Геоморфологическое строение долины реки

Строение речной долины

Речная эрозия и аккумуляция наносов

При проектировании и строительстве мостовых переходов, плотин и многих других сооружений, находящихся в зоне воз­действия речных систем, существенное значение имеет инженер­но-геологическая оценка интенсивности развития речной эрозии и характера аккумуляции наносов.

Речная эрозия проявляется в размыве русел рек и подмыве их берегов. Объектом этой водно-эрозионной деятельности является речная долина. В ее пределах и происходит аккумуляция (накопле­ние) наносов.

В строении речной долины выделяют три основных геоморфологи­ческих элемента: русло, пойму и террасы (рис. 26.2, по Ф. В. Котлову).

Русло — наиболее углубленная часть речной долины, занятая вод­ным потоком. Поперечный разрез потока называют живым сечени­ем. Большое значение при выборе участков мостовых переходов име­ет степень устойчивости русла, определяемая его боковым размывом.

Пойма — часть долины реки, которая затапливается в период паводка. Ширина пойм может быть от десятков метров до десятков километров (пойма р. Волга — 60 км).

Террасы речные — горизонтальные или слабонаклоненные пло­щадки, расположенные вдоль склонов долины и ограниченные усту­пами. Первую террасу, которая возвышается над руслом, называют пойменной. Выше расположены надпойменные террасы (I, II и т. д.). В пределах равнинных рек обычно выделяют 3—5 надпой­менных террас, в долинах горных рек до 8—10 и даже более, что свя­зано с большой тектонической подвижностью этих районов.

По происхождению и геологическому строению террасы подраз­деляются на эрозионные, аккумулятивные и цокольные.

Эрозионные, или скульптурные, террасы формируются обыч­но в долинах горных рек и практически не содержат покрова аллю­виальных, т. е. речных отложений. Аккумулятивные террасы (при­слоненные и вложенные) полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород не обнажается на поверх­ности (террасы р. Волга, Дон и др.). В основании цокольных террас расположен цоколь из коренных пород, частично перекрытый ал­лювиальными отложениями.

Аккумуляция (накопление) основной части речных наносов про­исходит в низовьях рек — дельтах, которые представляют собой ко­нус выноса с разветвленной сетью рукавов и проток. Значительная часть аллювиальных (речных) отложений накапливается в руслах рек и на поймах.

По условиям накопления на различных участках речной долины выделяют следующие основные типы аллювиальных отложений: рус­ловые, пойменные, старичные и дельтовые.

Русловой аллювий равнинных рек характеризуется преоблада­ем песчано-гравийного материала. В руслах горных рек обычно залегают крупнообломочные породы (валуны, галечники, гравий) с песчано-глинистым заполнителем. Пойменный аллювий формируется в период паводка и половодий и представлен обычно суглинками, супесями, глинами с включением прослоев и линз песков. Все эти слои отличаются невыдержанностью по составу и свойствам и могут обладать различной сжимаемостью. Более благоприятны для строительства отложения низких и особенно высоких террас.

Наихудшими строительными свойствами обладают старичные отложения, представленные водонасыщенными илами. По Н. Н. Маслову (1982), выявление погребенных линзообразных про­слоев старичных илов в процессе инженерно-геологических изыска­ний является обязательной, но вместе с тем очень трудной задачей.

Весьма значительна мощность песчано-глинистых дельтовых от­ложений — от десятков до сотен метров. Дельтовые отложения рых­лые, неоднородные по составу, содержат легкорастворимые соли, органические остатки, биохимические газы. Строительство в райо­нах распространения дельтовых отложений затруднительно и требу­ет детального инженерно-геологического обоснования.

В формировании долин любого типа первостепенное значение имеет речная эрозия. Различают эрозию донную, или глубинную, и боковую, ведущую к размыву берегов. Уровень водного бассейна, в который впадает река, является ее базисом эрозии. Он определяет глубину врезания (эрозии) речного водного потока.

