Геологічна діяльність річок

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Одеський національний університет імені І.І. Мечникова

Кафедра загальної та морської геології

КУРСОВА РОБОТА

із Загальної геології

на тему: Геологічна діяльність річок

Студента 1 курсу

Котюка О.Є

Одеса - 2018

Вступ

Геологічна діяльність річок, що протікають по земній поверхні, величезна. Робота річок спрямована на нівелювання (згладжування нерівностей) рельєфу і включає три складові: ерозійну, транспортну і акумулятивну. Ерозією називають коразійний, ударний або хімічний руйнівний вплив річки на дно і береги її долини. Транспортна діяльність представлена перенесенням зруйнованого матеріалу водами річки з одного місця в інше. Акумуляція призводить до утворення в руслі річки потужних осадових товщ, складених алювієм різного походження та складу. Всі три види діяльності взаємопов'язані і доповнюють один одного. В результаті долина річки набуває в поздовжньому профілі вид плавної увігнутої кривої; при погляді зверху видно, що вона не прямолінійна, а ускладнена вигинами. Зрілі річки мають складну морфологічну будову. Найбільш цікавими елементами таких річок є надзаплавні тераси і річкові гирла. Будова терас може дати відповідь на питання про тектоніку району в минулому, а вивчення гирл важливо для видобутку корисних копалин, таких як нафта і природний газ.

Ціллю даної роботи є всесторонній аналіз геологічної діяльності річок як одного із найважливіших факторів створення сучасного рельєфу Землі.

Розділ 1.Ерозійна діяльність річок

Ерозійною діяльністю називають процеси руйнування річковим потоком підстилаючих (що складають дно) і берегових порід. Річка здійснює ерозійну роботу за рахунок живої сили потоку, коразії і хімічного впливу на породи.

Вплив, який визначається живою силою (енергією потоку) також називають гідравлічним. Він пов'язаний з ударним впливом на пухкий матеріал [1].

Коразією називається врізання річки за допомогою зважених у воді частинок, що діють як абразивний матеріал. Сама вода абразивними властивостями не володіє, тому коразійного впливу на породи не робить. Абразивна потужність річки прямопропорційно залежить від швидкості течії.

Хімічний вплив річки визначається наявністю вугільної (Н2СО3) і органічних кислот (СН3СООН, C2H2O4), якими насичується вода, коли проходить через застійні заболочені ділянки в річкових витоках. Розчинення порід кислотами супроводжується витягом з мінералів іонів Na+, K+, Ca2+. При цьому особливо швидко розчиняються карбонатні породи [1].

Річка здатна здійснювати ерозійну роботу в двох основних напрямках, що по напрямку дії розрізняють на два види ерозії: донну (глибинну) і бічну.

1.1Донна (лінійна) ерозія

1)Донна ерозія - руйнівна діяльність річки, спрямована на поглиблення річкової долини. Найбільшої інтенсивності глибинна ерозія досягає на ранній стадії розвитку річки [1].

2)Механізм дії. Лінійна ерозія здійснюється наступними способами: механічний відрив виступаючих твердих частинок, царапаючий вплив зважених крупинок породи, розчинення кислотами. Істотну роль при механічному відриві грає не тільки ударна сила потоку, а й турбулентні вихори, що виникають за виступами шорсткості (суводі)[6].

3)Зв'язані форми рельєфу. Лінійна ерозія призводить до поглиблення русла річки. На ранніх етапах розвитку річки утворюються вузькі, глибокі і відносно випрямлені долини. При цьому глибина розмиву обмежується рівнем басейну, куди впадає даний водотік. Цей рівень називається базисом ерозії. Загальним базисом ерозії для всіх річок є рівень Світового океану.

Крім загального виділяють місцеві (локальні) базиси, які можуть розташовуватися на будь-якій висоті. Виникнення місцевих базисів ерозії визначається геологічною будовою ложа потоку. Так, наприклад, для притоків місцевим базисом є рівень води в річці, в яку вони впадають. Іншими словами, локальний базис - це рівень дна долини по відношенню до її водозбірного басейну. Також місцевими базисами ерозії можуть бути як позитивні, так і негативні неоднорідності рельєфу. У першому випадку мова йде про виходи твердих порід, що уповільнюють врізання. Деякий час профіль русла на ділянці вище виходу буде пристосовуватися до цього тимчасового базису.

Падаюча маса води розмиває дно річки і підмиває уступ, який поступово руйнується і відступає вгору (при цьому швидкість відступання пропорційна масі води). Таким чином утворюються водоспади(мал. 1).

Мал. 1. Будова рельєфу при виході інших порід в руслі ріки [11].

Вири, що виникають при водоспадах біля основи уступу, захоплюють уламки гірських порід і висвердлюють ними на дні поглиблення, що нагадують формою круглі колодязі або величезні котли. Подібні воронки називають еверзійними котлами (мал. 2).

Мал.2. Еверзійні котли [12].

Ерозійна діяльність річки вище уступу деякий час повністю від нього залежить. Це відбувається до тих пір, поки річка не знищить його [2].

Від'ємними неоднорідностями рельєфу є озера. Режим річки визначається цим локальним базисом до тих пір, поки воно не буде знищено дією глибинної ерозії

Кожна річка прагне виробити певну форму русла, звану граничним профілем рівноваги (ГПР). Профіль рівноваги - це набутий річкою шляхом інтенсивної глибинної ерозії стійкий профіль, в кожній точці якого жива сила потоку врівноважується опором порід ложа розмиву.

