動力地貌學

動力地貌學

動力地貌學是研究各種地貌營力,特別是外營力在地貌塑造中作用的學科,是地貌學的重要分支。它套用數學、物理和化學等基礎科學的原理和方法研究地貌形成的機制,著重研究地貌形成的現代過程以及地貌與各作用變數之間的關係,用現實主義的原則,再現地貌形成和演變的歷史,故又稱地貌過程。動力地貌學萌芽於19世紀80年代,最初是將水力學知識用於河床發育過程的研究。隨後,運用波浪、潮汐等海岸動力因素研究海岸地貌的形成與演變。

簡介

長江三角洲地區地貌
地貌學分支學科之一。研究地貌形成、演變、預測及套用的動力機制和作用過程。在研究作用力及過程時,強調外營力及內營力作用的強度(幅度)、頻度(持續時間的長短)及相互間的匹配對比等問題。分外營力動力地貌學和內營力動力地貌學。前者與太陽能及氣候有關,往往與氣候地貌學相聯繫,有風化剝蝕動力地貌學流水動力地貌學湖沼動力地貌學、河口海岸動力地貌學、風沙動力地貌學、土石流、滑坡動力地貌學及喀斯特動力地貌學等。後者與地殼運動及地球物理作用有關,往往與構造地貌學相聯繫,有板塊構造動力地貌學、火山動力地貌學、地震動力地貌學等。
崖壁地貌

動力地貌學具有強烈的環境效應。如流水動力地貌學與地球表層學息息相關,一方面它本身是自然地理系統的組成要素,極大地影響地理系統的結構與功能,並受自然地理系統的影響;另一方面人類活動的加強,不斷地調整流水動力地貌系統演化的方式和速率,抑制或促進流水動力地貌作用的強度。當氣候由濕變乾時,河網密度增大,流域內侵蝕加劇,河道中發生堆積,流量變幅增大,輸沙率增大,物質變粗,促使河型由曲流型向遊蕩型發展,在此過程中,河流活力增大,能量消耗率變大,河床穩定性變差,必然給人們帶來危害。相反,當人們利用和改造流水動力地貌系統時,同樣給出複雜的環境效應,如黃土高原在歷史上秦漢、唐宋及明清3次大規模砍林、墾殖,致使人為加速侵蝕率由7.9%增加到25%。

此外,河道過度裁彎,引起曲流河型向分叉型發展;城市化造成都市洪害,河道下切;地下水起采,導致地面沉陷而不穩定等,促使流水動力地貌系統中能量的再分配和物質輸移的調整。在動力地貌學研究中,應注重背景機制及侵蝕速率、人類活動干擾機制、自然與人為速率臨界及環境工程措施等。

研究簡史

構造地貌
動力地貌學(dynamical geomorphology)是研究地球表面在內營力和外營力作用下發生的變化及其規律的科學。常運用物理、化學、數學等學科。該學科起源於1880年代,早期主要研究河流沖積、侵蝕等作用,1950年代以後獲得較廣泛的發展。

動力地貌學萌芽於19世紀80年代,最初是將水力學知識用於河床發育過程的研究。隨後,運用波浪、潮汐等海岸動力因素研究海岸地貌的形成與演變。20世紀50年代後發展較快,J.戴萊克於1957年對動力地貌學的性質和研究方法作了探討。60年代起,對地貌過程的研究發展到地貌演變的數學分析,代表性著作有A.E.沙伊德格爾《理論地貌學》(1961,第1版;1970,第2版),J.C.多恩坎普和C.A.M.金《地貌學數值分析導論》(1971),C.恩布爾頓和J.索恩斯《地貌過程》(1979)。在中國自60年代以來動力地貌學的研究得到了發展,特別是在海岸地貌河流地貌、風沙地貌、坡地地貌及土石流研究等方面,陸續建立了河流地貌實驗室、波浪水槽及海岸河口整體模型實驗裝置、風洞實驗裝置等,還建立了各種定位、半定位野外實驗站,取得了一批成果。

研究內容

構造地貌
主要有以下幾個方面:

①活動構造地貌。研究形成構造地貌的構造應力場,分析各種岩層、岩體的物理力學性質對各種構造地貌的影響,並套用地球動力學知識分析新構造時期地貌在內動力作用下的表現。

②河流動力地貌。研究河流動力與地貌形態的關係,包括研究在一定的水力與邊界條件下,河床地貌的形成與演變過程;影響河流地貌過程的流域盆地、地質、氣候、水文、水系密度、發育階段等因素,與河流地貌之間的相互作用;以及通過野外觀測、模擬試驗等方法研究岸坡形態、河流縱剖面河床地貌、河型及其轉化等問題。

