Геология_эссе. Геологическая деятельность поверхностных вод (рек) и аллювиальные отложения
 Скачать 0.78 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национально исследовательский университет» (ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)») Архитектурно-строительный институт Кафедра строительство Дисциплина «Геология» Эссе на тему «Геологическая деятельность поверхностных вод (рек) и аллювиальные отложения» Выполнил: студент группы АС-161 Рауфов М. Проверила: Преподаватель Таранина Т.И. Челябинск, 2020 г. Геологическая деятельность рек. Реки производят в огромных масштабах денудационную, транспортирующую и аккумулятивную работу. Они существенным образом преобразуют рельеф земной поверхности. Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов низкого и высокого уровня воды. Состояние высокого уровня в зависимости от сезона называется паводком или половодьем, а низкого — меженью. Ввиду того что реки Европейской части России имеют преимущественно снеговое питание (до 70 % от годового стока), половодье наблюдается чаще всего в апреле, а постепенный спад растягивается на 40 — 50 дней. В конце лета уровень воды достигает самого низкого уровня, и наступает межень. В противоположность этому на реках Дальнего Востока, имеющих всего 20% снегового питания (главная роль принадлежит дождевому питанию), половодье наступает в период сильных весенних дождей. Реки, берущие начало в высоких горах (Кавказ, Средняя Азия), имеют ледниковое питание. Половодье на них наступает в июле —августе. Ряд рек имеет смешанный ледниково-дождевой источник питания. Количество воды в реках во время половодий увеличивается в 5 - 20 раз, а в годы обильных дождей или снега — в 80 — 100 раз. Тогда наступают катастрофические наводнения. Речная эрозия. Реки, обладая высокой энергией, расширяют свою долину. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в глубину, и боковую, ведущую к подмыву берегов, а, следовательно, к расширению долины. Соотношения донной и боковой эрозии изменяются на различных стадиях развития долины реки. На начальных стадиях преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии — уровню конечного бассейна, куда впадает река. Базис эрозии определяет развитие всей речной системы. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обычно характеризуется различными неровностями, созданными до образования долины. Возникновение таких неровностей обусловлено различными факторами — выходами в русле неодинаковых по плотности пород, каких-то структурных форм водоемов, возникших на месте впадин в долине реки. При регрессивной эрозии река, углубляя свое русло, стремится преодолеть различные неровности, постепенно сглаживая их. С течением времени река вырабатывает более или менее плавную кривую, которая носит название профиля равновесия реки  При выработке профиля равновесия как горных, так и равнинных рек большую роль играет не только главный базис эрозии, но и множество местных. К последним относятся уступы или пороги. На месте уступа возникают водопады. Воды реки энергично размывают дно уступа, одновременно подмывая его. В результате этого процесса уступ, постепенно разрушаясь, отступает. Особенно впечатляет скорость отступания уступа Ниагарского водопада, который ежегодно перемещается на 1 — 1,2 м. Такой уступ является местным (локальным) базисом эрозии. Часть реки, располагающаяся вверх от такого уступа, развивается регрессивно по отношению к нему, а ниже расположенный отрезок долины развивается применительно к главному базису эрозии. Только после того как уступ полностью размоется, развитие всей долины реки будет контролироваться главным базисом эрозии. Кроме уступа местными базисами эрозии могут быть озера, располагающиеся во впадинах в пределах долин рек. До тех пор, пока озеро не исчезает, оно контролирует развитие части долины, расположенной вверх по течению от озера.  По мере выработки продольного профиля эрозии закономерно меняется форма поперечного профиля самой речной долины. На ранних стадиях развития при значительном преобладании глубинной эрозии реки вырабатывается крутостенная (обрывистая) узкая долина, дно которой почти полностью занято рекой. В этом случае поперечный профиль представляет собой каньон с почти вертикальными, иногда ступенчатыми боковыми склонами. При дальнейшей выработке долина превращается в V-образную форму. Такие формы особенно хорошо выражены в молодых горноскладчатых системах Альп, на Кавказе, в Гималаях, где глубина долин рек достигает 1 — 2 км. Такие горные ущелья с крутыми, почти отвесными стенками называют ущельями-каньонами. По мере выработки профиля долина принимает U-образную форму, т.е. склоны долины постепенно выхолаживаются. Боковая эрозия. В результате выработки профиля равновесия помимо развития донной эрозии проявляется и боковая. По мере того как ослабевает донная эрозия, усиливается боковая, направленная на подмыв берегов и расширение долины. Особенно сильно боковая эрозия проявляется во время половодий и паводков, когда скорость течения реки и турбулентность движения потока существенно увеличиваются. Вода подступает к обрывистому склону и от сильного вихревого движения в придонном слое подмывает берега. Начинается усиленный подмыв одного берега и накопление наносом на противоположном. Это приводит к образованию изгиба реки. Первичные изгибы, постепенно развиваясь, превращаются в излучины, которые играют большую роль в формировании речных долин. Перенос. Реки захватывают и переносят в огромных количествах обломочный материал, образовавшийся в результате выветривания, гравитационных и склоновых процессов. Речные воды в зависимости от скорости потока переносят обломочный материал разного размера — от тонких иловатых частиц и тонкозернистого