Геологическая работа рек строение речных долин

Речная долина

Речные долины – это относительно узкие углубления земной поверхности, образованные в результате тектонических деформаций и деятельности ледников, а также последующего формирования под действием непрерывно текущей воды.

Элементы речной долины (рисунок 8):

русло – наиболее низкая часть долины, занятая рекой в маловодные периоды года;

пойма – часть долины, заливаемая при самом высоком уровне воды;

надпойменные террасы – относительно плоские участки долины, представляющие собой остатки пойм на предшествующих этапах развития долины;

коренные берега – склоны долины выше самой высокой террасы.

Русло и пойма образуют дно долины, террасы и коренные берега – склоны долины. Высота поймы, террас, коренных берегов – превышение их бровок над уровнем воды в маловодный период года.

Основное различие между руслом реки и поймой в том, что границы русла реки четко определяются берегами и бровками русла. Пойма не имеет таких четких границ на склонах долины, так как высота паводков и половодьев постоянно меняется.

Рис. 8. Элементы речной долины

В русле различают:

дно – подводную часть русла;

берег – надводную часть русла от уреза воды до бровки берега;

бровка берега – линия сопряжения берега с поймой;

урез воды – линия сопряжения поверхности воды с берегом.

Русла рек по форме в плане подразделяются на:

разделенные на рукава;

В плановом очертании в горных районах русло реки зачастую прямолинейно или слабо изогнуто, имеет узкую пойму. На широких поймах, характерных для равнин, река обычно извивается, образуя излучины, появляются так называемые меандрирующие русла (рисунок 9).

Участок извилистого речного русла между двумя смежными точками перегиба его осевой линии называется излучиной реки.

Извилины (меандры) легко смещаются под воздействием размывающей деятельности потока в пределах дна долины; при этом происходит сближение центральных участков выше- и нижерасположенных излучин, которое завершается образованием узкого перешейка между ними и его прорывами. Образовавшаяся короткая спрямляющая протока с большим продольным уклоном быстро разрабатывается и обращается в основное русло, куда переходит весь сток реки, а отпавшая пучина превращается в староречье (старицу).

Коэффициент извилистости реки (Кизв) – это отношение реальной длины реки (L) к длине прямой (l), соединяющей ее исток и устье:

Длина реки (L) – это расстояние вдоль русла между истоком и устьем реки.

Характерная для равнинных рек форма донного рельефа, сложенная наносами и обычно в виде широкой гряды пересекающая русло под углом к общему направлению течения, вызывающая отклонение его от одного берега к другому, называется перекатом.

Глубоководный участок реки, находящийся между перекатами, называется плесом.

В зависимости от извилистости русла закономерно изменяются и его глубины. Более глубокие места (плесы) расположены в петле излучины вогнутого участка берега, а более мелкие (перекаты) – на относительно прямолинейных участках русла между соседними плесами. Линия наибольших глубин в излучинах прижата к вогнутым подмываемым берегам, т. е. последовательно переходит от одного берега к другому.

Рис. 9. Меандрирующее русло

К основным морфологическим элементам русла относят:

осередки (затапливаемые подвижные возвышения дна, отделенные от берегов водой);

острова (более высокие, более стабильные и закрепленные растительностью осередки, а также отчленившиеся части поймы);

рукава (части русла, отделенные островами);

протоки (сравнительно короткие и мелкие ответвления русла, отделенные осередками);

побочни (отмели, находящиеся у выпуклых берегов напротив плесов);

Читайте также:  Балтийское море реки заливы

донные гряды различного размера;

Форма и размеры поперечного сечения русла характеризуются площадью водного сечения, шириной реки, длиной смоченного периметра, средней и наибольшей глубинами, гидравлическим радиусом.

Водным сечением реки называется сечение потока в плоскости, перпендикулярной его динамической оси. При ледяном покрове площадь водного сечения определяется за вычетом площади погруженного льда.

Площадь водного сечения (ω) определяется в результате промеров глубины по всему поперечному сечению через определенные интервалы, принимаемые в зависимости от ширины.

Участки в водном сечении, особенно у берегов, где течения воды нет, называются мертвыми пространствами.При определении расхода воды они исключаются из общей площади водного сечения. Оставшаяся часть называется живым сечением русла(т. е. часть водного сечения реки, где наблюдается течение).

Поперечный профиль водного сечения строится в изобатах или горизонталях.

Изобатами называются линии равных глубин, отсчитываемых от поверхности воды. План в изобатах легко перестроить в план в горизонталях, если известны отметки уровня воды во время производства промеров.

