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一、概述
河流,是地球上最独特的地貌景观之一,它是指由一定区域内地表水和地下水补给,经常或间歇地沿着狭长凹地流动的水流。河流是地球上水文循环的重要路径,是泥沙、盐类及其他化学元素等,进入湖泊、海洋的重要通道。
中国历史上对于河流的称谓很多,较大的河流常称江、河、水等,如长江、黄河、汉水等。河流是地球表明最活跃的外动力之一,也是塑造地球表面形态最活跃的力量,大河的地质作用过程尤其引人注目。
二、河流的地质特征
河流的地质特征与地质作用过程,一直是地质学家们研究的重点。由下图可示,河流的地质特征和地质单元,主要可以划分为流域(集水区)、水系、冲积扇、辫状河、冲积平原、峡谷阶地、曲流河等。
河流从源头到海洋的分段性地貌特征示意图(来自互联网)
河流从源头到海洋的分段性地貌特征示意图(来自互联网)
许多大河(如黄河、长江、多瑙河、伏尔加河等),都是以湖溢成河为重要的形成机理。这些河流,沟通陆地和海洋之间的水循环、早晨沉积物质搬运、山脉被博士夷平、平原区沉积填平等,这些都是河流重要外动力学的地质意义,这些也同时塑造地球表面的地貌形态。
河流的流动从高到低运动,并且发生平面上的摆动和迁徙。它们的流动性,除了受到地球重力的影响外,还受到地球自转引起的科里奥利力作用。
水系重要组成图(来自互联网)
水系是指流域内具有同一归宿的水体,所构成的水网系统。组成水系的水体有河流、湖泊、水库、沼泽等,河流是水系的主体,单一由河流组成水的网系统又称河流水系。全球水系的分布与干旱区-半干旱区形成互补关系,表明降水是河流形成的重要条件。
河流水系通常具有各种形状,表现出复杂的几何特征。河系的支流以等级划分,一种方法是将流入干流的支流称为一级支流,流入一级支流的支流称为二级支流等。另一种方法是将最初形成地表水流的支流称为一级支流,流入干流的支流称为末级支流。一般来说,河流水系中最长或水量最大的河流称为河系的干流,但也有部分例外。比如,美国密西西比河的干流,就较同一河系中的密苏里河短得多。
在全球河流治理体系中,洪水是水循环的自然组成部分,但它们也可能是可怕的破坏力量。洪水就是在一个地方溢出的水。洪水对低洼地区的影响最为严重。洪水通常发生在降水比地面吸收或被河流或小溪带走的速度快的时候。经过几周的时间,水可能逐渐积聚,当长时间的降雨或融雪填满地面,提高水位。
三、世界上重要河流的分布特点
世界上重要的河流,主要出现在非洲、印度、南美洲、北美、亚洲大陆北部和东部等被动陆缘。其中,属于被动陆缘的大河有尼日尔、刚果河、赞比西河、亚马逊、恒河、印度河、密西西比河、尼罗河、勒拿河、叶尼塞河、鄂毕河、马更些河、湄公河、长江、黄河、红河、珠江等。
全球河流与陆上三角洲分布图(罗宾逊投影,0°经线投影中心)
1-尼罗河,2-亚马逊河,3-长江,4-密西西比-密苏里河,5-拉普拉塔河-巴拉那河-格兰地河;6-叶尼塞河—安加拉河,7-黑龙江—克鲁伦河,8-黄河,9-鄂毕河—额尔齐斯河,10-刚果河,11-勒拿河,12-湄公河,13-马更些河,14-尼日尔河
这些大河水系为被动大陆边缘沉积盆地(包括边缘海盆地、裂谷盆地等)带来丰富的沉积物,使板块内部及造山带不断被剥蚀,克拉通基底及造山带深部构造层次被剥蚀而出露,河流成为陆缘碎屑物质输送和搬运入海的重要通道。为此,被动大陆边缘的形成,有力地促进了陆地面积的增长,改变着陆壳表面物质的重新分配。
全球主要河流分布图(来自互联网)
全球范围内可通航河流从CIA世界数据库II中提取出来,该数据库是世界地图数据的集合,包括陆地轮廓、河流和地理边界的矢量描述。它是美国政府在20世纪80年代创建的,比例尺为1:50万。
全球地表径流量分布图(资料来源:UNH/GRDC)
四、亚洲典型的河流案例
亚洲河流年径流总量立方千米,占世界的河流年径流总量的33.9%,居各洲首位。亚洲河流分布不均,在降水丰富的东亚、东南亚和南亚,河网密度最大,年径流量也较大;但在降水稀少的中亚和西亚,河网稀疏,有广大的内流区和无流区,河流径流量也较小。
北冰洋流域:主要河流有鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河,河水补给主要靠冰雪融水。因处高纬度地区,结冰期长,春季经常导致凌讯,形成广大沼泽地带。内陆流域:主要河流有阿姆河、锡尔河、伊犁河和塔里木河等,大部分发源于中亚高山,以冰雪融水为主要水源。
俄罗斯西西伯利亚盆地的鄂毕河航拍图(据互联网资料)
俄罗斯西西伯利亚盆地的鄂毕河卫星遥感图(据互联网资料)
鄂毕河发源于中亚的阿尔泰山,呈曲线向西、北奔流,穿越西西伯利亚平原,经鄂毕湾注入北冰洋的喀拉海。鄂毕河长千米,以额尔齐斯河为源,河长千米。流域面积达万平方千米,鄂毕河每年携来进入北冰洋的固体物质总量仅达万吨。河流的比降极小,每公里落差只有1-10厘米。河流水势缓慢,河床弯曲,在宽阔的河漫滩回旋。
