Эрозия реки


Изучение речных долин быстро приведёт нас к выводу, что эти формы рельефа, где бы они ни находились — в горах или на равнине, под тропиками или за полярным кругом, в лесной области или в степи, — в главных своих чертах похожи одна на другую.

Из этого следует, что они порождены одной и той же причиной. Ряд признаков показывает, что долина — вовсе не готовое углубление в земной поверхности, пассивно занятое водным потоком, а продукт работы самой реки, результат её разрушительной деятельности.

Разрушительная деятельность текущей воды, приводящая в первую очередь к образованию врезанных в земную кору линейно вытянутых желобообразных углублений (рытвин, оврагов, долин), носит название эрозии. Эрозия тесно связана с переносом материала, так как при этом к непосредственному трению воды о поверхность горной породы присоединяется разрушение этой поверхности с помощью песка, гальки, камней и т. д., передвигаемых рекой волочением по дну. Благодаря трению о дно обломки горных пород сами постепенно истираются, делаются всё меньше по размерам и всё сильнее окатанными по форме, так как острые углы и выступы их быстро уничтожаются.


в то же время, толкаемые водой, они царапают и выскабливают дно и бока русла, углубляя его и расширяя. В каждой реке, кроме водного потока, существует практически ещё и другой — каменный, песчаный или галечный, который медленно скользит по дну русла, увлекаемый и подталкиваемый текущей над ним водой. В горных реках с быстрым течением движение этого каменного потока можно видеть непосредственно глазами.

Работу текущей воды, направленную на углубление долины, оврага, рытвины, принято называть глубинной эрозией и противопоставлять её боковой эрозии, ведущей к расширению долины, оврага и т. п. На самом же деле оба вида эрозии действуют всегда совместно, хотя на разных участках течения или на одном и том же участке, но в разные стадии развития реки соотношение их меняется в пользу преобладания либо глубинной, либо боковой эрозии.

До недавнего времени считали, что общие законы эрозии можно проследить на любом типе водного потока. Таких типов известно три: склоновый поток (нерусловой), временный русловой поток и постоянный русловой поток (река). Однако оказалось, что, хотя эти три основных звена всякой гидрографической сети генетически связаны (из склонового потока в определённых ландшафтных условиях может образоваться овраг, из оврага река и, наоборот, из реки временный поток, а из временного нерусловой), законы эрозии в каждом из них качественно различны и, следовательно, различен и геоморфологический эффект воздействия их на земную поверхность.


Потоки нерусловые — чаще всего это струи дождя — отличаются тем, что в их водной массе, под влиянием ударов дождевых капель, возникает очень сильное перемешивание частиц воды («добавочная турбулентность»), не зависящее от скорости течения и вызывающее наиболее сильный размыв грунта на тех участках, где, очевидно, глубина потока наименьшая, т. е. в верхней части склона. Оттого нерусловые потоки, особенно энергично эродирующие верхние части склонов, в конечном счёте приводят к нивелированию земной поверхности. Результат действия русловых потоков другой: они расчленяют земную поверхность.

Дождевые струи, сбегающие время от времени вниз по склону, оставляют на его поверхности неглубокие борозды. Под влиянием сильного ливня или по другим причинам одна из таких борозд — обычно та, которая лежит на наиболее крутом участке склона — может превратиться в короткую промоину или рытвину. Впоследствии рытвина разрастается довольно быстро, так как по ней проходит сток более сосредоточенный, чем по поверхности склона. При наличии постоянного притока воды в рытвину (например, если дно её углубляется до водоносного горизонта) она из временного руслового потока становится рекой.

Интенсивность эрозионного врезывания распределяется неравномерно вдоль уклона ложа потока.

Представим себе наклонную поверхность участка суши, сложенного на всём протяжении однородной горной породой, плавно опускающуюся к уровню некоторого водоёма.


этой поверхности стекает поток в направлении, указанном стрелкой. Водоносность его (как это свойственно большинству рек) возрастает по направлению к устью за счёт поступления воды притоков. Около устья потока величина эрозионного вреза ограничена тем, что поток не может намного углубить своё русло ниже горизонтальной поверхности водоёма. В истоках врез также ограничен, но уже иной причиной: относительно малым количеством (малой энергией) воды. Значит, наибольший врез должен иметь место между этими двумя точками, и форма продольного профиля эрозионной борозды, вообще говоря, получается вогнутая. Однажды возникнув, эта форма оказывает затем немалое влияние на процессы эрозии. В дальнейшем эрозия на более крутом участке профиля будет сильнее, чем на более пологом, и эрозионная борозда удлиняется.

Таким путём мы пришли к выводу одного из основных законов речной эрозии: эрозия вырабатывает долину от устьев к верховьям, т. е. регрессивно; размыв осуществляется путём пятящейся эрозии. Точка В, от которой начался размыв (выработка долины), носит название базиса эрозии; вернее, базисом эрозии следует называть горизонтальную поверхность, ниже которой не может опуститься уровень воды в потоке. Общим базисом эрозии для всех рек земного шара служит поверхность Мирового океана. Базисом эрозии реки, втекающей в озеро, будет поверхность озера, а для реки, впадающей в другую реку, поверхность последней в месте впадения.


