Реки и их роль в формировании рельефа

курсовая работа

2.1 Виды работы рек

Отличительной особенностью текучих вод является их поступательное движение по наклонной плоскости. Это непрерывное поступательное движение текучих вод обусловливает их работу, которая находится в прямой зависимости от скорости течения и массы воды. Работа текучих вод выражается переносом (или транспортом) материалов, а также размывом горных пород, слагающих ложе реки или потока. Переносимый материал в конце концов где-то должен отложиться. Поэтому, кроме переноса и размывания, работа текучих вод выражается также и отложением (или аккумуляцией).

Все три процесса могут иметь место в любом участке реки. Однако в верхнем участке реки, где скорость течения наибольшая, обычно преобладает эрозия, а в нижнем участке, где скорость наименьшая,- аккумуляция. В зависимости от преобладания того или другого процесса характер различных участков реки бывает различен. Последнее обстоятельство служит даже некоторым основанием выделения в каждой реке трех основных участков: верхнего, среднего и нижнего. В верхнем участке, обычно отличающемся более быстрым течением, преобладает эрозия и особенно глубинная эрозия, что приводит к углублению русла. В среднем участке размывание и отложение приблизительно уравновешивают друг друга. В нижнем участке отложение явно преобладает над эрозией. Остановимся на каждом из отмеченных нами процессов несколько подробнее.

Транспортировка. Переносная сила воды (при прочих равных условиях) определяется скоростью течения. Мельчайшие частички ила переносятся водой при самом незначительном течении. Пески требуют уже более сильного течения, а крупные гальки перекатываются или переносятся водой только при значительных скоростях течения. Приложенная таблица дает достаточно яркое представление о характере переносной силы текучих вод.

Таблица 1. Количество взвешенных материалов, переносимых реками (по О.А Спенглеру,1980)

Большинство рек имеет скорость у дна около 0,50 м/сек и, следовательно, могут переносить только ил, песок. Горные потоки имеют скорость 7-10 м/сек и даже больше, что дает им возможность переносить валуны в 15 кг и больше.

Ил переносится во взвешенном состоянии. При помощи восходящих водоворотов он может поддерживаться очень долго. Песок перемещается главным образом путем перекатывания по дну. Во время половодья он переносится очень неправильно, в виде «облаков» во взвешенном состоянии. Галька почти исключительно перекатывается или по отдельности, или массами, что зависит от скорости течения. В горных речках по дну катится обыкновенно целый поток гальки, производящий особый шум. Так же перекатываются крупные камни, производя довольно сильные удары при столкновениях.

Количество взвешенного материала, переносимого крупными реками, значительно больше количества перекатываемой гальки, Если количество переносимой гальки принять за 1, то количество взвешенных материалов будет от 10 до 50. Впрочем, для различных рек оно различно, что зависит не только от скорости течения, но и от наличия взвешенного материала.

Количество взвешенных материалов, переносимых реками в море вообще говоря, очень велико.

Реки переносят не только различные рыхлые материалы, но и огромное количество веществ, растворенных в воде. Так, например, согласно подсчетам река Миссисипи ежегодно вносит в море 380 млн. т различных рыхлых материалов и 136 млн. г веществ в растворах. Небезынтересно отметить, что из 380 млн. т рыхлых материалов 40 млн. т переносится путем волочения по дну, а 340 млн. т - во взвешенном состоянии. Во взвешенном состоянии, как уже говорилось, реки могут переносить только очень мелкие частицы. Все же более крупные материалы переносятся только путем волочения по дну.

Эрозия. Вода, двигаясь по поверхности Земли, может отрывать частицы горных пород и уносить их с собой. При этом возможны два случая. Вода может течь по широкой поверхности и уносить рыхлые материалы. Примером может служить сток дождевой воды по наклонной поверхности, равномерно закрепленной растительностью. Этот процесс носит название плоскостного смыва (или абляции). Но та же дождевая вода, сливаясь струйками, может образовать поток. Поток, протекая по определенному месту, производит размыв по определенной линии. Этот линейный размыв, производимый потоком или рекой, носит название эрозии.

Различают два вида эрозии: глубинную, связанную с углублением дна русла, и боковую, связанную с расширением русла. Но оба эти процесса по большей части протекают одновременно. Так, например, при образовании оврага в рыхлых породах идет одновременно и углубление и расширение оврага.

В результате эрозионной деятельности потока всегда получается желобообразное углубление, которое в зависимости от формы и размеров носит различные названия (рытвина, овраг, долина).

