桥建好了,河却弯到旁边了。如此尴尬的一幕发生在中美洲洪都拉斯,而这并非个例。如果你留意会发现,自然界的河流都是弯曲的,而且在不加干涉的情况下会越来越弯,直到两个拐弯处合并形成新河道。为啥会这样呢?可能有人会脱口而出:地转偏向力,但这不是最主要的因素。

地转偏向力造成河流弯曲
先简单解释一下啥是“地转偏向力”。你可以把地球想象成高速旋转的圆盘,如果你站在圆盘上不动,并不会产生偏向力。但当你向前方丢出一个球,这时圆盘还在转动,而这个球原来的惯性速度,跟不上现在圆盘的转动速度,导致球的原本运动方向和实际运动方向发生了一定偏移,这就是地转偏向力。

地转偏向力整体呈北半球向右转,南半球向左转,赤道附近无偏转的规律。如果把这个原理套在河流上,会发现北半球的河流,河水总更倾向于冲刷右岸。而左岸缺少河水冲刷,流速较慢,所以经常有沙石堆积。久而久之右岸侵蚀,左岸堆积,平直的河道就开始弯曲了。

横向环流不断冲刷河道
但地转偏向力并不能解释一些既向左偏又向右偏的蛇形河道,因此河流弯曲的最主要原因,其实是隐藏在水流里的横向环流。

横向环流听上去可能陌生,但我们平时也能见到类似的现象。当我们搅动一杯茶水时,会发现茶叶并不会无规律四散,而是逐渐聚集在杯底中心。

这是因为水流受搅动发生旋转,在表层形成了快速的离心力,表层水会往同一侧集中。而底部的水为了平衡另一侧缺少的水,就会在底部产生一个横向的压力,把水送到另一侧,从而形成横向环流。

换成河道也是这样。河水受到河里的砂石搅动,以横向环流的形式向前流淌。表层的水流速度特别快,不断侵蚀一侧的河岸,形成凹岸。与此同时底部的水流,就会顺着环流圈从凹岸流向凸岸,来弥补凸岸的水量,顺便也把河底的泥沙带到了凸岸。结果就是凹岸越来越凹,凸岸越来越凸,河流也就变得越来越弯曲了。

更神奇的是,如果这种情况不进行干预,两个邻近的拐弯处会越来越近,最后交叠在一起。这时水流会顺着直线行驶,原来的弯曲河段将慢慢脱离河道,形成封闭的牛轭湖。

人工筑堤防止河流改道
以上这些在长江的荆江段都能看到。从湖北藕池口到湖南城陵矶的长江荆江段下游,刚好位于长江从三峡山区进入平原地带的过渡段。湍急的河水产生横向环流,导致这段河道弯曲现象非常严重。明明河道全长240公里,直线距离却才80公里,足足拐了16个大弯。

而且在荆江两岸还形成了尺八口湖、月亮湖、大公湖等牛轭湖,这些都是荆江古河道的残迹。

然而人类进入工业文明后,越来越多的城市和农田开始沿着河道分布。这时河道如果再变弯,就容易造成一定损失。因此人们就会在河流两侧人工筑起堤坝和河堤来引导河流,让河流不再变弯。这也是我们今天很难再看到河流改道的原因。

参考资料:
1. 河流为什么总是弯弯曲曲的?——海南省地质局
2. “神奇水实验”第3期:弯曲的水流——上海水务
3. 横向环流——中国知网
4. 从“险在荆江”到“美在荆江”,看长江大堤蜕变——长江日报



















