Геологическая работа рек и ее результаты

Реки производят огромную денудационную и аккумулятивную работу, существенно преобразуя рельеф. Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние низкого уровня называется меженью, а высокого – паводком или половодьем. Движение воды в реках всегда турбулентное (беспорядочное, вихревое). В поперечном сечении потока максимальные скорости наблюдаются в наиболее глубокой части потока – стержне, меньше – у берегов.

Мощные водные потоки производят большую эрозионную, переносную и аккумулятивную работу. Способность рек производить работу называют энергией реки, или ее живой силой (К). Она пропорциональна массе воды и скорости течения.

В образовании речных долин главная роль принадлежит эрозии. За счет донную, или глубинную эрозии, направленную на врезание потока в породы, слагающие дно русла, происходит углубление речных русел и долин. За счет боковую, ведущую к подмыву берегов и, эрозии, в целом, --- расширение долины. Соотношение глубинной и боковой эрозии меняется на разных стадиях развития долины. В начальных стадиях преобладает глубинная эрозия, когда водный поток стремиться выработать свой продольный профиль, который характеризуется значительными неровностями. Река стремиться сгладить эти неровности применительно к уровню моря или озера, в которые впадает река. Уровень бассейна, куда впадает река, определяет глубину эрозии речного водного потока и называется базисом эрозии. Он является общим для всей речной системы. Постепенно в нижнем течении реки уклон продольного профиля уменьшается, приближаясь к горизонтальной линии, уменьшается скорость течения и, следовательно, затухает глубинная эрозия. Боковая эрозия рек – подмывание и размывание рекой (или другим водным потоком) склонов долины, ведущая к ее расширению, образованию излучин (меандр) и миграции русла.

Одновременно с эрозией реки при своем движении захватывают продукты разрушения (при выветривании или эрозии) горных пород и переносят их волочением по дну, во взвешенном состоянии, и в растворенном виде. Влекомые по дну и взвешенные частицы принято называть твердым стоком рек.

Грубый обломочный материал усиливает донную эрозию, но и сам измельчается, истирается и окатывается, образуя гальку, гравий, песок.

Уже на первых стадиях развития реки при явном преобладании процессов эрозии и переноса на отдельных участках частично откладывается обломочный материал. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности водного потока, называются аллювиальными отложениями илиаллювием (см.рис.).

Меандры рек: а- начальная стадия; б- рост и смещение меандра;
в- образование старицы.

Различные стадии образования прирусловых отмелей:

А- начальная стадия в плане и разрезе;
Б- расширенная прирусловая отмель различного времени накопления в соответствии с прогрессирующим развитием мендры.

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.

Так как эпохи слабого проявления тектонических движений, когда происходит выравнивание рельефа, сменяются эпохами относительно быстрых поднятий одних участков (среднего и верхнего течения) и опусканий (устьев) земной коры, то реки усиливают свою эрозионную деятельность. 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.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 (см.рис.).

Схема геологического строения реки:

1- русловые фации (пески) в основании с пролювиальным горизонтом (галечники, щебень, валуны);
2- пойменные фации (супеси, суглинки, глины);
3- старичные фации (глины, илы, торф);
4- ледниковые отложения (супеси,валунные суглинки);
5- флювиогляциальные отложения (пески);
6- отложения верхней юры (глины);
7- известняки.

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 (см.рис.).

Типы речных террас:

А- эрозионные или скульптурные;
Б- аккумулятивные;
В- цокольные.
Р- русло; П- пойма; I,II,III- надпойменные террасы; H1,H2,H3- эрозионные циклы.
Элементы террасы: а- тыловой шов; б- террасовидная площадка; в- бровка террасы; г- уступ террасы.
1-аллювий; 2-коренные породы.

Таким образом, в результате длительного развития рек у них возникают речные долины со следующими элементами: русло, пойма и террасы.

Русло — наиболее пониженная часть долины, выработанная потоком воды, по которой осуществляется перемещение основной части донных наносов и сток воды в междупаводочные периоды. Существуют различные типы речных русел и соответствующие им типы русловых процессов.

Пойма — часть речной долины, затопляемая в половодье или во время паводков. Ширина пойм равнинных рек может равняться ширине русла и доходить до нескольких десятков ширин русла, иногда достигая 40 км.

Речные террасы — горизонтальные или слегка наклонённые по течению площадки в долинах рек. Террасы обычно сложены аллювием и находятся на уровне древних пойм.