ЛЕКЦІЯ 10

ТЕМА: Флювіальний рельєф.

МЕТА: сформувати цілісне уявлення про особливості формування морфоскульптури за флювіальним провідним процесом; роль сили тяжіння, повітря і води у формуванні екзогенних форм флювіального рельєфу.

ЛІТЕРАТУРА: Леонтьев О.К., Рычагов Г.И. Общая геоморфология. – М.: Высшая школа, 1988. – 145-155.

Маккавеев Н.Н. Сток и русловые процессы. – М.: Изд-во МГУ, 1971.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ:

ПЛАН

1. Загальні закономірності роботи водних потоків.

2. Рельєф тимчасових водотоків:

а) особливості формування ярів та форми рельєфу;

б) балки та специфіка їх рельєфу.

3. Морфологічні типи річкових долин.

4. Тектонічні і генетичні типи річкових долин.

5. Меандрування річок і форми рельєфу.

6. Заплава і надзаплавні тераси.

7. Асиметрія річкових долин.

8. Пороги і водоспади.

9. Гирла і дельти річок.

1.Водні потоки здійснюють руйнівну роботу (ерозію), перенесення матеріалу та його відкладення (акумуляцію), таким чином утворюючи ерозійні та акумулятивні форми рельєфу, які тісно пов’язані один з одним. Ерозійна діяльність поділяється на глибинну та бокову ерозію: перша сприяє заглибленню форми, а друга – її розширенню. Їх інтенсивність у просторі і часі чергується.

Заглиблення русла відбувається до певного рівня – базису ерозії, який обмежується рівнем водного басейну, куди цей водний потік впадає. Виділяються загальний (Світовий океан) та місцеві базиси ерозії. Вище базису ерозії водний потік заглиблюється до тих пір, поки не сформує поздовжній профіль рівноваги (відсутня ерозійна та акумулятивна робота води).

Загальною особливістю ерозійної роботи водотоків є її виборчий, селективний характер. Вода знаходить ті ділянки земної поверхні, які оказують найменший опір її руху (м’які та розчинні породи, осьові зони складок, розломи і тріщини).

2.Тимчасовими водними потоками називають ті, які характеризуються періодичністю свого існування, з’являючись при надлишку вологи та зникаючи при її нестачі (після злив чи розтавання снігу). Внаслідок цього формуються різні за розмірами та віком лінійні форми рельєфу, які поступово змінюють одна одну – ерозійні борозни (3-30 см глибиною), промоїни (1-2 м глибини), яри (10-20 м глибиною) і балки.

Яр – лінійна негативна форма флювіального рельєфу з крутими не задернованими схилами. Ріст яру відбувається вгору за рахунок падіння води з уступу в його вершині, внаслідок чого вершина відступає. Водночас відбувається розширення та заглиблення яру по всій його довжині. Крутизна схилів визначається характером складених порід (лесові схили переважно круті, а глинисті і піщані – пологі). Яр є активною ерозійною формою, в будові якої виділяють вершину, відвершки, схили, бровка яру, днище яру, конус виносу.

Швидкість росту яру залежить від складу порід, крутизни схилу та інших причин і вимірюється величинами 1-3 метри на рік.

Умови виникнення яру:

· наявність крутих схилів;

· схили складені рихлими та легкорозчинними породами;

· достатня кількість вологи і наявність тимчасових водотоків;

· слабка задернованість схилів або повна відсутність рослинності;

· наявність морозобійних тріщин;

· нераціональна антропогенна діяльність.

Ріст яру відбувається до певної межі – профілю рівноваги, після чого схили поступово осипаються, задерновуються, днище виположується і яр перетворюється у балку.

Балка – негативна, лінійно витягнута форма флювіального рельєфу з дуже пологими задернованими схилами. Перетворення яру у балку починається поступово – від днища до вершини, при цьому у верхів’ї яр може продовжувати свій ріст. За умови пониження базису ерозії або різкого збільшення кількості стікаючої води балка знову може перетворитися у яр. Балка відрізняється від яру плавними лініями поперечного профілю, наявністю на схилах та у днищі рослинності, майже повною відсутністю ерозійних процесів.