Смоченный периметр (χ) – длина дна реки на профиле, заключенная между урезами воды.

Гидравлический радиус (R) – отношение площади поперечного (водного) сечения к смоченному периметру:

(11)

Для мелких и широких рек смоченный периметр почти равен ширине, в этом случае гидравлический радиус почти равен средней глубине.

Средняя глубина (hcp) поперечного сечения реки определяется делением его площади на ширину (В):

(12)

Ширину и максимальную глубину получают путем непосредственных измерений.

Все элементы поперечного сечения реки изменяются в зависимости от высоты уровня воды.

Положение линии наибольших глубин определяет фарватер, по которому осуществляется судоходство.

Фарватер, проходящий по главным рукавам реки, называют главным фарватером. Линию с наиболее низкими отметками дна русла реки называют тальвегом реки.

В поперечном разрезе скорости течения реки закономерно изменяются. Наибольшая скорость обычно наблюдается у поверхности. По мере приближения ко дну и к стенкам русла скорость уменьшается. Измерение скоростей течения воды необходимо для нужд судоходства и лесосплава, строительства мостов и гидротехнических сооружений, для решения множества других научных и практических задач, в том числе и для определения расходов воды.

Одной из важнейших морфометрических характеристик русла является его продольный профиль.

Продольный профиль вырабатывается под влиянием большого числа факторов, главными из которых являются степень сопротивляемости пород и грунтов, слагающих русло реки, размыв, водоносность реки и уклон ее долины.

Продольный профиль представляет собой линию пересечения дна и водной поверхности вертикальной плоскостью, проходящей через фарватер. В первом случае он называется продольным профилем дна реки, во втором – водной поверхности.

Продольный профиль речного русла характеризуется падением и уклоном.

Падениеh) – разность отметок водной поверхности или дна, на каком либо участке реки. Полное падение – разность отметок водной поверхности или дна между истоком и устьем реки.

Отношение падения к длине участка (l) называется уклоном:

(13)

Если падение и длина участка берутся в одной размерности (например, в метрах), то уклон является безразмерной величиной. А если падение принимается в метрах, длина в километрах, то единица уклона будет промилле (‰).

Средние уклоны равнинных рек невелики и мало меняются по территории. Значительно большие уклоны имеют реки горных районов. Уклоны малых горных рек могут достигать десятков и сотен промилле.

В таблице 1 представлены средние уклоны некоторых рек, протекающих на территории Российской Федерации.

Таблица 1. Средние уклоны некоторых рек на территории РФ

Река Средний уклон, ‰
Северная Двина 0,07
Нева 0,07
Волга 0,07
Обь 0,04
Енисей 0,37
Ангара 0,21
Амур 0,11
Кубань 1,46
Терек 4,77

Морфология речных долин определяется геологическими и физико-географическими условиями местности, пересекаемой рекой, историей развития долины.

Читайте также:  Береговые укрепления на реках

Долины по морфологии поперечного профиля могут быть:

треугольной (V-образной) формы, с глубоко врезанной долиной (в V-образных долинах энергия потока расходуется только на их углубление);

трапециевидной формы (широкое днище = маленькое русло + большая пойма; склон более пологий; большая мощность аллювия);

параболической формы (длинные склоны крутизной 10-25 о опираются на днище шириной 100-200 метров; параболические долины выработаны мощными потоками, имеют сложное строение рыхлых отложений);

желобовидной формы (широкое днище, плавно переходящее в аккумулятивные террасы; ширина долин – до нескольких км; коренные борта пологие (10-15 о ), профиль вогнутый).

Ассиметрия речных долин возникает благодаря центробежной силе. Однако в природе иногда бывает, когда один склон долины постоянно круче другого на протяжении многих километров. Такую ассиметрию называют устойчивой.

По своему генезису типы речных долин делят на:

Долины по морфологии продольного профиля могут быть:

с вогнутым профилем;

с прямолинейным профилем;

с выпуклым профилем;

со ступенчатым профилем.

Вдоль долины главной реки в каждой речной системе могут быть выделены три характерные зоны (рисунок 10):

I – зона эрозии с наибольшими продольными уклонами (верховья рек), характеризуется систематическим выносом наносов с постепенной врезкой дна русла в коренные породы;

II – зона транзита (в среднем течении рек), характеризуется постоянством уклонов и средних высот (отметок) дна русла;

III – зона аккумуляции (устья рек), отличается избыточным поступлением наносов, обеспечивающим систематическое наращивание высот дна.

