知乎日报 ( ) • 2023-02-05 07:08
地星引力,某青少年科普杂志编辑一枚~ 查看知乎原文

如果不谈水,全程跟做题似的背这些单个地貌的特征是毫无意义的!


先说联系,这三个地貌都跟水流有关系,这是它们最大的联系。

一、起点

这些地貌形成的起点都在山上,每当山区下雨的时候,其中一部分雨水就会在山坡上汇集,另一部分雨水则会渗入地下。最初,汇集在山坡上的雨水力道微弱,在山坡上形成一个薄薄的水层,这被称为面流。这个面流的水动力非常弱小,因此只能带着山坡上很细小的泥沙往下流动。

这些面流在流动的过程中,会汇集到山坡上的低洼点,变成一股股的小小的线状水流。这些线状水流就在地表变成小小的沟槽,然后沟槽又会继续往下流动汇集成更大的水流。在这个过程中,由于水量越来越大,流速也越来越快,这些大一点的线状水流的水动力也会变得越来越强,这时候就会携带着更大一些的沙、砾往下流动。

在水流的冲刷,以及水流携带的泥沙等碎屑物质的刮削之下,山坡上的沟槽会越来越大,这被称为冲沟。冲沟并不是一年四季都有水,只有下雨后一段时间才会有水(渗入地下的水流流动缓慢,会在随后的几天内渗出来补充冲沟的水分),不那么严谨地讲,我们可以把它们称为季节性河流或者是暂时性河流。这种冲沟在干旱或者半干旱的地区就特别常见,在气候湿润的地方,它们多形成小溪,常年流淌。

小冲沟,还有更小的~山上很常见 图 /wikicommons 大一点的冲沟 图 / 网络 气候湿润的山区里面的冲沟 图 /Volodymyr Chaban

在这些冲沟里面,水流流速和水量已经比较大了,而且有些山坡的坡度很陡,这种由重力势能转化而来的水动力格外大,就会将沿途个头较大的石块也冲走。而一旦到了山脚下,地势豁然开阔,冲沟里面的水一下子就分散了,所以冲沟里面携带的东西就会哗的一下子沉积在山脚下。自然就很容易理解了:重的大石块就先沉积下来,轻一点的小石块在中间,再轻一点的泥沙在最外面,这就构成了一个扇状结构,这就是洪积扇

这就是那个表格中所谓的:地势从高到低,颗粒物从粗到细这两个特征的由来。

为什么叫做洪积扇呢?因为在山区,一旦下大雨,雨水就会骤然汇集到冲沟 / 山谷中,导致水位暴涨,形成洪水,这就是山洪,所以在很多户外活动指南中,都有要求大家寻找宿营地的时候要找一个地势较高的地方,否则一旦上游某个山里下雨,下游就会遇到洪水。

这就是一个非常典型的洪积扇:

大型洪积扇 图 /pages.uoregon.edu

洪积扇里面的水,一部分会从地表流走,一部分会渗入地下,变成地下水,所以相对来说,在干旱的地区,洪积扇就算是一个富含地下水,适合农业耕作的地方了。此外,洪积扇的外围,其实是细小的泥沙质,这些泥沙大部分来自于上游山坡上风化的岩石碎屑,以及植物死亡后的腐殖质,所以自然洪积扇上就相对比较适合农业了(注意,这里说适合农业是相对的,因为在干旱地带这里的水多土壤肥沃,相对于干旱地带其他的贫瘠条件而言更加适合而已)。

美国地质调查局拍摄的伊朗山区利用洪积扇耕作的卫星图,注意绿色农田的位置,是不是都在洪积扇的外围? 图 /USGS

二、发展

一个山区,山峰是很多的,在某一个山口的洪积扇中的水可能很快就会干涸,但是当一系列洪积扇中的水都往低洼地方流动的时候,这个低洼地方里面的水就不是那么容易干涸了,于是就形成常年流水的河流。

简单画了一下不同级别的冲沟,当这些冲沟中的水流汇集到一起的时候就形成了常年的水流

当这种河流继续向前流动,沿途的水动力越来越大,水量也越来越大,它们对山区的破坏能力就越大,山谷中河流的直接冲刷,还是河流中携带的大块石块碰撞到山谷岩石中,都会使得山谷越来越深,山谷中的石块与泥沙也会越来越多。

