彎彎的河水從哪裡來？

最新 06-30

蜿蜒的河曲、蒼翠的原野、落霞的餘暉……如果你對這些陶醉人心的美景嚮往已久，那麼你需要加快自己的旅行計劃了——因為隨著河岸周緣植被砍伐的加劇，大量的河曲正在消失。或許不久的未來,人們將只能欣賞「大江東去」的景緻了。

夕陽下的亞馬遜河河曲，巴西；攝影/Saarschleife Juni

河流為什麼會彎曲

與人的成長相同，河流的一生也會經歷從幼年到成熟的不斷發育過程，並且在河流所流經的不同區域，也會由於流水動力的改變而展現出不同的形態。在河流的源頭，山區彙集了大量的雨水或冰雪融水，加之陡峭的地形坡度，為河水提供了充沛的動力。因此這一區域的河流一路自由奔騰，即使遭遇到阻擋也可以依靠強大的衝擊和侵蝕能力開闢出通道，在形態上表現為總體較為平直、內部具有大量的分叉河床相互交錯的「辮狀河」形態。

山前戈壁灘中河流水道的痕迹，新疆哈密；攝影/趙承安

而當河流進入中下游時，其流速變緩，水流的動力減弱，已經不能在維持自己「橫衝直撞」。面對地形的高低起伏，河道里可能存在的斷裂溝谷等脆弱帶，河床兩岸岩石性質和強度的差異等等因素，河道將發生微小的彎曲。而當水流不再沿直線流動時，在河道中水流流速的分布將不再對稱，而產生相應的螺旋形環流。

在螺旋環流的作用下，河流逐漸變得越來越彎曲

如上圖所示，當水流衝擊前方的河岸時（圖中凸出的河岸），從河岸上被剝蝕下來的泥沙等物質將會在螺旋形環流的作用下發生橫向的移動搬運。這些碎屑物質隨著水流移動到下一個河流的凹岸處時，會由於流速的減緩而沉降堆積下來。最終促使凸岸越來越凸出，凹岸越來越凹陷，河流的彎曲程度不斷增大，形成「九曲迴腸」的河曲。

沉默的河曲衛士

但河流的彎曲過程不會無限的進行下去。如上圖所示，當河曲的發展達到最終階段時，河水走過的路徑已經大大超過河曲兩個端點之間的直線距離。此時的凸岸根部可謂是搖搖欲墜，只需要一次較大的洪水期，水流就會截斷凸岸，重新選擇最短的直線路徑。而被廢棄的河道則殘留下來，形成一段段月牙狀的牛軛湖。

但為什麼我們時至今日仍可以見到大量的蜿蜒河曲呢？這就不得不提到河岸邊默默生長的各類植被了。正是由於它們的存在，植被通過根系的約束作用或形成表面席加固堤岸，維持河曲彎曲和截彎取直之間的平衡，使得彎度較大的河流也不容易發生取直現象。促使原本處於「不穩定」狀態下的凸岸仍然可以經受水流的衝擊而得以存在。

河岸邊緣的植被對堤岸起到了重要的固結作用，維持了河曲的穩定性。即使是如B、D圖中根系較不發育的草本植物，也有十分明顯的效果。（Alexander J. Horton et al., 2017）

但雨林開發的加速，對這一過程起到了強烈的破壞。馬拉西亞Kinabatangan River沿岸的居民為了獲得肥沃的邊灘田地，將大量的沿岸低地改造為種植園和農田。據估計過去十年中已經有超過半數的沿岸森林遭到砍伐，河岸的植被覆蓋率下降了至少30%——與之相對應的結果是，遙感監測發現植被覆蓋下降後河道遷移的速率提高了23%，堤岸的被侵蝕量也大大增加。換句話說，河曲的「截彎取直」過程正在被重新啟動並加速進行。