личие базиса эрозии служит причиной того, что врезывание реки распространяется лишь вверх по течению. Однако в случае перемещения базиса эрозии удлинение речной долины может происходить не только в сторону верховьев (регрессивно), но и в сторону устья (трансгрессивно). Как указывает Н. И. Маккавеев, большие реки Русской равнины в основном развивались путём углубления и удлинения в низовьях: они прокладывали себе дорогу сквозь собственные дельты вслед за отступающим морем по освобождённой этим морем территории.

Чем длиннее становится река, тем больше площадь её водосбора, тем обильнее поступает в реку вода и тем сильнее транспортная способность реки. Но река не может удлиняться безгранично. С увеличением длины растут потери воды на испарение с поверхности реки, расходуется дополнительная энергия на удаление рыхлых наносов, в увеличенном объёме приносимых в реку склоновым стоком и временными потоками. Если река, удлиняясь, прорежет верховьями гребень водораздела — уменьшится общее её падение (снизится эрозия). Кроме того, в определённых климатических условиях с территории определённой площади высота слоя втекающих в реки атмосферных осадков тоже имеет физический предел. Вследствие этого река, достигнув известных размеров, прекращает рост (а иногда и начинает сокращаться путём отмирания верховьев).

Говоря о выработке долины, мы имели в виду пока глубинную эрозию. Если бы действовала она одна, долина получила бы облик каньона — узкого глубокого ущелья с вертикальными или почти вертикальными стенками; примерами таких каньонов служат каньон р.


лака (Дагестан) длиной 53 км и глубиной 1920 м, «Сланцевое» ущелье, прорезанное в известняках правым притоком Аварского Койсу к югу от Карадаха (здесь вертикальные стены правого и левого берегов отстоят друг от друга только на 1—2 м) и др. На самом же деле в подавляющем большинстве случаев налицо одновременно и глубинная эрозия, и боковая: долина не только углубляется, но и расширяется, в результате чего её поперечный профиль имеет форму латинской буквы V. При этом роль боковой эрозии отнюдь не второстепенная: наглядно видно соотношение между количествами материала, удалённого глубинной и боковой эрозией при выработке долины; боковая эрозия (правда, при содействии сноса и смыва со склонов) унесла его гораздо больше, чем глубинная. Её работа заключалась в подмывании и подрезывании склонов долины, что вызывало обрушивание и оползание материалов склона и включение их в тот транспортный конвейер, которым является всякий водный поток. А так как этот конвейер не только переносит, но и действует одновременно как своеобразная пила, вгрызающаяся в земную кору с помощью материала, смытого со склонов или отторгнутого от них боковой эрозией, то тем самым обнаруживается и прямое влияние боковой эрозии на глубинную.

Скорость врезывания реки в глубину в данной точке и скорость регрессивного распространения этого врезывания вверх по реке зависит от многоводности реки, скорости течения, твёрдости пород, слагающих русло, и количества поступающего в реку рыхлого материала, скатывающегося или смываемого дождевыми струями со склонов долины.


висимость от первых двух факторов прямая: чем река многоводнее и быстрее, тем эффективнее и глубинная эрозия. Зависимость от остальных двух факторов обратная: твёрдые породы сопротивляются врезыванию, а поступление в реку больших количеств материала со склонов тормозит глубинную эрозию. Вырытое эрозией русло как бы вновь засыпается; кроме того, чем больше поступает в реку рыхлого материала, тем большая доля свободной энергии реки тратится на вынос этого материала и, следовательно, тем меньшая доля энергии остаётся на работу углубления русла. Отсюда видно, что врезывание реки и глубинная эрозия — понятия не равнозначные: при наличии глубинной эрозии врезывания может и не быть, если развиты процессы, аннулирующие результат глубинной эрозии.

Следуя М. Д. Гаврилову, отношение фактически поступающего в реку рыхлого материала к её транспортной способности можно назвать «относительной нагрузкой потока» (ОНП). Если ОНП меньше единицы, г. е. в реку поступает наносов меньше, чем она в состоянии перенести, река способна эродировать, так как располагает некоторым избытком энергии. Если ОНП > 1, происходит аккумуляция. При ОНП = 1 имеет место только перенос. Очевидно, что ОНП может меняться эпизодически (например, при ливне), посезонно (в зависимости от распределения осадков в году), ритмически (в связи с ритмическими колебаниями климата), а также может иметь вековой ход, обусловленный колебательными движениями земной коры и вековыми изменениями климата. Первые три случая подчинены вековому ходу.

Источник: www.activestudy.info

2.


Под речной эрозией понимается разрушение берегов
и дна русла постоянных водных потоков.
Эрозионная работа речных потоков развивается по
законам гидродинамики в процесса взаимодействия
текучей воды, разрушающей берега и русло потока, и
сопротивления эрозионному размыву слагающих
ложе потока горных пород.

3.

Геологическая работа водного потока, способствующая формированию речной
долины, представляет собой сложный процесс, включающий механическое
разрушение горных пород в ложе потока, снос со склонов продуктов
выветривания пород, а также перенос и накопление продуктов разрушения.

4.

Обломочный материал, переносимый водой, формирует твердый сток, который
оказывает значительное влияние на разрушительную силу водного потока. Твердый сток
провоцирует процесс водной корразии, представляющий собой механическое истирание
дна и берегов реки влекомый водой обломками.

5.

В начальной стадии речная эрозия проявляется в углублении и расширении ложа
потока, в результате чего происходит формирование русла, под которым понимается
линейное углубление в земной поверхности, образуемое водой по пути движения
потока. Основной результат работы водного потока – образование речных долин.

6.