В зоне эрозии под действием расхода Q1 происходит процесс врезки реки в коренные породы с соответствующим выносом наносов на нижележащие участки. Дно медленно понижается с соответствующим уменьшением уклонов I1. Врезание заканчивается там, где уклон долины настолько мал, что река уже не может размывать коренные породы.

В зоне транзита уклоны и высоты дна не меняются, идет перемещение наносов. В связи с увеличением площади водосбора растет расход Q2 > Q1, а уклон реки оказывается меньше, чем в зоне эрозии: I2

Источник

ГЕОЛОГИЯ

Геологическое строение речных долин

Особенности геологического строения речных долин

1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.png»/> — склон очень крутой;

1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.png»/> — склон крутой;

1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.png»/> — склон средней крутизны;

1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.png»/> — склон пологий;

1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.png»/> — склон очень пологий.

Источник

16.Геологическая работа рек . Строение речных долин . Аллювиальные отложения, их виды .Свойства и строительная оценка.

Один из важнейших экзогенных процессов формирования рельефа земной поверхности – деятельность рек в трех ее составляющих – разрушение ГП, перенос, отложение. Результатом главным образом эрозионной работы являются речные долины – извилистые углубления в земной поверхности с уклоном в сторону устья. В своем развитии река или отдельные ее участки проходят ряд стадий с преобладанием размыва, переноса и отложения аллювия, что отражается в строении речной долины. По мере приближения к профилю равновесия донная эрозия сменяется боковой, появляются излучины русла (меандры), старицы, долина расширяется. В зависимости от условий образования аллювиальные отложения подразделяются на русловые, пойменные, старичные и дельтовые, со своими особенностями состава и строения. Вообще же для аллювия характерны значительная изменчивость состава, невыдержанность отложений в плане и по глубине.

. 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.

Читайте также:  Река катунь течение реки

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.

В русловом аллювии часто находят россыпи алмазов , золота, платины, ильменита, монацита, циркона и других полезных ископаемых и минералов, а также месторождения строительных песков, гравия и гальки. 17.Геологическая деятельность морей и океанов. Морские отложения,их распространения, классификация,свойства и строительная оценка. Геологическая работа озер. Озерные отложения, виды ,строительная оценка.

Геологическая работа морей наиболее масштабна в силу их распространенности (71% земной поверхности). Разрушительная работа морских волн – абразия – нагляднее всего выступает в зоне прибоя, но их действие проявляется также в абразии морского дна шельфа. В связи с трансгрессиями и регрессиями моря это приводит к образованию надводных и подводных абразионных террас. Факторами разрушения и переноса являются также приливно-отливные явления и морские течения, поверхностные и глубинные. В итоге создаются пляжи, береговые валы, бары, лагуны и др.

Морские отложения представляют почти все типы ОГП. В прибрежной (литоральной) зоне отлагаются обломочные породы – галька, гравий, песок. В неритовой зоне (шельф до глубины 200м) – разнообразные илы, песчано-глинистые, карбонатные породы (известняки, мергель); на континентальном склоне и глубже накапливаются отложения илов, кремнистых пород, красных глин. В целом коренные морские отложения отличаются значительным распространением в плане и по глубине, однородностью, цементацией и значительной прочностью. В то же время некоторые их разности содержат включения минералов, легко выветривающихся при вскрытии пород различными выработками.

В целом древние морские отложения обычно характеризуются значительной плотностью, цементацией и соответственно высокой прочностью и малой сжимаемостью. Однако при вскрытии они быстро выветриваются. Четвертичные морские отложения могут быть и слабыми, сильносжимаемыми. В особенности слабыми являются современные отложения типа морских илов. Для морских отложений характерна высокая степень обработки и сортировки материала, правильная горизонтальная слоистость, большие распространенность в плане и мощность слоев.

Геологическая работа озер подобна работе морей, но совершается в меньших масштабах соответственно происхождению озер (тектонические, эрозионные, карстовые, плотинные), их размерам и глубине. Факторами озерной абразии являются волны, колебания уровня воды и другие, вырабатывающие профиль берега. Особенно большое значение абразия имеет для искусственных озер – водохранилищ, после заполнения которых длительное время происходит переработка берегов.

В прибрежной зоне озер отлагаются обломочные, глубже глинистые осадки; в последних часто наблюдается ленточная текстура из-за сезонности осадконакопления и других факторов. Химические отложения озер представлены известняками, известковыми туфами, мергелем, различными солями – гипсом, галитом, сильвином и др. Из биохимических осадков в озерах образуются диатомит, озерная известь, органический ил – сапропель.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24