В развитии речной долины выделяют несколько стадий. В на­чальных стадиях водный поток, врезаясь в горные породы, выра­батывает крутостенную (обрывистую) узкую долину. Резко преоб­ладает донная эрозия.

Читайте также:  Вашингтон форсирует реку делавэр

По мере формирования профиля равновесия донная эрозия ос­лабевает, одновременно значительно усиливается боковая эрозия, которая приводит к подмыву и обрушению берегов. На этой стадии зрелости река становится извилистой, образуя большие петлеоб­разные излучины — меандры.

Характер геологической деятельности реки при меандрировании резко изменяется. На вогнутом участке долины (в северном полушарии это обычно правый берег) происходит подмыв берега, а на противоположном (выпуклом) отлагаются осадки, образующие отмели и острова. Меандрируя среди собственных наносов, река образует старичные озера или старицы. Постепенно они заполняются илистыми осадками и заболачиваются. На этой стадии «старения» речной долины окончательно вырабатывается профиль равновесия реки.

Инженерно-хозяйственная деятельность человека может усили­вать речную эрозию (сброс в реки большого количества воды с оро­шаемых территорий, дноуглубительные работы и др.) либо ослаб­лять ее (строительство плотин и создание водохранилищ и др.).

Борьба с эрозией рек. Наиболее интенсивно эрозионная деятель­ность рек проявляется в период паводков и половодий. На излучи­нах равнинных рек берега размываются со скоростью до 4—5 м/год, а в отдельные многоводные годы — до нескольких десятков метров в год. Эрозия создает серьезную угрозу для зданий и сооружений, расположенных в речных долинах.

Инженерно-геологическая оценка и прогноз подмыва и разру­шения берегов рек и размыва русел основывается на детальном изу­чении геолого-гидрогеологических и геоморфологических особен­ностей речной долины, полевом и лабораторном исследовании со­става, состояния и свойств горных пород, слагающих русло и бере­га. В комплексе с инженерно-геологическими изысканиями соглас­но СНиП 11-02—96 «Инженерные изыскания для строительства» следует проводить инженерно-гидрометеорологические изыскания ходе их проведения устанавливают колебания уровней и расходов воды в реке в течение года, режим руслового процесса, ледовый ре­жим, расчетные скорости течения, границы зоны затопления и т,

Меры борьбы с эрозией рек подразделяют на профилактические и инженерные. К профилактическимотносят различные меры с целью предупреждения опасных явлений: установление запретной полосы, исключающей строительство в зоне, подвергаемой интен­сивной боковой эрозии, запрещение добычи стройматериалов из реч­ных русел, что резко активизирует глубинную эрозию, проведение стационарных режимных наблюдений за интенсивностью развития речной эрозии и т. д.

Инженерные берегозащитные мероприятия включают строи­тельство сооружений и берегоукреплений (каменная наброска с пе­ревязкой каменных глыб металлическим тросом, устройство набе­режных, подпорных стенок, мощение, укладка бетонных плит т. д.).

Для защиты территории от наводнений в период паводков возво­дят земляные дамбы и плотины, устраивают водохранилища.

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 13466 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Морфологические и генетические типы речных долин

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

При интенсивном врезании, обусловленном поднятием горной страны, возникают долины типа теснины, ущелья или каньона. Теснина —это глубоко врезанная эрозионная форма с вертикальными или почти вертикальными склонами. Ущелье отличается от теснины У-образным поперечным профилем, часто с выпуклыми склонами. Каньон морфологически сходен с ущельем: имеет У-образный поперечный профиль, отличается ступенчатостью склонов, обусловленной препарировкой стойких пород. Типичным каньоном является долина реки Колорадо в ее среднем течении. У всех трех типов долин дно целиком или почти целиком, занято руслом, продольный профиль отличается невыработанностью, обилием порогов и водопадов. Поперечные профили таких долин более или менее симметричны. От них резко отличаются асимметричные речные долины, образование которых часто бывает связано с моноклинальным залеганием пород, а также с некоторыми другими причинами, на рассмотрении которых мы остановимся несколько ниже.

