|
ЛЕКЦИЯ №14
ТЕМА: ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕК
план:
Устьевые части рек, дельты и эстуарии
Развитие речных долин и формирование речных террас
Реки, протекающие на всех континентах, кроме Антарктиды, производят большую эрозионную и аккумулятивную работу. Полноводность и режим рек зависят от способа их питания и от климатических условий. Каждая река в зависимости от поступления в нее водной массы переживает период высокого стояния воды — половодье, или паводок, и низкого — межень. Для равнинных рек половодье связано с весенним таянием снегов, как это было, например, в катастрофической форме весной 2001 г. на р. Лене, когда вода поднялась на 15 м выше нормы, или летними затяжными дождями и ливнями. Так произошло в конце июня 2001 г. в Иркутской области, где внезапно оказались затопленными десятки деревень и садовых участков. Паводок на горных реках происходит обычно летом, когда быстро тают снега и ледники.
Движение воды в реках контролируется тремя факторами: 1) градиентом уклона русла; 2) расходом водного потока; 3) формой русла. Понятно, что чем больше уклон русла, тем быстрее течет река.
Градиент может колебаться от 8–10 см на 1 км до десятков метров на 1 км в горных речках.
Расход воды определяется объемом потока в единицу времени на единицу площади, обычно м3/с (Q = Vср ⋅ S ). Скорость реки увеличивается, когда возрастает расход воды, хотя градиент не изменяется. Большие реки имеют огромный расход воды, например в Амазонке 150 тыс. м3/с, а в Миссисипи только 17500 м3/с. В горных реках расход воды летом составляет 100–200 м3/с, тогда как зимой он падает до 10–20 м3/с.
Форма русла контролирует трение воды о коренные породы, по которым течет река. Вблизи берегов и дна течение медленнее, чем в осевой части реки, которая называется стрежень (рис. 6.10). Неровное, с выступами русло реки замедляет течение, и оно становится турбулентным, хотя и в равнинных реках течение редко бывает ламинарным. Нередко в текущей воде возникают завихрения, водовороты, которые охватывают всю толщу воды и не остаются постоянными, т. к. характер дна со временем изменяется. Плесы — это углубленные участки русла между перекатами.
Рис. 6.10. Максимальные скорости течения воды в реке в плане, в разрезе.
1 — стрежень, точками показано сечение реки с максимальной скоростью течения. 1–1′; 2–2′; 3–3′ - линии поперечных профилей через реку
Процессы эрозии (размыва) и аккумуляции (накопления осадков) в реке зависят от ее энергии, или живой силы реки, т. е. способности реки производить работу за счет массы воды и скорости течения. Живая сила, или энергия, потока равна К = mV2/2, где К — энергия потока, m — масса воды,V — скорость течения. Если живая сила реки (К) больше, чем взвешенные частицы в воде (L), т. е. К > L, то преобладает эрозионная деятельность; если К < L, то происходит аккумуляция материала, который переносит река. В случае, когда К = L, наступает равновесие между эрозией и аккумуляцией.
Речная эрозия и ее способы. Эрозионная деятельность реки осуществляется различными способами. Врезание реки происходит главным образом при помощи осадков, которые воздействуют на коренные породы ложа реки как абразивный материал, но сама вода не обладает абразивными свойствами. Абразионная мощность реки, несущей песок и гальку, изменяется пропорционально квадрату скорости ее течения Мабр. = V2, где V — скорость течения. Так как водный поток влечет по дну материал разной крупности, то последний окатывается, приобретая округлую форму. Гидравлическое воздействие воды связано с ее ударным воздействием на рыхлый материл. Растворяющее действие воды на породы ложа реки связано с наличием в воде угольной и органических кислот, которыми она насыщается, проходя в истоках через заболоченные, застойные участки. Такие воды извлекают из пород ионы Na+, Ca+2, K+. Особенно быстро растворяются карбонатные породы (примерно 5 млрд т ежегодно).
Эродирующее действие реки сказывается в пределах дна, это донная эрозия, а по берегам реки осуществляется боковая эрозия, сильно зависящая от характера извилистости русла.
Перенос материала в реках осуществляется разными способами: во-первых, переносом ионов, образовавшихся за счет растворения; во-вторых, переносом частиц, взвешенных в толще воды при скорости потока 2–3 см/с. Обычно это тонкий песчанистый, алевритовый и глинистый материал, концентрирующийся в толще воды вблизи дна. Более крупные частицы — разнозернистый песок, мелкая и крупная галька — переносятся либо путем сальтации, т. е. прыжками, либо перекатыванием по дну (скорость 15–25 см/с), либо путем скольжения по дну наиболее крупных обломков и галек при скорости более 1 м/с (рис. 6.11а). Обломки, попавшие в реку, постепенно уменьшаются в размерах и теряют свой вес, перемещаясь вниз по реке. Способность реки переносить материал усиливается тем, что обломки и частицы теряют в воде до 40 % своего веса. Весь материал, перемещаемый как волочением по дну, так и во взвешенном состоянии в воде, называется твердым стоком реки, который в горных реках намного превышает твердый сток в равнинных реках. Вес любой частицы, находящейся в воде, пропорционален ее объему или кубу ее диаметра. Сопротивление частицы осаждению — это функция площади ее поверхности. Скорость осаждения частицы регулируется ее размером, разностью плотности частицы и воды, вязкости жидкости и силой тяжести (закон Стокса) (рис. 6.11б).
Во время паводков происходит усиление переноса материала в реке.
Рис. 6.11. Транспортировка материала в реке (а).Галька и обломки перекатываются по дну,плоская галька перемещается волочением.Песчинки перемещаются прыжками сальтацией.В верхней части воды самые тонкие частицы взвешенны.Поведение взвешенной частицы в речной воде (б)
Перенос материала от истока к устью реки сопровождается его сортировкой и абразивным истиранием (рис. 6.12).
Do'stlaringiz bilan baham: |
