在地表流動的水形成溪流和河流,最終匯入海洋。整個這一歷程叫作流路,水流的特性隨流路的不同而變化。
上游流路處于河流的源頭。雨水滲入土中形成地下水,地下水聚集在粘土層之類的非透水地層之上。當這種地下水從一個坡地流出地表時,泉水便噴涌而出,形成一股細流。隨著新的雨水和附近泉水的加入,細流的水量增加,成為流量更大的溪流。在石灰?guī)r地區(qū),水容易滲入地下,因此出現(xiàn)較大的泉或者發(fā)生復流現(xiàn)象。這些大型的泉或復流,實際上是地下河突然流出于地表的現(xiàn)象。
在山區(qū),山坡使溪流成為能夠移動碎石的強勁急流。急流逐漸在巖石中刻蝕出峭壁式的峽谷。再往下方,水流沖蝕出V形谷地。隨著河床從山地向平原降低,V形谷地逐漸展寬。
在急流河段,植被稀少,因為強勁的水流使得植物不能在兩岸扎根生長。這也是為什么那里除鱒魚和鮭魚外,很少有魚的原因。
溪流和急流匯成河流。當河流進入平原時,流速開始減慢。一條河流及其支流的整個范圍構成一個流域。流域的面積可以相差很大。法國的塞納河流域面積為79000平方千米,而非洲的扎伊爾河(以前稱為剛果河)流域面積達3800000平方千米。
一條河的流路可能極為崎嶇不平。例如,河流可能流經(jīng)一些壯觀的瀑布。河流的支流引入不同的水量,因而會改變干流的流量,而且在大雨過后或山區(qū)的積雪融化時可能引發(fā)洪水。發(fā)洪水時,河流漫過它平時的河床,侵入周圍的泛濫平原。
在炎熱或干旱的季節(jié),水分蒸發(fā),補給河流的水量減少,河流因而回落到它尋常的、甚至更低的河床。這時的水位叫做枯水位。
當河流流近海洋時,因為地面變得較平坦,河流的流速變慢,水面展寬,而且往往形成河曲。由于流速變慢,河流所攜帶的泥沙發(fā)生沉積,形成沖積層。植被大量生長,尤其沿河的兩岸,植被更加茂密。
河口是河流入海的地方。如果那里有一個長長的、喇叭形的出口,河口就形成河口灣,例如加拿大的圣勞倫斯灣。在河口灣,海水在高潮時,會逆河上溯到很遠的距離。如果海岸幾乎沒有潮汐,那么富含沉積物的河流會發(fā)生泥沙的大量淤積,直到淤積的泥沙逐漸形成將河流分成多條河道的島嶼。這時的河口變成了一個三角洲,像法國的羅納河三角洲和埃及的尼羅河三角洲。只有能承受鹽、淡水混合環(huán)境的生物,如鰻魚,才能在河口灣和三角洲中生存。三角洲是蒼鷺等大量鳥類的家園。
在上游河段,河流發(fā)源于山地中(1),并擴大成急流。河流順陡坡向下流動,以瀑布(2)的形式越過懸崖的邊緣。另一條河流或支流(3)加入其中,兩條水道在坡腳的凹地形成一個湖泊(4)。又一條支流(3)加入進來,河流經(jīng)平原繼續(xù)奔流。在中游河段,地面起伏很小,因此,河水流動較慢,河面展寬,并形成河曲(5)。河流從一個由裁彎形成的小“牛軛”湖(6)的旁邊流過。牛軛湖在以前曾是河曲,現(xiàn)在被裁彎作用分離出去。最后,河流來到下游河段,經(jīng)進一步展寬后流入海洋,形成寬闊的河日灣(7)。
淡水積聚在洼地形成湖泊,同樣也形成沼澤。沼澤是植被叢生并棲居著水陸兩棲動物的廣闊淺水區(qū)域。
湖泊是位于天然盆地的廣闊的靜水水域。湖水主要由注入其中的河流補給,而且部分湖水通常由另一條河流輸走。輸走湖水的河叫作“湖源河”。湖泊的形狀、深度和大小,隨湖泊的成因不同而變化。
地殼運動使地面漸漸下沉,形成一些淺的集水盆地,這就是構造湖的成因。非洲浩瀚的維多利亞湖就屬于這類湖泊。地殼因突發(fā)性的運動造成地震和巖石斷層。在這些斷層之間,地面會發(fā)生塌陷,形成巨大的洼地或地塹,這些低洼地形可能演變成很深的湖泊。這類湖泊的例子包括世界上最深的湖泊-俄羅斯的貝加爾湖(水深
1620米)。
火山湖出現(xiàn)于積聚淡水的死火山口。這類湖一般很小,大致呈圓形,水深通常較大,湖岸較陡。有時,從這些火山口的深處釋放出有毒氣體。在1986年,從喀麥隆的尼奧斯湖釋放出二氧化碳,造成了大量受害者。
在以前的冰川地區(qū),冰川運動造成集水洼地。同樣,冰川也在松軟的山地巖石中挖掘出深深的盆地,冰雪融化的水注入其中。由冰川挾帶的冰碴或巖屑也會形成一些堤壩地形,使大量的水在那里聚集。冰川湖的例子很多。它們見于曾經(jīng)被冰川覆蓋的地區(qū),例如加拿大。斯堪的納維亞和波蘭北部及一些多山地區(qū)。加拿大的大湖群、瑞典的韋特恩湖、意大利的加爾達湖和科莫湖等許多阿爾卑斯山區(qū)湖和瑞士的蘇黎世湖,都是冰川湖。
在荒漠地區(qū),地表徑流和河流往往只流到洼地底部的湖中,而沒有向海的出口。這類例子包括美國的大鹽湖以及東非的納庫魯湖和納特龍湖。水體在這些湖中停滯并蒸發(fā),河流帶來的無機鹽便積累起來并達到飽和狀態(tài)。有時,湖水幾乎完全消失,留下荒漠鹽灘。這樣的湖在撒哈拉地區(qū)被稱為鹽沼,在南美洲稱為“鹽湖”或“高鹽湖”,其中最大的一個是阿根廷的大鹽湖。
沼澤和濕地是植物在其中扎根生長并蔓延開來的成片淺水區(qū)。它們形成在近水面地區(qū)和被淤泥充填的淺水湖,以及河流沿岸或河口灣內(nèi)。在曾經(jīng)被冰川覆蓋的寒冷地區(qū),例如芬蘭的北部和加拿大常見有沼澤和濕地。大型沼澤也分布在大河河谷的兩岸,其中包括北美洲的密西西比河、南美洲的亞馬孫河以及非洲的扎伊爾河。沼澤中有大量的動物,有些沼澤還被列為自然保護區(qū)。美國佛羅里達大沼澤地就是一個這樣的保護區(qū),其中棲息著美洲鱷等眾多的水陸兩棲動物。
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