第四章河流體系

1、第三章第三章 河流體系河流體系Chapter Three Fluvial System辮狀河辮狀河Braided Stream（多河道，低曲度（多河道，低曲度 BP1, S1.5)網狀河網狀河Anastomosing Stream（多河道，高曲度（多河道，高曲度 BP1, S1.5）河流體系河流體系Fluvial System上游上游(Upper Reach) 中游中游(Middle Reach) 下游下游(Lower Reach)第一節(jié)第一節(jié) 概況概況 （Introduction）一、河流類型一、河流類型S:S: 彎曲度，河道長度與河谷長度之比彎曲度，河道長度與河谷長度之比 BP:BP: 分

2、叉指數(shù)，單位波曲波長河道中沙壩的數(shù)目分叉指數(shù)，單位波曲波長河道中沙壩的數(shù)目河河道道分分叉叉指指數(shù)數(shù)二、河道特征二、河道特征 河道是碎屑沉積物的河道是碎屑沉積物的主要輸送渠道主要輸送渠道，每一河道都對應，每一河道都對應相應的碎屑沉積體；同時河道內部也發(fā)育相應的碎屑沉積體；同時河道內部也發(fā)育典型沉積物典型沉積物。辮狀河道辮狀河道（Braided Stream）：）：分布于上游河段，河道不穩(wěn)定，平面形態(tài)呈辮狀，水流變化大，沉積物呈底負載搬運，所以又稱為“底負載型河道”。曲流河道（曲流河道（Meandering Stream）：）： 分布于中下游河段，河道穩(wěn)定，較彎曲，水流穩(wěn)定，沉積物呈底負載和懸浮負

3、載搬運，又呈“混合負載型河道”。網狀河道（網狀河道（Anastomosing Stream）：）： 分布于下游河道，河道窄，呈網狀，沉積物呈懸浮負載搬運，又呈“懸浮負載型河道”。河河道道類類型型河道類型河道類型 辮狀河辮狀河 河道砂壩發(fā)育，寬、淺、急河道砂壩發(fā)育，寬、淺、急 砂質辮狀河、礫石質辮狀河砂質辮狀河、礫石質辮狀河辮辮狀狀河河露出水面的砂丘露出水面的砂丘曲曲流流河河道道第二節(jié)第二節(jié) 辮狀河辮狀河（Braided Stream）一、沉積作用（一、沉積作用（Process） 由于辮狀河道側向遷移頻繁，河道內水流也不穩(wěn)定，因此，很難研究辮狀河道的水流樣式。這里，為了便于研究辮狀河道的沉積作用

4、，簡單地把辮狀河道的水動力環(huán)境劃分為短期的洪泛期（flooding period）和長時間的低流量期（period of low discharge）。 低流量期，低流量期，水流僅限于河道內，圍繞河道沙壩流動，水流速度較小，搬運能力低，較粗的沉積物都堆積下來，并發(fā)育為河道沙壩。 洪泛期，洪泛期， 河道內所有沙壩均被淹沒，由于水流快，水體較淺，所有的沉積物顆粒都發(fā)生移動，沙壩向下游方向移動，沙壩上游端遭受侵蝕，下游端接受沉積。洪洪泛泛期期低低流流量量期期二、河道沙壩（二、河道沙壩（ Channel Bars）1、沉積物特征、沉積物特征 沉積物較粗，分選、磨圓較差，以礫石和粗沙為主；礫石發(fā)育塊狀、

5、槽狀和面狀交錯層理，礫石呈疊瓦狀排列，向上游方向傾斜；沙質發(fā)育槽狀、面狀、波狀交錯層理和平行層理，局部發(fā)育沖刷充填構造。 2 2、河道沙壩（、河道沙壩（Channel Bars） 縱向沙壩（縱向沙壩（Longitudinal bars）：）： 平行水流方向展布，呈長條形，主要分布于礫石質辮狀河道中，沙壩主要由平行層理、底角度板狀交錯層理砂礫巖構成。橫向沙壩（橫向沙壩（Transverse bar）：）： 垂直水流方向，呈舌狀，通常發(fā)育在沙質辮狀河道中，沙壩內發(fā)育高角度板狀交錯層理砂礫巖。斜向沙壩（斜向沙壩（Diagonal bar）：）： 與水流方向斜交，斷面呈三角形，沙壩內發(fā)育平行層理、底角

6、度板狀交錯層理礫巖。辮狀河道沙壩辮狀河道沙壩砂壩中的透鏡體多平行于水流方向，而不是垂直于水流方向。砂壩中的透鏡體多平行于水流方向，而不是垂直于水流方向。沙壩底形特征沙壩底形特征辮狀河道垂向序列辮狀河道垂向序列不同類型辮狀河道垂直相序列不同類型辮狀河道垂直相序列點沙壩（點沙壩（Point Bar）：）：分布于河道邊緣，主要見于蛇曲河道中。三、相構成（三、相構成（Facies Architecture） 平面上，平面上，直或微彎曲的、連續(xù)分布的沙帶。 剖面上，剖面上，發(fā)育不明顯的正旋回，主要由礫石和粗沙構成，泥和粉沙很少，總體上呈“沙包泥”。第三節(jié)第三節(jié) 曲流河曲流河（Meandering Str

7、eam）一、地貌單元（一、地貌單元（Morphology） 曲流河體系內地貌單元較為復雜，每一地貌單元都對應特定的沉積作用和沉積物。根據曲流河的過程響應模式，這些沉積物具有較強的可預見性。 河道（河道（Single channel）：）： 較彎曲，剖面上不對稱：凹岸(Concave Bank)較陡，凸岸（Convex Bank）較緩。 點沙壩（點沙壩（Point bar）：）： 又呈曲流沙壩或沿岸沙壩，沿曲流河道的凸岸分布。 天然堤（天然堤（Natural levee）：）： 分布于河道兩側，是曲流河內最高的地貌單元。 決口扇（決口扇（Crevasse splay）：）： 沿天然堤分布扇形體。

