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.

Пойма. Формирование пойменной долины. По опре­делению Н. И. Маккавеева, пойма — это приподнятая над межен­ным уровнем воды в реке часть дна долины, покрытая раститель­ностью и затопляемая половодьем. Пойма образуется почти на всех реках (как горных, так и равнинных), имеющих переменный уровень воды и находящихся в стадии врезания, аккумуляции или стабильного состояния продольного профиля. Пойма может отсут­ствовать только на участках порожисто-водопадного русла и в уз­ких ущельях. Высота пойм зависит от высоты половодья. У рек, впадающих в крупные приемные бассейны, высота половодья убы­вает к устью. В соответствии с этим убывает и высота поймы. Так, относительная высота   (над меженным уровнем реки)  волжской поймы в районе г. Саратова 11— 12 м, у Волгограда она снижает­ся до 7 м, а у Астрахани — до 2,0 м. В сужениях дна долины се­зонная амплитуда уровней   боль­ше, чем на прилегающих   участ­ках расширений дна,  поэтому и высота поймы возрастает на пер­вых и убывает на вторых. Так как высота половодий изменяется от года к году, то наиболее высокие участки поймы затопляются ред­ко, раз в десять или даже в сто лет. Вследствие этого не   всегда легко найти границу между пой­мой и надпойменной террасой. В таких случаях приходится  руко­водствоваться почвенно-ботаническими признаками:   смена   луго­вых почв почвами зонального ти­па  и  появление в  растительном покрове видов, не выносящих за­топления   (например,     ковыля), помогают     установить     границу разлива, а следовательно, и гра­ницу поймы.

Большая роль в формировании поймы и слагающих ее различных фаций аллювиальных отложений принадлежит боковой эрозии рек. Последняя в значительной мере обусловливается первичной изви­листостью рек. Рассмотрим этот процесс на примере развития од­ного колена первичной излучины реки (рис. 58).

Схема образования прирусловой отмели

Схема образования прирусловой отмели

Каждая капля потока по инерции стремится двигаться прямо­линейно. Поэтому при повороте русла вода устремляется к вогну­тому берегу, подмывает его. Вогнутый берег становится обрывис­тым, начинает отступать, увеличивая кривизну изгиба и ширину долины реки. Образовавшийся (вследствие подхода к вогнутому берегу поверхностных струй) поперечный уклон водной поверхно­сти вызывает перемещение донных струй от вогнутого берега к выпуклому. Возникает винтообразное движение воды в потоке, приводящее к углублению русла реки у вогнутого берега. Матери­ал, образовавшийся в результате подмыва берега и размыва русла, подвергается сортировке. Если берег сложен песчано-глинистой толщей с включением грубообломочного материала, глинистые частицы при размыве перейдут во взвешенное состояние и будут унесены рекой вниз по течению. Значительная часть песчаного ма­териала относится донными струями к противоположному (выпук­лому) берегу и там откладывается. В наиболее глубокой части реки (на дне плёса у обрывистого вогнутого берега) остается лишь наиболее крупный материал (валуны, галька, щебень), который и выстилает эту часть русла, реки, образуя базальную фацию ал­лювия.

Особенно интенсивно река работает в половодье, когда увели­чиваются масса воды и скорость ее течения, т. е. резко возрастает живая сила потока. С падением уровня накопившийся у выпукло­го берега песчаный материал выходит из-под воды, образует при­русловую отмель.

Описанный процесс, повторяясь из года в год, ведет к смеще­нию русла реки в сторону вогнутого берега, к расширению при­русловой отмели, песчаные осадки которой, двигаясь вслед за от­ступающим руслом, постепенно перекрывают крупнообломочный материал, отложившийся в наиболее глубокой части реки, в плё­сах. Прерывистость процесса наращивания прирусловой отмели (за счет причленения все новых «порций» аллювия в период ве­сеннего половодья) находит отражение в ее рельефе, для которого характерна система параллельных дугообразных гряд (грив), раз­деленных межгрядовыми (межгривными) понижениями. Относи­тельная высота грив колеблется от нескольких десятков децимет­ров до нескольких метров (рис. 59).