В развитии процесса речной эрозии можно выделить три стадии, последовательно
сменяющие друг друга по мере выполаживания уклона русла. Первая — стадия молодости
долины реки — характеризуется невыработанным продольным профилем, донной эрозией
и углублением долины. Донная эрозия проявляется в глубинном, вертикальном врезании
русла реки, в результате чего постепенно разрабатывается продольный профиль потока.

7.

На второй стадии — стадии зрелости долины реки, при выработанном
продольном профиле, доминирует боковая эрозионная деятельность. При прочих равных
условиях выработанный профиль формируется сначала в низовьях потока. Одновременно
с этим наблюдается аккумуляция — образование аллювия на дне долины формирование
поймы. В дальнейшем выработанный профиль поднимается все выше по течению реки,
при этом вверх смещается аккумулятивная деятельность потока воды. Это явление
получило название регрессивной, или попятной, эрозии.

8.

Третья стадия — стадия старости долины , характеризуется
затуханием эрозионного процесса, возникает широкая пойма, в пределах
которой блуждает извилистое русло реки.

9.

Основной причиной процесса речной эрозии
является размывающая деятельность вод
постоянных водотоков. Важнейшую роль при оценке
интенсивности процесса эрозии играют
гидродинамические особенности потока,
обусловленные его турбулентностью.
Структура водного потока имеет принципиальные
отличия в горных и равнинных реках.

10.


В условиях горного потока наблюдаются высокие скорости течения и
вихреобразные движения воды, которые распределены по потоку достаточно
беспорядочно и в связи с этим как бы осредняются по всему потоку, что в
конечном итоге приводит к более равномерному распределению энергии в
поперечном сечении реки.

11.

На равнинных реках наблюдаются значительно меньшие скорости движения
воды, но большие количества водной массы. Поток здесь характеризуется упо
рядоченно-турбулентным движением воды, что резко повышает значение его
гидродинамических особенностей в формировании долины реки.

12.

Необходимо отметить также гидрологические параметры потока, связанные с
режимом паводковых и меженных уровней воды в реке. Гидродинамические особенности
потоков во многом предопределяют характер проявления эрозионного процесса.

13.

Для горных рек характерны преимущественно донная эрозия и транспортировка
грубообломочного материала. Равнинным рекам присущи боковая эрозия и перенос
песчаного и глинистого материала.

14.

Важнейшим условием проявления процесса эрозии является геологическое строение
местности. Горные реки характеризуются ступенчатым строением продольного профиля,
который распадается на отдельные отрезки, состоящие из протяженной пологой части и
короткой крутой. У равнинных рек продольный профиль более выровнен, хотя некоторая
ступенчатость может встречаться и здесь. Ступени здесь могут быть связаны с
впадением крупных притоков и соответственно резким увеличением водной массы.

15.


Типичный продольный профиль крупной равнинной реки представляет собой
волнообразную кривую с незакономерным чередованием плесов (глубокие участки) и
перекатов (мели). Распространение плесов и перекатов контролируется излучинами
русел – меандрами. Плесы приурочены к выпуклой стороне меандры, а на
противоположной, вогнутой ее стороне располагаются прирусловые отмели. Перекаты
приурочены к спрямленным участкам русла и располагаются между плесами.

16.

При анализе строения речных долин, которое в значительной cтепени
определяет условия возведения различных инженерных сооружений, обычно
выделяют три основных элемента рельефа — русло реки, днище и склоны.

17.

Изучение инженерно-геологических условий в долинах рек должно начинаться
с установления морфологических особенностей строения долин. По форме
поперечного профиля долин им выделяются два ряда, которые в свою очередь
делятся на типы.

18. Локализация речной эрозии

Способы локализации проявления речной эрозии разнообразны,
их выбор во многом определяется типом хозяйственного освоения в
береговой зоне.
Наиболее распространенный метод защиты берегов от размыва —
создание различных берегоукрепительных сооружений. В
зависимости от геологического строения берега, его
геоморфологических особенностей и механизма размыва,
укрепление осуществляют возведением набережных (в городских
условиях) или подпорных стенок, свободной наброской бутового
камня или фашинных тюфяков, устройством габионной защиты и
др. Практически такой же эффект, но при существенно меньших
затратах, может быть достигнут посредством регулирования потока
воды. Эффективны струенаправляющие стенки .
В любом случае мероприятия по предотвращению развития
горизонтальных и вертикальных деформаций русла реки должны
носить комплексный характер и проводиться не только на участках
интенсивного разрушения берегов, но и на соседних, где русловые
процессы оказывают влияние на устойчивость берегов
защищаемого участка

Источник: ppt-online.org

Геологическая деятельность русловых потоков

Деятельность временных русловых потоков
Аккумулятивная деятельность временных русловых потоков
Геологическая деятельность рек
Эрозионная деятельность рек
Перенос материала реками
Отложения рек
Динамические фазы аллювия
Строение, морфологические типы и развитие речных долин
Устьевые части рек

