Лекция 7. Геологическая работа рек и аллювиальные отложения

Большая часть стока атмосферных осадков попадает в постоянные поверхностные водотоки – реки. Их геологическая работа – разрушение горных пород, перенос и отложение продуктов разрушения, т.е. создание речных, или аллювиальных отложений. В конечном счете, реки, как и рассмотренные ранее временные потоки, являются фактором денудации, приводя к сглаживанию, выравниванию земной поверхности. В итоге длительной работы эрозии и аккумуляции реки вырабатывают особую форму рельефа – речную долину, проходя в своем развитии ряд стадий.

В начальной стадии для реки характерны большие уклоны и соответственно скорость течения, интенсивная эрозия с выносом всего обломочного материала в принимающий бассейн. Долина узкая и глубокая, типа теснины или ущелья. Это стадия молодости, типичная для горных рек.

По мере приближения к предельному профилю равновесия уклоны уменьшаются, скорость течения падает, глубинная эрозия сменяется боковой. Берега размываются, увеличивается ширина долины, возникают излучины (меандры), русло блуждает по широкой долине (рис.7.1). Река мелеет, появляются отмели, перекаты, косы, старицы. Такие реки, типичные для равнин, находятся в стадии старости.

Рис. 7.1. Меандры рек, плесы (1) и перекаты (3):

2 – прирусловая отмель; 4 – часть прежнего русла; 5 – место прорыва;

6 – старица

Формы речных долин очень разнообразны, так как зависят от многих взаимосвязанных факторов – тектоники, геологического строения и типа пород, рельефа. Характерное строение долины равнинной реки приведено на рис.7.2.

В зависимости от условий образования речные, или аллювиальные отложения делятся на русловые, пойменные, старичные и дельтовые. Русловые отложения залегают в нижних горизонтах, причем наибольшая их мощность может оказаться в стороне от современного русла. Это связано с изменениями положения русла в долине, его меандрированием, наличием рукавов. Пойменные отложения составляют верхние горизонты, а старичные представляют отложения стариц, залегая в виде линз.

Рис. 7.2. Речная долина: 1 – русло; 2 – пойма; 3 – первая надпойменная терраса; 4 – склон долины; 5 – аллювиальные отложения

Русловой аллювий представляет собой наиболее крупные обломки – валуны, гальку, гравий, песок; в равнинных реках последний преобладает. Вследствие частых изменений направления и скорости течения потока для руслового аллювия характерны выклинивание и смена отложений на малых расстояниях, косая слоистость. При достаточной мощности русловой аллювий – а наибольшая толща его может быть и в стороне от современного русла - является хорошим основанием опор мостов. Часто используется также как строительный материал – заполнитель бетона и др.

Пойменный аллювий отлагается на пойме во время паводков. Это мелкие и пылеватые пески, супеси, суглинки, часто обогащенные органикой. Характеризуются тонкой горизонтальной слоистостью, значительной пористостью. Могут включать погребенные почвы, указывающие на перерывы в осадконакоплении.

Старичный аллювий отлагается в старицах – старых отделившихся от русла рукавах и излучинах рек. Для них характерны периодические затопления, заболачивание. В результате старичный аллювий представлен иловатыми песками, илами и глинистыми породами, а также торфом. Это слабые водонасыщенные, сильносжимаемые грунты.

Дельтовый аллювий образуется в устьях рек; представлен мелко- песчаными и глинистыми грунтами, илами. Залегает наклонными слоями с постепенным уменьшением мощности в сторону бассейна.

Берега рек, речные долины издавна осваивались и заселялись человеком. Здесь расположены многие крупные города, ведется масштабное строительство. При этом речные долины имеют сложные рельеф, геологическое и гидрогеологическое строение. Аллювиальные отложения, слагающие дно долины, пойму, надпойменные террасы, не выдержаны по глубине и простиранию. На коренных склонах они могут перекрываться делювиальными отложениями, часто подверженными оползням. Водоносные горизонты могут быть связаны с речными водами. В аллювиальных песках возможно проявление плывунов. Во многих долинах встречаются переуглубленные участки древнего русла. Большое значение имеют экологические вопросы. Все эти аспекты должны выясняться, анализироваться при инженерно-геологических изысканиях.