Растущая прирусловая отмель у выпуклого участка берега

Растущая прирусловая отмель у выпуклого участка берега

Образовавшаяся прирусловая отмель заливается водой только в половодье. Высота полых вод над отмелью и скорость их течения значительно меньше, чем в пределах меженного русла реки. Они не мешают появлению на отмели растительности, которая, в свою очередь, начинает оказывать сопротивление движению полых вод и понижать скорость их течения. В пределах затопленной отмели создаются условия, благоприятствующие оседанию из воды взве­шенных (глинистых) частиц, особенно на участках, удаленных от стрежня. С течением времени песчаные отложения расширяющейся прирусловой отмели оказываются перекрытыми более тонким ма­териалом (суглинком, супесью); прирусловая отмель превращает­ся в пойму (рис. 60).

Схема, иллюстрирующая формирование поймы

Схема, иллюстрирующая формирование поймы

Строение и рельеф поймы. Как видно из процесса образования поймы, в ее строении принимают участие различные типы аллюви­альных отложений. В основании, на контакте с коренными поро­дами, залегает перлювий (perluo — промываю), представленный грубообломочным валунным или галечниковым материалом, воз­никшим в результате промывания водой осадков, слагающих подмываемый вогнутый бе­рег. Грубообломочный ма­териал может чередовать­ся с линзами илов, отла­гающихся на дне плёсов в период межени. Выше перлювия залегаетрусло­вой аллювий, представ­ленный преимущественно песками, часто с включе­нием гальки и гравия и характеризующийся, как правило, хорошо выра­женной косой слоисто­стью. Еще выше залегает пойменный аллювий, со­стоящий главным обра­зом из супесей и суглин­ков с нечеткой горизон­тальной или слегка вол­нистой слоистостью.

Ударяясь о вогнутый берег, вода в реке откло­няется от него, переходит ниже по течению к проти­воположному берегу и подмывает его. Поэтому в долине реки наблюдается чередование вогнутых (подмываемых) выпуклых (намываемых) берегов.

Как отмечалось выше, излучины реки перемещаются не только в сторону вогнутого берега, но и вниз по течению. В результате выступы коренного берега постепенно срезаются, образуется широ­кая ящикообразная долина, ширина которой равна ширине пояса меандрирования, характерного для той или иной реки (рис. 61). Русло в такой долине занимает небольшое пространство. Большая часть плоского дна долины занята поймой, в пределах которой ре­ка формирует свободные меандры. В результате синхронных пере­мещений излучин в продольном и поперечном направлениях они могут претерпевать сложные изменения своей формы. Так, если в процессе смещения в продольном направлении нижнее кры­ло излучины попадает в область залегания устойчивых против эрозии пород или высота берега становится большой, то дви­жение этого колена замедляется. Верхнее колено, находясь в рых­лых отложениях поймы, продолжает смещаться с прежней ско­ростью.

Схема формирования поймы и меандрового пояса

Схема формирования поймы и меандрового пояса

Излучина из сегментной превращается в синусоидальную, близкую к треугольной. Последняя с течением времени отмирает вследствие стачивания шпоры и сближения крыльев (рис. 62, А). Если преобладает     процесс     бокового перемещения, сегментная излу­чина вследствие размыва вог­нутых берегов превращается в омеговидную (рис.    62,    Б). Шейки крутых излучин    могут размываться с обеих сторон. В итоге   шейка   становится   на­столько узкой, что в половодье может быть прорвана.  Вслед­ствие резкого увеличения укло­на в образовавшемся прорыве здесь происходит быстрое   уг­лубление русла, и сюда пере­ходит основное течение    реки. Верхняя часть петли прорван­ной излучины быстро мелеет в результате аккумуляции нано­сов, остальная сохраняется ряд лет сначала в виде затона (изо­лированного от меженного течения только в верхней части), а затем в виде старицы — пойменного озера. В старицах формируется осо­бый тип аллювиальных отложений — старинный аллювий. Так как осаждение материала в озерах-старицах в течение большей части года происходит в спокойной среде, старичный аллювий слагается преимущественно илами и глинами и характеризуется тонкой го­ризонтальной слоистостью. Среди глин и илов встречаются песча­ные линзы, образующиеся в период прохождения через старицу по­лых вод. В верхней части старичных отложений часто залегает торф, свидетельствующий о болотной стадии развития озера-ста­рицы.