Яр у днищі балки називається донним і якщо він досягає рівня ґрунтових вод, поступово перетворюється у річкову долину (оскільки має постійний водний потік). Рельєф, основними морфоскульптурними елементами якого є яри та балки, утворюючи складно розгалужені системи при переважанні ярів, називається яружно-балковим, при переважанні балок – балковим.

Виникнення ярів та балок – це природне явище, прояв якого останнім часом провокує людина своєю господарською діяльністю: розорювання уздовж схилів, поздовжні лісосмуги та ґрунтові дороги, поздовжні ряди багаторічних насаджень викликають лінійний змив ґрунту.

Заходами боротьби з ярами є: ви положення вершинного перепаду, обвалування вершини та відвершків для водовідведення, висівання на схилах багаторічних трав та висадка кущів, заліснення прилягаючих до бровок територій, засипання породою і ґрунтом. Раніше практикували засипку ярів відходами виробництва та побуту (по суті утворювали звалище) і засипанням зверху родючим шаром ґрунту з метою подальшого використання. Але з екологічного боку це приносило більше шкоди ніж користі: продукти розкладу контактуючих речовин потрапляли з ґрунтовим стоком у водойми, забруднюючи їх токсичними речовинами. А звалища, як відомо, повинні проектуватися із стокозатримуючими системами.

Утворений тимчасовими водостоками генетичний ряд (ерозійна борозна – ритвина – яр – балка – річкова долина) не обов’язків чіткий перехід одних форм у інші або виникнення одних форм із інших. Наприклад, яр може ще в період глибинної ерозії врізатись до рівня ґрунтових вод і перетворитись у річкову долину минаючи стадію балки. Не всі балки перетворюються у річкові долини і не кожна балка виникла із яру.

Утворення тимчасових водотоків у горах відрізняється від рівнинного більш інтенсивною роботою, особливо в умовах посушливого і жаркого клімату (переважно з-за відсутності рослинності).

3. Річки відносяться до постійних водних потоків, які в процесі своєї діяльності утворюють лінійні негативні форми рельєфу – річкові долини. Основними елементами рельєфу долини є днище, схили і русло.

Морфологічні типи річкових долин формуються в залежності від умов виникнення та стадії розвитку і виділяються тіснини, каньйони, V-подібна, заплавна.

Тіснина утворена майже виключно глибинною ерозією потоку: схили нависають над руслом або є дуже крутими, при цьому русло займає усе дно долини. Тіснини у межах рівнин утворюються переважно у лесових породах і не можуть бути утворені протягом усієї річкової долини – тільки на певних її ділянках.

Каньйон (ущелина) – долина майже з вертикальними схилами, які часто мають уступи, дно відносно вузьке і повністю зайняте річковим руслом. Утворюються переважно у посушливих умовах, де більше зберігаються круті схили. Розповсюджені на рівнинах, складених шарами порід, які слабо пропускають воду.

V - подібна долина має більш пологі схили (порівняно з каньоном), які розчленовані дрібними ерозійними формами та інколи ускладнені уступами. Дно вузьке і повністю зайняте річковим руслом.

Заплавна долина відрізняється від попередніх широким плоским днищем, частина якого зайнята руслом, а інша є заплавою, над якою підвищуються надзаплавні тераси, утворюючи схили річкової долини. Заплавна долина (коритоподібна) є наслідком розвитку V-подібної долини і відноситься до вироблених.

4. У залежності від геології та тектоніки річкові долини поділяються на кілька типів: синклінальні, антиклінальні, моноклінальні, долини на розломах, долини-грабени.

Синклінальна утворюється у тому випадку, коли вона відповідає осі синклінальної складки (пласти гірських порід по обидва боки від осі падають назустріч один одному).

Антиклінальна розташована вздовж осі антиклінальних складок, при цьому пласти порід падають один від одного. Виникає за рахунок утворення у осьових частинах антикліналей тріщин, які легко розмиваються. За віком вона більш молода за синклінальну.

Моноклінальна – виникає на крилах антиклінальних та синклінальних складок, простягаючись уздовж складки переважно осадових порід з однаковим падінням.

Долини-розломи закладаються по лінії тектонічних розломів та збросів, вони часто несиметричні, із схилами різної будови.

Долини-грабени – відповідають з негативними формами рельєфу, пов’язаними з локальними опусканнями земної кори. Вони мають порівняно широке плоске дно, прямі чи сходинкові схили.

