侵蚀、搬运和沉积

水系塑造景观方式的一个重要衡量指标是“河网密度”。它等于河流干支流总长除以流域面积，反映了河道的疏密程度。因此，河网密度表达了河流切割景观的程度，能有效地反映地形特征。大量研究表明，不同地区的河网密度差异很大，取决于气候、植被，尤其是地质条件。植被稀疏的干旱地区、大雨频繁的温带和热带地区以及下方存在不透水岩石的地区，其河网密度值往往很高。

河流塑造地球大陆景观的主要方式有三种：侵蚀、搬运和泥沙沉积。人们根据每一区域的主导性过程，利用这三种过程对单一河流和水系进行简单的三段式分类，即河源区、转移区和沉积区。

第一个区域由河流上游构成，大部分的水和泥沙都来自这一区域。河流侵蚀大部分都发生在这里，被侵蚀的物质经第二个区域输送，在第三个区域沉积。这三个区域是理想化的，因为每个区域都存在一定的泥沙侵蚀、储存和输送，但在每个区域内，只有一个过程占主导地位。

反映在图像测量中，河流上下游之间的坡度变化被称为“纵断面”。该断面从河源开始，到河口结束，由于河源部分地形陡峭，而在下游方向上坡度逐渐减小，因此纵断面通常呈凹形。这种通常呈平滑、上凹的形状有时会因出露的坚硬岩石而中断，从而形成局部陡坡。水流在这些区域形成急流，流速增大，侵蚀加剧，障碍物被长时间地消蚀。如果相对柔软的岩石上方覆盖着更加坚硬的岩石，那么这些地方可能形成瀑布。委内瑞拉的安赫尔瀑布是世界上最高的瀑布，当地人称之为克雷帕库派——梅鲁，它从异常坚硬的砂岩岩面上落下，高度达到令人惊叹的979米。

归根结底，河流挟带的所有泥沙都来自周围坡面的侵蚀和地表径流，但直接来源是河床和河岸。水流挟带的泥沙以三种方式存在：以溶液形式流动的溶解物，如钙、镁和其他矿物质；以悬浮形式存在的小颗粒；沿河床滚动、滑动或做“跃移”运动的较大的颗粒。当环境发生某种变化，如河床坡度减小时，此时河流能量以及挟沙能力降低，这些物质便开始沉降。其中的大部分物质沉积在大海中。据估算，在全球范围内，河流每年向海洋输送的悬移质约150亿吨，溶解物约40亿吨。

河流上游可能会流经基岩，但这种情况在下游不太可能发生。冲积河流的两侧是洪泛平原，河槽切入河流自身搬运并沉积下来的物质。洪泛平原是一片相对平坦的区域，在大流量期间会被周期性淹没，通常每一两年一次。当河水漫溢至洪泛平原时，流速降低，泥沙开始沉淀，在洪泛平原形成新的冲积层。

每片大陆上都可以看到特定型式的冲积河道，但归根结底都可以归为三种类型，即顺直型、蜿蜒型和辫状型。顺直型河道在自然界很少见，大多数情况下，它们是评估尺度的函数。在区域尺度上，它们可以被认为是顺直的，但在局部尺度上，它们都存在一定程度的弯曲或者蜿蜒。最常见的河道型式是被称为曲流（meanders）的一系列河弯，它得名于土耳其西南部以蜿蜒曲折而闻名的门德雷斯河（River Menderes）。曲流因凹岸侵蚀、凸岸沉积而发育。随着这些关联过程的持续发展，曲流可能会变得愈来愈弯，特别蜿蜒的曲流最终可能会在狭窄的颈部被切断，留下的旧河道变成了牛轭湖。冲积曲流在洪泛平原的纵、横两个方向上改道，其变化过程可以通过对比以往地图和重复拍照进行监测。横向改道是洪泛平原形成的一个重要过程。

