Геоморфология. Основы геоморфологии. Учебное пособие. Щеглов Д.И., Громовик А. Учебное пособие для вузов Воронеж Издательский дом вгу 2017 2 удк 551. 4 Ббк 26. 823 Щ33
 Скачать 5.56 Mb.
|
|
Работа временных водотоков Исходная форма временно действующих водотоков - эрозионная бо- розда - возникает на делювиальных склонах (рис. 40). Глубина борозд обычно составляет от 3 до 30 см, ширина равна глубине или немного пре- восходит ее. Поперечный профиль эрозионных борозд, как правило, имеет V-образную форму. Стенки борозд крутые, часто отвесные. После прекра- щения стока склоны быстро выполаживаются. Обычно борозды, располага- ясь в нескольких метрах друг от друга, образуют разветвленные системы. На распаханных склонах и склонах с разреженным растительным по- кровом борозды с течением времени превращаются в эрозионные рытвины (промоины), глубина которых может достигать 1,0-2,0 м, а ширина состав- 18 Сальтация (saltatio - скачок) - передвижение обломков вблизи дна скачками, т.е. чередуются состояние покоя и быстрого движения во взвешенном состоянии (в условиях турбулентного потока). 82 ляет 2,0-2,5 м. Склоны рытвин имеют большую крутизну, местами они от- весные, поперечный профиль их чаще всего V-образный (рис. 41). Не всегда эрозионная борозда превращается в промоину. Для образо- вания промоин нужен более мощный водоток и большая площадь водосбо- ра. Поэтому рытвины встречаются на склонах значительно реже эрозион- ных борозд и обычно отстоят друг от друга на десятки метров. Эрозионные борозды и рытвины в легко поддающихся размыву поро- дах (песок, суглинок, лёсс и др.) могут образоваться в течение одного ливня или за несколько дней весеннего снеготаяния. В дальнейшем рытвины слу- жат коллекторами для дождевых и талых вод. Рис. 40. Склон с эрозионными бороздами Рис. 41. Склон с эрозионными рытвинами При достаточном водосборе часть рытвин, углубляясь и расширяясь, постепенно превращается в овраги (рис. 42). Глубина оврагов составляет 10-20 м, а иногда и более, ширина (от бровки до бровки) 50 м и более. Склоны оврагов крутые, часто отвесные с обнажениями почв и пород (лишенные растительного покрова). Попереч- ный профиль оврагов V-образный. Иногда они характеризуются плоским дном, ширина которого не превышает нескольких метров. Овраг отличается от рытвины не только своими размерами, но и тем, что он имеет свой соб- ственный продольный профиль, отличный от профиля склона, прорезаемого им. Продольный профиль рытвины, как правило, повторяет продольный профиль склона, хотя и в несколько сглаженном виде. Овраг - активная эрозионная форма. Наиболее подвижной является его вершина, которая в результате регрессивной (пятящейся) эрозии может выйти за пределы склона, на котором возник овраг, и продвинуться далеко 83 в пределы междуречий. Поэтому многие овраги характеризуются значи- тельной длиной, исчисляемой сотнями метров и даже километрами. Рис. 42. Схема строения оврага Пояснения к рисунку: а - вершина; б - отвешки; в - бровка; г - тальвег; д - откосы; е - ко- нус выноса; ж - бровка балки (долины) Иногда выше вершин оврагов располагаются неглубокие (1-3 м), ли- нейно вытянутые понижения, с задернованными пологими склонами, кото- рые без четко выраженных бровок переходят в поверхность междуречий. Такие формы рельефа получили название ложбин. Начинаются они едва заметными в рельефе безрусельными понижениями - потяжинами. На то- пографических картах, даже крупномасштабных, потяжины, как правило, не находят отображения, но хорошо видны на крупномасштабных аэрофо- тоснимках, особенно на пашнях и участках с разреженным растительным покровом. Ложбины, с привязанными к ним потяжинами в большинстве случаев являются не следствием развития оврагов, а причиной их возникно- вения. Овраги, заложившиеся по ранее существовавшим эрозионным фор- мам, называются донными, вторичными или вложенными оврагами, а воз- никшие на склонах речных долин и развившиеся из более мелких эрозион- ных форм, - береговыми или первичными. С ростом оврага в длину и выработкой продольного профиля эрози- онная сила стекающей воды уменьшается. Склоны оврага выполаживаются, 84 на них появляется растительность. Расширяется дно оврага как за счет про- должающейся боковой эрозии, так и за счет отступания склонов в результа- те склоновых процессов. Овраг превращается в балку. Переход оврага в балку совершается не сразу на всем его протяжении. Процесс этот начина- ется с нижней, наиболее