Умови виробки ГПР:

породи, які розмиваються, повинні бути однорідні на всій протяжності профілю;

від витоку до русла кількість води поступово збільшується.

У природі русло річки складено породами різного складу, які мають різну стійкість до розмиву. Одні породи легко розмиваються, інші, навпаки, затримують глибинну ерозію. Через це поздовжній профіль набуває вигляду складної кривої з перемінними увігнутими і опуклими ділянками (мал. 3).

Мал3. Вироблення поздовжнього профілю на породах різної міцності
(1 - пухкі породи, 2 - міцні породи) [13].

Таким чином виробка ГПР у реальних умовах майже неможлива [2].

Донна ерозія призводить до поглиблення річкового русла і поступового зниження рівня річки. Відповідно до цього зменшується рівень води, через що відбувається скорочення смуги весняних розливів. Заплава зміщується з кожним разом все нижче. В результаті утворюється ступінчата в поперечному профілі заплава (мал. 4) [6].

Мал. 4. Ступінчата заплава [14].

При піднятті басейну річки врізання посилюється. Через це виникають долини типу тіснини, ущелини або каньйону (мал. 5). Дно таких долин майже повністю зайнято руслом, їх поздовжній профіль не вироблений, вони рясніють порогами і водоспадами, але при цьому в поперечному профілі вони симетричні.

Мал.5. Гранд-Каньон[15].

4)Фактори, що визначають інтенсивність ерозії:

Жива сила потоку (витрата води і швидкість течії).

Чим більше жива сила, тим інтенсивніше протікають ерозійні процеси.

Ухил русла (форма повздовжнього профілю). Можливі три випадки:

- ухил вниз за течією збільшується (опукла форма русла),

- ухил залишається однаковим (пряме русло),

- ухили вниз за течією зменшується (русло увігнуте).

Мутність (насиченість наносами).

Річка, більш насичена наносами, має більшу коразійну дію

Нерівномірність стоку.

Чим хаотичніше йде стік з річкового басейну, тим швидше річка врізається в породи русла

Розміри водозбірного басейну.

Ерозійний вплив однієї великої ріки виявляється більше сумарної дії маленьких, які займають ту ж територію. Один з найбільш ефективних методів боротьби з ерозією - розосередження потоку.

Розсіченість рельєфу визначаєсередню крутизну схилів (цей фактор робить непрямий вплив на інтенсивність лінійної ерозії, тому що від нього залежить ухил долини річки).

Клімат.

Чим нерівномірніше йдуть дощі, тим більше їх вплив на річкову ерозію. Часто танення снігів призводить до повеней, в ході яких відбувається інтенсивне збільшення площі заплави великих річок. Потоп заливний починає інтенсивно врізатися в поверхню нової заплави. При цьому стік талої води не має значного впливу на глибинну ерозію в малих річках

Рослинність.

Коріння рослин зміцнюють породу. Чим більше коренів, тим менш інтенсивно йде глибинна ерозія. Однорічні трави захищають найгірше, тому що їх коріння швидко відмирає і перегниває. Захисна дія дерев виражена сильніше, але більшу роль відіграють трави, оскільки об'єм їх коріння більший

Стійкість ґрунтів до коразії.

Опір ґрунтів до ерозії визначається концентрацією гумусу в них. Чим багатше гумусом ґрунт, тим менше почварозмивається. Тому найбільш стійкими до розмиву є чорноземи, а найменш стійкими - підзолисті ґрунти.Породи, що володіють більш щільною текстурою, розмиваються повільніше.

Вічна мерзлота.

Як і коріння рослин, мерзлий ґрунт надає консолідуючу дію, і тим самим перешкоджає глибинній ерозії[5].

Тектонічний рух басейну і базису ерозії.

Якщо у басейні річки відбувається однобічне підняття, то посилюється глибинна ерозія в середньо-нижній течії річки. Поступово підняття поширюється вгору за течією. При повільному піднятті розмивається малопотужний шар ґрунту на великій відстані; при більш швидкому - товстий шар, але тільки на окремих ділянках. Якщо басейн річки, навпаки, опускається, то глибинна ерозія загасає.

Схожим чином йде справа з тектонічними рухами базису ерозії. При його піднятті донна ерозія посилюється, повертаючи поверхню базису до первісної. При опусканні базису ерозії відбувається інтенсивна акумуляція матеріалу в його межах. Цей процес супроводжується інтенсивною ерозією дна русла річки вище базису. Нарощування базису і врізання річки в своє русло повертає річку в рівноважний стан [6].

5)Підсумок.Таким чином, глибинна ерозія - розмивна діяльність річки, спрямована на вирівнювання рівнів витоку і басейну водойми, в який річка впадає. Також цей вид ерозії сприяє виробленню таких форм рельєфу як водоспади, еверзійні котли та інші.

1.2 Бокова (берегова) ерозія

1)Бокова ерозія - руйнівна дія потоку, що веде до підмиву берегів і розширення річкової долини [8]. Бічна ерозія досягає найбільшої інтенсивності на стадії зрілості річки (в міру вироблення профілю рівноваги і зменшення ухилів бічна ерозія посилюється, в той час як глибинна слабшає).

