河流的地质作用，包括河流的侵蚀、搬运和堆积作用。河流地质作用的强弱，主要与河水的动能有关。河水的动能与流量和流速平方的乘积成正比。河流在洪水期冲刷、搬运和堆积作用之所以特别强烈，就是因为河流的流量、流速显著增大，河水动能显著增强。

一条河流从河源到河口一般可分为三段：上游、中游和下游。上游多位于高山峡谷中，急流险滩多，河道较直，流量不大但流速很高，河谷横断面多呈“V”形。中游河谷较宽广，河漫滩和河流阶地发育，横断面多呈“U”形。下游多位于平原地区，流量大而流速较低，河谷宽广，河曲发育，在河口处易形成三角洲。

河流的侵蚀作用、搬运作用和沉积作用在整条河流上同时进行，相互影响。在河流的不同段落上，三种作用进行的强度并不相同，常以某一种作用为主。

1.河流的侵蚀作用

河水在流动的过程中不断加深和拓宽河床的作用称为河流的侵蚀作用。按其作用的方式，可分为溶蚀和机械侵蚀两种。溶蚀是指河水对组成河床的可溶性岩石不断地进行化学溶解，使之逐渐随水流失。河流的溶蚀作用在石灰岩、白云岩等可溶性岩类分布地区比较显著。机械侵蚀作用包括流动的河水对河床组成物质的直接冲击和夹带的砂砾、卵石等固体物质对河床的磨蚀、撞击。机械侵蚀在河流的侵蚀作用中具有普遍的意义，它是山区河流的一种主要侵蚀方式。

按照河床不断加深和拓宽的发展过程，河流的侵蚀作用可分为下蚀作用和侧蚀作用。下蚀和侧蚀是河流侵蚀过程中互相制约和互相影响的两个方面。

（1）下蚀作用。

河水在流动过程中使河床逐渐下切加深的作用，称为河流的下蚀作用。河水夹带固体物质对河床造成机械破坏，是使河流下蚀的主要因素。下蚀作用强度取决于河水的流速和流量，也与河床的岩性和地质构造密切相关。河水的流速和流量大时，下蚀作用的能量大。岩性松软或受到构造作用的破坏，则下蚀易于进行，河床下切过程加快。

河流的下蚀作用并不会无止境地继续下去，而是有它自己的基准面。随着下蚀作用的发展，河床不断加深，河流的纵坡逐渐变缓，流速降低，侵蚀能量削弱，达到一定的基准面后，河流的侵蚀作用将趋于消失。河流下蚀作用消失的平面，称为侵蚀基准面。流入主流的支流，基本上以主流的水面为其侵蚀基准面；流入湖泊海洋的河流，则以湖面或海水面为其侵蚀基准面。

（2）侧蚀作用。

河流以携带的泥、砂、砾石为工具，并以自身的动能和溶解力对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷加宽的作用称为侧蚀作用。河流的中、下游以及平原区的河流，由于河床坡度较为平缓，侧蚀作用占主导地位。河水在运动过程中的横向环流作用，是促使河流产生侧蚀的主要因素。在天然道上能形成横向环流的地方很多，但在河湾部分最为显著，如图7.8（a）所示。当运动的河水进入河湾后，由于受离心力的作用，表层水流以很大的流速冲向凹岸，产生强烈冲刷使凹岸岸壁不断坍塌后退，并将冲刷下来的碎屑物质由底层水流带向凸岸堆积下来，如图7.8（b）所示。由于横向环流的作用，凹岸不断受到冲刷，凸岸不断发生堆积，结果使河湾的曲率增大；同时受纵向流影响河湾逐渐向下游移动，因而导致河床发生平面摆动。这样天长日久，整个河床就被河水的侧蚀作用逐渐地拓宽，如图7.9所示。

沿河布设的公路，由于河流的水位变化及侧蚀，路基会发生水毁现象，特别在河湾凹岸地段最为显著。因此，在确定路线具体位置时，必须加以注意。此外，河湾部分的横向环流作用明显加强，容易发生坍岸，并产生局部剧烈的冲刷和堆积作用，河床容易发生平面摆动，这对于桥梁的建设，也是很不利的。

下蚀和侧蚀是河流侵蚀作用的密切联系的两个方面，在河流下蚀与侧蚀的共同作用下，河床不断加深和拓宽。由于各地河床的纵坡、岩性、构造等不同，两种作用的强度也就不同，或以下蚀为主，或以侧蚀为主。如果河流只进行下蚀作用，或以下蚀作用为主，河谷横断面呈“V”形。如果河流只进行侧蚀作用，或以侧蚀作用为主，河谷橫断面呈“U”形，谷底宽平。如下蚀作用与侧蚀作用等量进行，河谷横断面多不对称。一般来说，中下游河段河流侵蚀以侧蚀作用为主；在河流的上游，由于河床纵坡大、流速大，以下蚀作用为主。

2.河流的搬运作用

河流在流动过程中夹带沿途冲刷侵蚀下来的物质（泥沙、石块）离开原地的移动作用，称为搬运作用。河流的侵蚀和堆积作用，在一定意义上都是通过搬运过程来进行的。河水搬运能量的大小，取决于河水的流量和流速，在一定的流量条件下，流速是影响搬运能量的主要因素。河流搬运物的粒径与水流流速的平方成正比。