Деятельность русловых потоков складывается из размыва земной поверхности водным потоком — эрозии, переноса и аккумуляции продуктов размыва. Деятельность потока определяется в первую очередь его кинетической энергией, описываемой известной формулой mv2/2, где в данном случае m – масса воды, v – скорость течения. Скорость течения, в свою очередь, зависит от величины уклона русла. Основная часть энергии расходуется на перенос обломочного материала, поступающего в русло, а также на преодоление сопротивлений, возникающих вследствие турбулентности потока и его трения о дно и борта русла. Избыток энергии тратится на эрозию, направленную на размыв водными потоками земной поверхности. Если энергия потока снижается, то наступает состояние динамического равновесия; дальнейшее снижение энергии, связанное, например, с выполаживанием русла, приводит к аккумуляции переносимого материала. Учитывая, что величина энергии водного потока различна в разных его частях, эрозионные и аккумулятивные процессы протекают одновременно в разных частях одного потока. Общий уклон русла потока направлен от истока к устью. В связи с этим в верхней части долин, где уклон наиболее значителен, обычно преобладает эрозия; в среднем течении она сменяется динамическим равновесием между эрозией и аккумуляцией; в нижнем течении в общем случае преобладает аккумуляция. В процессе эрозии постепенно вырабатывается профиль равновесия реки, соответствующий на каждом участке речной долины динамическому равновесию.

Поверхность, на уровне которой водный поток теряет свою силу и ниже которой не может углублять своё ложе, называется базисом эрозии. За главный базис эрозии условно принимается уровень Мирового океана. Помимо главного, выделяются региональные и локальные базисы эрозии. Региональными базисами эрозии являются уровень моря или озера, в которое впадает река, уровень крупных низменностей и пр. Локальным базисом может являться любая точка русла – водопады, пороги, устья притоков и др.; эти базисы постоянно изменяются и определяющими эрозию на расположенном выше по течению участке.

Среди русловых потоков различают:

временные русловые потоки,

постоянные русловые потоки – реки.

Деятельность временных русловых потоков

Среди временных русловых потоков выделяются временные потоки оврагов и временные горные потоки. Оба типа потоков не имеют постоянного питания грунтовыми водами и появляются периодически в периоды дождей и таяния снега.

Временные потоки оврагов. Формирование оврагов начинается с образования эрозионных борозд – переходных форм от плоскостного к линейному размыву поверхности склонов. Борозды возникают за счёт плоскостного стока дождевых и талых вод при слиянии небольших струек в наиболее пониженных участках склона. Дальнейшая эрозия в бороздах проводит к образованию более крупных форм – рытвин. Для рытвин характерны крутые незадернованные борта и продольный профиль, близкий к профилю склона. За счёт наиболее крупных и быстро растущих рытвин в процессе их углубления и расширения образуются овраги, обладающие продольным профилем, отличным от профиля склона. Дно молодых оврагов отличается неровностью. По мере дальнейшего углубления профиль оврага постепенно выравнивается за счёт развития глубинной эрозии, направленной на приближение к уровню базиса эрозии. Верхняя часть оврага представляет собой крутой уступ, за счёт размыва которого овраг продвигается вверх по склону. Такой процесс роста вверх по течению потока называется регрессивной или попятной эрозией. Скорость роста оврагов может быть очень высокой и достигать нескольких метров в год; при разработке промоин, осложняющих склоны оврагов, может возникать ветвящаяся овражная система. По мере развития овраг своим истоком приближается к водоразделу, а устьем к базису эрозии, его продольный профиль приобретает вогнутую форму, а поперечный – V-образным, с крутыми незадернованными склонами. В условиях незначительной скорости углубления происходит расширение оврага, он превращается в балку – эрозионную форму, характеризующуюся наличием плоского дна и пологих склонов, закреплённых растительностью.

Водный поток, движущийся по дну оврагов и балок во время дождей и таяния твёрдых осадков, переносит мелкий обломочной материал. В низовьях оврага, где энергия потока снижается, могут образовываться конусы выноса оврагов.

Временные горные потоки. Зарождение временных горных потоков связано с ливневыми дождями и интенсивным таянием снега и ледников. В верхней части горных склонов система сходящихся рытвин и промоин образует водосборный бассейн. Ниже располагается канал стока – русло, по которому движется вода. Значительный уклон русла обуславливает высокую энергию потока, по пути движения он подхватывает большое количество обломочного материала разного размера. Насыщение обломочным материалам может превратить водный поток в сель – временный разрушительный поток, перегруженный грязе-каменным материалом. В грязе-каменном потоке, имеющим значительно большую плотность, чем вода и высокую кинетическую энергию, способны перемещаться даже глыбы, размером до нескольких метров. Сели могут формироваться также при обвале больших масс обломочного материала в горные реки, прорыва ледниковых или запрудных озёр.

На склонах вулканов могут формироваться специфичные грязевые потоки, насыщенные вулканогенным материалом — лахары.  Лахар возникает при смешивании раскаленного или холодного вулканического материала (соответственно, горячие и холодные лахары) с  водами кратерных озер, рек, ледников или дождевой водой. Высокая степень насыщенности тонкодисперсным пепловым материалом определяет высокую плотность потока, способного переносить крупный глыбовый материал.

При выходе на предгорную равнину скорость водных или грязе-каменных потоков уменьшается, потоки разветвляются, и переносимый материал откладывается, образуя конус выноса временного горного потока в виде полукруга, поверхность которого наклонена в сторону предгорной равнины.

Аккумулятивная деятельность временных русловых потоков

Переносимый временными русловым потоками обломочный материал отлагается в основании оврагов или каналов стока, образуя соответственно конусы выноса оврагов и конусы выноса временных горных потоков. Близкими по механизму накопления и особенностям отложений являются накопления сухих, или субаэральных дельт постоянных горных рек — в областях с аридным климатом некоторые горные реки, разливаясь на предгорных равнинах, иссякают за счёт испарения и просачивания в собственные наносы. Все отложения устьевых выносов временных русловых потоков и отложения субаэральных дельт называются пролювий. Пролювиальные отложения особенно широко развиты у подножия гор в условиях аридного климата, где они слагают мощные конусы выноса и предгорные шлейфы, образующиеся при их слиянии.