峡谷中的河流水动力极强 图 / 新浪图片@生活很开心美满

一旦河流冲出山口,哗的一下,就跟冲沟一模一样,它们突然失去了狭窄的山谷束缚,一下子就散开了,水流分散、地势平坦后的效果大家用常识都能理解了——水动力下降!这带来一个什么后果呢?石块和泥沙相继沉淀下来了,于是这就是形成了冲积扇。

注意冲积扇和洪积扇,冲积扇有常年流动的水流,洪积扇没有 图 / 见水印

所以冲积扇和洪积扇,在本质上是并没有区别的,都是河流遇到开阔的地方,水动力下降之后,泥沙沉淀的结果。区别在于冲积扇是常年流动的河流所形成的,因此它的面积要远远大于洪积扇,所携带的泥沙等物质也要远多于洪积扇。

这些河流在山脚处形成冲积扇后,继续流动,这时候河流里面大块的石头就极少了,最多的是一些颗粒比较粗的沙粒,然后还有大量的泥质物质——这些物质里面包含了来自山区的无机物和有机质,因此是上好的肥料。

河流在随后的平原之旅中,一般会规规矩矩在河道中流动,但是一旦上游山区有暴雨之类的,那么自然河流中的水位就会上涨,于是会漫过原本的河道,这就是洪水。我们前面讲了,河流里面携带着沙和泥质物质,河水漫过河道之后,失去河道束缚,在平原内肆意流淌,这时候它们的水动力再一次降低——沙和泥质物质于是大量沉淀下来,淤积在河道两旁——这就是冲积平原。这也是为什么在很多书里面都会说,靠近河流的田是上好的田地的原因,土壤肥沃,水分充足,植物当然容易长啦!

华北平原的形成都是来自上游河流的功劳,图中出山的白色线条虽然是公路,但是基本上都代表了山中河流的方向

中国华北的很多城市,比如京津冀地区,就建立在冲积扇、洪积扇和冲积平原所构成的山前平原上,就是因为这里土壤肥沃,能进行大规模农耕,养活大量人口。

但是在这些平原上定居,意味着要开辟河道边的平地作为农田,所以一旦上游山区中降雨量变大,就容易被洪水淹没——这是很自然的事情,河道边的平地原本是泄洪的区域,人与河流争地,就必须承受这种洪灾。

而也因为平原上容易养活众多人口,所以人口越来越多,自然农田也就越来越多,一旦上游降雨量变少,那些小河附近、远离河流的农田都会因为得不到水源而干旱。

以上就是所谓的平原旱涝无常的真相——人与河争地,人与地争水,以及对土地资源的过渡开发。

三、尾声

当河流遇到海水的时候,海水是一个很好的缓冲,然后海水还有向着内陆地区运动的趋势,河水遇到海水,一下子流速几乎降低为零,于是携带的绝大部分泥沙都会沉淀在入海口附近,于是就会在入海口处不断填平河口的海岸,形成河口三角洲。

黄河入海,泥沙堆积所形成的三角洲

而河流在此也会因为地势开阔而分散成为多股细小水流——这就是辫状河。有时候由于辫状河中泥沙沉淀堵塞原本的河道,所以辫状河就会不断摆荡,变成河网。

黄河入海口的河网

这道理跟前面的冲积扇、洪积扇一毛一样,只不过前面是遇到的陆地,这次遇到的是海水。

四、总结

所以总结一下,三者的联系是什么?是河流,而且形成的原因一模一样,都是河流遇到开阔地貌,水动力下降,泥沙沉淀。

三者的区别是什么?最主要的区别就是物质不一样。洪积扇沉积物粗大,都是山坡直接冲出来的大颗粒石块,冲积扇沉积物以颗粒比较粗的沙和泥为主,河口三角洲则主要是细颗粒的泥沙,这是由于它们的水动力是逐渐减少的原因。

也正因为如此,所以实际上河口三角洲的土壤是最肥沃,也最适合农业耕作的,其次是冲积扇,最后是洪积扇。尼罗河三角洲养活了埃及绝大部分的人口就是证据。

但是,成也萧何败也萧何,河口处由于直面海洋,要是气候干旱,或者是河流流量小,那么海水容易倒灌,导致河口三角洲盐碱化。

另外,洪积扇大多位于山区,所以面积小,冲积扇和三角洲一个位于平原,一个位于河口,面积都可以很大。

我觉得讲完这个流程,大家理解了这个流程之后,应该不需要背书了~

唉,早知道去当地理老师了,这东西很难吗?讲清楚原理了根本就是小儿科好吧~