流水搬运的方式可分为物理搬运和化学搬运两大类。物理搬运的物质主要是泥沙石块，化学搬运的物质则是可溶解的盐类和胶体物质。

物理搬运根据流速、流量和泥沙石块的大小不同，又可分为悬浮式、跳跃式和滚动式三种。悬浮式搬运的主要是颗粒细小的砂和黏性土，悬浮于水中或水面，顺流而下。例如黄河中大量黄土颗粒的移动主要是悬浮式搬运。跳跃式搬运的物质一般为块石、卵石和粗砂，它们有时被急流、涡流卷入水中向前搬运，有时则被缓流推着沿河底滚动。滚动式搬运的主要是巨大的块石、砾石，它们只能在水流强烈冲击下，沿河底缓慢向下游滚动。

河流在搬运过程中，随着流速逐渐减小，被携带的物质按其大小和重量陆续沉积在河床中，上游河床中沉积物较粗大，越向下游沉积物颗粒越细小；从河床断面上看，流速逐渐减小时，粗大颗粒先沉积下来，细小颗粒后沉积，覆盖在粗大颗粒之上，从而在垂直方向上显示出层理。在河流平面上和断面上，沉积物颗粒大小的这种有规律的变化，称为河流的分选作用。另外，在搬运过程中被搬运物质与河床之间、被搬运物质互相之间，都不断发生摩擦、碰撞，从而使原来有棱角的岩屑、碎石逐渐磨去棱角而成浑圆形状，成为在河床中常见到的砾石，卵石和砂，它们都具有一定的磨圆度。这种作用称为河流的磨蚀作用。良好的分选性和磨圆度是河流沉积物区别于其他成因沉积物的重要特征。

3.河流的沉积作用与冲积层

河流在运动过程中，当河水夹带的泥沙、砾石等物质超过了河水的搬运能力时，被搬运的物质便在重力作用下逐渐沉积下来，称为沉积作用。河流的沉积物称为冲积层。河流沉积物几乎全部是泥沙、砾石等机械碎屑物，而化学溶解的物质多在进入湖盆或海洋等特定的环境后才开始发生沉积。冲积物按其沉积环境的不同，有以下几种类型：

（1）河床相沉积。

河床内的沉积作用随水位的季节性变化而有规律地进行。在洪水期，大而重的碎屑物被搬走，在平水期又沉积下来，所以河床内的每个地方都有沉积发生。由于河床是经常被流水占据的部分，水流速度快，故沉积物粗，属冲积物中粒度最粗的部分。一般在上游颗粒最粗，多由粗砾甚至巨砾组成，且分选性差，粗细混杂；在中、下游颗粒较细，较均匀，多由粗砂、细砂等组成。

（2）河漫滩相沉积。

在洪水期，河水漫出河床，由于流速突然减小，较粗的沉积物便迅速沉积下来，形成河漫滩相沉积物。沉积物多由粉砂与黏土组成，内侧较粗，向外逐渐变细。由于河曲的不断发展，河床侧向迁移，在河床相沉积层之上堆积了河漫滩相沉积，这一套沉积构成冲积层的二元结构。即下部为河床相沉积物，颗粒粗；表层为河漫滩相沉积物，颗粒细，以黏土、粉土为主。

（3）牛轭湖相沉积。

在牛轭湖范围内形成的沉积物，主要为静水沉积，一般多由富含有机质的淤泥和泥炭组成，天然含水率很大，抗压、抗剪强度小，容易发生受力变形。

（4）三角洲相沉积。

河流流入湖、海的地方叫河口。河口是河流最主要的沉积场所。一方面，由于河口处水域骤然变宽，河水散开成为许多岔流，加之河水被湖水或海水阻挡，流速大减，机械搬运物便大量堆积下来，河流机械搬运物的一半以上沉积于此；另一方面，河水中的溶运胶溶体在胶体粒子所带电荷被海水电解质中和后也会迅速沉淀。大量物质在河口沉积下来，从平面上看，外形像三角形或鸡爪形，所以称为三角洲。

（5）山区河流冲积物。

湍急的山区河流，冲积物几乎完全为河床相。在平水期水流清澈，河床相冲积物主要为砾石、卵石及粗砂。洪水期间水流能量很大，剧烈地侵蚀河谷谷底，同时带来巨大的卵石、砂砾石及浑浊的泥质物质。这些物质混杂堆积，砾石的磨圆度及分选性都很差，砾石有时具有一定的排列方向，形成叠瓦状沉积。由于河床坡降大，砂、黏土等细粒物质几乎不可能在河床底部的表面沉积下来，在洪峰以后，浑浊水流中的泥沙，以充填方式在巨大的砾石空隙中沉积下来。因此几乎见不到成层的砂、黏土层。

从冲积层的形成过程，可知它具有以下特征：

1）冲积层分布在河床、冲积扇、冲积平原或三角洲中；冲积层的成分非常复杂，河流汇水面积内的所有岩石和土都能成为河流冲积层的物质来源；冲积层物质的分选性好，磨圆度高，且发育近水平层理。

2）山区河流沉积物较薄，颗粒较粗，承载力较高且易清除，地基条件较好。

3）由于冲积平原分布广，表面坡度比较平缓，多数大、中城市都坐落在冲积层上；道路也多选择在冲积层上通过。作为工程建筑物的地基，砂、卵石的承载力较高，黏性土较低。在冲积平原应当特别注意冲积层中的两种不良沉积物，一种是软弱土层，例如牛轭湖、沼泽地中的淤泥、泥炭等；另一种是容易发生流沙现象的细、粉砂层。遇到它们时应当采取专门的设计和施工措施。

4）三角洲沉积物含水率高，常呈饱和状态，承载力较低。但其最上层因长期干燥，比较硬实，承载力较下层高，俗称硬壳层，可用作低层建筑物的天然地基。

5）冲积层中的砂、卵石、砾石常被选用为建筑材料。厚度稳定、延续性好的砂、卵石层是水量丰富的含水层，可以作为良好的供水水源。