6 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Водотоки или, как их называют, русловые потоки, подобно другим экзогенным агентам, производят разрушительную работу — эрозию, перенос материала и его аккумуляцию и созда­ютвыработанные (эрозионные) и аккумулятивные формы релье­фа, И те и другие теснейшим образом связаны друг с другом. Размыв и аккумуляция материала часто сменяют друг друга во времени и пространстве, поэтому не существует геоморфологиче­ских комплексов, где были бы развиты исключительно формы од­ного из этих двух типов. Можно только различать области пре­обладающей эрозии и преобладающей аккумуляции. Однако на суше эрозионные формы рельефа пользуются большим развитием и распространением, чем аккумулятивные. Обусловлено это тем, что значительная часть обломочного материала, переносимого постоянными и временными водотоками, выносится в моря и океа­ны и откладывается на дне, образуя толщи морских осадочных пород.

Эрозионная работа водотока осуществляется за счет живой силы потока, корразии (воздействия на дно и берега влекомыми потоком обломками) и химического влияния на породы, слагаю­щие дно и берега реки.

Наибольшее значение имеет живая сила, или энергия потока, которая может быть выражена формулой:

F=mv2/2, где F — энергия потока, т — масса воды, и —ско­рость течения.

Следует отметить, что масса воды пропорциональна расходу потока, скорость течения выражается формулой Шези:

F_1

где с — коэффициент, зависящий от шероховатости русла, R — гидравлический радиус (отношение площади живого сечения во­дотока к смоченному периметру русла), i — уклон. Таким образом, чем многоводнее поток и круче уклон, тем больше живая сила и эродирующая способность потока. Однако поток будет эродиро­вать лишь в том случае, если не вся живая сила текучей воды расходуется на перенос твердого материала и на преодоление сопротивления. В противном случае в русле потока будет проис­ходить аккумуляция.

В эрозионной работе водотоков различают глубинную (донную) эрозию, направленную на углубление речной долины, и боковую эрозию, ведущую к ее расширению. В работе любого водотока почти всегда можно обнаружить признаки обоих видов эрозии. Однако интенсивность их меняется в зависимости от уклона русла, геологического строения территории, по которой протекает водо­ток, стадии развития водотока (его возраста) и ряда других при­чин. Преобладание того или иного вида эрозии накладывает отпе­чаток прежде всего на морфологию (форму) долин русловых потоков. Узкие, глубокие и относительно спрямленные долины свидетельствуют об интенсивной глубинной эрозии текущих по ним водотоков. Широкие, плоскодонные долины с прихотливо изви­вающимися руслами водотоков говорят о преобладании боковой эрозии.

Ширина долины водотока зависит от его величины, состава пород, прорезаемых водотоком, уклона местности и ряда других факторов. Углубление русла водотока также происходит не бес­предельно. Оно ограничивается прежде всего уровнем водного бассейна (озера, моря), куда впадает водоток. Этот уровень назы­вается базисом эрозии. Общим базисом эрозии для русловых водотоков является уровень Мирового океана. Наряду с ним разли­чают местные базисы эрозии, которые могут располагаться на любой высоте. Возникновение местных базисов эрозии чаще всего определяется геологическим строением ложа (русла) потока. Выходы прочных пород, пересекающих русло, неизбежно вызы­вают замедление врезания, поэтому в течение какого-то отрезка времени профиль русла на участке выше выхода прочных пород будет приспосабливаться к этому временному базису.

Поскольку уровень воды в реке является базисом эрозии для впадающих в него притоков, местным базисом эрозии часто назы­вают уровень дна долины по отношению к прилегающей поверх­ности водосбора, который она дренирует.

Выше базиса эрозии водоток углубляет свою долину до тех пор, пока не сформирует профиль, в каждой точке которого живая сила потока окажется уравновешенной сопротивлением подстила­ющих пород размыву, а транспортирующая способность потока окажется выровненной по всей его длине. Такой профиль назы­вается выработанным продольным профилем или предельным профилем равновесия. Предельный профиль равновесия (плавная вогнутая кривая, рис. 51, I) может быть выработан только в опре­деленных условиях: 1) при однородном составе пород, размывае­мых водотоком на всем его протяжении, 2) при постепенном увеличении количества воды по направлению от истока к устью. В природной обстановке поверхность, по которой течет водоток, обычно сложена породами разного состава, а следовательно, и разной устойчивости к размыву. Породы более податливые раз­мываются легче, менее податливые задерживают глубинную эро­зию. В таком случае продольный профиль водотока приобретает вид сложной кривой, характеризующейся чередованием участков с разными уклонами (рис. 52, II). Предельный профиль равнове­сия теоретически может быть достигнут каждым водотоком, одна­ко сложность и изменчивость    географических    и геологических условий, в которых происходит выработка русла, практически де­лает недостижимым такое состояние.