2)Механізм.Бічна ерозія залежить від кута підходу стрижня потоку до берега. Стрижень - лінія, що з'єднує точки найбільших швидкостей на поверхні води. На прямих ділянках стрижень зазвичай розташовується поблизу середини водотоку, в таких умовах бічна ерозія не проявляється. На звивистих ділянках відбувається відхилення стриженя до одного з берегів, що призводить до стиснення потоку і його «набіганні» на цей берег, що супроводжується розмивом останнього. «Притискання» потоку до берега зумовлює утворення циркуляційної течії, донна частина якої спрямована до протилежного берега(мал. 6, 7). Оскільки придонні шари найбільш насичені уламковим матеріалом, то відбувається переміщення матеріалу від берега, що розмивається до протилежного, де відбувається його акумуляція в формі прируслової мілини.

Формування прируслової мілини призводить до ще більшого викривлення русла і відхилення стрижня до берега, що розмивається, визначаючи напрям бічної і глибинної ерозії. Найбільша швидкість розмиву берега відзначається там, де до нього притискається стрижень потоку. Вище і нижче за течією відбувається послідовна зміна зони дуже сильного розмиву до слабкого і, нарешті, берег перестає розмиватися і переходить в прируслову мілину. Таким чином, вигин русла призводить до утворення уздовж берега зон прискорення і уповільнення течії і поперечної циркуляції, спрямованої від увігнутого берега до опуклого.

Мал. 6. Різні умови взаємодії річкового потоку з берегами річок:

а - стрижень проходить посередині русла, берега не розмиваються;

б - потік підходить до берега під кутом розмиваючи берег;

(h - перевищення рівня води біля увігнутого берега над середнім рівнем в даному перетині) [16].

Вода з-за інерції прагне рухатися прямо, тому на первинних поворотах вона спрямовується до увігнутого берега. Швидкість води зростає, і потік починає активно еродувати цей берег. Він розмивається, стає обривистим і поступово відступає. Іноді вода опускається на дно у стрижневій частині потоку, що притискається до опуклого берега. Виникають вири, які інтенсивно руйнують берег. Потім вода відноситься придонними течіями до протилежного опуклого берега і знову повертається в поверхневих шарах до стрижня. Завдяки такій циркуляції вигин річки із слабо вираженого перетворюється в розвинений(мал. 7)[3].

Мал. 7. Циркуляційні течії в прямолінійному (а) і зігнутому (б) руслі
(за Н. С. Лелявським)

(1 - план поверхневих (суцільна лінія) і донних (пунктирна лінія) течій (на мал. а1 збігаються); 2 - циркуляція в розрізі; 3 - гвинтообразні рухи)[17].

Меандри- це круті вигини, що утворюються при зміщенні увігнутих берегів вниз за течією і нарощуванні руслових обмілин.

Меандри класифікують за двома параметрами: формою і походженням (мал. 8). За формою виділяють наступні види меандр: сегментні, синусоїдальні, омеговидні, завалені, сундучні і складні [2].

Мал. 8. Типимеандр (А - сегментні, Б - синусоїдальні, В - сундучні,

Г - омеговидні, Д - заваленні, Е - складні)[18].

За походженням меандри діляться на первинні і вторинні. Виникнення первинних меандр обумовлено неоднорідностями рельєфу поверхні, по якій протікає водотік.

Вторинні меандри формуються в процесі роботи водотоку. Вони підрозділяються на 3 типи: вимушені, вільні і врізані.

Вимушені меандри утворюються як результат відхилення русла річки якою-небудь перешкодою (вихід більш твердих порід і т.п.) Або впливу тектонічних рухів.

Вільні меандри також називають блукаючими. Форма, розміри і динаміка розвитку визначаються водністю і режимом річки.(мал. 9).

Мал. 9. Вільні меандри. [19].

Врізані меандриутворюються з вільних меандр в результаті інтенсивної глибинної ерозії.

3)Плеса і перекати. Процес підмиву увігнутих берегів викликає утворення поглиблень (плесів) у цих берегів і нарощування руслових обмілин (перекатів) на протилежних опуклих берегах.І перекати, і плеса порушують рівномірність ухилу річкового русла.Перекат - це мілководна ділянка річища, яка має вигляд валу, що перетинає річище під кутом 20--30°, з пологим схилом, оберненим проти течії, та крутим -- за течією (підваллям). У будові перекату розрізняють підвалля і помбочні(мал. 10).

Мал. 10. Осадонакопичення алювію у меандруючих руслах:

(A- плесо;B- прируслова мілина, або побочень;C- перекат;1-1' -- лінія геологічного розрізу;E- берег, що підмивається течією) [20].

Помбочень - підвищена ділянка перекату, яка прилягає до випуклого берега меандруючої річки. Побочень обмежений прирусловим валом, розташованим ближче до русла [1]. Суцільні обміління русла, що не мають чітких меж, називають перекатами-розсипами. Побочень, що розташовується нижче за течією називають нижнім, вище за течією - верхнім. Між побочнями розташовується сідловина, звана коритом перекату. Зазвичай корито орієнтоване під кутом 20-50° до поздовжньої осі русла (мал. 11).

Мал. 11. Будова перекату(за М. І. Маккавієвим) (А - план, Б - розріз; а - поверхня побочнів, що підіймається над рівнем води в межень; б - лінія стрижня; в - берега меженного русла;0, 1, 2, 3, - ізобати) [18].

Під час повеней перекати переміщуються вниз за течією річки. При цьому побочні перекатів викликають місцевий розмив протилежного берега [2]. В ході цього процесу річкова долина розширюється і випрямляється. Коли русловівідкладення досягають значної ширини, їх частини, віддалені від русла, заливаються тільки в період повеней. Так формується заплава - частина річкової долини, що височіє над руслом, повністю або частково заливається водами річки під час повені. Формуючи заплаву, молоді частини прируслового алювія накладаються на більш старі. Утворюється серія руслових валів.