Переформирование излучин

Переформирование излучин

Из изложенного видно, что образование поймы и слагающих ее различных фаций аллювия у меандрирующих рек есть результат смещения излучин. Зачаточной поймой у таких рек является при­русловая отмель, образующаяся у выпуклого намываемого берега. Сходный процесс формирования поймы и аллювиальных отложе­ний наблюдается и у фуркирующих (дробящихся на рукава) рек. Зачаточной поймой у таких рек является осередок, который, посте­пенно разрастаясь и превращаясь в пойму, способствует размыву и отступанию обоих берегов одновременно.

Описанный процесс образования и соотношения различных ти­пов аллювиальных отложений характерны для равнинных рек. Поймы горных рек еще плохо изучены. Обычно они уже, чем в долинах равнинных рек. Старичный аллювий в них практически отсутствует, а пойменный имеет малую мощность и ограниченное распространение. Русловой аллювий часто представлен маломощ­ной толщей крупногалечниковых наносов и валунами, залегающими на цоколе из коренных пород или на крупных глыбах, скатив­шихся с горных склонов.

Мощность аллювиальных отложений пойм разных рек различ­на, но она не может превышать разницу высот между положением коренного ложа в самом глубоком месте данной реки и максималь­ным уровнем половодья, если в работу реки не вмешиваются по­сторонние процессы. Такую мощность аллювия называют нор­мальной.

Итак, в строении пойм равнинных рек выделяются три типа аллювиальных фаций: русловая, слагающая нижнюю часть поймы, пойменная, кроющая русловую фацию, и старинная. В основании руслового аллювия иногда наблюдается грубообломочная фация перлювия.

По динамическим условиям образования В. В. Ламакин выде­ляет аллювий инстративный, перстративный и констративный.

Инстративный (выстилаемый) аллювий образуется в условиях невыработанного продольного профиля реки, когда боковая эро­зия сопровождается глубинной, о чем свидетельствует наклоненное коренное ложе долины, сопровождающееся иногда небольшими уступами. В этой фазе развития долины наблюдается отрицатель­ный баланс рыхлого материала — в реку поступает наносов мень­ше того количества, которое она может перенести. Инстративный аллювий представлен преимущественно русловой фацией и слага­ет эрозионные террасы.

Перстративный (перестилаемый) аллювий образуется в усло­виях выработанного или почти выработанного продольного профи­ля, т. е. в состоянии динамического равновесия между количеством поступающего в реку и выносимого ею рыхлого материала. В про­цессе смещения свободных меандров река перемывает, сортирует и переотлагает наносы. Основание перстративного аллювия в по­перечном профиле долины характеризуется ровной, почти горизон­тальной поверхностью. Престративный аллювий имеет нормальную мощность и представлен всеми описанными выше фациями (рис. 63), слагает эрозионно-аккумулятивные террасы.

Схема разреза аллювия равнинной реки в перстративную фазу аккумуляции

Схема разреза аллювия равнинной реки в перстративную фазу аккумуляции

Констративный (настилаемый) аллювий характеризуется по­вышенной мощностью, многократным чередованием в разрезе рус­ловых, пойменных и старичных фаций аллювия, наложением друг на друга аллювиальных пачек, из которых каждая построена по типу перстративного аллювия. Образуется в связи с прогибанием земной коры или перегрузкой реки наносами, обусловленной особенностями физико-географических условий (рис. 64).

