没有笔直的河流

自古以来，人们就知道河流是蜿蜒曲折的，但千万不要以为是由于地形的原因造成了河流的弯曲。在一些地势完全平坦的地方，河流也不是直线的，同样是弯弯曲曲的，这是为什么呢？

通过进一步研究，我们有了意外的发现：原来最不可能出现直线河流的地方恰恰是最平坦的地区，在这种地方，直线方向对于河流来说是最不稳定的，而河流想要保持直线方向，必须有理想的条件为前提，遗憾的是这种理想的条件根本不存在。

假设果真有一条河流正在基本相同的土壤上沿着一条直线流动，由于偶然的原因，比如途经某个土壤质地稍有不同的地区，河水在某一个位置稍微出现了一些偏移，它会立刻恢复到直线方向上继续流淌吗？根本不可能。不仅如此，这种偏移还会越来越大。

图46　河流极小的弯曲会不停地加大

我们来解释一下原因。在弯曲的地方，河水是沿着曲线流动的。图46就是河流出现了一个极小的弯曲的部位，A与B是弯曲部位的河的两岸，A为凹入的一侧，B为凸出的一侧。由于离心力的作用，河水流经此处时会压向河岸A，并不断地冲刷A，离开B。但此时我们并不希望它沿着曲线流，我们希望它的路线恢复成直线，想要达到这个目标，就得不断冲刷河岸B，离开A，这与河水的实际流淌方向是完全相反的，不可能实现。事实上，由于河岸A受到不断的冲刷，凹入的程度越来越大，以至于河流的曲率也开始增大了，这导致离心力的增加，河流对河岸A的冲刷力度就更大了。可见，如此循环下去，河流哪怕是出现了一个非常小的弯曲，这个弯曲也会不断地增大。

岸边凸出一侧的水流流速比对岸慢，所以水流带来的泥沙大部分沉积在了凸出一侧的岸边。而凹入的一侧在越来越强烈的冲刷下，河水变得越来越深，这就是为什么凸出一侧的河岸比较平缓，而凹入一侧的河岸非常陡峭。

也许有人认为，导致出现河流轻微偏移的原因也有可能根本不会出现。事实上没有这么乐观，因为这是不可避免的，所以河流会越来越弯曲这个事实也不可避免。久而久之，河流便变得蜿蜒曲折了。地质学上将这种曲折称为“梅安德尔河曲”，这个词语来自位于小亚细亚西部的梅安德尔河，它的曲折的河道曾令古人大为惊奇，“梅安德尔河曲”也就因此成为复杂曲折的河道的代名词。

图47河床的弯曲是怎样自行加大的？

接下来我们做一件有趣的事情，来研究一下河流的弯曲会怎样发展下去。图47中的小图（a）～（h）表现了河床逐步改变的过程。其中小图（a）中的小河只是稍有弯曲，但在（b）中，水冲入了凹入一侧的河岸，并稍微偏离了凸出一侧的河岸。到了（c），河床明显变宽。在（d）中它已经是河谷了，河床只是它的一部分。（e）、（f）、（g）对河谷的进一步发展进行了详细的记录，在（g）中我们看到河床几乎弯曲成了一个环套。在最后的小图（h）中，河水打通了距离较近的河床弯曲处，为自己开辟了新道路，新的河床就这样形成了。此后，河谷的凹入部分以“故道”或“旧河床”的形象被河流淘汰，成为被遗弃的“死水”。

至于河流为什么不安安分分地在平坦的河谷中间或一边流淌，非得不厌其烦地从凹入的一侧折向新近凸出的一侧[14]，读者们应该自己就能解答了。

力学就像是河流的主宰，掌握着它们的地质命运。我们所说的这些现象并不是一朝一夕形成的，它们经历了几千年漫长的岁月，渐渐地变成现在的样子。不过我们现在也可以在春天里看到很多与之类似的现象，只不过规模比较小罢了。比如，当冰雪融化时，注意观察雪水在雪地上冲出的“小溪”，它们的力学原理是一样的。