8、沿天然堤分布扇形體。曲流河亞環(huán)境曲流河亞環(huán)境洪泛盆地洪泛盆地牛軛湖牛軛湖凹岸（侵蝕）凹岸（侵蝕）天然堤天然堤決口扇決口扇點沙壩點沙壩河道河道 洪泛盆地（洪泛盆地（Flood plain）：）： 河道間寬廣的低地。二、沉積作用（二、沉積作用（Process） 與辮狀河道相反，曲流河道較穩(wěn)定，河道內水流也較穩(wěn)定，關于曲流河道內水流樣式的研究成果較成熟。螺旋狀環(huán)流（Helical flowHelical flow）是曲流河道內典型的水流樣式。 在蛇曲河道，由于受慣性影響，主流線向凹岸偏移，水流產生一個與凹岸垂直的流體分量，使凹岸水面升高，并侵蝕凹岸；同時，形成指向凸岸的底流。上述表流和底流構成一環(huán)流

9、，并與縱向水流疊加，共同形成向下游方向移動的螺旋狀環(huán)流。由于受摩擦力的影響，底流向凸岸流動過程中，流速降低，搬運能力下降，把沉積物搬運到下一個凸岸堆積下來。曲曲河河道道水水動動力力特特征征曲曲流流水水道道凹凹岸岸侵侵蝕蝕與與凸凸岸岸點點壩壩的的加加積積三、沉積物（三、沉積物（Sediments）河道沉積（河道沉積（Channel deposits）：）： 河道滯留沉積河道滯留沉積（Channel lag depositsChannel lag deposits），），沉積物較粗，以礫石為主，含植干、動物碎片、泥質礫石等，發(fā)育塊狀和不明顯交錯層理；點沙壩沉積（點沙壩沉積（Point bar de

10、positsPoint bar deposits），），表現(xiàn)為典型的正旋回序列， 自下而上依次為：大型槽狀交錯層理、板狀交錯層理中細砂巖、局部夾平行層理細砂巖，小型槽狀交錯層理細砂巖，波狀交錯層理粉砂巖及水平紋理、塊狀層理泥巖。越岸沉積（越岸沉積（Overbank deposits）：）： 天然堤天然堤沉積（沉積（Natural levee deposits），）， 粉砂巖與粉沙質泥巖，發(fā)育爬生波痕紋理與波狀交錯層理及生物擾動構造；決口決口扇（扇（Crevasse splay depositsCrevasse splay deposits），），沉積物向上、向外變細，內部發(fā)育正旋回的決口水道沉

11、積；洪泛平原沉積洪泛平原沉積（Flood plain depositsFlood plain deposits），），薄層粉沙和粘土，發(fā)育水平紋理和生物擾動構造。 沉積物沉積物 ：粗：粗 ，多為礫石，有時為垮塌或沖刷泥礫，多為礫石，有時為垮塌或沖刷泥礫 構造：構造： 可有疊瓦狀構造可有疊瓦狀構造 點點沙沙壩壩示示意意圖圖點沙壩垂直相序列點沙壩垂直相序列點點沙沙壩壩與與天天然然堤堤決口扇決口扇包括：決口深潭（深、暗泥）、包括：決口深潭（深、暗泥）、 水道（靜水、泥）、水道（靜水、泥）、 水道間、決口扇外緣水道間、決口扇外緣決決口口扇扇曲流河相構成（曲流河相構成（Facies Architectu

12、re） 平面上：平面上：彎曲帶狀砂體和寬廣的的洪泛盆地 剖面上：剖面上： a 典型正旋回序列河道砂體； b 河道砂體呈疊瓦狀疊置； c 河道砂體呈透鏡狀包圍在洪泛盆地細粒沉積物中。五、網狀河道（五、網狀河道（Anastomosing stream） 網狀河道的亞環(huán)境及其沉積特征與曲流相似，所不同的是河道窄而深，更加穩(wěn)定，天然堤更發(fā)育，且在洪泛盆地中發(fā)育一些小型湖泊與沼澤，以細粒沉積物為主，河道砂體規(guī)模較小，泥炭沉積較發(fā)育。網網狀狀河河 河道坡度小，水流能量低，動能僅消耗于泥砂的搬運。 河道、濕地等環(huán)境長期穩(wěn)定，各沉積相在垂向上增生、疊加（沉積速率=沉積基準面上升速率，發(fā)育的泥質和泥炭層、 潮濕氣候更有利）。網狀河網狀河對比參數(shù)對比參數(shù)辮狀河辮狀河曲流河曲流河網狀河網狀河河道穩(wěn)定性河道穩(wěn)定性不穩(wěn)定、游不穩(wěn)定、游蕩蕩較穩(wěn)定、逐漸遷較穩(wěn)定、逐漸遷移、裁彎截直移、裁彎截直穩(wěn)定穩(wěn)定河道彎曲度河道彎曲度低彎曲低彎曲高度彎曲高度彎曲中等彎曲中等彎曲河道寬深比河道寬深比最大最大（寬而（寬而淺）淺）較小較小最小最?。ㄕ睿ㄕ睿┖拥榔陆岛拥榔陆底畲笞畲筝^小較小最小最小流量變化流量變化最大最大較大較大較小較小負載類型負載類型底負載為主底負載為主混合負載混合負載懸浮負載懸浮負載沙壩類型沙壩類型心灘發(fā)育心灘發(fā)育邊灘