楊麗王軍汪強(qiáng)

(1.宜昌市水文水資源勘測局，湖北宜昌 443000；2.荊門市水文水資源勘測局，湖北荊門 448000)

地下水對河流沉積影響研究

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(1.宜昌市水文水資源勘測局，湖北宜昌 443000；2.荊門市水文水資源勘測局，湖北荊門 448000)

地下水不僅能夠通過對河流的補(bǔ)給與排泄影響河流的流量，還能夠影響河流的侵蝕作用。本文基于已有研究的基礎(chǔ)上，對河流與地下水之間的關(guān)系進(jìn)行簡單分類，通過對地下水與和河流沉積影響的原因分析，總結(jié)了地下水對河流沉積的具體影響。

河流沉積；河型；地下水；侵蝕

1 地下水場與河流關(guān)系分類

地下水潛水水位與河水水位之間的關(guān)系影響著地下水場的分布，比如河床與含水層為同種材質(zhì)的巖性，壓力水壓的數(shù)據(jù)是通過實(shí)際測量得出的，反應(yīng)到圖形中，如果等水壓差距越小，也就是說等水壓線分布越密集，就說明地下水水壓等壓差距越大，即地下水水壓等壓梯度分布比較分散，物理上表現(xiàn)為河床底部的組成物質(zhì)承受的壓力越大，河床承受壓力越大經(jīng)過時(shí)間的積累就表現(xiàn)為河水的侵蝕作用越強(qiáng)烈。

1.1 河面與地下水潛水位接近

地下水潛水位較為平直的前提是地下水潛水面與河面相接近，河流下方都是相同材質(zhì)的巖性，并且沒有隔水層的存在，這樣反應(yīng)到圖表中，體現(xiàn)為等水壓線在河床的兩側(cè)以及底部的分布都相對比較密，也就是說河水對河床兩側(cè)的侵蝕作用與對河床底部的侵蝕作用相互抵消。河流主要以向下滲流為主，等水壓頭線傾斜向下。

1.2 河流水平面略高于地下水潛水位，河床底部有隔水層

如果河流水平面略高于地下水潛水位并且河床底部有隔水層，河床周邊的地下水場分布會(huì)因存在隔水層而受到影響，具體表現(xiàn)在河床底部的等水壓線分布由密集逐漸變?yōu)榉稚?，但是河床兩?cè)的等水壓線分布由分散變?yōu)槊芗＿@時(shí)河水的侵蝕效果主要體現(xiàn)在河床側(cè)面侵蝕比較嚴(yán)重。

1.3 河水平面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地下水潛水位

當(dāng)河流水平面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地下水潛水位并且河床底部沒有隔水層時(shí)，會(huì)造成河床側(cè)面的等水壓密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于河床底部等水壓線密度，這時(shí)河床主要受到河流向下的侵蝕作用，河水主要以垂直下滲為主。

1.4 河床與地下水處于脫節(jié)狀態(tài)

當(dāng)河水與地下水處于脫節(jié)并且河床底部沒有隔水層時(shí)，地下水位在很大程度上依靠河流的滲流作用來維持自身水位，這也就使得河床底部始終處于不飽和狀態(tài)，地下水水壓的分布受河床底部物質(zhì)的巖性影響很大，假設(shè)河床巖性致密，河流底部的透水能力就比較弱，河床底部的地下水水壓差距比較小，河流水量受地下水的影響也就比較小。

2 河流河型與地下水關(guān)系研究

根據(jù)前人對河流沉積剖面研究過程中可以發(fā)現(xiàn)，在某一固定時(shí)間段內(nèi)觀察河流的低界面，從橫向觀察來看是處于同一個(gè)平面的，并且通過研究表明，河床底部下方的隔水層對河流底界面有著至關(guān)重要的影響。河流底部的物理平面高度與地下水潛水位高度密切相關(guān)，但是具體的情況要根據(jù)具體河流的自然屬性來定，不同自然屬性的河流底部因自身河流屬性所造成的地下水潛水位浮動(dòng)程度也不同。地下潛水位如果呈現(xiàn)傾斜分布，則會(huì)對沉積界面造成比較大的影響，并且還可能對河流坡降造成一定的影響。

