Речная эрозия


 

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.


 

Аккумуляция рек.

 

Речная аккумуляция. При движении потока воды она ударяется в берега и дно русла, отрывая от них частицы грунта, тем самым разрушая горные породы. Струйное перемешивание обеспечивает перенос их на значительные расстояния. При замедлении скорости течения частицы грунта осаждаются и накапливаются, то есть аккумулируются. В низовьях рек, где происходит интенсивная аккумуляция, русла рек могут оказаться гораздо выше окружающей местности.

 

Развитие речных систем.

 

 

Для появления речной системы нужны дожди и земля, на которую они выпадают и по которой стекают. Все начинается с момента попадания дождя на вновь образованную или измененную поверхность земли. Это происходит, например, в результате образования нового вулкана после серии сильных извержений или если медленно "выдавливается" горный хребет при столкновении двух плит твердой оболочки Земли. Как только любая порода соприкасается с воздухом, начинается ее естественная эрозия. Главной причиной эрозии в районах влажного климата является дождевая вода, образующая иногда потоки, стекающие по земле при любом уклоне ее поверхности.


 

Реки, направление течения которых обусловлено первичным уклоном поверхности, называются консеквентными. Притоки основной реки называются латерально-консеквентными или, если они впадают в реку под острым углом (как в случае разветвленной гидрографической сети) — инсеквентными. Однако ситуация часто осложняется тем, что вновь образованная земная поверхность может состоять из пород различной твердости. В результате консеквентная река ведет себя по-разному в зависимости от того, протекает ли она по более рыхлым или более твердым породам. Породы первого типа (например, глинистые) она вымывает и образует широкие долины, и лишь узкие долины ей удается прорезать в твердых породах, которые, в конечном итоге, остаются в виде горных хребтов и холмов. Такие узкие долины часто называют ущельями.

 

Подобные ландшафты типичны для Южной Англии с ее грядами холмов из устойчивых пород известняка и мела. Между холмами лежат широкие долы с глинистой почвой, по которым текут притоки консеквентных рек. Геоморфологи называют такие притоки субсеквентными водотоками. Консеквентные реки, прорезающие в холмах ущелья и текущие в направлении основного уклона местности, вместе с субсеквентными водотоками, текущими по глинистым долам перпендикулярно основному уклону, часто образуют прямоугольную гидрографическую сеть.

 

В субсеквентные водотоки часто впадают другие относительно длинные притоки, стекающие по более пологим склонам, образованным гребнями твердой породы, и называемые вторичными консеквентными водотоками (текущими параллельно падению пластов). Притоки короче текут в противоположном направлении по крутому обрывистому склону и также вливаются в субсеквентные водотоки. Их называют обсеквентными или анаклинальными водотоками.


 

Строение речной долины.

 

 

В развитии речной долины намечается определенная направленность и последовательность — переход от одной стадии к другой и цикличность. Выше были рассмотрены две стадии развития речной долины. Первая стадия, для которой характерно преобладание глубинной эрозии и каньонообразный, или V — образный, поперечный профиль долины, называется стадией морфологической молодости. Вторая стадия называется морфологической зрелостью. Ей соответствует выработанный продольный профиль реки, приближающийся к кривой равновесия, и широкий плоскодонный U — образный поперечный профиль долины с хорошо развитой поймой. При несущественных изменениях климата и тектонических движений земной коры совместное действие смежных рек (с системой протоков) и склонового смыва приводит к понижению и выравниванию рельефа. Так возникает выровненная поверхность суши, названная американским ученым В. М. Дэвисом — пенеплен, то есть почти равнина: волнистая или холмистая, иногда с отдельными возвышенностями — останцами, сложенными очень твердыми породами.

 

Известно, что эпохи слабого проявления тектонических движений, когда происходит выравнивание рельефа, сменяются эпохами относительно быстрых поднятий и опусканий земной коры.


месте плоскодонных долин появляются молодые эрозионные врезы V — образного типа. Происходит как бы ╚омоложение╩ речной долины. Река вновь начинает вырабатывать продольный профиль применительно к новым соотношениям с базисом эрозии. В результате в реке формируется новая пойма на более низком гипсометрическом уровне. Прежняя пойма останется у коренного склона долины в виде площадки, сочленяющейся с новой поймой уступом и не заливаемой талыми водами. Последующее оживление тектонических движений вновь вызовет врезание потока в коренные породы и формирование плоской долины на еще более низком уровне.