太平洋流域:主要河流有长江、黄河、黑龙江、珠江和湄公河等,流向与地形方向一致,多东流入海,主要属于降雨补给的季风型河流。
亚洲大陆南部数字高程图(据互联网资料)
黄河是世界第五大长河,中国第二长河,最新的河湖普查表明,黄河集水面积平方公里、河长公里,水面落差米(蒋秀华等,)。黄河呈“几”字形,环绕鄂尔多斯高原,黄土高原及黄淮海大平原,自西向东分别流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南及山东9个省(自治区)。黄河是世界上含沙量最大的一条河流,多年平均含沙量37.6千克/立方米,年输沙量平均16亿吨,其中4亿吨泥沙淤积在下游河床内。
黄河地理位置图(据互联网资料)
“三江并流”地处青藏高原与云贵高原的过渡地带,该区域位于我国川、滇、藏三省交界,横断山脉的崇山峻岭之中。河流干流在并流区的位置,由东向西分别是金沙江、澜沧江、怒江和依洛瓦底江上游的独龙江(李廷华,)。区域内雪峰高耸、河谷深切,是世界上最壮观的高山峡谷地貌的杰出代表。
三江并流区降水的水汽来源主要是来自孟加拉湾的西南暖湿气流,其次是来自北部湾的东南暖湿气流。三江并流区各河流分水岭,自西向东基本上呈爬升状。并流区由北向南高程也呈递减形势,各条河流最大比降的河段,也集中在并流区。这样特殊的地形的孟加拉湾水汽造成并流区主要水汽来源,它既可沿河谷逐渐抬升,也可从西向东爬越并流区,并在此过程中使水汽逐渐损耗。因此,三江并流区的降雨量由西向东和由南向北逐渐减少(李廷华,)。
三江并流区地质剖面示意图(据骆银辉,)
从区域构造分析,在三江并流区,印度板块造成滇西地区地块顺时针转动,造成南张北压的构造变形,青藏高原强烈隆升,造成该高原发生显性变形和近东西向拉伸裂解作用,由北向南逐渐增强、断块差异运动,山地不断上升,断陷谷地不断下沉,侵蚀作用不断加强,逐渐形成现代高山纵谷的横断山系,形成了三江并流区的地貌形态(骆银辉,)。
三江并流区的卫星遥感图(据谷歌地图)
帕米尔内部被萨雷阔勒岭分隔为东、西两大流域系统,其中,东部流域系统主要由盖孜河和塔什库尔干河—叶尔羌河组成,西部流域系统则由喷赤河及其支流组成。水系补给皆主要来源于冰川融水和上游山区降水(陈汉林等,)。
帕米尔高原及其邻区的地形图(据谷歌地图,反相图)
亚洲大陆南部的主要河流盆地(据互联网资料)
印度洋流域:主要河流有发源于青藏高原南侧的印度河、恒河、布拉马普特拉河、萨尔温江、伊洛瓦底江以及发源于安纳托利亚高原和亚美尼亚高原的底格里斯河和幼发拉底河。前者为热带季风型河流,后者属于融雪水和雨水补给型河流。
青藏高原及其邻区大地构造图(据WangErqiatal.,)
(1)印度河海底扇;(2)孟加拉湾海底扇;(3)萨尔温江-伊洛瓦底江三角洲;(4)湄公河三角洲;(5)红河海底扇;(6)长江三角洲;(7)黄河三角洲;(8)兰州盆地;(9)青海湖;(10)柴达木盆地;(11)塔里木盆地;(12)咸海;(13)俾路支盆地;(14)恒河盆地;(15)巴丹吉林沙漠.
ATF—阿尔金断裂;EKF—东昆仑断裂;KRF—Karakash断裂;KKF—喀喇昆仑断裂;RRF—红河断裂;SGF—实皆断裂;CMF—恰曼断裂;XXF—鲜水河-小江断裂;JLF—嘉黎断裂
青藏高原及其周围地貌高程图(据NASA资料)
图中底部的河流为布拉马普特拉河(东部)及恒河(西部)
五、南美洲典型的河流案例
南美洲河流年平均径流总量立方千米,仅次于亚洲;平均径流深度毫米,居各洲之首。在地形结构和气候的影响下,河网分布表现为东西之间的差异。安第斯山脉是南美大陆最重要的分水岭。由于它逼近西岸,太平洋流域的河流一般短促陡急、独流入海,很少构成系统,流域面积较小;西部沿海还有许多地区气候干旱,河流少且水量小。
太平洋流域的径流量仅占全洲径流总量的11.3%,流域面积仅占全洲的7%。安第斯山脉以东的大西洋流域,河流源远流长,水量丰富,拥有亚马孙、巴拉圭-巴拉那-拉普拉塔和奥里诺科、圣弗朗西斯科四大水系。大西洋流域的径流量约占全洲径流总量88.2%,流域面积约占全洲的85%。南美洲内流区面积约万平方千米,仅占全洲总面积的8%。安第斯山区的玻利维亚高原,地形闭塞,降水稀少,若干依靠高山冰雪融水补给的河流流入高原盆地后,通过蒸发、渗漏而最终消失,成为南美洲主要的内流区。此外,阿根廷西北内陆介于安第斯山和科尔多瓦山之间,为另一内流区。巴塔哥尼亚高原中北部,也属内流区域。全洲内流区河流年径流量为59立方千米,仅占全洲河流年径流总量的0.5%。
马逊河流域数字高程图及其水系分布图(据互联网资料)
南美洲亚水系分布图(局部)
(据互联网资料,Sz?csRóbert制图,