19 Геологическая деятельность текучих вод. Плоскостной сток. Делювиальные отложения и их характерные черты.
Понятие поверхностные текучие воды объединяет все воды, протекающие по поверхности суши, и включает в себя дождевые и талые воды, ручьи и реки, видоизменяющие земную поверхность. Все поверхностные текучие воды могут быть подразделены на две главные группы: временные текучие воды (к ним относятся безрусловые дождевые и талые потоки и временные русловые потоки) и постоянно действующие русловые потоки - реки.
Вода, выпадающая на поверхность Земли в виде атмосферных осадков — дождя или снега, распределяется по-разному. Часть ее испаряется и вновь попадает в атмосферу, часть стекает в ручьи и реки. Часть выпавшей воды просачивается в глубь Земли, в горные породы и образует подземные воды. Вода из ручьев и рек попадает в моря и океаны и вновь испаряется. Подземные воды, просачиваясь в пониженных местах, выходят на поверхность Земли в виде родников и дают начало новым ручьям и рекам, несущим свои воды в озера, моря и океаны, в которых происходит испарение больших масс воды. Так совершается круговорот воды в природе.
Процесс разрушения горных пород водными потоками получил название эрозии. Различают три вида эрозии; плоскостная (или поверхностный смыв), боковая (разрушение боковых склонов ручья или реки) и донная (глубинная), проявляющаяся в углублении рытвины или оврага.
Плоскостной смыв получил название делювиального процесса. Этот термин, ставший ныне международным, впервые ввел в употребление А. П. Павлов. В результате проявления делювиального процесса под действием временных поверхностных потоков на склонах и у подножий возвышенностей происходит накопление рыхлого материала. Такие отложения, накапливающиеся в непосредственной близости от места первоначального залегания, получили название делювия. Делювиальные отложения имеют мощность порядка 3—5 м, иногда достигая 15—-20 м и более. Ширина делювиального шлейфа может достигать нескольких сотен метров. Эрозия проявляется до определенного уровня, получившего название базиса эрозии. Например, если овраг находится на берегу реки, то размывание дна оврага, его углубление происходит только до уровня воды в реке, в которую впадает овраг. Уровень воды в реке является базисом для данного оврага. С понижением уровня реки (или базиса эрозии) происходит увеличение эрозии — размывающей деятельности потока.
20 Геологическая деятельность временных водных потоков равнинных областей . Образование и развитие оврагов, формирование пролювиальных отложении.
Каждый из нас мог наблюдать, как после сильного дождя или грозового ливня густая сеть ручейков в виде переплетающихся и сливающихся струек растекается по склонам земли. Мелкие струйки воды, сливаясь в крупные, усиливают скорость течения, становятся полноводнее. Вода в таких струйках мутная со множеством взвешенных частиц и мелких обломков различных горных пород и минералов. В нижней части склона, где значительно возрастает сила движущихся потоков, появляются в результате размыва горных пород мелкие рытвины, канавки с крутыми обрывистыми стенками, часто с миниатюрными водопадами. Образовавшаяся промоина после многократно выпадающих дождей или снеготаяния постепенно увеличивается в размерах и распространяется вверх по склону, пока не достигнет его вершины. Так происходит образование оврагов. Возникающие овраги часто имеют побочные ответвления, или отвертки. Образуется густая сеть оврагов, которая с каждым годом становится все разветвлённее и глубже.
Рост оврагов происходит вершиной, т. е. регрессивно, вершина все дальше и дальше отступает от устья оврага в процессе эрозии. Наиболее интенсивно овраги растут в районах с рыхлыми поверхностными отложениями: суглинками, супесями, лёссами и лёссовидными горными породами. Заросшие овраги, прекратившие свой рост, называются балками. Геологическая деятельность временных безрусловых потоков не ограничивается лишь разрушительной работой. Наблюдаются и результаты созидательной деятельности. Так, в устье оврагов нередко скапливается рыхлый материал в виде конуса. Такие образования получили название конус выноса. Отложения, возникающие в пределах конуса, принято называть пролювием. Накопление пролювия наиболее интенсивно происходит в предгорных районах, где временные горные потоки, стекающие с гор, откладывают так называемые пролювиальные конусы выноса и пролювиальные шлейфы. Мощность пролювиальных отложений в равнинных областях - до 10 м, в горных - более 100 м.
21) Геологическая деятельность временных потоков горных областей . Формирование и зональность конусов выноса .
Временные горные потоки возникают на склонах гор в период выпадения сильных дождей и при таянии ледников, вызванный неожиданным потеплением. На верхней водораздельной части горных склонов в пониженных участках образуется водосборный бассейн. При заполнении бассейна вода устремляется вниз по склону, скапливаясь в едином русле — канале стока. Крутизна склонов, масса и скорость воды временных потоков, большое количество обломочного материала в потоке усиливают его разрушительную работу. При выходе на предгорную равнину скорость потока резко уменьшается, он распадается на многочисленные рукава в виде веера и сбрасывает обломочный материал, образующий конус выноса, в котором наблюдается механическая дифференциация обломков по величине: от крупнообломочных в вершине конуса до песков и супесей в средней части и до тонкообломочных лессовидных осадков на его периферии.
22 Сели и меры борьбы с ними .
