6 лет назад
Нету коментариев

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.