Із генетичних типів річкових долин виділяються поздовжні, поперечні, діагональні, антецедентні, епігенетичні. Поздовжні співпадають з осями складок та лініями розломів, поперечні перетинають їх, діагональні перетинають лінійну структуру під певним кутом, антицедентні врізаються у гірські хребти по мірі їх підняття, епігенетичні закладені у горизонтально залягаючих породах, незалежно від складчастої основи, на яку вони з часом наклались.

5. Меандрування – це процес безперервної зміни та зміщення звивин річкового русла вниз за течією. На процес меандрування впливає два види течій річки – поздовжня та поперечна. Перша сприяє заглибленню дна русла (плесу), друга визначає перенесення продуктів розмиву до протилежного берега, утворюючи відмілину і пляж.

Ділянка русла між двома плесовими улоговинами називається перекатом (брід річки). Фарватер – лінія, яка сполучає точки русла з найбільшою глибиною (виділяють нормальний та зміщений фарватер. Звивистість річок збільшується до певної межі і регулюється природними процесами – перш за все проривом перешийку меандри, яка поступово перетворюється на старицю.

Зміщення меандрів вниз за течією спричинене зміщенням потоку води в руслі під певним кутом до берега. Переміщуючись, меандри сприяють формуванню річкової заплави.

6. Заплава – припіднята над меженним рівнем води в руслі частина річкової долини, вкрита рослинністю і яка заливається водою у повінь. Заплава утворюється шляхом зміщення вниз за течією меандрів, які, руйнуючи корінний берег, формують плоску ящикоподібну долину. Нижню частину долини і займає заплава. Заплава вкрита річковим алювієм (руслова, заплавна та старична фації).

За характером рельєфу розрізняють сегментні, паралельно-гривисті та обваловані типи заплав. Сегментні характерні для меандруючих річок і мають складний рельєф з-за переформування меандрів та блукання русла по руслу. Паралельно-гривисті виникають у великих річок з широкими долинами в результаті зміщення русла в бік одного з схилів (причина – тектонічні рухи чи сила Коріоліса). При цьому вздовж русла формуються паралельні руслу гриви з міжгривовими пониженнями. Паралельно-гривисті заплави однобічні, тобто розвинуті лише біля одного з берегів долини. Обваловані заплави характерні для передгірських річок, які перетинають похилені рівнини. Внаслідок різкого зменшення швидкості потоку при переході з гір на рівнину такі річки акумулюють велику кількість матеріалу по обидва боки від русла. При цьому русло підвищується над прилеглою рівниною і обмежується з обох боків дамбами природного походження висотою до 3 метрів.

За будовою розрізняють акумулятивні і цокольні заплави. Акумулятивні мають нормальну або підвищену потужність алювію. Цокольні складені малопотужними відкладами алювію, який залягає на породах неалювіального походження або на древньому алювії таким чином, що меженне русло річки врізане в ці породи.

В долині річки може зустрічатись кілька заплавних рівнів – висока і низька заплави.Висока заливається водою один раз на кілька років або десятків років, а низька заливається щорічно.

Річкові тераси – сходинкоподібні форми рельєфу, які розташовані над заплавою і простягаються вздовж одного або обох схилів долини на десятки і сотні кілометрів і складені алювіальними відкладами.

Причини утворення терас:

· Збільшення повноводності річок.

· Зміна положення базису ерозії.

· Тектонічні рухи.

Відносний вік терас визначається по їх положенню відносно меженного рівня води у річці: чим вища, тим давніша. Найнижча тераса називається перша надзаплавна і т.д. У кожної тераси виділяються такі структурні частини: площадку, уступ, бровку і тиловий шов.

Тераси можуть бути ерозійними (корінними), ерозійно-акумулятивними (змішаними або цокольними) та акумулятивними (алювіальними). Останні визначаються за великою потужністю алювію (десятки і сотні метрів), у ерозійних терас потужність алювію невелика.