4) Стариці.У деяких випадках вершини сусідніх вигинів можуть зблизитися настільки, що між ними залишається дуже вузький перешийок. Під час повені цей перешийок проривається і відбувається перехоплення річки. Річка спрямляє русла, а в відрізаному вигині залишається старе русло, яке перетворюється в озеро. Це озеро називають старицею. Згодом воно може заповнитися мулом або зарости (при цьому формується особливий тип алювію - старичний). Також, стариця може, навпаки, висохнути. Тоді на її місці залишається характерний слід від старого русла річки (мал. 12).

Мал. 12. Утворення стариці (а, б, в - послідовні стадії процесу) [21].

5)Фактори, що впливають на інтенсивність бокової ерозії

Гідравлічні елементи потоку - жива сила і характер турбулентних циркуляційних рухів.

Чим більше жива сила (швидкість течії) і чим яскравіше виражені турбулентні рухи в потоці, і тим сильніше еродують річкові береги. Під час повеней інтенсивність бічної ерозії різко зростає. При переливі води з русла в заплаву виникають складні циркуляційні течії, внаслідок чого заплавний берег розмивається ще сильніше [2].

Великий вплив на збільшення інтенсивності бічної ерозії надають вихори з вертикальною віссю обертання (вири, суводі), розміри яких можуть сильно відрізнятися - від ледь помітних завихрень до величезних вирів.

Ухил русла.

Річки з крутим руслом розмивають берега сильніше, ніж річки, що течуть по відносно рівній поверхні.

Ширина русла річки.

При розширенні русла в певній частині потоку посилюється розмив берегів; при звуженні - зростає інтенсивність глибинної ерозії в стрижневій частині потоку.

Кут підходу стрижня до берега.

Чим ближче кут між берегом і відповідним до нього стрижнем до 45°, тим сильніше бічна ерозія. Тому у річок з прямолінійним руслом бічної ерозії не спостерігається, а викривлення русла викликає посилення берегової ерозії.

Стійкість порід до ерозії.

Більш стійкі породи менше схильні до розмиву

Висота берега.

Низькі берега розмиваються швидше високих.

Прискорення Коріоліса.

На бічну ерозію впливає також обертання Землі. За теоремою Коріоліса кожне тіло, що рухається горизонтально біля поверхні Землі відхиляється від первинного напряму. В цьому проявляється відхиляючий вплив добового обертання Землі. Тому західний берег великих річок Північної півкулі, що протікають з півночі на південь, або навпаки, підмивається, а східний наноситься. У річок Південної півкулі навпаки

Льодостав.

Під час льодоставу лід, що знаходиться на поверхні русла царапає побережжя, тим самим руйнуючи його.

6)Підсумок. Бічна ерозія - це розмив берегів річки, що призводить до утворення меандр (крутих вигинів русла) і стариць (озер) і сприяє утворенню долини ступінчатої форми.

Розділ 2. Акумулятивна робота річок

Акумуляція - це процеси відкладення матеріалу, який переносить річка. Річка відкладає матеріал, коли його вага перевищує живу силу потоку.Акумуляція може відбуватися в річковому руслі (по лінії стрижня), по берегах (в період повені), а також в гирловій частини річки, утворюючи при цьому конус виносу - дельту.

2.1 Будова річного алювію

Алювієм називають відкладення уламкового матеріалу, що накопичується в річкових долинах в результаті діяльності водного потоку. Виділяють алювій рівнинних і гірських річок.

1)Алювій рівнинних річокділиться на 3 генетичні фації (групи, що утворюються в певних умовах): руслову, старичну і заплавну. У більшості випадків русловий алювій рівнинних річок складається з добре промитих пісків різної зернистості. Ця фація формується в умовах, коли акумуляція тільки зрівноважила ерозійну діяльність і жива сила потоку залишається максимальною. У меандруючих річок формування руслового алювію підпорядковується циркуляційному режиму течії: у впуклого берега, поруч зі стрижнем відкладається найбільш грубий алювій, а у опуклого - дрібнозернисті піски, що формують помбочні [3]. У тих місцях, де утворюються перекати, річка дробиться на кілька рукавів і її жива сила падає. Тому тут виростають острівці, а між ними відкладається найбільш різнозернистий і швидко змінний алювій.

Старичний алювій вистилає колишні русла річок, що відокремилися в ході перехоплення. Цей тип алювію ділиться на наступні частини: проточна, озерна і болотна. Проточна частина - сама нижня і стара, вона викладена шарами, що чергуються: піски, супіски і глини [1]. Озерна складова молодше і вже пов'язана з періодом існування стариці як озера. Тому вона складена шаруватими глинами і мулами. Болотяна частина формується на стадії відмирання стариці, коли вона заболочується і заповнюється торфом.

Коли ріка заливає заплаву, тонкий матеріал (глинисті і алевритові частки), зважений у воді осідає. Формуються тонкі піщані, супіщані або суглинисті прошарки. Після спаду вод на їх вигляд впливають ґрунтоутворювальні процеси. В результаті утворюється особливий генетичний тип алювію - заплавний, відмітною властивістю якого є родючість.