Читайте также:  Под сосной у реки была барсучья нора у той норы сидел барсук

В более поздние стадии развития долины, когда в ее формировании важную роль уже играет боковая эрозия, образуется ящикообразный поперечный профиль речной долины. Такая долина имеет широкое плоское дно, а русло занимает лишь небольшую часть дна долины. Кроме пойм, на склонах ящикообразных долин могут быть развиты речные террасы. Долины этого типа наиболее характерны для равнинных стран.

Многие реки берут свое начало в горах, а затем выходят на равнину. Соответственно, на разных участках течения характер их долин может испытывать значительные изменения. Эти изменения, в частности, включают не только различия в поперечном и продольном профилях долины, но и в поведении террас. Так, например, на участках усиливающегося врезания, обусловленного поднятием территории, всегда отмечается нарастание высот террас над уровнем долины. По мере удаления от такого участка высота террас снижается. При переходе в область погружения происходит не только снижение террас, но и уменьшение их числа, а на наиболее сильно прогибающейся территории террасы, как говорилось об этом выше, «ныряют», погружаются под уровень поймы.
Долины чутко реагируют на изменения геологической структуры. Часто участки, сложенные очень прочными породами или испытывающие интенсивное ‘поднятие, обходятся речными долинами. Иногда речной поток не отклоняется под действием поднимающейся структуры, а сечет ее по нормали или в близком к нормали направлении, образуя так называемые сквозные долины. Возможны, но крайней мере, три различных способа их образования.

Сквозная долина может быть антецедентной, т. е. образовавшейся в результате «перепиливания» возникшего на ее пути медленно растущего поднятия. Сквозные долины могут быть также эпигенетическими, т. е. наложенными сверху, или возникнуть вследствие регрессивной эрозии при перепиливании горным потоком водораздельного хребта. При этом может произойти перехват реки, расположенной по другую сторону водораздела и менее глубоко врезанной (рис. 66).

Существенное влияние на морфологию долин оказывают состав и характер залегания горных порода бассейне реки.
В областях с горизонтальным залеганием пластов и однообразным литологичсским составом слагающих пород морфология речных долин в наименьшей степени зависит от геологической структуры. Такие долины называют нейтральными пли атектоническими. В областях нарушенного залегания пластов одни долины обнаруживают совпадение с простиранием тектонических структур (осей складок, линий разломов, полос простирания стойких и податливых пород). Это долины, «приспособившиеся» к геологической структуре. Другие долины секут геологические структуры под каким-либо углом. Поэтому в дислоцированных областях различают долины продольные, поперечные и диагональные.

Первые на значительном протяжении характеризуются однообразным (свойственным для той или иной реки) профилем и шириной долины, спрямленным течением. Вторые и третьи долины меняют морфологический облик в профиле и плане очень часто. Примерами поперечных долин могут служить консеквентные реки куэстовых областей, антецедентные и эпигенетические долины. Продольный профиль поперечных и диагональных долин характеризуется большей невыработанностью, чем профиль долин продольных рек.


Рис. 66. Схема обезглавливания реки: А — намечающийся перехват; Б — осуществившийся перехват
Рис. 67. Тектонические типы продольных долин (по И. С. Щукину): А—синклинальная долина; Б— антиклинальная долина; В — моноклинальная долина; /» — долина, заложившаяся вдоль линии разлома; Д—долина-грабен

В зависимости от типа геологической структуры, в которых заложены продольные долины, различают долины синклинальные, антиклинальные, моноклинальные, долины, совпадающие с линиями продольных разломов и долины-грабены. Каждая из этих типов долин характеризуется своими, свойственными только ей морфологическими чертами (рис. 67), и характером .процессов, протекающих на их склонах.