Схема констративной фазы аллювиальной аккумуляции

Схема констративной фазы аллювиальной аккумуляции

По набору и распространению различных фаций аллювия, их составу, строению и мощности судят о динамической фазе разви­тия поймы — инстративной, перстративной или констративной — и, соответственно, об эрозионном, эрозионно-аккумулятивном или ак­кумулятивном ее генезисе.

Сформировавшиеся поймы не являются омертвевшими форма­ми рельефа. Изменение поймы и ее рельефа протекает особенно интенсивно во время высоких половодий (на пойме и в русле уста­навливается единое течение). Представим себе массив поймы, оги­баемой пологой дугой русла реки (рис. 65). Пересекая затоплен­ный массив поймы, поток размывает уступ в верхней его части. Часть материала, образуемого при размыве уступа, выносится на поверхность поймы, другая его часть остается в русле, переносится вдоль края пойменного массива. На контакте между течением, сходящим с поймы, и течением, идущим по основному руслу, образуется аккумулятивная форма — коса, которая отделяет от русла заводь, часто наблюдаемую в низовьях пойменных массивов.

Схема массива поймы

Схема массива поймы

Наносы, принесенные потоком на пойму, аккумулируются на ее поверхности. Наиболее интенсивна аккумуляция на участке, при­легающем к руслу реки, так как скорость переходящих из русла в пойму струй потока здесь резко уменьшается из-за уменьшения глубины и увеличения шероховатости дна. В дальнейшем скорости потока становятся почти постоянными, интенсивность аккумуляции в центральной части пойменного массива убывает и крупность осевших наносов уменьшается. К тыловой части поймы поток до­носит лишь мелкие (илистые и глинистые) частицы. Различие в интенсивности аккумуляции и размерах оседающих частиц приво­дит к тому, что наиболее повышенной оказывается та часть поймы, которая примыкает к руслу. После спада половодья здесь нередко можно встретить скопление свежеотложенных крупных наносов мощностью от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Повторение процесса приводит к образованию в этой части поймы прируслового вала, в ряде случаев довольно четко выраженного в рельефе.

От прируслового вала поверхность поймы слегка понижается к центру пойменного массива, характеризующегося сглаженным рельефом. Наиболее пониженным оказывается участок поймы, примыкающий к коренному берегу реки или к уступу надпоймен­ной террасы. Низкое положение в рельефе и тяжелый механиче­ский состав отложений этой части поймы способствуют заболачи­ванию. В соответствии с часто наблюдаемыми различиями высот отдельных участков поймы и характером слагающих их осадков пойму принято разделять на три части: прирусловую, центральную и притеррасную (см. рис. 65).

Кроме описанных форм рельефа, возникающих в процессе фор­мирования поймы (прирусловые валы, старицы, гривы и др.), по­верхность поймы может быть осложнена комплексом форм релье­фа, связанных как с деятельностью реки, так и с деятельностью других экзогенных агентов. Так, например, после ледохода на ре­ках при высоких уровнях воды поверхность поймы может оказать­ся прорезанной глубокими бороздами, выпаханными льдинами, а местами покрытой крупными камнями-одинцами, вытаявшими из льдин. На реках, прирусловые валы и прирусловые отмели кото­рых сложены хорошо отсортированным песком и не закреплены растительностью, большое влияние на формирование мезорельефа поймы оказывает ветер. В период летней, а иногда и зимней меже­ни на пойме из песчаных отложений валов и отмелей формируются дюны, высота которых может достигать нескольких метров, иногда 15—20 м. В результате перемещения дюн в глубь поймы и возник­новения на месте прирусловых валов и отмелей новых дюн обра­зуются целые системы эоловых гряд, резкость и очертания которых постепенно сглаживаются в направлении от прирусловой к цент­ральной пойме. Наиболее высокие дюны в половодье выступают над водой в виде хаотически расположенных островов.

В тыловой части поверхность поймы может быть осложнена наложенными конусами выноса временных водотоков или руслами нижних участков небольших притоков реки, которые, достигнув поймы, уклоняются от своего первоначального направления и сле­дуют вдоль затона или заводи. Усложнение в морфологию поймы могут вносить изолированные возвышенности, не заливаемые в по­ловодье, образованные в результате прорыва шейки врезанных меандров и отчленения участка коренного склона долины или над­пойменной террасы, бывшего частью шпоры. Такие возвышенные «острова» среди поймы называются останцами.

