posobie-gumerova

1.4.2.3. Геологическая деятельность поверхностных текучих вод

Разрушение горных пород и перенос обломочного материала текучими водами называется эрозия. Источником питания поверхностных текучих вод являются атмосферные, талые, озерные и подземные воды. При питании только атмосферными и талыми водами формируется нерусловой склоновый сток. Его называют также плоскостным или делювиальным смывом. Обычно он способен смывать только тонкий алевритовый и глинистый материал, оставляя песок и щебень. Вода, движущаяся в виде склонового стока, может скапливаться в пониженных местах склона и образовывать ручейки. Таким образом, склоновый сток переходит в линейный русловой. Среди русловых потоков различают временные и постоянные водотоки.

Деятельность временных водотоков формирует особый тип отложений – делювий, возникающий в результате накопления смытых со склонов дождевыми и талыми водами продуктов выветривания. Он залегает в виде шлейфов: вверху перемытый песчано-дресвяно-щебнистый материал; внизу – алеврито-глинистый.

Сели (грязевые потоки) являются примером воздействия временных водотоков. В горах, где имеются крутые склоны и большое количество обломочного материала, в результате сильных ливней или быстрого таяния снега возникают быстро движущиеся грязевые потоки. Эти потоки – сели, движутся обычно по руслам временных или постоянных водотоков. При движении грязевой поток захватывает все больше и больше обломочного материала, увеличивая нагрузку в своей фронтальной части. В конечном итоге нагрузка становится так велика, что у потока не хватает мощности двигаться дальше, и обломочный материал в виде дамбы перегораживает долину. Периодически жидкая грязь прорывает плотину, пока не разрушит её окончательно. Тогда вся эта масса воды, глинисто-песчаного материала и обломков пород вплоть до гигантских глыб устремляется вниз с ужасающей скоростью. Сели производят разрушения зданий, губят земли, пригодные для земледелия, уносят жизни людей. Селеопасным местом считается город Алма-Ата, для защиты которого была выстроена специальная дамба. Проводятся постоянные наблюдения за сходом лавин и накоплением обломочного материала на склонах. Отложения, стремительно перемещенные со склонов временными водотоками, называются пролювием. Они образуют конусы выноса и характеризуются плохой сортировкой и слабой окатанностью обломков.

Основными формами рельефа, возникающими в результате деятельности временных водотоков, являются овраги, развитие которых проходит за четыре стадии:

1. Рытвина может возникнуть в течение одного интенсивного дождя. Часто причиной развития рытвин становится человек. Достаточно одной колеи, в которой накопится вода, чтобы начал расти овраг.

2. Стадия активного роста характеризуется врезанием верховьев оврага. Он растет в длину в сторону своей вершины. Такой вид эрозии называется регрессивной или пятящейся. Кроме того, овраг углубляется до 10-25 метров, часто достигая уровня грунтовых вод, которые выходят на поверхность в виде источника. Поперечный профиль оврага становится V–образным.

3. Стадия зрелости или достижения продольного профиля равновесия. В эту стадию сглаживаются все уступы русла оврага и его продольный профиль выполаживается; овраг достигает продольного профиля равновесия. Глубинная эрозия сменяется боковой. Овраг растет не на глубину, а в ширину и крутизна его стенок уменьшается.

4. Стадия затухания (балки).Прекращаетсярост оврага,его склоны зарастают растительностью, а дно становится плоским. Он приобретает корытообразный поперечный профиль.

В природе возникновение оврагов вызывают следующие условия: наличие крутого склона, рыхлых отложений и обильных атмосферных осадков. Часто причиной возникновения оврагов становится деятельность человека, когда он нарушает экологическое равновесие неразумной вырубкой лесов и распашкой земель на склонах. Овраги приносят громадный вред природе и в конечном итоге человеку. Они делают местность непригодной к строительству и земледелию, ведут к осушению целых областей, так как поверхность испарения увеличивается, а грунтовые воды истощаются. Беднеет и исчезает растительность, наступает пустынный тип литогенеза.

