河流的搬運作用與沉積作用

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河流的搬運作用與沉積作用
新北巿立安康高級中學地球科學張亞君老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

河流的搬運作用,是以水為媒介,將泥沙、碎屑或岩礫,往河流的中、下游輸送。河水流速快慢等因素,決定了搬運能力的強弱。一般而言,如果河床的坡度陡、河水的流量大或是河床較為平滑,水流的速度就 會比較快,搬運的力量也比較大。搬運的物質,則依大小與重量不同,在河床中以不同的方式移動。較大、較重的的礫石,通常只能以滾動或跳動的方式推移;而較 小的顆粒則懸浮在水中,隨著水一起流動;此外還有些可溶於水的礦物質,就會溶解在水裡被攜帶移動。在搬運的過程中,顆粒的形狀會因為撞擊、磨損,而逐漸變 得光滑圓潤,形成鵝卵石。如果沿著河道觀察,就可以看到在河流不同的區段處,泥、沙與礫石的顆粒,大小與形狀逐漸的改變(圖一)。

圖一 七股溪下游,入海口附近顆粒極為細密的泥灘。

河流的沉積作用,是在水流的流速變慢處,因為力量減弱,使得一部分原本所攜帶的泥砂碎石沉積下來,就會形成沉積地形。例如沖積扇(圖二)或三角洲(圖三)等,都是河流沉積所造成的地形。

圖二 佳陽沖積扇(截取自google earth)

圖三 和平溪三角洲(截取自google earth)

河流除了穩定而持續的雕琢著地貌外,在地球內部的營力作用較強烈的時期,如果因為造山運動等或斷層錯動因素,而使得在很短的時間內地勢起伏增加,河流的侵 蝕作用也會明顯增強,並進而攜帶更多的泥、砂與礫石到河流的中、下游處沉積。相反的,如果地球內部的作用不明顯,河流的作用也會相對變慢,兩者間互相作 用,並且互相回饋調整,地形的變動就有可能達成平衡。

受到重力的影響,水流會由高往低處流動,一旦流至平坦、低漥處,例如湖泊或海洋,就會逐漸趨於靜止。一般說來,河水流入海洋,就不再有明顯的侵蝕作用,所 以海水面又稱為「永久侵蝕基準面」。流入湖泊或水庫的水流,雖然也會停止侵蝕,但是當湖水滿溢而流出後,又會繼續侵蝕周圍地形,所以湖泊、水庫等水域的水 面,稱為「暫時侵蝕基準面」(圖四和圖五)。

圖四 河流侵蝕基準面示意圖。水庫的水面稱為暫時侵蝕基準面,海平面為永久侵蝕基準面

圖五 屏東的牡丹水庫為四重溪上游乳仍溪與牡丹溪的暫時侵蝕基準面,而海平面則是四重溪流域的永久侵蝕基準面(截取自google earth)

河水由發源地順著地勢一路往下流去,沿途不斷的侵蝕河道,終使得河道的坡度逐漸變得平緩。當侵蝕作用與沉積作用達平衡時,稱為達到均夷狀態,均夷狀態的河 道則近似為平滑的曲面。但實際上,在河川發育過程中,因為不斷地有其他各種作用影響河道的平衡,使得多數的河川地形始終處於變動的狀態中。

參考資料:
1.錢憲和 (2001) 地質學概論(上下冊) 地球科學基金會,共786頁。
2.Skinner et al. (2004) Dynamic Earth, John Wiley and Sons Inc., 584pp.

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