河床簡介
編輯河床(有時是河床)是限制下方和兩側流動水的河流的一部分。在水力學中,河床被稱為水槽。根據河道的大小,通常區分河床(對于大河道,河流)和河床(對于小河道,溪流)。
河床概述
編輯河床由水底和岸邊組成,具體取決于直到堤岸頂部或平均水線的定義。水體由水體(水本身的體積)、河床(底部和岸邊的水的圍護結構)和相關的含水層組成。河床的調查和描述是水形態學的任務。河床在當地氣候、地質和地貌、植被和人類使用的影響的復雜相互作用中形成。天然水床形成過程是流動水攜帶的沉積物(稱為床荷載)的去除(侵蝕)、運輸和沉積。描述的是河床, 通過縱向和橫向剖面和線條(運行形式)。與自然洪泛區,洪泛區有相互作用。不過,這并不算入河床。河床的形狀也與河床沒有直接聯系,它通常是在地質歷史上完全不同的水力條件下形成的,而河床(沒有直接的人類影響)與當前的流動狀態處于平衡狀態。
河床的表達在應用上下文中被描述,特別是在復原的情況下,作為水體結構。
該術語對于河岸和死水底部并不常見。
河床形成原因
編輯河床形成的能量由水本身提供,水在重力作用下流走,作用在河床上的力稱為剪應力。水的輸送力直接取決于流速,流速隨著梯度的增加和水流的增加而增加。由于洪水期間水流量急劇上升,自然狀態下的洪水通常是形成河床的原因。
此外,固體的輸送力在很大程度上取決于它們的粒度。粗物質作為河床上的床負荷被攜帶,細物質作為懸浮在水中的懸浮物被攜帶。實際運輸還取決于流動的水已經攜帶了多少固體。根據水流速度,底部和岸邊的固體被去除(侵蝕)、隨流水移動或再次沉積;隨著流量的減少,它們根據粒徑進行分類。
底部根據其粗糙度減慢水速,這意味著,例如,在相同水量的情況下,狹窄和深水比寬水流動得更快(達到最佳寬度,低于該寬度時,河床的影響變得決定性)。但是,非常寬的河床底并不能保持平坦;即使是很小的擾動也會導致不規則,最終發展成礫石堤岸和島嶼。植被也會影響粗糙度。
以下因素對于河床的自然形成至關重要:坡度、當地氣候(決定降水量和分布,從而決定水量和徑流狀況)、集水區的地質(巖石的耐候性和由此產生的粒度)。
運行開發
編輯根據梯度,侵蝕和沉積物堆積的相互作用導致河床的形狀完全不同。
筆直在非常陡峭的水域中,輸送力如此之高,以至于幾乎沒有床載沉積,導致沿著山谷梯度形成筆直的水道。沉積物形成沙子或礫石堤岸,當水位下降時,這些堤岸會干涸成島嶼。在寬闊、筆直的分洪河道內,水流進入一個相互連接的河道系統,這些河道圍繞著典型的菱形島嶼模式流動。
分支河道通常出現在 4% 到 2% 的坡度處。結果,所有的曲線都逐漸自行上升,使水流呈寬弧形,環環相扣。兩個相反的循環可以相互移動,直到中間的河岸已經完全磨損了。曲流突破,不再流經的舊環路被切斷為死水。典型的曲流地層只出現在坡度小于 2% 的情況下。
實際上,這些理想典型形式通過混合形式和過渡相互聯系。許多這些混合形式都有自己的名字,例如交織流或吻合流。
運行類型
編輯除了河床的特征是直的、分支的或蜿蜒的,許多其他的類型學也被開發出來以實現更精細的區分。首先,它們根據水體切入的材料的性質來區分:
- 基巖。上游有床的水域出現在非常陡峭的水域中,其輸送力與沉積物供應相關。
- 崩積層。崩積斜坡沉積物中的水體(不是由水體本身沉積的)通常是小源流和源頭。
- 沖積層。對于所有較大的水體來說,典型的是它們自己沉積在沉積物床中的過程。
沖積水域形成多種其他形態類型,主要由坡度決定:
- 級聯。在非常陡峭的河床中,嵌有巨石,排放迅速到湍流,形成級聯流。
- 步池。如果坡度稍低,在較大障礙物(如巨石)后面的較小水域中,平靜的水流會延伸,甚至散布在梯級中的盆狀加寬區域會以相當有規律的間隔形成。
- 刨平河床(飛機)。如果坡度稍微降低,水就會在幾乎水平的沙子、礫石和石頭的床上湍流。缺少帶有射擊電流和平靜擴展的級聯的節奏序列。加固的河床是典型的,由粗糙的碎石制成的自由侵蝕的路面保護下面的精細材料免受沉積物的影響。這些只有在發生非常強烈的洪水時才會搬遷。
- 淺灘和沖刷(或者:快速和靜止)(池淺灘):如果坡度更低,低于大約 1.5% 的河床坡度,水域通常不會形成筆直的河道,而是有些曲折。河床形成了一個有節奏的溢出沙子或礫石堤岸(淺灘)的序列,其中,非常有規律地以大約水寬的五到七倍的距離,安靜的拓寬,沖刷,被打開。沖刷形成在彎道外側或垂直于水體軸線的障礙物后面,例如樹干(枯木)。沉積物在洪水期間從一個沖刷區轉移到另一個沖刷區。
- 沙丘和漣漪:特別是在沙質底部的緩慢流動的水域中,沉積物形成具有波浪表面的運輸體,稱為漣漪,尺寸在厘米到分米范圍內,沙丘在分米到米的范圍。如果它們以更高的流速向上游遷移,就會出現反沙丘。通常,即使在低流速下,沉積物也會重新排列。如果在水位較低時也出現這種情況,這通常是由于人為干擾造成的,則稱為“流沙”。
河床的材質
編輯沖積水的河床在不受人為影響的情況下主要取決于水的流速。水流越快,它能夠輸送的材料越粗糙。然而,細小的沉積物形成土壤團聚體,與單粒結構相比,在侵蝕過程中增加了土壤團聚體的穩定性。
因此,以特定流速沉積的材料可能不會再次移動,直到更高的速率。水的輸送能力還取決于它已經攜帶了多少沉積物。
為了防止深層侵蝕和其他侵蝕,許多水體被人為地增加了人為的泥沙(泥沙管理),特別是在由于其他水利工程干預(例如水庫)而人為耗盡泥沙的水體中。
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