Асимметрия долин

Выше упоминалось, что поперечный профиль речных долин нередко бывает асимметричным. Причины асимметрии речных долин могут быть разными. Двигаясь вниз или вверх по долине, очень часто можно наблюдать увеличение крутизны то левого, то правого склона. Зависит это, как правило, от того, к какому склону долины подходит русло реки, а также от быстрого изменения состава или условий залегания горных пород, слагающих склоны долины. Однако в природе имеют место и такие случаи, когда один склон долины постоянно круче другого на протяжении многих километров. Такую асимметрию С. С. Воскресенский называет «устойчивой». О ней пойдет речь ниже.

Читайте также:  Быстровозводимый мост через реку

Причины, вызывающие асимметрию склонов долин, можно разделить на три группы: 1) тектонические, проявляющиеся через литологию и геологические структуры; 2) планетарные, связанные с вращением Земли вокруг своей оси; 3) причины, обусловленные деятельностью экзогенных и, в первую очередь, склоновых процессов.


Рис. 68. Асимметричные долины рек, обусловленные неоднородностью субстрата и геологической структуры: долины, заложившиеся по простиранию моноклинально залегающих пластов различной стойкости (А), на крыльях антиклинали <Б),в моноклинально залегающих однородных породах (В), на контакте гранитной интрузии с осадочными породами (Г), по линии сброса, когда на дневную поверхность оказываются выведенными породы различной стойкости
1 известняки; 2 — глины, 3 — граниты; 4 — аллювий; 5—зона разлома

Тектоническая «основа» асимметрии склонов встречается очень часто. В одних случаях она обусловлена особенностями геологического строения субстрата, в других—создана под непосредственным влиянием новейших тектонических движений.
Общеизвестна асимметрия субсеквентных долин куэстовых областей, у которых структурный (бронированный) склон обычно более пологий, чем противоположный аструктурный склон, где на поверхность выходят головы моноклинальнозалегающих пластов (рис. 68, Л). Такова же причина асимметрии долин, возникающих на склонах антиклиналей, в строении которых принимают участие породы разной прочности (рис. 68, Б).

Асимметрия склонов возникает неизбежно, если долина заложилась вдоль сброса, крылья которого сложены породами различной устойчивости (рис. 68, Д), или по контакту магматических и осадочных пород (рис. 68, Г). К тектонической группе причин, обусловливающих асимметрию долин, можно отнести и так называемую топографическую теорию А. А. Борзова—А. В. Начаева, заключающуюся в том, что перекос исходной ровной поверхности, вызванный неравномерным поднятием или деформацией, приводит к неравенству стока со склонов долин, перпендикулярных уклону. В результате склон долины, совпадающий с направлением уклона топографической поверхности, будет разрушаться и выполаживаться быстрее (рис. 69). Возможны и другие варианты воздействия тектонических движений и образуемых ими структур на возникновение асимметрии речных долин.


Рис. 70. Типы речной сети: А — радиальный центробежный; Б радиальный центростремительный; В— параллельный; Гдревовидный; Д—ортогональный решетчатый; Е — перистый

Однако имеется много примеров, которые никак нельзя объяснить только геологическими причинами. Известно, например, что большинство крупных рек северного полушария имеют крутой правый берег и пологий левый. Это объясняется ускорением Кориолиса, отклоняющим течение рек вправо (в южном полушарии—влево). Таковы на большом протяжении долины рек Волги, Днепра, Дона, Оби, Енисея, Лены, Амура, Параны и др.

Асимметрия речных долин может возникнуть и в результате деятельности экзогенных агентов. Так, например, асимметрия склонов может образоваться из-за многочисленных оползней, возникающих на склоне, совпадающем с наклоном пластов (рис. 68,6). К этой же группе факторов относится влияние преобладающих ветров или преобладающих влажных (приносящих осадки) ветров. А. Д. Архангельский и Н. А. Димо большое значение в формировании асимметрии склонов придавали инсоляции. А. В. Ступишин отмечает важную роль в этом процессе так называемой «снеговой асимметрии».

При длительном развитии рельефа асимметрия склонов речных долин приводит к асимметрии междуречий.

Источник

Поделиться с друзьями
Байкал24