2) Алювій гірських річок. Гірські річки течуть швидше рівнинних і володіють складною системою завихрень і вирів. Тому тонкі піщані і глинисті частки не осідають на дно, а несуться в підвішеному стані до гирлових частин річок [3]. Іншими словами, гірський алювій майже повністю складається з великого уламкового матеріалу (мал. 13). При цьому спостерігається наступна залежність: чим розгалуженіше русло, тим сильніше розвинений алювій. Залежно від гідродинамічних умов виділяють чотири генетичні фації гірського алювію: руслову, заплавну, фації піддержування і природних екранів.

Гірський русловий алювій відкладається у вигляді гряд, розділених неглибокими зниженнями, і складається з великих галечників і валунів. Гряди орієнтовані перпендикулярно потоку, утворюючи ступені в поздовжньому профілі. У поперечному перерізі вони мають параболічну форму.

Русловафація розділяється на дві субфаціі: стрижневу і прибережну. Стрижнева складена валунами і найбільшими гальками, а прибережна - гальково-гравійним матеріалом у вигляді невеликих грядок, розташованих під косим кутом до напрямку потоку [9]. Для цих субфацій гірського алювію характерне найбільше осідання золота, платини та інших важких металів.

Мал.13. Будова прируслової мілини гірської річки (1 - галечники різних розмірів; 2 - валуни; 3 - піски грубозернисті; 4 - піски дрібнозернисті; 5 - напрямок течії води; 6 - корінні породи)[22].

Заплавна фація утворюється тільки ділянками на розсипах брил обвального походження, помбочнях, в великих розширеннях гірських долин з розгалужено-звивистими руслами. Алювій гірських заплав не володіє родючістю, на відміну від рівнинних.

Фація піддержуванняутворюється біля гребельних перемичок, які змінюють динаміку потоку. Виділяють дві субфаціі: виклинювання підпору і власне підпрудну. Перша формується на деякій відстані від перемички, де бурхливі гірські потоки втрачають живу силу. Тут відкладаються валуни і галька, що утворюють акумулятивні форми у вигляді гряд або невеликих підводних дельт [9]. Власне підпрудний алювій формується між зоною виклинювання і перемичкою, де течія сповільнюється, стає круговою, а іноді навіть повертає назад. У цій зоні спостерігається явище регресивної акумуляції, коли гряди наростають проти течії річки

Через недовантаження потоку наносами, за перемичкою виникають місцеві розмиви русла. Тут формується особливий алювіальний тип - алювій природних екранів.

Розділ 3. Морфологія річних долин

3.1 Будова річних терас

Надзаплавними терасами називають ступінчасті ділянки колишнього дна річкової долини. Зазвичай вони піднімаються в кілька ярусів над сучасною заплавою. При цьому найвища тераса є найбільш старою, а нижня - наймолодшою [1]. При нумерації тераси відраховують від наймолодшої до найбільш старої, тобто від низу до верху (I, II, III і т. д.) [4].

1) Основні причини утворення терас:

1. Збільшення маси води в долині річки.

Інтенсивність глибинної ерозії залежить від живої сили потоку, а жива сила, в свою чергу, залежить від маси води. Тому при зволоженні клімату в долині річки, її ерозійна здатність зростає. Річка виробляє профіль рівноваги, що відповідає новому гідростатичному режиму. При цьому інтенсивність глибинної ерозії збільшується вниз за течією. Але в районі річкового гирла, вона обмежується положенням базису ерозії, тому максимальний її прояв спостерігається в середній течії річки.

2. Зміна положення базису ерозії.

При зниженні базису ерозії річка буде врізатися у власні відкладення. При цьому вона поглиблює долину до рівня, відповідно новому рівню базису ерозії. Регресивна ерозія поширюється вгору за течією лише до того місця, де ухил стає настільки великим, що збільшення його не позначиться на ерозійній здатності річки. Через це виробляється тераса, висота якої убуває вгору за течією.

3. Тектонічні рухи в районі долини річки.

Тектонічні рухи задають значний вплив на розвиток річкової долини і профілю її рівноваги. При піднятті долини річки ухил русла збільшується, що призводить до посилення врізання і звуження долини [1]. У річці формується нова заплава на більш низькому рівні. Стара заплава зберігається у вигляді тераси - горизонтального або злегка нахиленого майданчика, обмеженого уступом.

Тектонічні рухи в районі річкової долини непостійні: епохи «спокою», коли відбувається вирівнювання рельєфу, змінюються епохами швидких підняттів і опускань. З цієї причини в розвитку річки чергуються етапи інтенсивного донного врізання і етапи посилення бічної ерозії та акумуляції. В ході одного циклу утворюється складний морфологічний тип долин - терасовані долини [4]. При багаторазовому повторенні циклу виробляються сходи терас, які відображають тектоніку району долини [1].

2) Елементи тераси:

площадка - вирівняна горизонтальна поверхня тераси;

схил - вертикальна або коса частина тераси;

бровка - місце згину;

тиловий шов - місцез'єднаннямайданчика з уступом вищерозміщеної тераси або корінним схилом долини ( мал. 14) [1].

Мал. 14. Елементи будови типової річкової тераси: a -- тиловий шов;

(b -- площадка (b1 -- зовнішня частина площадки, b2 -- внутрішня частина площадки);
c -- бровка тераси; d -- схил;e -- лінія підошви)[23].