 

Таким образом, в речных долинах образуется лестница террас, возвышающихся друг над другом. Они называются надпойменными террасами. Самая высокая терраса является наиболее древней, а низкая — самой молодой. Нумеруются террасы снизу, от более молодой. У каждой террасы различают следующие элементы: террасовидную площадку, уступ или склон, бровку террасы, тыловой шов, где терраса сочленяется со следующей террасой или с коренным склоном

 

В основании аллювиальных отложений каждой террасы всегда располагается цоколь, сложенный коренными горными породами. В зависимости от высотного положения цоколя и мощности аллювия выделяются три типа террас.

 

Эрозионные террасы (размыва), в которых почти вся террасовидная площадка и уступ слагаются коренными породами, и лишь местами на поверхности сохраняется аллювий. Они образуются в молодых горных сооружениях в результате интенсивных тектонических движений.


 

Аккумулятивные террасы, в которых площадка и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда не обнажается. Они образуются в пределах низменных платформенных равнин, в межгорных и предгорных впадинах.

 

Цокольные или смешанные, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем, что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть уступа и площадка сложены аллювием. Они образуются в переходных зонах от поднятий к погружениям, реже к равнинам.

 

Источник: lektsia.com

 

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.


одукты 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.

азличают 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

Эрозия (с лат. – разъедание) – это разрушительное действие текущей воды. Выделяют две формы эрозии: плоскостной смыв и размыв.

Плоскостной смыв– происходит тогда, когда вода, дождевая или талая, стекающая по склонам сплошным потоком, не вырабатывает русел, а постепенно разрушая склон, смывает продукты разрушения вниз, к подножию, выравнивая рельеф.

Размыв –разрушение горных пород водными потоками, текущими в русле. Чем больше скорость текущей воды, тем более прочные породы она будет разрушать.

Перенос осадков водными потоками

Обломочный материал, который образуется в результате эрозии, переносится вниз по течению во взвешенном состоянии, а более крупный и тяжёлый – перекатывается волоком по дну или растворяется. О масштабах этого процесса можно судить по таким цифрам: Нил в 1 т воды переносит 1 кг обломков, Амударья – 4 кг, Хуанхэ – 34 кг.

Транспортирующая способность воды многократно увеличивается с увеличением скорости потока. Поэтому даже небольшое уменьшение скорости текущей воды приводит к тому, что обломочный материал, который она переносит, начинает оседать на дно. Эти осадочные отложения называют аллювиальными, или аллювием.

Осадки временных потоков

Атмосферные осадки в горах, стекая по склонам, сносят продукты выветривания – элювий– вниз, к подножиям. Площадной смыв приводит к тому, что эти отложения, которые называютделювием,окаймляют горы в виде пологих делювиальных шлейфов, достигающих большой мощности. Обломочный материал делювия грубослоистый, плохо окатан и отсортирован: наряду с крупными обломками в нём могут встретиться более мелкие и даже глины.

К подножиям крутых склонов обломочный материал может попадать и без участия воды, только под действием силы тяжести. Такие осыпи, или коллювий, широко распространены в горах. Курумы, или каменные реки, пример коллювия. Сила тяжести и вода постепенно стаскивают глыбы, накопившиеся у подножий обрывов, в пониженные участки рельефа.

Элювий, делювий и коллювий не имеют чётких границ.

В условиях вечной мерзлоты полярных и высокогорных районов происходит солифлюкация– процесс, близкий к образованию делювия. Это стекание пересыщенного водой обломочного материала из верхнего, оттаявшего под действием солнечного тепла слоя, по поверхностям, для которых достаточен угол наклона 3-50.

В районах площадного смыва возникают временные русла, по которым в сезон дождей или таяния снега и льда текут бурные потоки. Долины таких потоков – овраги, рытвины, лога и т.д. имеют V –образный поперечный профиль. Обломочный материал, который несут временные потоки оседает в устье. Образуются конусы выноса грубослоистого обломочного материала, который называют пролювием.

