陆地上,除气候极端寒冷或极端干燥的地区以外,几乎到处可以见到地面流水,它是促使岩石圈表面,特别是温暖潮湿气候地带地貌发生发展的一个强有力的动力,地面流水有面流、洪流和河流三大类。
地面流水的形成条件
地表流水最主要的来源是大气降水。雨雪自天空降落以后,一部分渗透至地下,一部分蒸发回到空中,其中有很大部分聚为地表流水,自高处向低处流动。流水汇集的条件有:
1、必须有相当的
降水量。我国西北内陆地区,有时年雨量比较小。而蒸发量却很大,则流水不易形成,东南沿海地区年雨量比较大,蒸发并不很大,流水便容易形成,所起的各种地质作用也十分显著。
2、必须是水分不大量下渗的条件。例如土壤结构疏松,地面植被茂密的地区,降水下渗较多,地面流水的汇集便相对减小。
3、必须有起伏不平的地势。地面起伏不平,降水方可沿坡向低处流功,成为流水。
总体来说,在极地与高山终年冰凉积雪的地区,流水作用几乎不存在或非常微弱;在干旱区域,流水仅在短暂的时间里起作用;而流水作用最活跃与最普遍的地区是温湿气候地带,几乎全部地面都受流水作用的影响。
地面流水的种类
地面流水分为面流、洪流和河流三大类,面流和洪流是在降雨或降雨后的一段时间内才有的暂时性流水。河流是常年流水。
面流是雨水、冰雪融水在地表斜坡形成的薄层片状细流,因此又叫片流。
斜坡表面是不平坦的,当面流增大到一定程度在就台自动在斜坡低洼处汇集成线状的较强的洪流。洪流往往是间歇性的,在雨水集中的季节易形成洪流。
河流是大气降水、融雪汇集在地面低洼灿,在重力的作用下沿流水自身侵蚀形成的沟槽中流动,并进一步得到地下水的补给而成的。河流具有相对固定的河道,并有经常性流水。它的水源往往是多方面的,雨水、冰雪融水以及地下水甚至湖水都可以成为水源。
流水的动能
地面流水在重力作用下,沿斜坡或沟谷,从高处向低处流动,从而不断将
势能转变为
动能,流水具有的动能称为流水的活力(a),流水的括力(a)与流水的流量(m)和流速(V)有关,其关系可以用下列物理表达:
从上式看出:地面流水活力的大小与流量及流速的平方成正比。其中流量的大小主要受气候影响,区域的降雨量和蒸发量决定了该区地面流水的水量的大小,地面流水的流速则受流量和地形坡度的影响。区域地质构造升降运动,可以改变地面的起伏坡度和海拔高度,从而影响地面流水的活力。
地面流水的活力必须克服其流动过程中水流内部的粘滞阻力和水流与地面、空气等之间的摩擦阻力的消耗;把地面流水用于克服水流内部粘滞阻力、流水与地面、空气等的摩擦阻力以及搬运泥沙时所消耗能量的总和称为地面流水的负载(L),则地面流水的活力与其负载的关系可能存在以下三种情况:
1、 a>L:地面流水除克服负载以外,尚有余力对地面进行破坏,因此表现为侵蚀作用,
2、a =L:地面流水与负载相平衡,流水无力破坏地面,也不因负载过大而发生堆积,因此表现为搬运作用;