻微弯曲。水流在经过这种弯曲的时候，会形成螺旋状的环流，如下图所示（这张经典的图我在为什么河流都是弯弯曲曲的？ - Close Tony 的回答中也使用了）：

看右侧的河床平面图，河水受两岸摩擦力影响，正中的水流流速最快。当河流具有初始弧度时，最强的水动力会冲击正前方的河岸，并在凹岸形成局部高压，水会被向下挤压，形成左边截面图 A 所示的螺旋状环流。这种环流会逐渐剥蚀凹岸，而把剥蚀的沙石搬运到凸岸堆积起来。这种环流被称作横向环流。

注意，截面 A 的环流是顺时针，而截面 C 的环流是逆时针。它们两者剥蚀的河岸也不同，一个是左岸，一个是右岸。横向环流的形成与地转偏向力没有关系。另外，地转偏向力是对所有水分子同时作用，并不会对河床的弯曲造成很大影响。其影响仅对水流有扰动作用，主要体现在河流入海口三角洲的形态上。

如果在上图中还没有看明白横向环流，可以接着看下面这张（不知到注释是哪国文字）

当河曲抵住河谷两侧的时候，就会剥蚀谷坡，使河谷变宽。这时候河岸边的建筑和田地都会比较危险：

河曲不单单会变得更弯，还会向下游移动（这张图也是之前用过的）：

因为河水冲击的不是凹岸正中间的位置，而是偏下游处，所以，河曲会慢慢地向下游挪动。图中虚线就是未来河曲将要移动的位置。

其实涅，河曲在平原上可以随意摆动，其任性程度简直令人发指：

这就是密西西比河的河床睡过的床单。。。。我就不说啥了。。。你可能还想了解更多环保知识？！精选环保微课总结，让你爱上环保 ☞

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