Сухая дельта. Синай

Сухая дельта. Синай

Состав пролювиальных отложений меняется от вершины конуса к его периферии от гальки и щебня до песчаных и глинисто-алевритовых осадков в краевых частях. К периферии конусов (по мере снижения энергии потока) уменьшается размер частиц и возрастает степень их отсортированности. Зональность строения и состава отложений (наиболее типичная для сухих дельт) позволяет выделять в строении пролювиальных конусов три фации.

1. Потоковая, формирующаяся при выходе потока на предгорную равнину, где его скорость резко снижается и вследствие этого отлагается наиболее грубый материал. Для этой фации характерны галечники, содержание валуны и песчано-глинистый заполнитель (такие породы называют фангломераты).

2. Веерная, образующаяся при разветвлении единого потока на несколько рукавов. Потоки замедляют скорость, большинство из них иссякает в результате просачивания в собственные наносы и испарения (необходимо отметить, что интенсивному испарению способствует не только климат, но и распадение потока на рукава, что увеличивает площадь испарения). Иссякая, эти медленно текущие потоки последовательно вниз по течению отлагают пески, супеси, суглинки и глины.

3. Застойноводная, образующаяся на периферии конусов выноса, где за счёт временных разливов (при половодьях и паводках) и грунтовых вод возникают мелководные временные водоемы озерного типа. Для этой фации характерны алевритово-глинистые, часто загипсованные и засолённые отложения

Характерными особенностями пролювия служат:

  • залегание в форме покровов, наличие следов разветвлённой сети потоков,
  • плохая отсортированность и окатанность,
  • окисленность,
  • редкость органических остатков.

Фации пролювия

Эрозия реки

В равнинных областях к пролювию относятся отложения, слагающие конусы выноса крупных оврагов и балок. Они отличаются меньшей мощностью и сложены более мелкозернистым материалом, преимущественно суглинками с гравием и песком.

Геологическая деятельность рек

Реками называются естественные водные потоки, текущие в выработанных ими же углублениях — руслах.

Источник: popovgeo.sfedu.ru

Речная эрозия

Одним из важнейших факторов, способствующих расчленению рельефа и понижению поверхности материков являются поверхностные текучие воды. К ним относятся все воды, стекающие по поверхности, начиная от дождевых струй до постоянных потоков мощных речных систем. Источником поверхностных текучих вод являются атмосферные, талые и подземные воды.

Процесс разрушения, или размывания горных пород текучими водами называется эрозией. Эрозия, в свою очередь, состоит из двух процессов: механического размывания горных пород – истирания дна твердыми обломками и химического растворения горных пород.

Самый низкий уровень, которого водный поток достигает в устье, называется базисом эрозии, а уровень мирового океана – абсолютным базисом эрозии.

Процессы эрозии обычно сопровождаются аккумуляцией. Продукты разрушения перемещаются водой как в обломочном, так и в растворенном виде. В результате совместного действия эрозии и аккумуляции поверхность Земли постепенно нивелируется, а рельеф превращается из горного в равнинный.

Работа текучих поверхностных вод охватывает значительные площади. Наиболее важную роль играют реки. Источником питания рек могут быть поверхностные и подземные воды. Для каждой реки в течении года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние высокого уровня называется половодьем или паводком, а низкого – меженью. Количество воды в половодье может увеличиваться, по сравнению с меженью, в несколько раз.

Скорость течения рек непостоянна, она меняется во времени и в пространстве. Максимум наблюдается в половодье. Наибольшие скорости наблюдаются в поверхностной части потока, а наименьшие – у берегов и в придонной части, где поток испытывает трение о дно. Движение воды в речных потоках носит турбулентный характер, т.е. вихревой. Турбулентное движение вызывает водовороты и перемешивание всей массы воды от дна до ее поверхности, что приводит к захвату обломочного материала и переходу его во взвешенное состояние.

Эрозионные процессы в речных системах зависят от стадий развития речной долины. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в глубину, и боковую, ведущую к подмыву берегов и расширенного долины.

В начальную и ранние стадии развития речной долины преобладают глубинная эрозия. Глубину вреза речной долины определяет базис эрозии. На ранних стадиях формирования долины эрозия идет вверх от базиса эрозии (регрессивная эрозия). В это время в рельефе поверхности, по которой протекает река, могут наблюдаются различные неровности, создающие уклоны на отдельных участках долины, и перепады. В результате этого скорость течения водного потока на отдельных участках и интенсивность эрозии оказывается различными. В этих случаях в выработке профиля равновесия реки большое значение приобретают, помимо основного, местные базисы эрозии. Если река встречает на своем пути крутые ил отвесные уступы более устойчивых пород, то образуются водопады. Падающая струя воды интенсивно размывает дно реки у уступа. В результате подмывания через некоторое время верхняя часть уступа обрушивается и уступ отступает. Водопад начинает действовать на новом уровне. У основания уступа водопад, захватывая обломки горных пород, высверливает на дне углубления, которые называют исполинскими котлами или водозабойными колодцами. Уступ или порог с водопадом является местным базисом эрозии.