③海岸動力地貌。研究海岸帶在波浪、潮汐、海流、風等動力因素作用下的演變過程。這些動力因素是作用於海岸的作用變數,能引起海岸地貌海岸沉積物的變化,稱為反應變數。海岸動力地貌既要研究這些變數的本身,同時也要分析這些變數對動力因素的反饋作用。

④風沙動力地貌。主要套用空氣動力學和實驗物理學的理論,研究沙丘沙的形成和運動規律;通過野外觀測和實驗,研究風沙流的結構特徵,探討沙丘的動態變化。

⑤喀斯特動力地貌。包括用化學方法研究碳酸鹽岩的溶蝕過程;結合地下水運動規律,闡明喀斯特地貌的形成和發展規律;用實驗方法研究溶蝕速率;用水力學原理研究喀斯特窪地的形成與演變等。

⑥坡地動力地貌。研究坡地在風化、降水、冰凍-融化、重力等因素作用下的演變過程,探討坡面徑流的侵蝕過程和崩塌、滑坡、土石流等的動力機制,運用數理統計方法進行坡地形態分類,研究坡地發育的理論模式。

研究方法

風蝕地貌
具體方法很多,就方法論而言主要有:

①各種動力因素與地貌形態的關係分析。動力地貌著重研究最易變化的地貌,即短時期內可測變數的地貌,動力因素是易變的,亦是可測的。通過反覆測量動力因素地貌沉積物的變數,以求得兩者之間的相互關係。

②現代過程與歷史過程的關係分析。動力地貌研究現代過程、即地貌的成因機制,有助於認識整個地貌景觀的物理、化學屬性及其發育史。動力地貌所研究的過程著重短暫的、地貌演變中的片斷事件,但還需要研究地貌景觀的結構、地質組成和歷史演變,以揭示動力-形態相互作用過程的長周期變化特性,有助於現代過程的研究。

③微觀與巨觀的關係分析。動力地貌研究通常要對風化過程、坡地過程、海灘變化、各種營力的侵蝕和搬運、沉積物的分選和堆積等進行微觀的分析,這些微觀的地貌過程是受控於地貌景觀的總體,因此研究微觀過程必須考慮地貌景觀的巨觀條件。眾多微觀的過程又會影響地貌景觀的總體,因此作巨觀分析時又不能忽略微觀過程。

相關書籍

河流動力地貌學
《河流動力地貌學》
作者:倪晉仁
ISBN:9787301036303
頁數:396
出版社:北京大學出版社
裝幀:平裝
出版年:1998-10-01

簡介:本書是將水沙兩以基本理論套用於河流地貌學研究的著作。該書較為系統地探討了河流動力地貌學的基本問題及其可能解決的途徑,作為一種嘗試,並對河流地貌過程進行了大量描述與模擬。全書共九章,第一章概論;從第二章第九章,重點介紹描述水系與流域、階地與古河道、河相關係、河型過程、河口地貌過程的動力學方法,最後對河流地貌的模擬進行了介紹,書中不僅反映了作者近年來的研究成果,而且也對國際上有代表性的成果進行了深入系統的評述,如對已有各理論優缺點及其之間關係的闡述,對河流動力地貌學未來發展趨勢的探討,尤其是對流域產沙與坡形發育關係、流域與河流的回響關係、河型發育過程的一般規律及江心洲河型成因等方面的見解皆頗有新意,本書選題新穎,內容豐富、全面,闡述詳細,每章末並附有詳盡的參考文獻。

分支學科

地理學概述、自然地理學、地貌學構造地貌學、氣候地貌學、套用地貌學、植物地理學、動物地理學、冰川學、凍土學、古地理學、水文地理學、土壤地理學、化學地理學、綜合自然地理學、人文地理學、經濟地理學、農業地理學、工業地理學、商業地理學、交通運輸地理學、旅遊地理學、人口地理學、人種地理學、聚落地理學、鄉村地理學、城市地理學、社會地理學文化地理學、醫學地理學、政治地理學、軍事地理學、地圖學、地名學、理論地理學、歷史地理學、區域地理學、套用地理學

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