В настоящее время разработан комплекс мер по борьбе с оврагами. Области опасные по оврагообразованию засаживаются густой древесной и кустарниковой растительностью. Чтобы не допустить приток временных водотоков к верховьям оврагов, строятся специальные дамбы и отводные каналы с водосборниками. Все эти меры успешно применяются на территории города Томска в районе горы Каштак.

Постоянные водотоки – реки – могут существовать только при условии их постоянного питания. Источниками питания рек в бездождевые периоды служат озерные или подземные воды, а также талые воды ледников. Существование рек зависит также от климата, так как количество выпадающих осадков должно быть больше, чем испарение. Наиболее густая речная сеть в гумидной зоне, значительно реже она в степи и тундре, ещё реже в полупустыне, а в пустынях реки не образуются. Они могут протекать через пустыню, имея область питания за ее пределами.

Каждая река характеризуется своим собственным режимом, который определяется следующими факторами: 1) количеством воды, 2) уровнем воды, 3) скоростью течения. Эти показатели постоянно изменяются по временам года, а также в связи с изменениями климата и рельефа. В последнее время изменения режима рек часто связаны с деятельностью человека. Это можно проследить на примере реки Томи.

Речные долины создаются эрозионной деятельностью рек. Различают эрозию донную, направленную на врезание потока в глубину, и боковую, ведущую к подмыву берегов и к расширению долины. Русским академиком К.М. Бэром была установлена закономерность возникновения ассиметричных долин при неравномерной деятельности боковой эрозии. Она гласит: крупные реки, текущие в меридиональном направлении в Северном полушарии, подмывают правый берег, а в Южном полушарии – левый. Эта закономерность связана с вращением Земли, при котором возникает поворотное или кориолисово ускорение. Его горизонтальная составляющая направлена в Северном полушарии вправо по отношению к направлению движения, а в Южном – влево. У малых рек эта закономерность может быть не выражена. У реки Томи она проявляется ярко и отчетливо, в чем студенты томских вузов смогут убедиться во время летней учебной практики.

На всем своем протяжении речные долины имеют уклон в сторону устья, что обеспечивает течение реки. Существуют главные долины и боковые, по которым текут притоки главных рек. Боковые долины имеют свои ответвления (долины третьего порядка) и так далее. Все вместе они образуют речные системы. Территория, с которой речная система получает питание поверхностными и подземными водами, называется речной водосборный бассейн. Граница смежных водосборных бассейнов называется водоразделом.

Речные долины состоят из нескольких элементов.

Исток – место, где река берет свое начало.
Русло – наиболее низкая часть дна долины, по которой течет вода. По направлению от истоков до устья уклон русла уменьшается, а ширина и глубина возрастает. Реки с быстрым течением размывают свои берега и откладывают большое количество материала в русле. Таким образом, возникает широкое, плоское русло, в котором накапливающиеся песчаные отмели то и дело изменяют направление потока и образуют множество проток.
Протока (рукав) – ответвление русла реки.
Пойма – часть дна долины, возвышающаяся над руслом, ежегодно заливаемая водой.
Меандры – изгибы реки, возникающие из-за того, что водный поток на поворотах бьёт и размывает вогнутый берег, а на выпуклый выносит и откладывает обломочный материал. Так создаются отмели и косы.
Старицы – изолированные от реки озера, бывшие меандры.

7. Террасы – ступенчатые площадки, образованные рекой в бортах долины. Наличие террас говорит о нестабильном тектоническом режиме

Рис. 22. Схема комплексов

речных террас.

I-V – террасы:

I – эрозионные,

II – цокольные,

III – аккумулятивные (вложенные),

IV – погребенные (наложенные),

V – различных типов.