древней части оврага и постепенно распространя- ется вверх. В дно балки в дальнейшем может снова врезаться овраг. При неодно- кратном врезании донных оврагов на склонах балок образуются площадки- ступени, сложенные балочным аллювием, - балочные террасы. Выносимый из оврагов и балок материал, если он не уносится рекой, откладывается в устьях, образуя конусы выноса. Материал, слагающий ко- нусы выноса временных водотоков, называется пролювием (от лат. proluo - уношу течением). Овражная эрозия - природное бедствие, наносящее большой ущерб почвенному покрову и народному хозяйству в целом. Рост оврагов умень- шает площадь угодий, пригодных для земледелия. Скорость овражной эрозии очень большая. Например, на Нижнем До- ну скорость роста оврагов составляет в среднем 1-1,5 м/год, на Ставрополье (Северный Кавказ) - до 3 м/год. Следующей в генетическом ряду эрозионных форм является речная долина, т.е. долина с постоянным водотоком. Все более углубляющаяся эрозионная форма может достигнуть уровня грунтовых вод, которые и дают начало реке. В описанном генетическом ряду: эрозионная борозда → рытвина → овраг → балка → речная долина вовсе не обязателен переход одних форм в другие или возникновение одних форм из других. Работа постоянных водотоков Постоянные водотоки - реки - вырабатывают линейные отрицатель- ные формы рельефа - речные долины. Основные элементы речной долины - русло, пойма, речные террасы, склоны (рис. 43). Русло реки - наиболее углубленная часть речной долины, по которой протекает река в межень. Межень - фаза водного режима реки, характеризующаяся малой водностью, обусловлена сухой или морозной погодой, когда водность реки поддерживается главным образом грунтовым питанием. 85 А Б Рис. 43. Схема строения речной долины А - продольный и Б - поперечный профили Русла рек различаются по ширине и морфологии в плане. Однако в их строении имеются и общие черты. В русле каждой реки наблюдаются пере- каты и плёсы, чередование которых вдоль течения реки нарушает равно- мерность уклона речного дна. Типичный для равнинной реки перекат - большая песчаная гряда, пересекающая русло под углом около 20-30° (рис. 44). 86 Рис. 44. Плёсы и перекаты (схема) Гряда асимметрична: с пологим скатом, обращенным против течения, и крутым 15-30° - по течению. Глубокая часть русла у противоположного берега называется плёсовой лощиной, или плёсом Очень часто реки меандрируют. Меандр - изгибы (излучины), образо- ванные рекой. Извилистость характерна для равнинных и полугорных рек. Лучше всего развиты излучины - меандры - у равнинных рек (рис. 45). Полная излучина состоит из двух изгибов - колен. В пределах каждо- го колена различают вершину и крылья изгиба. Проекция излучины на продольную ось долины называется ее шагом L. Выделяют также радиус кривизны излучины r. Расстояние от вершины колена до продольной оси долины называется стрелой прогиба h, пространство суши внутри колена - шпорой. 87 В плане излучины могут иметь различную форму. Существуют пер- вичные и вторичные излучины. Первичные излучины обусловлены релье- фом земной поверхности, на которой заложился водоток. Вторичные излу- чины формируются в результате работы самого водотока. Первичные излу- чины отличаются от вторичных невыдержанностью размеров радиусов кри- визны и неправильностью изгибов водотока. У меандрирующих рек, или рек с излучинами, плёсы приурочены к вогнутым участкам берега, перекаты пересекают ось реки под острым уг- лом от выпуклого участка берега одной излучины к выпуклому участку бе- рега нижележащей по течению излучины. 1 2 Рис. 45. Элементы меандр (излучин) рек (1 - схема, 2 - аэрофотоснимок) Пояснения к рисунку: L - шаг излучины; B - ширина пояса меандрирования; b - ширина русла; А, Б, В, Г, Д и Е - формы излучин в плане. Аллювий, слагающий перекаты, характеризуется довольно хорошей сортировкой и четкой косой слоистостью. Аллювий плёсов менее сортиро- ван. Другим элементом речной долины является пойма. Пойма - это приподнятая над меженным уровнем воды в реке часть дна долины, покрытая растительностью и затопляемая во время полово- дья(рис. 46). 