Одновременно с глубиной начинает проявляться и боковая эрозия. Ее роль возрастает по мере ослабления донной эрозии. Это приводит к подмыву берегов и расширению долины. В результате поперечной циркуляции, струи воды опускаются ко дну и оттуда – над дном идут к берегам. Происходит вынос обломочного материала из придонной зоны к берегам, где он частично откладывается, образуя русловые отмели.

Влекомые по дну и взвешенные твердые частички называют твердым стоком рек. Обломочный материал, перемещаемый рекой по дну, усиливает глубинную эрозию, но и сам постепенно измельчается, истирается и окатывается. Так образуется гравий, галька, песок.

В рассмотренном виде в речных водах переносятся карбонаты (CaCO3, MgCO3, Na2CO3), в меньшей мере – кремнезем (SiO2). Легкорастворимые сульфатные и хлоридные соли играют заметную роль только в водах рек засушливых областей. В небольших количествах в речной воде в растворенном состоянии содержатся соединения Mg и Fe.

Аккумуляция оломочного материала начинается уже на первых стадиях развития реки и усиливается по мере выработки профиля равновесия и расширения речной долины боковой эрозией. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности рек, называются аллювиальными отложениями или аллювием (лат. аллювио –нанос, намыв). Они состоят из обломочного материала различной крупности и степени окатанности. В зависимости от условий формирования аллювий подразделяется на русловый и пойменный. Его характерной особенностью является косая или диагональная слоистость.

В результате эрозионно-аккумулятивной деятельности рек образуются речные долины. Главными элеметами речных долин являются дно и склоны. Дно может включать в себя русло и пойму. Пойма – это часть дна, которая периодически заливается водами реки. Участки земной поверхности выше террас называются коренными берегами. Склоны речных долин часто осложнены террасами, которые представляют собой горизонтальные или слабонаклонные площадки различной ширины вдоль склонов речных долин.

Источник: StudFiles.net

 

Одним из важнейших факторов, способствующих расчленению рельефа и понижению поверхности материков являются поверхностные текучие воды. К ним относятся все воды, стекающие по поверхности, начиная от дождевых струй до постоянных потоков мощных речных систем. Источником поверхностных текучих вод являются атмосферные, талые и подземные воды.
Процесс разрушения, или размывания горных пород текучими водами называется эрозией. Эрозия, в свою очередь, состоит из двух процессов: механического размывания горных пород – истирания дна твердыми обломками и химического растворения горных пород.
Самый низкий уровень, которого водный поток достигает в устье, называется базисом эрозии, а уровень мирового океана – абсолютным базисом эрозии.
Процессы эрозии обычно сопровождаются аккумуляцией. Продукты разрушения перемещаются водой как в обломочном, так и в растворенном виде. В результате совместного действия эрозии и аккумуляции поверхность Земли постепенно нивелируется, а рельеф превращается из горного в равнинный.
Работа текучих поверхностных вод охватывает значительные площади. Наиболее важную роль играют реки. Источником питания рек могут быть поверхностные и подземные воды. Для каждой реки в течении года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние высокого уровня называется половодьем или паводком, а низкого – меженью. Количество воды в половодье может увеличиваться, по сравнению с меженью, в несколько раз.
Скорость течения рек непостоянна, она меняется во времени и в пространстве. Максимум наблюдается в половодье. Наибольшие скорости наблюдаются в поверхностной части потока, а наименьшие – у берегов и в придонной части, где поток испытывает трение о дно. Движение воды в речных потоках носит турбулентный характер, т.е. вихревой. Турбулентное движение вызывает водовороты и перемешивание всей массы воды от дна до ее поверхности, что приводит к захвату обломочного материала и переходу его во взвешенное состояние.
Эрозионные процессы в речных системах зависят от стадий развития речной долины. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в глубину, и боковую, ведущую к подмыву берегов и расширенного долины.
В начальную и ранние стадии развития речной долины преобладают глубинная эрозия. Глубину вреза речной долины определяет базис эрозии. На ранних стадиях формирования долины эрозия идет вверх от базиса эрозии (регрессивная эрозия). В это время в рельефе поверхности, по которой протекает река, могут наблюдаются различные неровности, создающие уклоны на отдельных участках долины, и перепады. В результате этого скорость течения водного потока на отдельных участках и интенсивность эрозии оказывается различными. В этих случаях в выработке профиля равновесия реки большое значение приобретают, помимо основного, местные базисы эрозии. Если река встречает на своем пути крутые ил отвесные уступы более устойчивых пород, то образуются водопады. Падающая струя воды интенсивно размывает дно реки у уступа. В результате подмывания через некоторое время верхняя часть уступа обрушивается и уступ отступает. Водопад начинает действовать на новом уровне. У основания уступа водопад, захватывая обломки горных пород, высверливает на дне углубления, которые называют исполинскими котлами или водозабойными колодцами. Уступ или порог с водопадом является местным базисом эрозии.