3) Генетичні типи терас

Виділяють три генотипи надзаплавних терас: акумулятивні, цокольні і ерозійні. Акумулятивні тераси повністю складені алювієм (мал. 15, с). Їх будова вказує на те, що річка встигла пройти весь цикл розвитку від інтенсивного врізання до формування потужної заплави, яка пізніше була прорізана і зберіглася у вигляді тераси [1].

У цокольних (ерозійно-акумулятивних) терас голий цоколь (корінні породи) на схилі, майданчик перекритий алювіальними відкладеннями (мал. 15, b). Причиною цього стало те, що врізання річки виявилося інтенсивнішим, ніж акумуляція. Тому оголилася не тільки підошва алювію, але і підстилаючі корінні породи [4].

Ерозійні тераси також називають скульптурними. У них алювій відсутній повністю або на майданчику тераси присутні його залишки (тільки руслова фація), іноді лише окремі гальки (мал. 15, d). Майданчик нахилений в сторону бровки тераси.

Мал. 15. Приклади генетичних видів річкових терас: (а -- заплава; b -- цокольна (перша надзаплавна) тераса;c -- акумулятивна (друга надзаплавна) тераса;d -- ерозійна (третя надзаплавна) тераса.1 -- корінні породи;2 -- русловий алювій;3 -- заплавний алювій) [23].

У долинах річок на протязі однієї тераси може відбуватися перехід від одного типу до іншого. Причиною цього є нерівномірність і різноспрямованість тектонічних рухів на окремих ділянках річки.

5) Структурні типи терас.

Співвідношення декількох терас між собою в поперечному профілі буває різним. Виділяють прихилені, вкладені, накладені і врізані тераси:

Прихилені тераси -- в процесі формування терас річка кожного разу врізається в алювій попередньої тераси до корінних порід, тому кожна молодша тераса прихиляється до старшої

Вкладені тераси -- річка врізається в товщу алювію попередньої тераси, але на відміну від прихиленого типу не прорізає його повністю. Такі типи терас характерні здебільшого для долин, які формувались в епоху чергування льодовикових і міжльодовикових періодів[10].

Накладені тераси (поховані) -- складаються з накладених одна на одну різновікових алювіальних товщ. Такий тип терас утворюється в результаті переважання процесів акумуляції. Нижчележача тераса завжди цілком похована під алювієм вищележачої.

Врізані тераси-- алювій повністю прилягає до порід цоколя більш високих терас. Врізані тераси утворюються при переважанні ерозійної діяльності річки

6) Циклові і локальні тераси. Псевдотераси.

Тераси також ділять на циклові і локальні. Циклові тераси простежуються по всій довжині долини і характеризують глобальні геологічні та кліматичні зміни долини. Умов її існування на великій території і наступна за цим перебудова поздовжнього профілю річки

Невеликі за протяжністю і нестабільні за будовою тераси називають локальними. Вони формуються при локальних змінах профілю екзо- і ендогенних процесів.

Псевдотераси, зовні схожі на справжні тераси. Основна відмінність полягає в тому, що псевдотераси не є результатом діяльності річки. Це можуть бути великі блоки зсувів, підмиті конуси виносу тимчасових водотоків, бічні морени відпали льодовиків або плечі трогових долин [2].

3.2 Будова гирлових частин річкових долин

Всі річки впадають в будь-які басейни: великі - в моря і океани, дрібні - в озера і великі річки. Гирлом називають місце впадання річки в її прийомний басейн. Існує 2 видигирлових утворень: дельта і естуарій.

1) Будова, причини утворення та розвиток дельт

Дельта - це верхня, в основному надводна, частина акумулятивного конуса виносу в гирлі річки [1]. Дельти являють собою плоскі незмінні рівнини, полого нахилені до моря [3]. Часто вони мають форму, близьку до трикутної, за що і отримали свою назву (Д - буква грецького алфавіту). Також для дельт характерно віялообразна будова, пов'язана з утворенням системи розгалужених русел - рукавів, що течуть від головного русла річки (мал. 16). Дельти займають близько 9% загальної протяжності узбережжя Світового океану і поглинають щороку 18,5 млрд. тон наносів [1].

Мал. 16. Дельта річки Ніл [24].

Для утворення дельти необхідне виконання ряду умов:

невелика глибина моря;

відсутність приливів, відливів івздовжберегових течій;

велика кількість уламкового матеріалу, що переноситься річкою;

переважання швидкості акумуляції над швидкістю тектонічного опускання району.

При впаданні річки в море відбувається різке падіння живої сили. Тому уламковий матеріал, що переноситься потоком випадає на дно прибережної частини водоймища. При цьому утворюється підводний конус виносу. Якщо море мілке, то русло річки швидко завалюється наносами і не може пропустити через себе всю кількість річкової води, що надходить [4]. Щоб обійти цю перешкоду річка прориває берега, утворюючи нові додаткові русла. Цей процес і є причиною фуркації рукавів (роз'єднання потоку на кілька русел).

Елементи дельти:

континентальна частина;

авандельта - Пологий підводний схил, що примикає до дельти і продовжує її надводну частину

продельта- частина дельти у відкритому морі, акумуляція в якій відбувається тільки за рахунок випадання зважених часток.

Зовнішня частина дельти постійно відчуває взаємодію різних за складом річкової і морської води. Солона морська вода, проникає вгору за течією у вигляді клину і відокремлює більш легку річкову воду від дна. Під дією морської води відбувається коагуляція - злипання дрібних зважених часток у більші і випадання їх на дно. Відбувається так звана «лавинна» седиментація (осадонакопичення).