88 Рис. 46. Пойма (а), во время половодья (б) Пойма образуется почти на всех реках (как горных, так и равнинных), имеющих переменный уровень воды и находящихся в стадии врезания, ак- кумуляции 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 соот- ветствии с этим убывает и высота поймы. Высота половодий изменяется от года к году, поэтому наиболее высо- кие участки поймы затопляются редко, один раз в 10 или даже в 100 лет. В связи с этим не всегда легко установить границу между поймой и надпой- менной террасой. В таких случаях приходится руководствоваться почвенно- ботаническими признаками: смена луговых почв почвами зонального типа и появление в растительном покрове видов, не выносящих затопления (на- пример, ковыля), помогают установить границу разлива, то есть границу поймы. 89 Речная пойма подразделяется на три части: прирусловую, централь- ную и притеррасную (рис. 47). Рис. 47. Схема строения речной поймы Прирусловая часть поймы расположена у русла реки и обычно не- сколько повышена (образует прирусловой вал) и имеет рыхлый, часто пес- чанистый грунт (сложена грубым аллювием) поскольку песчаные частицы, как более тяжелые, будут оседать быстрее, чем илистые, а потому их отло- жения располагаются у самой реки, там, где течение более медленное, то есть в прирусловой части. Центральная часть поймы располагается за прирусловым повыше- нием (прирусловой поймой) она обычно плавно понижается, образуя неглу- бокую и широкую котловину. По этой котловине весной во время полово- дья устанавливается быстрое течение, образуется как бы второе русло, при- чем вода осаждает уже более мелкие илистые частицы (средний аллювий). Эта часть поймы самая широкая и наиболее важная с хозяйственной точки зрения. Далее, по направлению к коренному берегу, пойма снова понижает- ся, переходя в притеррасную часть поймы. Притеррасная часть поймы расположена у самого склона первой надпойменной террасы. Здесь нередко протекает маленькая речка или рас- полагаются небольшие озерки и заводи, или просто сильно заболоченные 90 луга. Повышенная влажность притеррасной части поймы обусловливается, с одной стороны, сохраняющейся здесь от половодья влагой, с другой - водами, стекающими сюда с водораздела по склонам и под землей (грунто- вые воды). Эта часть поймы сложена наиболее мелкими илистыми и колло- идными частицами (тонкий аллювий). Во всех частях поймы равнинных рек обычно формируются плодо- родные почвы. Ежегодные отложения ила обогащают почвы, и потому они способны давать богатые урожаи. В этом отношении наиболее ценной ча- стью поймы является центральная, где осаждается много наилка. Прирусло- вая часть уступает ей вследствие своей опесчаненности и меньшей влажно- сти, притеррасная же полоса более бедна наносами и обычно сильно забо- лочена. Поймы горных рек плохо изучены. Обычно они уже, чем в долинах равнинных рек. Пойменный аллювий имеет малую мощность и ограничен- ное распространение. Русловой аллювий часто представлен маломощной толщей крупно галечниковых наносов и валунами, залегающими на цоколе из коренных пород или на крупных глыбах, скатившихся с горных склонов. 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 те- чение). Следующим элементом речной долины являются речные террасы. На склонах многих речных долин выше уровня поймы можно наблю- дать выровненные площадки различной ширины, отделенные друг от друга более или менее четко выраженными в рельефе уступами. Ступенеобразные формы рельефа, протягивающиеся вдоль одного или обоих склонов речной долины на десятки и сотни километров, в строе- нии которых принимают участие аллювиальные отложения, называют речными террасами. Террасы свидетельствуют о том, что когда-то река текла на более вы- соком гипсометрическом уровне и что они являются ничем иным, как древ- ними поймами, вышедшими из-под влияния реки в результате глубинной эрозии. Причин, ведущих к образованию террас много. Живая сила водного потока зависит от массы воды. Если в бассейне реки климат изменяется в сторону увлажнения и река становится более полноводной, возрастает ее эрозионная способность. Происходит наруше- ние установившегося ранее равновесия между размывающей способностью 91 реки и сопротивлением пород размыву. Река начинает углублять свою до- лину, вырабатывать новый профиль равновесия, соответствующий новому режиму. Прежняя пойма выходит из-под влияния реки и превращается в надпойменную террасу. Так как транспортирующая и эрозионная способно- сти потока растут в большей степени, чем расход воды, интенсивность глу- бинной эрозии увеличивается вниз по течению. В низовьях реки глубинная эрозия ограничивается положением базиса эрозии, поэтому максимум ее наблюдается в среднем течении реки. Другой причиной образования террас является изменение положения