песка до крупных обломков. Переносимый рекой материал еще больше усиливает глубинную и боковую эрозию. Обломки не только сами разрушаются, но и дробят, шлифуют горные породы, слагающие дно русла и боковые стенки долины. При этом они сами дробятся, измельчаются и истираются. Перенос обломочного материала в зависимости от скорости потока и величины обломка может осуществляться различными способами: волочением по дну; во взвешенном состоянии. Аккумуляция. Процесс осаждения вещества не завершает перенос и эрозию, а происходит почти одновременно с ними. На первых стадиях развития реки преобладают процессы эрозии, но местами отлагаются и речные осадки, которые, однако, являются неустойчивыми и подвергаются новому размыву и переносу при увеличении полноводности потока и его скорости. По мере выработки профиля равновесия и расширения долины образуются постоянные речные отложения, называемые аллювиальными или аллювием (от лат. «аллювио» — нанос, намыв). В формировании аллювия и речных долин большую роль играют изгибы и излучины реки, в пределах которых меняются турбулентность потока, его скорость, а также характер дна. Двигаясь по дуге изгиба, вода испытывает воздействие центробежных сил, и стрежень потока прижимается к вогнутому берегу, где она опускается вниз, вызывая усиленный размыв дна, борта русла, и захватывает обломочный материал. Направляясь от подмываемого крутого берега к противоположному выпуклому, придонные потоки воды, снижая скорость, вынуждены сбрасывать влекомые ими обломки. Здесь начинается интенсивная аккумуляция осадка и образуется так называемая прирусловая отмель. Эта часть русла обнажается при понижении уровня воды во время межени. Этот процесс знаменует начало формирования аллювия.  С течением времени подмываемый берег становится обрывистым и постоянно под натиском русловых потоков отступает, увеличивая крутизну изгиба. В это время на противоположном берегу прирусловая отмель постепенно наращивается. Примером необычайно крупной излучины является Самарская Лука на р. Волга, которая огибает приподнятый массив Жигулей. Длительное развитие излучин, наращивание прирусловых отмелей у выступающих берегов и отступание вогнутых берегов через определенное время приводят к возникновению серии излучин, которые носят название меандр (по названию р. Меандр в Малой Азии).  По мере последовательного развития речной долины площади аллювиальных накоплений расширяются. Намытый низкий берег начинает выступать над уровнем воды и заливается только в половодье. Такой низкий участок долины, сложенный аллювием, представляет пойму реки. Кремль г. Ростова Великого располагается в пойменной части. Защита от речной эрозии. Строительство водохранилищ, в свою очередь, влияет на положение базиса эрозии всей реки или ее части. Выше плотин уменьшаются скорости течения, растет аккумуляция наносов: ниже плотин осветленная вода резко повышает донную эрозию. Например, понижение уровня озера Севан (Армения) вследствие сработки воды на гидростанциях вызвало резкую донную эрозию приустьевых частей рек, впадающих в это озеро. С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва укрепление проводят устройством набережных, подпорными стенками, свободной на броской бутового камня или в фашинных тюфяках, укладкой железобетонных плит и т.д. В речных долинах, на поймах и надпойменных террасах часто приходится строить крупные здания и сооружения, передающие значительные нагрузки на грунт. Примером могут служить элеваторы, речные вокзалы, различные портовые сооружения и др. В качестве оснований для них принимают древний уплотненный аллювий аккумулятивных террас и русловые отложения, так как русловой аллювий, представленный крупными обломками и песком, способен выдерживать тяжелые сооружения. Русловые отложения в долинах крупных рек служат хорошим основанием для мостовых переходов. В случаях, когда русловой аллювий перекрывается пойменными и старинными отложениями, используют свайные фундаменты. Аллювиальные отложения Отложения, которые формируются в пределах русел рек, носят название руслового аллювия. Ими выстилается дно реки на всем протяжении долины. Они представлены грубозернистыми и крупнозернистыми (реже мелкозернистыми) песками с включениями гравия и галек. Местами, особенно в долинах рек с сильными течениями, русловой аллювий представлен исключительно галечным материалом. Пойменный аллювий формируется в период паводков и половодий и тогда на пойме осаждается главным образом тонкий материал. Пойменные отложения представлены преимущественно супесчано-суглинистым материалом. Старинный аллювий накапливается в отделенных излучинах, превратившихся в застойные озера. Поэтому он слагается тонким обломочным материалом (алевриты, глины), обогащенным органическим веществом. По своему строению и составу аллювиальные отложения горных рек существенным образом отличаются от аллювия равнинных рек. Из-за больших скоростей горных рек песчаные и глинистые частицы не оседают на дно, а переносятся к приустьевым частям, где скорость реки снижается, а уклон долины выхолаживается. В долине горной реки откладывается грубый материал — гравий, галечники и валуны. Ими сложены русловые отложения горной реки. Сама по себе пойма в долинах горных рек слабо выражена, а если и существует, то слагается исключительно грубым обломочным материалом, в лучшем случае грубозернистыми песками. Причем аллювиальные отложения часто перемешиваются с пролювиальными конусами выноса. Список литературы Короновский Н.В. Геология: учебник для экологических специальностей вузов/ Н.В. Короновский, Н.А. Ясаманов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006, 2009. – 448 с. Ананьев В.П. Инженерная геология: Учеб. Для строителей. – М., Высшая школа, 2000, 2006 и др. |