通過上述文章論述，如果河床的材質(zhì)為粘土型，則在微弱的侵蝕作用下，就會(huì)形成類似于網(wǎng)的網(wǎng)狀河河型。第二種類型下的河水，地下水潛水位比河水水面稍微低一些，并且河床上覆蓋有隔水層，因隔水層的存在，河床底部的地下水場的分布會(huì)受到一定程度的影響。隔水層的浮力作用會(huì)明顯降低河水對河床底部的侵蝕作用效果，但是對河床側(cè)面的侵蝕作用會(huì)變強(qiáng)，河水的流向主要表現(xiàn)為側(cè)面的流動(dòng)，假設(shè)河床的巖性疏松，則將會(huì)促進(jìn)河流的側(cè)向滲透作用，從而形成比較典型的曲流河型河流。第三種類型中，地下水潛水位遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于河水平面，河床向下侵蝕能力比較強(qiáng)烈，在一些山區(qū)中常見這種形態(tài)的河流，大部分都是以切型河流的狀態(tài)存在著。第四種河流類型中，河床與地下水處于脫節(jié)狀態(tài)，河水對河床的侵蝕方式主要為底部侵蝕，換句話說就是河床的向下侵蝕能力比較強(qiáng)，許多山區(qū)性河流域地上懸河都是由此原因形成。

我國河流沉積研究學(xué)領(lǐng)域的著名學(xué)者錢寧曾指出，河水水流為了維持自身攜帶雜物的水平，經(jīng)過時(shí)間的積累，所形成的的河床坡降勢必與河水水流的自然狀態(tài)相適應(yīng)，河流本身的彎曲程度以及河道的長度也對河床坡降的變化有一定的影響，換個(gè)角度來說就是河流最終形態(tài)形成的直接原因并不是河床坡降的根本原因，相反河流的最終形態(tài)還影響著河流的坡降，從而最終影響河流的河型，并且傾斜的地下水水位與河流底部之間的位置關(guān)系在很大程度上影響著河流自身沉積效果以及河流自身平衡程度，河流形態(tài)的最終形成也與此有很大關(guān)系。對于一些地下水資源匱乏的地區(qū)，自然河流會(huì)自動(dòng)的補(bǔ)給地下水資源，這前提也就是地下水水位要低于河水水位，正向的高度差才能夠保證河水對地下水補(bǔ)給工作的有效進(jìn)行，在對地下水進(jìn)行補(bǔ)給的同時(shí)，河流向下的侵蝕能力也會(huì)同步加強(qiáng)，從而表現(xiàn)為下切谷河流。而對于一些地下水資源比較充裕的地區(qū)，地下水會(huì)通過自然循環(huán)補(bǔ)給河流水量，從而保證河流流量與地下水資源大致保持一致，沒有了資源水位的差距，河流的侵蝕作用就會(huì)變小，對于河流的上游而言，河流中摻雜的雜物較多時(shí)，河流自身的沉積作用就會(huì)表現(xiàn)的比較明顯，河床的加積將會(huì)進(jìn)一步抬高，河流將會(huì)迅速變道。

3 總結(jié)

地下水位以及地下水與河流之間的補(bǔ)給關(guān)系是河流河型的主要決定因素，河流自身沉積的效果與河流所攜帶的沉積物量有著密切的關(guān)系，并影響河流侵蝕的平衡。未來的河流沉積將會(huì)利用更多更為復(fù)雜的地質(zhì)條件中的河流比如盆地地區(qū)等來深入了解地下水場的空間分布，來判斷河流在河流沉積的影響下的河流形狀分布。

[1]錢寧.關(guān)于河流分類及成因問題的討論[J].地理學(xué)報(bào)，1985.

P641

A

1003-5168(2014)04-0191-01