базиса эрозии. Представим себе, что уровень бассейна, в который впадает река, понизился. В результате река, которая в низовьях отлагала материал, начнет врезаться в собственные отложения и вырабатывать новый профиль равновесия, соответствующий новому положению базиса эрозии. Врез от устья будет распространяться вверх по течению реки до того места, где прежний уклон продольного профиля настолько значителен, что его увели- чение, вызванное регрессивной эрозией, практически не будет сказываться на эрозионной способности реки. В конечном счете, на месте прежней пой- мы образуется терраса, относительная высота которой вверх по реке убыва- ет. Образование террас может быть связано с эпейрогеническими движе- ниями. Эпейрогеническое поднятие территории, по которой протекает река, приводит к увеличению уклонов, а, следовательно, и усилению эрозионной способности реки. Река начинает углублять свою долину, ее прежняя пойма постепенно превращается в надпойменную террасу. Описанные процессы могут повторяться или накладываться друг на друга, поэтому количество террас в долинах разных рек и в разных частях долины одной и той же реки может быть различным. Относительный возраст морфологически выраженных террас опреде- ляется их положением по отношению к меженному уровню воды в реке: чем выше терраса, тем она древнее. Счет террас ведется снизу - от молодых к более древним. Самую низкую террасу, возвышающуюся над поймой, на- зывают первой надпойменной террасой. Выше располагается вторая над- пойменная терраса и т.д. У каждой террасы различают площадку, уступ, бровку и тыловой шов. 92 Рис. 48. Схема строения речной поймы Пояснения к рисунку: 1 - коренные породы; 2 - аллювиальные отложения. Элементы террасы: П - площадка террасы; Б - бровка; У - уступ; ВК - внутренний край (тыловой шов); ПУ - подножие уступа. I - пойма (аккумулятивная); II - первая надпой- менная терраса (цокольная); III - вторая надпойменная терраса (эрозионная) Асимметрия речных долин. Поперечный профиль речных долин нередко бывает асимметричным. Причины асимметрии долин разные. Двигаясь вниз или вверх по долине, очень часто можно наблюдать увеличение крутизны то левого, то правого склона. Это, как правило, зависит от того, к какому склону долины подходит русло реки, а также от быстрого изменения состава или условий залегания горных пород, слагающих склоны долины. Однако в природе имеют место и такие случаи, когда один склон долины постоянно круче другого на про- тяжении многих километров. Такую асимметрию С.С. Воскресенский назы- вает устойчивой. Причины, вызывающие асимметрию склонов долин, можно разделить на три группы: тектонические; планетарные, связанные с вращением Земли вокруг своей оси; причины, обусловленные деятельностью экзогенных и, в первую очередь, склоновых процессов. Тектоническая основа асимметрии склонов встречается очень часто. В одних случаях она обусловлена особенностями геологического строения 93 субстрата, в других - непосредственным влиянием новейших тектонических движений. Асимметрия склонов возникает неизбежно, если долина заложилась вдоль сброса, крылья которого сложены породами различной устойчивости, или по контакту магматических и осадочных пород. К тектонической группе причин, обусловливающих асимметрию до- лин, можно отнести и так называемую топографическую теорию А.А. Бор- зова, А.В. Нечаева, по которой перекос исходной ровной поверхности, вы- званный неравномерным поднятием или деформацией, приводит к неравен- ству стока со склонов долин, перпендикулярных уклону. В результате склон долины, совпадающий с направлением уклона топографической поверхно- сти, будет разрушаться и выполаживаться быстрее. Однако имеется много примеров асимметрии долин, которые никак нельзя объяснить только геологическими причинами. Известно, например, что большинство крупных рек северного полу- шария имеют крутой правый берег и пологий левый. Это объясняется силой Кориолиса, отклоняющей течение рек вправо (в южном полушарии - влево). Таковы на большом протяжении долины рек Волги, Днепра, Оби, Енисея, Лены, Амура, Параны и др. Асимметрия речных долин может возникнуть и в результате деятель- ности склоновых процессов. Так, асимметрия склонов может образоваться из-за многочисленных оползней, возникающих на склоне, совпадающем с наклоном пластов. К этой же группе факторов относится влияние преобла- дающих ветров или преобладающих влажных (приносящих осадки) ветров. |