Сила текучей воды, преодолевая силу тяжести частичек породы, может их отрывать и уносить с собой. Но этот вид эрозии может давать заметные результаты только в тех случаях, когда поток прокладывает путь в толщах рыхлых пород. Но потоки прокладывают русла и в твердых породах. А горные потоки пропиливают узкие ущелья даже в самых твердых породах. Камни различных размеров и форм царапают и выскабливают дно и бока русла. При этом угловатые камни постепенно округляются, образуя речные валуны, гальку и т. д.

Подобная работа стирания, шлифования и царапания производится не только горными потоками, но и реками равнин. Здесь главным материалом, обусловливающим эту работу, является песок, гравий и галька. Во многих случаях образующиеся мелкие вихревые движения воды вызывают вращение гальки и мелких камней, попавших в небольшие углубления твердой породы. В результате высверливаются значительные углубления.

Отложение. Процессы эрозии и переноса неразрывно связаны с процессом отложения. Количество и качество рыхлых материалов, переносимых текучими водами, зависит главным образом от количества воды и скорости течения. Естественно, что всякое замедление течения совершенно неизбежно будет приводить к отложению тех рыхлых материалов, которые при уменьшившейся скорости течения уже не могут переноситься далее. Всякий поток и всякая речка замедляет свое течение в нижней своей части и главным образом при устье. Отсюда понятно, почему нижняя часть реки и в особенности устье являются главным местом отложений.

Все отложения, производимые современными текучими водами, называют аллювиальными наносами или просто аллювием. Аллювий отлагается по всей длине потока, но характер его в различных частях потока неодинаков. В верхней часта, где скорость течения наибольшая, отлагаются наиболее крупные обломочные материалы (камни, валуны, галька); в нижней, наоборот,- мелкие (пески, ил).

Реки, текущие в пределах равнин, обычно несут только мелкий обломочный материал. В верхнем течении этих рек преобладают галька и гравий, в среднем течении - песок и гравий и в нижнем течении - песок. При этом всякая прибыль или убыль воды в реке сейчас же сказывается на характере отложений. При малых водах и медленном течении отлагаются мелкие пески, при больших водах и при более ускоренном течении - крупные пески и галька. В результате получается хорошо выраженная слоистость, причем слои более крупных и более мелких обломочных материалов обычно чередуются.

Пески, покрывающие дно равнинных рек, движутся очень своеобразно. Они, «волочатся» по дну и создают песчаные волны, напоминающие дюны. Эти песчаные волны образуют систему гряд, гребни которых ориентированы под острыми углами к берегу. При меженном уровне они частично выступают на поверхность, образуя систему песчаных мысиков, скошенных вниз по течению. Размеры гряд, вообще говоря, различны. На Волге (ниже устья Оки) высота их достигает 1 м при длине в 30-35 и более метров. На реках меньших размеров они обычно бывают меньше. У гряд (как и у дюн) склоны, обращенные навстречу течению, отлоги, а противоположные круты (около 30°).

Песчаные волны постепенно смещаются вниз по течению, подобно тому как перемещаются дюны. Песок, влекомый течением, движется по отлогому склону гряды, переваливает гребень и сваливается по крутому склону. Таким путем возникает круто наклонная вниз по реке слоистость.

Средняя скорость движения песчаных гряд на Волге около 0,4 м в сутки. Передвигаясь, одна система гряд обычно отлагается на другую. Периодически повторяющиеся отложения, размывания и новые отложения материалов придают речному аллювию то своеобразное строение, которое носит название диагональной слоистости. Диагональная слоистость очень типична и характерна для отложений именно речных вод.

Иной характер носит аллювий горных рек. Здесь определенно преобладает галечник и валуны. Сортировка выражена слабо, и диагональная слоистость отсутствует. В горных потоках обломочный материал значительно крупнее.

Если быстрый горный поток выходит на равнину, то он сразу теряет свою первоначальную скорость. При этих условиях обломочный материал, приносимый потоком, так же сразу отлагается при самом выходе потока на равнину. Эти накопления неотсортированных крупных камней, щебня и мелких обломочных материалов имеют обыкновенно вид широкого конуса, носящего название конуса выноса (рис. 2.1.). Размеры конусов выноса очень различны. В одних случаях диаметр их измеряется десятками метров, в других - километрами. В последних случаях на конусах выноса располагаются целые селения с полями и садами. Величина конусов выноса зависит прежде всего от величины водосборной площади, от геологического строения местности, а также и от условий климата. В пустынных странах, при интенсивном физическом выветривании и редко выпадающих ливнях, воды выносят огромное количество обломочного материала [6].

Рис. 2.1. Конус выноса(по Н.В.Короновскому,2006)

Делись добром ;)