Основна маса алювію накопичується в межах авандельти і звалуглибин (чітко видного схилу). Частинки скочуються зі схилу і нарощують його. Тому дельта просувається далі в море, при цьому часто утворюються підводні конуси виносу. В осадових товщах формується похила прошарковість: чергуються грубі і тонкі шари, зумовлені відмінністю в сезонному стоці. В межах продельти відкладаються тонкі мулисті опади, іноді відокремлені від авандельти [1].

Розвиток дельти пов'язаний з багаторічними коливаннями рівня океанів і морів. При зниженні рівня моря (регресії) дельта річки просувається в бік моря, з'єднуючи ділянки оголеного морського дна.

Якщо в районі гирла встановився холодний і вологий клімат, то дельта висувається в море (збільшується стік наносів); якщо ж клімат став теплим і сухим, то зростання дельти сповільнюється, а іноді і змінюється її розмиванням.

Під час повеней дельта річки змінює свою форму: підвищується, розширюється і подовжується в сторону моря. При цьому зростання дельти в ширину і в сторону моря відбувається з різною швидкістю. В результаті утворюється велика алювіально-дельтова рівнина (в десятки тис. км2) зі складним рельєфом і співвідношенням різних генетичних типів осадків [4]. Так, наприклад, величезна алювіально-дельтова рівнина в Китаї - з'єднані дельти річок Хуанхе і Янцзи.

Невеликі річки також можуть створювати дельтові рівнини. Якщо в межах деякого відрізка морського берега впадає багато невеликих річок, то їх сумарний стік виявляється настільки великий, що уздовж берега утворюється прибережна дельтова рівнина [2].

2) Дельтові відкладеннярізні за походженням та складом:

алювіальні - наноси русел, представлені у рівнинних річок пісками і глинами, а у гірських - грубим матеріалом;

озерні - суглинні відкладення замкнутих водойм (відокремлених русел і знижень між русловими островами);

болотні - торфовища, які утворюються на місці заростаючих озер;

морські - відкладення, що формуються при нагінних хвилях (хвилі, які під дією сильного вітру виходять на берег та затоплюють прибережні зони);

еолові - підводні дюни.

Відкладення дельт можуть чергуватися як в горизонтальному, так і у вертикальному напрямках. Причиною цього є часте переміщення приток, з чим також пов'язані формування руслових відкладень, створення озер і зниження, їх заболочування.

У дельтах з розчину часто випадають колоїдні сполуки Fe, Mn, Al (під впливом солоної морської води відбувається коагуляція - укрупнення частинок колоїдів). Найбільшою інтенсивності коагуляція досягає під час паводків, коли річки насичені осадовим матеріалом.

Потужність дельтових відкладень буває різна. У одних річок вона не перевищує нормальну потужність алювію, у інших - у багато разів перевищує цей показник. Потужні відкладення формуються в умовах повільного прогинання земної кори, коли швидкість опускання дорівнює швидкості накопичення опадів [3]. Деякі великі річки будують свої дельти в великих тектонічних депресіях, тому дельтові відкладення можуть досягати потужності у кілька кілометрів [2].

Давні дельтові відкладення містять велику кількість органіки, яка з часом під великим тиском перетворюється в горючі копалини - нафту і природний газ. Тому вивчення дельтових відкладень вкрай важливо з практичної точки зору.

3) Типи дельт:

Клювовидна. річка ерозія тераса дельтовий

Складається з трьох елементів: пригирлова ділянка русла річки і дві пригирлові коси по обидва боки від нього. До утворення кіс призводить зменшення швидкості потоку в місці змикання річки і водоймища. На стрижні течія залишається сильною і перешкоджає відкладенню алювію. Цей тип дельт характерний для невеликих річок, таких як річка Тибр в Італії (мал. 17, А).

Лопастна («пташина лапа»).

Лопастна дельта утворюється при фуркації русла на 2-3 рукава. Причинами фуркації служать відмінності в ухилах місцевості або в геологічній будові, а також динаміка потоку і наносів. У період паводку на пригирловій ділянці створюються сприятливі умови для донної ерозії - збільшується поздовжній ухил русла. Через це вище гирла, в тому місці, де річка ще не поділяється на рукави, відбувається розмив дна і утворюється пригирлова яма. Матеріал, що виноситься з ями, відкладається поблизу закінчень пригирлових кіс. В ході цього утворюється акумулятивний острівець - осередок (бар), що розділяє потік на 2 рукава. Поруч з гирлом кожного з рукавів надбудовуються нові пригирлові коси. Рукава подовжуються і висуваються з косами в море. Лопастною є дельта річки Міссісіпі (мал. 17, Б).

Багаторукавна.

При багаторазовому розподілі на рукава річкові протоки розбивають дельту на великі і дрібні острова, що призводить до рівномірного розподілу стоку [2]. Близько великих проток утворюються гриви, схожі на прируслові заплави. Гриви складені піском і супіском. Між гривами знаходиться увігнута частина острова з суглинистим покровом, яка нерідко буває зайнята озером або болотом [5]. Багаторукавна дельта висувається в море рівномірно, не утворюючи довгих лопатей (наприклад, дельта Волги) (мал. 17, В).

Дельта виконання.

Деякі річки впадають у мілководні затоки. В цьому випадку у створенні дельти беруть участь не тільки флювіальні, але і хвильові процеси. Рельєф такої дельти має своєрідні риси. Пригирлові коси змикаються з барами, утворюючи пористий малюнок додатних форм рельєфу - валів. Між валами знаходяться зниження, зайняті болотами або озерами. Такою дельтою володіє річка Дунай (мал. 17, Г).

