为什么河流常是弯曲的？

我们看到的河流，

特别是在平原上的河流，

总是 弯弯曲曲，很少有笔直的河道。

这是为什么呢？

这得从地质力学上做一点解释。

首先我们来关注一个流体力学中的 二次流现象 。

取一口宽底的圆形锅或其他容器，里面盛满了水，为了观察到二次流，水中放一些沙子或茶叶之类的示踪物体。用勺子搅动水使它做圆形流动，这时我们会发现沙粒或茶叶会向锅底中心集中。

我们把在锅内圆形流动称为一次流，这个一次流，会引起一个如图箭头所示方向的二次流，由于二次流，沙粒和茶叶就会被它带到锅底中心。

现在来看河流，假设河流原来是直的，某一时刻由于偶然的原因在一个段落产生了如图3 ↓ 的弯曲。

考虑AB截面的流动，一方面，由于河水在河岸的约束下要拐弯，所以河水作用于B岸的压力会增大，这个压力与河岸的曲率成正比，即愈弯曲，压力愈大，还与流速的平方成正比，即流速愈大，压力愈大。就是说河流河岸的凹面受这个水压力作用下会被侵蚀。

现在把河水沿河道的流动看作一次流，由于河道是弯曲的，所以从局部上看，可以看为一个沿一段圆弧旋转的一次流（图3中 ↓ ），同样会产生二次流，二次流会把泥沙带到河流弯曲中心（图3右 ↓ ），亦即河道的凸出的一岸（图3左 ↓ ）。

最后的结果是，河岸的凸面愈来愈向外凸，河岸的凹面愈来愈向内凹，河流便会愈来愈弯曲。

由上面的讨论，河流一旦弯曲就会不断愈来愈弯曲。图4 ↑ 表示在峡谷中的一条河，随着时间的推移，峡谷被腐蚀得逐渐变宽，形成比较广阔的峡谷冲积地，然后又在这片冲积地上蜿蜒变化的情形。

河道虽然无时无刻都在继续弯曲，然而也有从弯曲变直的时候，如图5↑，表示河道弯曲到一定程度，两个弯曲的部分会贯通，原来的大弯河道不再走，形成一个牛轭状的湖残留在那里。

长江荆江段的河流演变

从图上可以看出在公元1756年到1973年仅200多年之间看到变化是如何的大。至于黄河在河南孟津之后的河道变化，则要大起大落，在公元前602年至1938年期间间，黄河下游决口1590次，每次决口都会形成新的河道，历史上大的改道有六次，河道徘徊于北到天津南到山东之间的华北大平原上。

河道变化无疑对人们的生产与生活会产生巨大的影响，所以一直是人们研究的一个重要课题。目前一门学科：河道演变，或河床演变，它是大学水利专业必修的课程。因为 只有掌握河道演变的规律对于治理河道才会更有成效。

我国从周朝开始，在文人雅士间就有一种习俗，称为“ 曲水流觞 ”。在每年春天的三月三日，人们坐在曲曲弯弯的溪水边，把盛了酒的杯子，浮在溪水面上，酒杯漂流到谁面前谁就饮酒，并且要做诗，以祈福祛灾。 晋朝书家王羲之所写的传世名篇《兰亭序》就是记载这种盛事的。可以说在小溪边上模拟大自然河道弯曲发抒情怀的传统。 后来人们在风景区建立一些“流杯亭”也是模拟大自然河道弯曲的一种抒怀。

在地图上我们看到海岸线与河道一样，也是曲曲弯弯的。有没有相似的道理呢？

同样，设海岸有了一个初始的凹面，如图9 ↓， 我们看到在海浪来临时，由于凹面有汇集海浪能量的作用，所以在凹面的深处激起的浪花比较高，也就是海岸的凹处，会受到海水更厉害的侵蚀。于是，海岸便会凹面愈来愈凹，凸面愈来愈凸。这就是海岸线弯弯曲曲的道理。

我们这里说的，当然是对于由岩石组成的那些海岸来说的。对于在河口由泥沙沉积而成的海岸线变化规律比较复杂，不在这里讨论之列。