Профили равновесия рек

Профили равновесия рек

Невыработанный продольный профиль потока характеризуется наличием водопадов, порогов, быстрин. Водопадом называют мес­то, где ложе потока образует уступ, с которого вода падает вниз. Различают несколько видов водопадов: 1) ниагарский, когда масса воды низвергается широким фронтом, а ширина водопада равна или больше высоты; 2) иосемитский, иликаскадный, — во­да падает сравнительно узкой струей, иногда с громадной высоты (высота водопада Энджей в Венесуэле 980 м), причем струя не­редко разбивается на ряд каскадов, соответствующих отдельным уступам; 3) карельский, или падун, — крутой (до 40°), но не от­весный участок русла (водопад Иматра на реке Вуоксе и др.). Ряд уступов, образующих серию небольших водопадов, называют катарактами, небольшие положительные неровности русла — порогами. Участки русла с более крутым падением и более высо­кими скоростями течения получили название быстрин. Генезис уступов в продольном профиле потоков может быть различным: либо они связаны с неровностями «первичного» рельефа, генезис которых также может быть различным; либо с препарировкой стойких пород (в результате глубинной эрозии потока или роста тектонической структуры на его пути), либо с загромождением русла обвальными массами или выносом материала из боковых долин.

Среди общих закономерностей работы водотоков следует от­метить регрессивную эрозию, в результате которой водотоки, заложившиеся на склонах речных долин, имеют тенденцию продви­гаться своими вершинами в глубь междуречий.

Общая особенность эрозионной работы водотоков — ее избира­тельный, селективный характер. Вода при выработке русла как бы выявляет наиболее податливые для врезания участки, приспосаб­ливаясь к выходам более легко размываемых пород или к тем участкам, где сопротивляемость пород ослаблена тектоническими причинами: к осевым зонам складок, к тектоническим трещинам, разломам, зонам дробления пород.

Материал, полученный в результате эрозионной работы посто­янных водотоков, переносится вниз по течению. Транспортировка его осуществляется различными способами: 1) волочением облом­ков по дну, 2) сальтацией, 3) переносом мелких частиц во взве­шенном состоянии, 4) в растворенном виде, 5) в виде обломков, вмерзших в лед. Состав обломочного материала и его соотношение с веществами, находящимися в растворенном состоянии, зависит от характера водотока   (равнинный или   горный), состава пород, слагающих бассейн руслового потока, от климата и источника питания водотока. Несмотря на слабую минерализацию вод, по­давляющее число постоянных водотоков (рек) переносят миллио­ны и десятки миллионов тонн растворенных веществ. Так, река Енисей ежегодно выносит в море 30 млн. т растворенных веществ, Волга — 46,5 млн. т и т. д. Взвешенный материал переносится ре­ками также в огромном количестве. Тот же Енисей ежегодно выносит в море около 12 млн. т взвесей, Нил — 88 млн. т. Инд — 400 млн. т и т. д. По данным разных авторов, твердый сток с суши составляет от 11 до 20 млн.т/год. Движение донных наносов нахо­дится в строгой зависимости от скорости течения.

Максимальная масса частицы, которую может переносить по­ток, пропорциональна шестой степени скорости течения. Эта зависимость выражается формулой Эри:

Pm=Av6

где Рт — масса частицы, А — коэффициент, зависящий от уклона дна, формы частицы, ее массы и глубины потока, v — скорость течения. Формула Эри дает возможность объяснить большую разницу в размерах обломков, переносимых горными и равнинны­ми реками или одной и той же рекой в межень и в половодье, когда с увеличением массы воды увеличивается и скорость ее течения.

Отложения, формируемые постоянными водными потоками (ре­ками), называются аллювиальными или просто аллювием. Аллю­вий заметно отличается от других генетических типов континен­тальных отложений (склоновых, ледниковых и др.) прежде всего сортированностью и окатанностью обломков. Сортировка и ока­тывание обломочного материала, слагающего аллювий, начина­ются сразу, как только обломки попадают в водный поток и продолжаются в течение его транспортировки. Окатывание облом­ков происходит вследствие ударов и трения их друг о друга, а также о дно и берега водотока. В результате глыбы превраща­ются в валуны, щебень — в гальку, дресва — в гравий. В процессе переноса обломки не только окатываются, но и истираются. По­этому с течением времени валуны переходят в гальку, галька в гравий, гравий в песок. Следовательно, вниз по течению аллюви­альные отложения становятся все более и болеемелкозернистыми если в описанный процесс не вмешиваются посторонние факторы — поступление крупнообломочного материала в результате обвалов берегов, вынос временных водотоков и т. п. Меняется вниз по те­чению и состав аллювия. Происходит это вследствие того что менее прочные минералы и породы истераются быстрее, чем более прочные, а также за счет воздействия воды на растворимые поро­ды и минералы. В процессе транспортировки происходит сортиров­ка обломков по массе и величине.