Сели.К пролювию относятся осадки селевых потоков. В горах, где накопилось большое количество неустойчивых масс элювия и ледниковых отложений, во время дождей, а чаще всего во время совпадения ранних дождей с поздним снеготаянием, пересыщенные водой массы обломочного материала срываются с гор и несутся вниз по оврагам и небольшим горным рекам, сметая всё на своём пути. Сели бывают: грязевыми ( когда переносится мелкообломочный материал), каменными ( обломки могут достигать огромных размеров), грязекаменными. В 1933 г. селем был буквально смыт город Лос-Анджелес; в 1960 г. сель разрушил город Слюданка на Байкале. Там, где сели угрожают народному хозяйству, строят дамбы и противоселевые платины.

Строение долин рек

В верховьях и верхнем течении рек, если они берут начало в горах, поперечный профиль долины похож на овражный: V – образный или U – образный. Из-за большой скорости воды здесь преобладает донная зрозия, и поэтому русло обычно прямолинейное. Большую роль в строении долины тут играют состав пород и их устойчивость к размыванию. Там, где река пересекает твёрдые породы, образуются изгибы русла, прижимы, пороги, водопады. Долины в горах проходят по ущельям или каньонам. Осадков в долинах верховья представлены аллювием.

Ниже по течению аллювий становится более мелким и отсортированным. В нём хорошо развита косая слоистость, образование которой связано с частым изменением направления струй воды и резкими изменениями формы русла из-за непостоянства потока и преобладания турбулентного типа движения воды.

В среднем и особенно нижнем течении, где скорость воды заметно уменьшается, течение становится спокойным, ламинарным, изменяется и строение долины. Она приобретает корытообразный профиль, причём у рек, текущих в субмеридиональном направлении, а в северном полушарии правый берег выше левого, а в южном — выше левый. Это связаны с действием ускорения Кориолиса при вращении Земли.

Боковая эрозия приводит к тому, что долины становятся широкими, а русло, не занимая всего дна долины, прижимается то к одному, то к другому её борту. Излучины, которые образуют русло реки, называют меандрами.

Образование меандров связано с поперечной циркуляцией воды в русле. Меандры не остаются постоянно на одном и том же месте, а всё время перемещаются (Рис.6).

Речная эрозия

 

Рис.6. Развитие меандры и перехват реки с образованием старицы.

На отмелом берегу накапливается аллювий, а обрывистый берег всё время подмывается: 1 – река, 2 – отмелый берег, 3 – приглубый берег, 4 – старица.

Пойменный аллювий

В среднем и нижнем течениях скорость воды уменьшается и происходит интенсивное накопление аллювиальных отложений. Продолжается образование донного аллювия, который из-за того, что русло перемещается, покрывает всё дно долины. Здесь накапливается крупнообломочный, хорошо окатанный материал.

Горизонтальная площадка на дне долины называется поймой, а породы, её слагающие –пойменным аллювием. Для пойменного аллювия характерна параллельная слоистость, которая свойственна осадкам спокойной воды или ламинарным потокам.

Косы, отмели и дельты

После образования донного и пойменного аллювия река не прекращает перенос обломочного материала. Часть его образует накопление выше профиля равновесия – в виде кос и отмелей. Косынакапливаются за препятствиями – островами, выступами берега – там, где резко уменьшается скорость воды. Отмелиобразуются в русле реки.

Весь избыточный материал вода переносит к устью; здесь скорость потока уменьшается до нуля, часть обломочного материала накапливается в дельте, а большая часть выносится в открытое море, где происходит образование морских осадочных пород. Дельта имеет треугольную в плане форму. Размеры дельт бывают разнообразными и зависят от величины реки и количества обломочного материала, который она переносит.

Террасы

Нередко борта долин рек осложнены ступенями, образованными горизонтальными площадками. Эти площадки, сложенные аллювиальными отложениями, называют речными террасами. Аллювий террас, залегающий выше современного русла, свидетельствуют о том, что река когда-то текла на его уровне. В какой-то момент её жизни базис эрозии резко понизился, река выработала новый профиль равновесия, прорезала свои же отложения и стала течь ниже их. У реки образовалась новая пойма, а старая стала поверхностью первой надпойменной террасы. Возможно образования несколько таких террас (от 4 до 10 и более).

Водопады

Водопадаминазывают течение (падение) воды в реке с обрыва, пересекающего русло. Различают три типа водопадов:

1. Ниагарский (катаракты), с которых вода падает широким потоком и ширина которых равна или значительно больше их высоты.

