Речная эрозия, ее виды и механизмы.

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. На 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.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