Выработка продольнго профиля равновесия реки

Рис. 7. Выработка продольнго профиля равновесия реки на различных стадиях регрессивной эрозии (б0-а0; б1-а1; б2-а2) ; А – истоки реки, Б – базис эрозии

Канадская часть Ниагарского водопада

Рис.8. Канадская часть Ниагарского водопада и отступание его (по С.К. Гильберту)

Одновременно с глубиной начинает проявляться и боковая эрозия. Ее роль возрастает по мере ослабления донной эрозии. Это приводит к подмыву берегов и расширению долины. В результате поперечной циркуляции, струи воды опускаются ко дну и оттуда – над дном идут к берегам. Происходит вынос обломочного материала из придонной зоны к берегам, где он частично откладывается, образуя русловые отмели.
Влекомые по дну и взвешенные твердые частички называют твердым стоком рек. Обломочный материал, перемещаемый рекой по дну, усиливает глубинную эрозию, но и сам постепенно измельчается, истирается и окатывается. Так образуется гравий, галька, песок.
В рассмотренном виде в речных водах переносятся карбонаты (CaCO3, MgCO3, Na2CO3), в меньшей мере – кремнезем (SiO2). Легкорастворимые сульфатные и хлоридные соли играют заметную роль только в водах рек засушливых областей. В небольших количествах в речной воде в растворенном состоянии содержатся соединения Mg и Fe.
Аккумуляция оломочного материала начинается уже на первых стадиях развития реки и усиливается по мере выработки профиля равновесия и расширения речной долины боковой эрозией. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности рек, называются аллювиальными отложениями или аллювием (лат. аллювио –нанос, намыв). Они состоят из обломочного материала различной крупности и степени окатанности. В зависимости от условий формирования аллювий подразделяется на русловый и пойменный. Его характерной особенностью является косая или диагональная слоистость.
В результате эрозионно-аккумулятивной деятельности рек образуются речные долины. Главными элеметами речных долин являются дно и склоны. Дно может включать в себя русло и пойму. Пойма – это часть дна, которая периодически заливается водами реки. Участки земной поверхности выше террас называются коренными берегами. Склоны речных долин часто осложнены террасами, которые представляют собой горизонтальные или слабонаклонные площадки различной ширины вдоль склонов речных долин.

Схема строения поймы

Рис. 9. Схема строения поймы (по Е.В.Шанцеру): А – русло; В – пойма; D – прирусловый вал; H — уровень полых вод; h — уровень межени;  M — нормальная мощность аллювия. Русловой аллювий: 1-разнозернистые пески, гравий, галька, 2 – мелко- и тонко-зернистые пески, 3- старичный аллювий, 4- пойменный аллювий

Располагаются они часто в несколько ярусов, что придает им ступенчатый вид. Подразделяются он на аккумулятивные, сложенные целиком аллювием, эрозионные, сложенные коренными породами, и цокольные-эроизионно-аккумулятивные – в них нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными породами, а верхняя часть аллювием.

Террасы р. Мурен в Северном Хангае

Рис. 10. Террасы р. Мурен в Северном Хангае: П – пойма; I- первая надпойменная Терраса; II –вторая надпойменная терраса

Типы речных террас

Типы речных террас

Рис. 11. Типы речных террас: А – эрозионные, или скульптурные; Б – аккумулятивные; В – цокольные; Р – русло; П – пойма, I, II,I II – надпойменные террасы; Н3, Н2, Н1, — эрозионные циклы. Элементы террасы: а – тыловой шов; б – террасовидная площадка; в -бровка террасы; г – уступ террасы; 1 — аллювий; 2 -коренные породы

По форме поперечного сечения речных долин различают: каньоны с крутыми отвесными склонами, ущелья с менее отвесными и более выпуклыми склонами; долины v-образной формы и плоскодонные пойменные долины.
По происхождению речные долины подразделяются на эрозионные (возникшие в процессе эрозии, тектонические (расположены в грабенах, зонах сбросов и т.д.), ледниковые (возникшие при ледниковых процессах) и карстовые (образованные с участием процессов выщелачивания горных пород.
Для равнинных территорий с медленным течением характерно намывание сложных петель, меняющих свое положение в пределах дна долины. Такие изгибы называются меандрами или излучинами.

образование отмели

стадии формировния прирусловых отмелей

Рис. 12. Различные стадии формировния прирусловых отмелей: А-начальная стадия ( в плане и разрезе); Б – расширенная прирусловая отмель различного времени накопления в соответствии в прогрессирующим развитием меандры

Схема последоваельного смещения речных меандр

Рис. 13. Схема последоваельного смещения речных меандр по мере их развития: а – начальная стадия; б –последовательные положения в более поздних стадиях; в – узкие перешейки меандр, при прорыве которых образуются старицы

Участки земной поверхности, которые разделяют бассейны рек, называются водоразделами. В речном аллювии могут образовываться рассыпные месторождения золота, платины, алмазов, касситерита и др.

Устьевые части рек.

Среди них наиболее типичны дельты и эстуарии. Дельта фактически представляет конус выноса обломочного материала, приносимого рекой. Когда река достигает моря, скорость течения падает, поэтому приносимый рекой материал оседает. Образуется широкий наземный конус выноса с вершиной, обращенной к реке и наклоном в сторону моря. Часть принесенного материала выпадает в море, образуя подводную дельту или авандельту.
При небольшой глубине моря русло реки быстро загромождается наносами и уже не может пропустить через себя все количество поступающей речной воды. В результате возникают прорывы берегов и образование дополнительных русел, называемых рукавами или протоками, которые разбивают дельту на отдельные острова. Некоторые протоки постепенно отчленяются, мелеют, превращаются в озера.

