书城科普读物探索神秘的大自然:变幻莫测的大自然
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第18章 无法平静的河流变迁(1)

河流的形成

自古以来,人们对河流就有着深厚的感情。在古老的原始时代,我们的祖先就依山傍水居住,不少村庄、城镇就建在河边,甚至随着河流的变迁而兴亡。世界上古代文明的发祥无不与河流相关。九曲黄河被称为“中华民族的摇篮”,非洲的尼罗河、西亚的幼发拉底河和底格里斯河、印度的恒河,也分别孕育了古埃及、巴比伦和印度的灿烂文化。

它们在陆地表面纵横交错,蛛网般地分布着,是陆地表面水流和泥沙输移的主要通道,那些干流就好比地球身上的大动脉,那些细细的支流如同毛细血管,不断给大地带来新的“血液”,滋润着地球上的生命。有的浩浩荡荡,奔向海洋;有的越流越窄,最后消失在沙漠中;有些河流像捉迷藏一样,一会儿钻入地下消失得无影无踪,一会儿又在什么地方淳淳而出;有的河流“行踪”不定,经常改道;有的河流含沙量大,有的河流含沙量小;有的河流形如“九曲回肠”,还会自然截弯取直等等,可谓各式各样。这些都与河流所流经地区的地形、气候密切相关。

可是这么多特性各异的河流,到底是怎样形成的呢?它们最初的模样有着相同的成长过程。它们的形成靠的并不是人力,而是自然的力量。

一般来说,形成一条河流必须具备2个条件:①有经常不断地流动着的水,②水在其中流动的“槽”。

然而,陆地上成千上万条河流,昼夜不停地流着,其水源是从哪儿来的呢?河流的水源是一个复杂的问题,科学上叫河流的补给。

首先,雨水是世界上大多数河流的最重要的水源。我们知道,海洋和陆地表面都不停地进行着水分蒸发,而后把水蒸气送入大气,大气中的水汽9/10以上以降水形式落回地面,进而影响河流的流水。

河槽上空的降雨,可直接加入江河的水流中,但河槽的面积毕竟是不大的,所以河槽上降雨的补给常常是微不足道的,一旦降雨停止,这种补给也就立刻消失。

事实上,河流的降水补给,主要是来自它的广大的集水区域。那些没有直接降落到河槽内的水,并不立即产生径流,而是首先消耗地面上的植物截留、地面下渗、填洼及蒸发等。降雨被植物截留的现象叫植物截留,植物截留的水量不大,它将被蒸发掉。雨水从地面向下不断地渗入土壤的过程,叫下渗。当降雨满足下渗之后,将形成地面积水,蓄积于地面洼地,称为填洼。随着降雨的继续进行,满足填洼后的水开始沿着地面流动,称为地面径流。

在一次降雨过程中,由于各处的植物截留量、下渗量和填洼及蒸发量的不同,地面径流出现的时间、地方有先有后。开始出现的地面径流在坡面上呈面状流动,称为坡面漫流。在漫流过程中,坡面的水流一方面直接接受降水的直接补给,另一方面在前行的过程中不断地因蒸发而消耗。如果降雨很大或降雨时间很长,地面径流就能最终注入河网。这种补给常常在雨后还能持续一段时间。

都说“河流是气候的产物”,而事实上,降水的多少和降水的方式对河水变化影响很大。一般是降水量多的地方,河流水量也大;降水量少的地方,河流水量少。我国气候属于季风气候,全年降雨量大部分集中在夏、秋两季。所以夏秋两季,河流常常形成洪水,带来洪涝灾害。在少雨或无雨的冬季,江河水量显著减少,出现一年中的枯水期,有的河流甚至出现断流现象。

另外,还有许多因素也影响着河水。比如说,地面的蒸发,如果降水的大部分被蒸发掉了,那么流到河里的水量自然要大为减少。有些地方每年降水量的60%~70%成为河水,但另一些地方则只有30%~40%成为河水。这种差别,取决于当地的气候、地形、地质、植物和人类活动等的影响。

降水的方式是多种多样的,在热带和温带地区,降雨是主要形式;在寒带和高山地区,降雪为主要形式。但是,不管是哪一种方式,降水降到地面之后,都可成为河水的来源。

季节性积雪的融水,是河水的又一来源。有些河流,由于春季集水区内积雪的融化,补给河流,使河水流量大增形成春汛,有些地方将之称为桃花水。这种积雪补给河流的水量,受冬季积雪厚度的影响。由于冰雪的融化受气温高低的制约,所以,一般说来,一年中七八月气松花江温最高,融水补给河流的水量也出现最大值,而在冬季则会出现河流的枯水期。

有些山区的湖泊,也常成为河流水的来源。长白山天池,水面恬静、群峰环抱,天池北面,有68米高的瀑布,飞流而下,成为松花江的源头。

地下水也是河水的重要补给来源之一。尤其在枯水季节,降水稀少,河流中水量减少,水位下降,出现地下水位高于河流水位的情况,这时,地下水补给占很大比重。

除以上所说的河水的几种补给来源外,还有沼泽水和冰川融水的补给。

一般说来,一条河流的补给水源往往是多方面的。例如长江,它既有雨水的补给,也有冰川、湖泊、沼泽等补给水源。补给水源还因季节和地域不同而变化。在一年中,冬季降水少,多数河流只能从地下水得到补充;春季既有降水,又有冰雪融水;夏秋季则几乎全部以雨水为主要来源。不过,在地域上也有很大不同,往往在河流的某一段以冰雪融水补给为主,而另一段则以雨水补给为主。

构成河流的另一个基本条件是容纳水的河槽,又称为河床。河槽是经常有河水流动的“槽”。槽的塑造过程不是一朝一夕完成的,经过了水流的成年累月的辛苦劳作。

雨滴落到地面上,经过一段时间,产生了地面径流。在地面比较松软的地方,就慢慢地冲出一条小沟来,在小沟里形成细流。经过数次雨水的冲刷,小沟越来越大,这样的小沟也越来越多。逐渐地,相邻的小沟不断扩展汇在了一起,汇合后的水流量大了,冲刷力也随之增强。后来,小沟扩大成了溪涧,许多溪涧汇集起来,就成了江河。

河道的变迁

河道变迁是指由于河流的天然改道或改向使河道发生平面迁移的现象。河道变迁,一般有3种原因。①由于升降运动的方向和速度的差异而引起的河道变迁,使河道向相对下降的方向偏移。如永定河自西山进入北京平原后,河流由东北向西南方迁移,就是以构造因素为主的渐进式河流改道。②以水文因素为主的突发式河流改道。当河流下游段流经平原时,如含沙量过高,流速变缓时往往形成大量淤积,久而久之,河床高于两岸地面。当发生特大洪水时,河流决口,沿平原上的低地形成新的河道,而把原下游的故道完全废弃。中国黄河下游,历史上曾多次发生河流改道。③因河曲的发育,河流袭夺,河道裁弯取直也是河道变迁的一个原因。河道变迁后如引起水系,流域范围等方面的变化则称为水系变迁。河道变迁对工矿、交通、水利、农田等方面都有影响。现以黄河河道的变迁为例说明。

黄河黄河像一条金色的巨龙,横卧在祖国的北部大地上。它全长5464千米,流域面积752443平方千米。黄河流域是我国文明最早的发祥地,其中下游地区在相当长的历史时期内,一直是我国政治、经济和文化的中心。