河流为什么是弯曲的(河流弯曲的原理)
河流为什么是弯曲的(河流弯曲的原理)
世界上所有的河流,我指的是天然河流,都是弯曲的。甚至,没有一段河流是平直的,哪怕像黄河的晋陕大峡谷段, 在地图上看起来“很直”的河道,局部放大后仍是曲流。为什么河流是弯曲的?
造谣说法
造谣者说到当水流从山脉中流出之后,经过平原,而有的动物就会在河流两岸建筑巢穴,当水流经过巢穴时,会对洞穴旁的泥土进行冲刷,导致出现裂缝和缺口,洞穴变大,这时候水流就会出现落差,导致水流速度变快。
长时间的作用下,缺口和裂缝就会越来越大,从而导致河道形状的改变,动物的巢穴对河流的改变或许会有影响,但是九曲十八弯的河流要是仅仅因为几只老鼠发生改变的话,恐怕是有点说不过去了。那下面就让我们一起来看看河流到底是因为哪些原因发生流向的改变的。
河流弯曲的原理
1.地球的自转
众所周知,地球在公转的同时也会自转,而作为一个球体在转动的时候,肯定会产生一个作用于物体上的力,我们把这个力称作地转偏向力,下文就简称为偏向力。这种力是物体在相对于地面发生运动的情况下才会产生的,并且只能改变物体的运动方向,并不能改变物体的前进速率。
但这就足够了,在北半球偏向力会使水平运动的物体向其右侧方向偏转,而南半球则相反。所以抛开掉其他的因素的话,在北半球,河流总是向右倾斜,所以河流右岸也是被冲刷较为严重的,而左岸流速较慢,沙石堆积于此。久而久之,河道就变弯了。
这就有人就问了,不论是南北半球河流都有向两个方向弯曲的现象,这是为什么呢?因为我刚才说了如果在不考虑外界因素的情况下河流的趋势如此,但是在流动时难免会遇到特殊的地理环境和其他因素。
2.横向环流
在河流中,流速最快的部位就是河中心,并且我们都知道水往低处流,那么我们没有办法办证河流按照规定的方向和路线走,因为山高水长,不知道前方会有多少艰难险阻。
所以当河流不沿着直线流动时,中间流速最快的那一部分就会冲击它正前方的阻碍,这种水流会让凹岸的局部水压变大,形成一种螺旋状的环流,在其内部循环,这就会进一步侵蚀凹进去的部分,然后把冲刷出来的沙石堆积到凸岸,这种在其内部形成的环流我们就称之为横向环流。
这种环流有很多种方式,比如顺时针和逆时针,还有同时存在的。顺时针环流侵蚀的是右岸,逆时针环流侵蚀的是左岸。
3.地质构造
由于上万年间事物变迁,地动山摇,难免地层就会发生变化,古老的地层沉积在下面,新世纪的地层处在上部,而同时期的地层由于气候、环境等原因也各不相同。
说得简单一点就是会有巨大坚硬的岩石存在,也会有松软的泥土存在,也会有细碎的沙石存在,而水流面对不同的地层结构时,它的冲击能力也是不同的,对于相对脆弱的土质,容易被水流冲走,而坚固的岩石往往不容易受到侵蚀,所以地质条件也是影响河流走向的一个重要原因。
比如在雅鲁藏布江地区,地质条件偏沙质,所以就导致河谷较宽、比降大,也就出现了我们所谓的游荡河型。再比如平原地区的河流,床沙质少、没有什么约束,就很容易形成单流的河型。
4.为什么河道越来越弯
如果河道产生了弯曲,随着时间的推移,这个弯曲程度就会越来越大,这是因为当河水流经这个弯道时会受到离心力的影响,河水会更多的冲向凹进去的一侧,而泥沙就由河底卷至凸岸堆积。
这种感觉就像是你平时坐车过弯道一样,都会有一种被甩出去的感觉,所以河水同样会被甩向另一侧,结果就导致了凹进去的河岸越来越凹,凸出去的河岸越来越凸,就形成了Ω的这种形状。
总之,河流的形状不断调整以适应上游的水和泥沙条件。 调整方法包括通过改变弯曲系数来改变主流的坡度,调整河床质量(河床变粗或变细)通过河道的冲淤变形改变河流的平面或横截面形状。当上游水流和泥沙能够顺利通过河段排出时,河道格局相对稳定,处于相对平衡的状态。
这种侵蚀和沉积会对生态环境有什么影响?
1.为下游的生物提供了优越的条件
这两种过程是相对应的,河岸侵蚀的淤泥可为下游生态环境的建立提供充足的原料。例如,河岸中含有的粗淤泥通过上游侵蚀过程转移到下游,为下游无脊椎动物创造了它们所需要的河床环境。
另一个人们熟悉的由侵蚀和沉积形成的生态环境是河口三角洲。三角洲的形成是因为当流沙通过河流转移到入海口时,流沙的速度被海水减慢,不同重量的流沙在海港的不同位置积累,并随着时间的推移而积累。三角洲不仅为各种动物提供了很好的栖息地,同时也趋于成为一个国家或地区最发达的地区。
2.使两侧河岸形成好的生态环境
在天然河流中,河岸根据水面的相对位置含有不同的水分和湿度,从而形成不同的动植物栖息地。例如,生长在靠近水的河岸上的植物会吸引昆虫,这些昆虫会为不同的鸟类提供食物,让此地成为鸟类的家园。
其他两栖动物也需要自然的河畔环境,如青蛙、蟾蜍等。有一种龟类叫做木雕水龟,它们就喜欢喜欢在刚刚被冲刷过的河道旁安家。此外侵蚀和沉积形成的植被环境为水陆交通中的动物提供了保护。
看了这么多,其实我只有一个感触,那就是大自然的鬼斧神工,河流不仅仅孕育了这么多野生动物,人类的发展和文明也是从河流开始的。所以对于这种现象,我们只得怀着敬畏的心去感受它无穷的力量。
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