Блокована.

При значному впливі морського прибою край дельти приймає вирівняний контур. Таку дельту має річка Муррей в Австралії (мал. 17, Д).

Мал. 17. Типи дельт: А - клювовидна (р. Тибр), Б - лопастна (р. Міссісіпі), В - багаторукавна (р. Волга), Г - виконання (р. Дунай), Д - блокована (р. Муррей) [25].

Крім перерахованих вище типів дельт, існують так звані псевдодельти (врізані дельти). Вони так само розділені рукавами, як і «справжні» дельти, але їх міжрукавні острова складені морськими відкладеннями, а не алювіально-дельтовими.

4) Естуарій - воронкоподібні затоки, розташовані на місці впадання річок у море і глибоко вдаються в річкову долину (мал. 18). Естуарії в гирлах річок утворюються при наступних умовах:

затоплення низовинної частини річки при опусканні гирлової частини берега або підвищенні рівня моря;

наявність уздовж берегових течій, припливів і відливів;

швидкість тектонічного опускання території повинна перевищувати швидкість акумуляції.

Під час припливу морська вода піднімається вгору за течією і далеко вдається в сушу, під час відпливу морська і річкова вода утворюють потужний потік, що рухається зі значною швидкістю. Уламковий матеріал виноситься в море і підхоплюється течією вздовж берега (саме тому не утворюється дельти). Естуаріями мають такі річки як Темза, Ельба і Сена.

Мал. 18. Естуарій [26].

Якщо швидкість опускання земної кори перевищить швидкість акумуляції в гирлі річки, що впадає в безприливне море, то утворюється лиман. Лиман - це затока, заповнена морськими водами [3]. На відміну від естуарія лиман відгороджений від моря піщаними косами (характерні для дельт гряди), що утрудняють вихід річкових вод в море [4]. При значних негативних тектонічних рухах можуть утворюватися губи - протяжні морські затоки (від 200 до 1000 км).

Висновки

У даній роботі було досліджено геологічну діяльність річок і детально вивчили дві її складові: ерозійну і акумулятивну.

Ерозією називається руйнування річковим потоком гірських порід долини річки. У представленому вище дослідженні ми розглянули дві складові ерозійної діяльності: глибинну і бічну. Глибинна ерозія викликає розмив ложа річки і призводить до вироблення річкою граничного профілю рівноваги. Бічна ерозія являє собою руйнування берегів річки. Вона обумовлена наявністю в потоці циркуляційних рухів і призводить до утворення вигинів та виробленні ступінчатої долини.

Акумуляція - це відкладання річкою переносного осадового матеріалу. В ході цього процесу утворюється особливий тип відкладень - алювій. Розрізняють алювій рівнинних і гірських річок: перший являє собою тонкозернисті добре відсортовані відкладення, гірський у свою чергу алювій складений великими валунами і галькою.

Нарешті, ми розглянули морфологію зрілих річкових долин, представлену надзаплавними терасами і гирлами. Надзаплавні тераси - це ділянки колишнього дна долини, що підносяться над сучасною заплавою. Їх утворення пов'язане з тектонічним підняттям району і дією глибинної ерозії. Будова надзаплавних терас може розповісти про тектонічної історії району.

Гирло - це місце впадання річки в приймаючий басейн. У роботі були розглянуті основні типи гирлових утворень: дельти і естуарії. Дельти утворюються за відсутності припливів і відпливів, достатку осадового матеріалу, що переноситься річкою, і переважання швидкості акумуляції над швидкістю прогинання гирла. Для створення естуарія необхідно, щоб прогинання переважало над акумуляцією, а також наявність припливів і відливів. Було зазначено, що вивчення дельт необхідно для поповнення запасів нафти і природного газу.

. Список літератури

Короновский Н. В. Общая геология - М.: КДУ, 2006. -528 с.

Леонтьев О. К., Рычагов Г. И. Общая геоморфология - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1988. - 319 с.

Якушова А. Ф. Геология с элементами геоморфологии. 2-е изд. М., Издательство Московского университета, 1983. - 375 с.

Якушова А. Ф., Хаин В. Е., Славин В. И. Общая геология / Под ред. В. Е. Хаина. - М.: Издательство Московского университета, 1998. -448 с.

Первая Всесоюзная Межвузовская конференция по проблеме «Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях». Тезисы докладов. М.: Издательство Московского университета, 1972. - 80 с.

Вторая Всесоюзная Межвузовская конференция по проблеме «Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях». Тезисы докладов. М.: Издательство Московского университета, 1976. - 420 с.

Маккавеев Н. И. Русло реки и эрозия в её бассейне. М.: Издательство академии наук СССР, 1955. - 347 с.

Чалов Р. С. Почему размываются берега рек. Соросовский образовательный журнал. Т. 6. № 2. 2000. С. 99-106.

Чистяков А. А. Аллювий горных и предгорных рек (Закономерности формирования и фации на примере рек Кавказа, Средней и Южной Азии). М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, Геол. фак., Кафедра динам. геологии, 1974. - 351 с.

Сіренко І. М. Динамічна геоморфологія: Навчальний посібник.

Леонтьев О. К. Рычагов Г. И., Л47 Общая геоморфология: Учеб. пособие для географических специальностей вузов. -- М.: Высшая школа, 1979. -- 287 с, ил.

Размещено на Allbest.ru