Не остается неизменным и гривистый рельеф поймы. В резуль­тате деятельности склоновых процессов и неравномерной аккуму­ляции пойменного аллювия гривистый рельефнивелируется и по­верхность поймы с течением времени выравнивается.

Типы ПОЙМ. Различия в рельефе и строении пойм равнинных рек положены в основу их классификаций. Так, по характеру рельефа различают: сегментные, параллельно-гривистые и об­валованные типы пойм.

Сегментные поймы характерны для меандрирующих рек. Рель­еф их достаточно подробно рассмотрен при описании формирова­ния поймы как одного из основных элементов речной долины. Под­черкнем лишь, что сложный рельеф таких пойм является резуль­татом процесса переформирования меандров и блуждания русла по дну долины (рис. 66).

Сегментная пойма

Сегментная пойма

Параллельно-гривистые поймы обычно возникают у крупных рек с широкими долинами. Они обусловлены тенденцией реки сме­щаться все время в сторону одного из склонов. Такая тенденция может вызываться в одних случаях влиянием силы Кориолиса, в других — тектоническими движениями. Особенностью рельефа параллельно-гривистых пойм является наличие длинных продоль­ных (параллельных руслу) грив и разделяющих их межгривных понижений. В межгривных ложбинах иногда располагаются цепоч­ки вытянутых вдоль долины озер. Примером параллельно-гривис­той поймы может служить участок поймы реки Оки ниже г. Ряза­ни. Ширина развитых здесь грив достигает 200 м, относительная высота — 6—8 м. Параллельно-гривистые поймы односторонние (в отличие от сегментной), т. е. развиты только у одного из бере­гов долины.

Обвалованные поймы наиболее характерны для рек, пересека­ющих предгорные наклонные равнины. Вследствие резкого паде­ния скоростей при выходе на равнину такие реки интенсивно ак­кумулируют несомый ими материал. В результате русло реки ока­зывается приподнятым над прилегающей равниной и ограниченным прирусловыми валами (естественными дамбами) высотой до трех, а иногда и более метров. Во время высоких половодий вода про­рывает валы и заливает значительные территории. Наличие дамб и приподнятость русла создают благоприятные условия для забо­лачивания прилегающих пространств и образования плавней (плавни в низовьях Терека и Кубани).

По строению различают поймы аккумулятивные и цоколь­ные. К аккумулятивным относятся поймы с нормальной или повы­шенной мощностью аллювия. Цокольными называют поймы с ма­ломощным аллювием, залегающим на породах неаллювиального происхождения или на древнем аллювии таким образом, что ме­женное русло реки врезано в эти породы. Образование цокольных пойм чаще всего связано с интенсивной глубинной эрозией реки, но они могут возникать и в результате боковой эрозии.

Зачатком цокольной поймы может служить бечевник, образу­ющийся в основании подмываемого высокого берега, сложенного достаточно устойчивыми к эрозии породами. Это откос крутизной от 5—10 до 30°, выработанный в породах, слагающих склон доли­ны, и прикрытый сверху тонким чехлом обломочного материала, частично принесенного рекой с вышележащих участков реки, час­тично местного, делювиально-коллювиального происхождения. В верху откоса может наблюдаться ниша, фиксирующая положе­ние наиболее высоких уровней половодья. Нижней границей бечев­ника служит меженный уровень воды в реке. Ширина бечевника различна и зависит как от крутизны откоса, так и от высоты по­ловодий.

В заключение характеристики поймы следует отметить, что в долинах рек может наблюдаться   несколько   пойменных  уровней. Чаще развиты два: высокая и низкая пойма. Высокой называют пойму, заливаемую один раз в несколько лет или в несколько десятков лет. Низкая пойма заливается в половодье ежегодно.