2. Иосемитский (каскадный), когда водопад образует узкую струю, падающую с большой высоты (водопад на реке Йосемити в Калифорнии 795 м).

3. Карельский (падуны или водоскаты). Это водопады, на которых вода стремительно стекает по скалистому руслу, имеющий наклон 40-500. Длина таких водопадов находится в пределах от нескольких метров до нескольких километров. Водопад Тугела в Африке, где вода падает с высоты 933 м.

Водопады образуются тогда, когда базис эрозии потока оказывается ниже профиля равновесия из-за вертикальных движений земной коры, понижения уровня воды в устье. Это приводит к тому, что там, где скорость воды становится максимальной, в месте, где базис эрозии опустился, начинает формироваться новый профиль равновесия. Донная эрозия быстро прорезает рыхлые породы, но если на пути воды окажутся твёрдые породы (известняки, песчаники, магматические породы), то возникают условия для образования водопада.

На водопаде скорость воды очень велика (приближается к скорости свободного падения). Это приводит к тому, что твёрдые породы, которые служили ему основой, довольно быстро разрушаются и водопад прекращает своё существование.

Полезные ископаемые.Сама речная вода – ценнейшее вещество, без которого существование человека становится проблематичным.

Россыпи – осадочные отложения, рыхлые или сцементированные представляют практический интерес. В них содержатся тяжёлые минералы – золото, платина, алмазы. Россыпи формируются в процессе разрушения коренного источника полезного ископаемого и последующего передвижения продуктов физического выветривания.

Контрольные вопросы:

1.Какие типы водных потоков Вам известны?

2.Чем линейный сток отличается от плоскостного?

3.Что такое эрозия?

4.Что такое профиль равновесия?

5.Охарактеризуйте аллювий и укажите отличия его от других рыхлых отложений.

6.Что такое водопад?

Лекция

Источник: megaobuchalka.ru

Эрозия. Оврагообразование. Природа явления. Эффект попятной эрозии.

Эрозия – процесс размыва горных пород текущей водой. Процесс оврагообразования связан с донной эрозией (углубление дна) и выражается в непрерывном размыве дна оврага. Из-за прогрессирующего размыва овраг растет вверх по течению потока, навстречу ему – понятная эрозия (регрессирующая). При углублении оврага высота его бортов повышается, что ведет к неизбежному развитию ширины оврага поверху. В породах более высокий откос в нижней части оказывается более пологим. Овраги достигают глубины в несколько десятков метров и имеют различную длину 5-10 км. Интенсивной развитие происходит в покровной толще слабо связных, легкоразмываемых пород, в период интенсивных атмосферных осадков. Меры по защите от развития оврагов сводятся к упорядочению поверхностного стока, защите дна оврагов, использованию закрепляющей роли растительности, защите склонов от боковой эрозии (расширение долины за счет подмыва берегов).

 

 

Эрозия в водотоках выражается в углублении русла (донная) и расширении долины за счет подмыва берегов (боковая). Интенсивность зависит от прочности размываемых пород и силы потока. С течением времени горный рельеф становится мягче.

Стадии : юная – начальная стадия (резкое проявление эрозии, глубокая врезка долин в горные массивы), зрелая – ландшафт приобретает равнинный характер, эрозийная деятельность ослабляется, старческая – предельная равнина. Базис эрозии (от греч. Βάσις — основание) — уровень, на котором водный поток теряет свою энергию и ниже которого не может углубить свое русло (теряет эродирующую способность).

Об изменении режима водотока во времени свидетельствуют речные террасы – продольные площадки, более или менее круто обрывающиеся к русловой части долины. Пойменная терраса – первая возвышающаяся над урезом воды. Затапливается водой в половодье. Надпойменные – террасы более высоких уровней. По происхождению:

— Эрозийные(цокольные) – в местах постоянного углубления русла коренных склонов долин. Отвечают областям размыва и свидетельствуют о нескольких циклах глубинной эрозии в условиях резкого понижения базиса эрозии.

— Аккумулятивные слагаются из аллювиальных отложений (валуны, пески, галечники). Процесс образования: 1-низкое стояния базиса эрозии, долина углубляется и расширяется. 2- резкое повышение базиса эрозии, глубинная эрозия прекращается, долина наполняется аллювиальными осадками. 3-снижение базиса эрозии, новое углубление, водоток врезал русло в толщу наносов.

Источник: studopedia.su

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


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.