Участок поймы р. Индр г.Саккар

Рис. 14. Участок поймы р. Индр г.Саккар (по А.А.Чистякову):
1 — меженное русло, 2 – песчаные косы, острова и прирусловые участки низкой поймы, незакрепленные растительностью, 3 – заиленные участки кос, островов и вторичные мелкие водоемы на прирусловых участках поймы, 4 — низкая пойма, 5 — высокая пойма, 6 – старицы, 7 – отмерзшие протоки, 8 – прирусловые валы

Затем часть из них постепенно заполняется озерными осадками, часть зарастает и превращается в болота. При каждом половодье дельта реки меняет форму: расширяется, повышается и удлиняется в сторону моря. В результате образуются обширные аллювиально-дельтовые равнины со сложным рельефом и строением. Примером такой дельты является дельта р.Волги.
Отложения аллювиально-дельтовых равнин представляют собой комплекс континентальных и морских отложений, сложно чередующихся, характеризующихся быстрой сменой фаций в горизонтальном и вертикальном направлениях частым выклиниванием, иногда линзовидной формой.
Эстуарии – воронкообразные заливы, глубоко вдающиеся в долину реки. Необходимыми условиями для развития эстуариев являются наличие приливов и отливов, вдольбереговые течения, прогибание земной коры, превышающее скорость накопления осадков.
Во время приливов морские воды далеко проникают в экстуарий, происходит турбулентное перемешивание морской и пресной воды. Во время отлива мощный поток выносит в море обломочный материал, принесенный рекой. В море он разносится береговыми течениями. Экстуарии хорошо выражены у р.р. Сены, Эльбы, Темзы. Имеются крупные эстуариеподобные заливы в устьях Сибирских рек – Енисея и Оби. С экстуариями по форме схожи лиманы – расширенные устья рек, затопленные водами бесприливных морей (Черное и др.). Их образование также связано с прогибанием земной коры в устьевых частях рек (р.р. Днепр, Буг и др.).

Дельта р. Волги

Рис. 15. Дельта р. Волги (по М.В.Кленовой): 1 — край дельты Волги в 1983г., 2 — то же, в 1927г., 3 – то же, в 1945 г.

Временные водные потоки.

Их деятельность может выражаться в виде плоскостного склонового смыва и временных русловых потоков.
Плоскостной смыв заключается в движении вниз по склону струек воды при выпадении атмосферных осадков или таяния снега. Струйки воды захватывают частички рыхлого материала и перемещают его вниз по склону. Образующиеся при этом осадки называются делювием.
Среди временных потоков выделяют временные потоки в пределах равнинных территорий и временные горные потоки.
Результатом деятельности временных потоков на равнинах являются овраги. Развитие их происходит в несколько стадий.
Первая стадия начинается с образования на склоне рытвины, которая постепенно увеличивается. Вторая стадия начинается тогда, когда рытвина достигает бровки склона. При этом образуется вершинный перепад. Профиль оврага на этой стадии очень крутой. На всем его протяжении происходит интенсивная глубинная эрозия. По мере подмывания дождевыми водами обрыва вершинного перепада происходит его обрушение. Т.о. овраг продолжает наращивание своей вершины, ежегодно удлиняясь вверх по склону. Такой процесс роста оврага называется регрессивной эрозией. Происходит эрозия и вниз по склону до тех пор, пока устье оврага не достигнет базиса эрозии, т.е. реки, озера или моря. На уровне базиса эрозии начинается третья стадия развития оврага. В эту стадию эрозия постепенно сглаживает первичные неровности дна. Продольный профиль дна выравнивается и приобретает форму вогнутой кривой, слабонаклонной в приустьевой части и крутой в верховьях. Поперечный профиль характеризуется значительной крутизной склонов. В последнюю, четвертую стадию, уменьшается глубинная эрозия, сглаживается обрыв вершины, склоны постепенно осыпаются, приобретают угол естественного откоса и местами покрываются растительностью. При выходе оврага в долину реки или какой-либо водоем, иногда формируется конус выноса. Если дно оврага вскрывает уровень подземных вод, то в овраге возникает ручей, что постепенно приводит овраг к превращению его в речную долину. В областях лесостепи и степи часто наблюдаются овражные формы с несколько расширенным дном и пологими склонами, которые называются балками.
Интенсивность овражной эрозии зависит от многих факторов – климатических особенностей, рельефа, геологического строения, наличия растительного покрова, а также новейших тектонических движений земной коры, приводящих к поднятию водоразделов или опусканию базиса эрозии. В связи с этим происходит оживление и увеличение эрозионной работы и образование молодых оврагов и вторичных врезов в днища балок или старых оврагов.
Временные горные потоки периодически возникают на склонах гор. В верховьях этих потоков существует водосборный бассейн, который представляет собой широкую воронку со сходящимися к центру промоинами на склонах. Ниже водосборного бассейна располагается канал стока с v – образным в поперечном сечении руслом. Во время сильных дождей или таяния снега в горах, все промоины и канал стока заполняются водой, с большой скоростью движущейся вниз по склону. При движении вода захватывает обломочный материал, что значительно усиливает разрушительную работу потока. При выходе его на предгорную равнину скорость течения резко уменьшается, поток разливается в виде веера и откладывает весь принесенный обломочный материал – пролювий. Так образуется конус выноса.

Канал стока и конус выноса временного горного потока

Рис. 16. Канал стока и конус выноса временного горного потока

В строении конусов выноса наблюдаются зональное распределение материала от более крупного до тонкого по мере удаления от вершины конуса. Грубообломочные отложения сменяются песками, супесями, местами суглинками.



Источник: biofile.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.