Врізані алювіальні тераси утворюються при багаторазовому врізанні річкового русла у відкладені нею товщі алювію, не досягаючи при цьому корінного дна долини. Вкладені алювіальні тераси утворюються внаслідок врізання річки в товщу алювію і одночасно відкладає значну його товщу, повторюючи це кілька разів. Прислонені тераси утворюються тоді, коли річка перерізає товщу алювію до корінного дна, залишаючи терасу, а потім заповнює долину алювієм на більш низькому рівні і знову врізається у нього. Похована тераса утворюється тоді, коли вона опиняється під рівнем річки, яка заповнює долину алювієм внаслідок підйому рівня або опускання русла.

7. Асиметрія річкових долин полягає у тому, що правий і лівий береги відрізняються своєю будовою, складом порід, структурою, крутизною схилів. Причини асиметрії: 1) відхиляюча сила осьового обертання Землі; 2) кліматичні фактори (інсоляційні схили); 3) тектонічні фактори (моноклінальне залягання порід); 4) первинний одноманітний нахил поверхні.

Асиметрія річкових долин може викликати асиметрію межиріч, особливо за тривалої відсутності тектонічних рухів. Пов’язано це з тим, що по більш довгим пологим схилам стікає більше води і це сприяє їх подальшому ви положенню.

Моноклінальне залягання гірських порід різної твердості сприяє розвитку куестового рельєфу. Куести – несиметричні гряди, пологий схил яких збігається з падінням більш твердого шару (який менше руйнується), а крутий схил розсікає шари більш податливих до руйнації порід. Ширина куестових гряд залежить від потужності шарів кута їх падіння: чим менший кут, тим чіткіше виражена асиметрія і навпаки. В тих випадках, коли нахил пластів дуже малий, виникає пластово-ступінчастий рельєф.

8. Пороги та водоспади виникають внаслідок виникнення перешкод в руслі річки, складених кристалічними, стійкими до руйнування, породами.

Пороги – ділянки поздовжнього русла річки, на яких падіння річки збільшується і відповідно зростає швидкість течії. Виникають внаслідок розташування стійких порід у вигляді невеликих уступів. Можуть також виникати на місці водоспаду в результаті руйнації уступів. Ділянки річкового дна з нерівним дном, помітним збільшенням нахилу або вузьким руслом, називаються бистринами.

Водоспад – падіння річкового потоку води з різко вираженого та високо піднятого виступу русла або кількох виступів, складених твердими породами. У залежності від ширини та висоти виступів розрізняють водоспади ніагарського та йосемитського типів.

Ніагарський тип характеризується переважанням ширини над висотою: Ніагарський – ширина 1200 і висота близько 50 метрів, Вікторія (р.Замбезі) – висота 120 і ширина 1800 метрів.

Йосемитський тип водоспадів характеризується переважанням висоти над шириною: Йосемитський (р.Мерсед) має висоту 435 метрів та невелику ширину, Анхель (р. Чурун, бас. Оріноко) – висота 1054 метри і кілька метрів шириною.

Пороги і водоспади постійно руйнуються текучою і падаючою водою, а швидкість руйнування залежить від якісного складу порід: чим твердіші породи, тим менша швидкість від ступання виступу. Великі за протяжністю виступи рельєфу (внаслідок розломів та руху земної кори) сприяють формуванню “ліній водоспадів”.

9. Гирло – це місце впадіння річки у водний басейн. Гирла поділяються на кілька типів – естуарій, лиманне, дельтове.

Дельта – це акумулятивна форма рельєфу, утворена річкою у гирловій її частині. Вона характеризується великою розгалуженістю основного русла на велику кількість рукавів. Утворення дельти відбувається за рахунок зменшення швидкості потоку русла, змішуванням з водою водойми і осаджуванням усіх наносів. При цьому великі частинки відкладаються біля гирла, а дрібні – ближче до водойми. Поверхня дельт у цілому рівна або слабо хвиляста і розсічена багатьма руслами, які перетворюються на озера і поступово заростають.

За розташуванням виділяються дельти заповнення (вони розташовані в затоках) дельти висунення (формуються у морі).

За формою розрізняють клювовидні (р. Тібр) – складаються з пригирлової частини і двох кіс по обидва боки від неї, лопастні (р. Міссісіпі) – русло поділяється на 2-3 рукави (малюнок дуже схожий на лапу птаха, тому американці цей тип так і назвали), дуговидні або багаторукавні (р. Волга) – дельта у вигляді дуги висунута в море.