众多水流分汊后再彼此汇聚而呈现辫状外观，这种河流被称为辫状河。这些多次交叉的水流中散布着许多小的且常常为临时的冲积岛。辫状河流通常分布在山区附近坡度相当陡峭的区域，一般挟带大量的泥沙。为什么有些河道蜿蜒曲折，而另一些呈现辫状？人们对此进行了大量的研究。影响河道型式的重要因素包括径流量和流速，而它们又与河道坡度和河道性质有关，特别是河床和河岸容易侵蚀，这会影响河流的泥沙供应。这些因素会随着时空的变化而变化。例如，北美的米尔克河在流经加拿大南部的亚伯达省时是一条典型的蜿蜒河流，但在进入美国蒙大拿州后不久就突然变成了一条辫状河流。组成河床和河岸的物质不同，以及辫状河段河道拓宽降低了河流的动力，是导致这种变化可能的原因。

图4　新几内亚偏远地区的蜿蜒河流和牛轭湖

曲流裁弯形成牛轭湖是河道突然改变路线的一种方式，也是某些冲积河流的一个特征，通常被称为“改道”。这是一个自然过程，河流由原有河道改向，在邻近洪泛平原上形成新的永久河道，这种变化可能对人类活动产生重大威胁。在南亚印度河——恒河平原上，快速、频繁且常常重大的改道已经成为许多河流的典型特征。在印度，戈西河在过去200年里向西迁移了约100千米，甘达克河在过去5 000年里向东迁移了约80千米。巴基斯坦的印度河下游也曾发生过重大改道。河流突然改道的原因目前尚不完全清楚，但在印度河——恒河平原上，地震是原因之一。

改道有时会导致河道干涸，但在其他情况下，河道会分汊形成多河道河流。这些多河道河流被称为“网状”河或“分汊”河。乍看起来，网状河与辫状河很容易混淆，因为两者的型式大致相似。辫状河在单一河道中有多股水流，而网状河则有多个相互连通的河道。尽管如此，关于这些差异的争论仍在继续，同时河道型式的分类方法也是多种多样。河流流量的大小也会导致误解。在大流量情况下，有潜洲的辫状河看起来可能像单一河道；而在小流量时，网状河可能只在主河道中输水，所以看起来像单式河道。

大多数河流最终流入大海或湖泊，泥沙在那里沉积，形成三角洲地貌。三角洲（delta）这一名称来自希腊字母Δ，三角形或扇形是三角洲的典型形状之一。分别位于尼日尔河和尼罗河末端的非洲最大的两个三角洲就是这类三角洲的两个示例。

河流为三角洲的形成提供了泥沙，但影响三角洲形状的因素还有很多，包括径流量、输沙量以及流量、潮汐涨落和波能等相对重要的因素。尼日尔河三角洲和尼罗河三角洲这类扇形三角洲主要由海浪作用形成。河道水流主导作用下形成的三角洲通常延伸至更远的海中，形成三角洲瓣，其河道像鸟的脚趾或爪子一样分汊。密西西比河三角洲就是“鸟足状三角洲”的一个示例。潮汐作用主导形成的三角洲位于潮差较大或潮流较快的区域。它们的典型特征是许多岛屿被拉长并平行于主潮流，垂直于海岸线。新几内亚弗莱河三角洲和布拉马普特拉河与恒河交汇处的三角洲都是这类三角洲的很好示例。

河流末端沉积的物质可以在水下延伸至离开三角洲很远的地方，形成深海扇。世界上最大的深海扇位于远离恒河——布拉马普特拉河三角洲的水下。孟加拉深海扇长近3 000千米，宽1 000多千米，最深部分的厚度可能超过16千米。它通过海底峡谷与恒河——布拉马普特拉河三角洲相连，峡谷将河流中的泥沙输送到深海海床。孟加拉深海扇的起源可以追溯到4 000多万年前的一次构造事件，即印度次大陆与欧亚大陆发生碰撞，喜马拉雅山脉在该事件中形成。

图5　尼日尔河三角洲是典型的扇形三角洲，也是非洲最大的三角洲