Н, Н₁, Н₂, Н₃ – амплитуды поднятий;

А₁A₂A₃– амплитуды опусканий

района развития долины. Пока тектонические движения отсутствуют, увеличивается горизонтальная площадка террасы. Вертикальный уступ террасы образуется, когда начинают подниматься или опускаться блоки земной коры. На схеме (рис. 22) показана зависимость роста террас от поднятий или опусканий блоков. По способу образования различают следующие виды террас:

I. Эрозионные возникают вследствие поднятия территории и врезания русла.

II. Цокольные (смешанные) образуются при чередовании опусканий и поднятий.

III. Аккумулятивные (вложенные) образованы за счет отложения осадков реки при опускании.

IV. Погребённые (наложенные) возникают при перекрытии террас речными наносами.

V. Разных типов.

8. Дельта – конус выноса реки – называется так потому, что напоминает по форме греческую букву. Дельта образуется перед местом впадения реки в озеро или море и далеко не всегда имеет треугольную форму. Дельта формируется, если речные отложения осаждаются сразу же при впадении реки в озеро или море и их так много, что они не успевают уноситься волнами.

Устье – место впадения реки в море или озеро.

Различают три стадии развития речных долин: юную, зрелую и древнюю. На юной стадии развития долины преобладает донная эрозия, когда водный поток, врезаясь в горную породу, стремится выработать свой более или менее правильный продольный профиль. Продольные профили рек вырабатываются применительно к уровню водоема, в который они впадают. Уровень приемного бассейна реки определяет глубину донной эрозии и называется базисом эрозии. Это самый низкий уровень, до которого река может размывать свое ложе. Однако донная эрозия прекращается еще до достижения базиса эрозии, как только река выработает профиль равновесия – продольный профиль, при котором уклон русла приближается к 0, а течение замедляется. Поперечный профиль ее в это время V–образной формы, борта крутые, русло порожистое, а при встрече с крепкими породами в русле возникают водопады. Такие долины называются каньоны. Примером каньона может служить долина р. Колорадо (США, штат Аризона). Каньон Колорадо (Большой Каньон) находится на высокогорном плато, сложенном горизонтально залегающими породами. За несколько миллионов лет р. Колорадо с притоками прорезала в этих породах причудливые извилистые ущелья с отвесными бортами. Длина Большого Каньона – примерно 450 км, глубина – 1,6 км, а ширина в верхней части колеблется от 8 до 25 км, а внизу – 120 м.

Зрелая стадия реки наступает, когда сглаживаются пороги и водопады и вырабатывается продольный профиль равновесия, после чего донная эрозия прекращается и происходит лишь боковая. Поперечный профиль зрелой долины – U-образный. Развиваются меандры, возникают старицы. Идет образование террас.

Древняя стадия характеризуется ландшафтом низких возвышенностей с пологими склонами. Поперечный профиль долины корытообразный (с широким, плоским дном). Река сохраняет уклон русла, минимально необходимый для ее течения. На этой стадии много меандр. Русло блуждает, срезая меандры и оставляя срезанные рукава и старицы.

В результате тектонических движений базис эрозии может понизиться. В этом случае возобновится глубинная эрозия, произойдет омоложение долины, а в верховьях реки образуются террасы. При прогибании территории в верховьях реки долина быстро стареет, и в устье формируется морской залив (лиман).

Вынос рекой продуктов выветривания осуществляется четырьмя способами: волочением, скачкообразно, во взвешенном состоянии, в растворенном виде. При этом происходит измельчение и окатывание обломков, а также сортировка их по весу и размерам. Обломочный материал, принесенный рекой, называется аллювий. Он отличается от коллювия и делювия окатанностью и сортировкой. Аллювий различают по размерности: валуны, галечник, гравий, песок, суглинок. В аллювии рек встречаются россыпные месторождения полезных ископаемых или россыпи. Это наиболее устойчивые к физическому или химическому выветриванию минералы (алмазы, золото, касситерит, платина, шеелит, кварц и т.д.) Они вымываются из вмещающих пород и отлагаются в русле или террасах. Изучая речной аллювий, можно найти не только россыпи, но и коренное месторождение полезных ископаемых.

Вопросы по теме:

Причины возникновения неруслового и руслового стока.
Способы проявления деятельности временных водотоков (возникновение селей, образование делювия).
Овраги, стадии их развития и борьба с ними.
Постоянные водотоки, транспортировка и отложение аллювия.
Элементы строения речных долин.
Стадии развития речных долин. Базис эрозии. Продольный профиль равновесия.

Содержание