С деятельностью временных горных русловых потоков связано образование селей, широко распространенных в горных районах. Селем (селевым потоком) называется временной горный русловой поток, характеризующийся высоким содержанием твердого обломочного материала и резким подъемом уровня воды. Для возникновения селей необходимы следующие условия: наличие на склонах и в руслах большого количества продуктов разрушения горных пород; достаточное количество воды (стока) для смыва или сноса обломочного материала; сильно расчлененный горный рельеф, определяющий наличие крутых уклонов склонов и русел. Разрушительная сила селевых потоков огромная, и они представляют серьезную опасность для всех объектов, находящихся в зоне их действия. Описано немало случаев селевых катастроф. Сель в Лос-Анджелесе в 1934 г. унес десятки человеческих жизней, причинив огромные убытки. В 1970 г. в Перу под грязекаменной массой был погребен г. Юнгай с 20 тыс. жителей.
Огромный вред наносят сели железным и автомобильным дорогам, мостам, ирригационным каналам, трубопроводам, населенным пунктам, сельскохозяйственным угодьям. Основными селеопасными территориями в нашей стране являются территории Закавказья и горной части Северного Кавказа, горных районов Украины, Средней Азии и Казахстана. Селевые явления наблюдаются на Приполярном и Северном Урале, Кольском п-ве и на Камчатке, в Саянах.
23 Геологическая деятельность рек . Донная и боковая эрозия . Транспортировка и аккумуляция аллювиальных отложений .
Реки — это постоянно действующие водные потоки, производящие огромную работу как разрушительную, так и созидательную. Они играют очень важную роль в жизни человечества: это пути сообщения, источники воды и рыбного промысла, естественные границы и поставщики дешевой энергии.
Река со всеми ее притоками называется речной системой, а площадь, занимаемая речной системой, - речным бассейном. Речные системы разделены высокоподнятыми участками суши - водоразделами. Площадь, с которой река и ее притоки получают воду, называется водосборным бассейном. Самой крупной речной системой в мире является р. Амазонка, бассейн которой занимает площадь 7,05 млн. км
По характеру работы, выполняемой реками, различает три их типа:
1) реки равнинных местностей;
2) реки, берущие начало на высоких плоскогорьях или плато и низвергающиеся водопадами в глубокие и узкие ущелья, называемые каньонами;
3) реки горных систем
Режим рек определяется количеством воды, ее уровнем и скоростью. В течение года режим рек меняется в зависимости от характера и интенсивности питания. Период резкого подъема уровня воды в реке в связи с интенсивным таянием снегов называется половодье, когда проходит значительная часть годового стока воды (до 80 %). Река выходит из берегов, заливает обширные пространства поймы, а иногда и низкие террасы. Уровень воды в реке, соответствующий половодью, называется высоким горизонтом. Кроме этого в реках иногда наблюдается резкий и кратковременный подъем воды - паводок, вызванный обильными дождями или таянием ледников в верховьях рек, сбросом воды из водохранилищ. Скорость течения воды в реке зависит от массы воды, уклона дна и характера русла. Углубление в земной поверхности, по которому протекает река, называется долиной реки.
Механическое разрушение горных пород водными потоками осуществляется при определенной скорости воды в потоке и давлении на породы, создаваемые напором воды. Горные породы в зависимости от их состава и структурно-текстурных особенностей размываются при различных скоростях движущейся воды. Различают два вида речной эрозии: донную и боковую.
Дойная эрозия. В начальные стадии развития реки деятельность руслового потока начинается с глубинной эрозии. Глубинная (донная) эрозия характеризуется процессами размыва и углубления дна ложа потока (врезание потока в породы дна) силами движущейся воды. Уровень углубления ложа потока, ниже которого прекращается его эрозионная деятельность, называется базисом эрозии. Для большинства водных потоков на континентах базисом эрозии является уровень Мирового океана, называемый абсолютным базисом эрозии. У каждого потока есть местные базисы эрозии, представляющие собой уровни водосборных водоемов.
Боковая эрозия. При приближении продольного профиля реки к положению продольной эрозионной кривой глубинная эрозия все больше замедляется, а освобождающаяся энергия потока расходуется на расширение русла. Русло потока начинает изгибаться многократно, так как стрежень последовательно отражается то от одного берега, то от другого. Возникший изгиб русла - меандра постепенно разрастается до тех пор, пока его шейка не станет столь узкой, что во время паводка воды могут ее прорвать и вновь спрямить русло. Реки переносят большое количество обломочного материала, масса которого и размер переносимых обломков зависит от многих параметров: массы и скорости воды, уклона русла, состава горных пород, слагающих ложе реки и ее берега. Размер переносимых обломков колеблется от тонких илистых и песчаных частиц до крупных валунов. Перенос осуществляется:
— путем волочения или перекатывания по дну наиболее крупных обломков, которые еще более усиливают донную эрозию;
— во взвешенном состоянии более мелких частиц
— в растворенном состоянии.
Масса обломков, перекатываемых по дну, пропорциональна шестой степени скорости течения, поэтому горные реки обычно переносят гораздо больше обломочного материала и более крупной размерности. Обломочный материал, перемещаемый перекатыванием, волочением и во взвеси, называют твердым стоком реки.
Отложение осадков (аккумуляция). Уже на самых ранних стадиях развития реки, наряду с эрозией и переносом, происходит и отложение (аккумуляция) обломочного материала. Вначале образующиеся отложения могут быть непостоянными и во время подъема уровня вод и увеличения скорости течения при половодьях и паводках подхватываются водой и перемещаются вниз по течению. Но по мере достижения рекой уровня базиса эрозии и состояния равновесия, расширения долины, замедления скорости течения в русле реки в прирусловой части долины начинает происходить аккумуляция постоянных отложений, называемых аллювиальными, или аллювием. Они состоят из обломочного материала разного состава и размерности, степени окатанности и сортировки. Перемещение накопления аллювия происходит от устья нижней части долины к ее средней части, а потом и в верховья.