6.2. Закономерности процессов эрозии

Разрушительная деятельность вод поверхностного стока заключается в плоскостном смыве продуктов выветривания со склонов возвышенного участков рельефа и русловым размыве горных пород водными потоками (эрозионные процессы).

При плоскостном смыве временные потоки захватывают часть рыхлого материала и перемещают его к основанию склона. Благодаря этому происходит общее выравнивание поверхности континентов. Интенсивность смыва определяется объемом стекающей воды, крутизной склонов и отсутствием на пути движения растительного покрова.

Делювиальный снос является весьма угрожающим для сельского хозяйства и горного производства. Со склонов смываются плодородные почвы; борта карьеров, сложенные рыхлыми породами, переувлажняются, что приводит не только к смыву верхнего подвижного слоя, но и к созданию условий для водно-гравитационных процессов (оползней, оплывин),

Русловой (линейный) размыв водными потоками развивается в соответствии с физическими законами гидродинамики и осуществляется в процессе взаимодействия между силами текучей воды и сопротивлением размыву горных пород. Работа текучей воды определяется энергией потока (живой силой - ) и зависит от скорости течения, которая прямо пропорциональна уклону ложа, а также от массы воды в потоке. Вся работа потока, начиная от явлений смыва и размыва и кончая явлениями шлифования и царапания русла, называется ЭРОЗИЕЙ (лат." еrodo" -размываю). Следовательно, понятие эрозии объединяет следующие явления: 1)смыв и размыв горных пород силой водного потока; 2) шлифованием и царапанием дна русла переносимым потоком минеральных частиц ( КОРРАЗИЯ) и 3) химическое растворение (коррозия) горных пород водным потоком.

Различные породы в зависимости от их состава и структурно-текстурных особенностей, начинают размываться при различных скоростях движущейся в потоке воды. Так, глинистые породы разрушаются при скорости потока 0,15 м/с, песчаные - 0,3-0,4 м/с, слабо сцементированные конгломераты - 1,0-1,2 м/с, слюдяные сланцы - 1,5-1,8 м/с,габбро-3,0-3,2 м/с

Захваченные потоками воды минеральные частицы и их растворы переносятся вниз по течению. При этом перенос материала осуществляется:!) во взвешенном состоянии (в виде мути, суспензии); 2) во влекомом состоянии - путем перекатывания по руслу волоком ; 3) в растворенном состоянии. Транспортирующая сила водяного потока пропорциональна шестой степени скорости течения.

На разных стадиях развития водного потока его эрозионная деятельность меняется не только по величине, но и по своей направленности. Различают два вида его эрозии - глубинную и боковую. ГЛУБИННАЯ, или ДОННАЯ эрозия характеризуется процессами размыва и углубления дна ложа потока (врезание потока в породы дна) силами движущиеся воды. БОКОВАЯ эрозия выражается в разрушении водными потоками основания стенок эрозионной борозды, вследствие чего происходит расширение русла потока.

В начальные стадии развития разрушительная деятельность водного потока начинается с глубинной эрозии. Уровень углубления ложа потока, ниже которого прекращается эрозионная деятельность потока, называется БАЗИСОМ ЭРОЗИИ. Для большинства водных потоков на континентах базисом эрозии является уровень Мирового океана, называемый абсолютным базисом эрозии. Кроме того существуют местные базисы эрозии, представляющие собой уровни водосборных элементов.

Скорость врезания зависит от состава горных пород. На участках водного потока, где выходят на поверхность кристаллические массивные породы, образуются пороги и перекаты.

Общая закономерность эрозионных процессов заключает в прорытии склона текучими водами от устья к верховью и начинается от определенной точки, находящейся у подножия склона или же на уровне водосборного бассейна.

В верховодье потока происходят смыв и размыв русла, и вынос продуктов смыва и. размыва. В среднем течением поток лишь переносит материал, поток на этом уровне не углубляет русла и отлагает наносов. В нижнем течении происходит

намыв, отложение материала. Границы отмеченных частей потока во времени перемещаются в направлении, обратном течению потока. Состояние потока, при котором четко выделяются три отмеченные части, называется СОСТОЯНИЕ РАВНОВЕСИЯ. Кривая русла в состоянии равновесия потока называется ПРОФИЛЕМ РАВНОВЕСИЯ. Она соответствует условиям минимальной работе водотока по размыву русла.

При приближении продольного профиля к положению профиля равновесия глубинная эрозия замедляется, а освобождающаяся энергия потока расходуется на расширение русла, т.е. поток вступает в стадию боковой эрозии. Согласно действию кориолисого ускорения в северном полушарии Земли на больших реках более интенсивно подмывается правый берег. Течение потока, отразившись от подмываемого берега, отклоняется в противоположную сторону. На возникшем изгибе стержня образуются системы поперечной циркуляции воды.

Образование изгиба русла в одном месте неизбежно влечет возникновение целой серии сопряженных с ним изгибов ниже по течению, так как стрежень будет отражаться последовательно то от одного берега, то от другого.

Русло, благодаря боковой эрозии, не только расширяется, но и приобретает извилистое строение - река МЕАНДИРУЕТ. Дальнейшее расширение ложа потока связано с развитием излучин, меандр и боковым смещением русла.

С расширением русла уменьшается скорость потока и его транспортирующая способность. Это приводит к началу аккумулятивной деятельности.

В деятельности потоков выделяют три стадии, постепенно сменяющиеся по мере выхолаживания уклона:1-стадия молодости - характеризуется поперечным V -образным врезом, преобладает глубинная эрозия; 2- стадия зрелости - русло расширяется, поперечный профиль V -образный, появляется боковая эрозия и 3-етадня, когда достигается профиль равновесия - широкая долина, извилистое русло (стадия старости).

Изменение базиса эрозии ведет к возобновлению донной эрозии. Следствием омоложения долин является образование НАДПОЙМЕННЫХ ТЕРРАС - остатков прежнего днища долин с залегающим на нем покровом осадочных пород, возникающих в результате деятельности русловых потоков.

Каждая терраса состоит из почти горизонтальной площадки, вытянутой вдоль русла реки и уступа, ограничивающего эту площадку со стороны русла. Линия пересечения площадки и уступа называется бровкой, внутренний край площадки - швом террасы.

Образуется терраса в фазу боковой эрозии и аккумуляции вещества. Уступ террасы формируется в последующую стадию углубления русла. В долинах рек можно наблюдать несколько террас. При этом самая низкая терраса, заливаемая в половодье, называется пойменной террасой. Соответственно вышележащие террасы называются надпойменными - первой, второй и т.д.

Временные русловые потоки формируют следующие эрозионные формы рельефа: эрозионные борозды глубиной до 0,5 м; рытвины (до 1-2 м), промоины (до 3-5) и овраги. Русло оврага называется тальвегом.

Реки формируют крупные понижения в рельефе земной поверхности - речные эрозионные долины, в строении которых выделяются русло, днище, склоны и берега.