Работа временных горных потоков
Во многом схожа с работой равнинных потоков.
В строении временного горного потока выделяются следующие элементы:
водосборный бассейн, который в рельефе представляет собой воронку наподобие амфитеатра, склоны которого прорезаны сложно ветвящимися кверху промоинами, сходящимися к центру воронки;
канал стока – русло сV –образным поперечным сечением с большими неровностями и крутизной продольного профиля;
конус выноса, описанный выше.
Разновидностью горных временных потоков являются сели (от араб. «сайль» – бурный поток) или муры (так их называют в Альпах) – бурные грязекаменные потоки, обладающие огромной разрушительной силой. Они возникают от сильных ливней или быстрого таяния снега.
Рис. Схема временного горного потока
Геологическая деятельность рек
Характер каждой реки определяется следующими основными данными:
уровнем воды,
количеством воды,
скоростью течения.
Эти данные не являются постоянными, а изменяются по сезонам, изменение этих данных представляет собой режим реки.
Режим реки изменяется во времени, что связано с различным питанием рек, определяемым климатическими особенностями их бассейнов. Питание происходит при участии поверхностных вод, а также и подземных вод.
По преобладанию того или иного типа питания реки подразделяются на несколько групп:
Преобладает снеговое питание. Это в основном, все европейские реки, до 70% пополняются за счет снега, остальное – осенние и весенние дожди.
Ледниковое питание характерно для рек Средней Азии. Другого питания у них нет, и поэтому некоторые из рек не достигают своего устья и теряются в песках пустыни (сухие дельты).
Дождевое питание характерно для рек Дальнего Востока, где мало снега (только 20% за счет снега), рек Амазонка, Конго, Нил, Ориноко, Амур, реки Франции.
Смешанное питание – реки Кавказа, Индии.
Уровень воды.
Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние высокого уровня называется половодьем или паводком (вследствие затяжных дождей), низкого – меженью (от древнерусского «середина лета» или «засуха»). Иногда различают летнюю и зимнюю межень.
Количество воды в реках во время половодий увеличивается в 5-20 раз и более, а в особо многоводные годы по сравнению с меженью до 80-100 раз.
Скорость течения рек не остается постоянной, а изменяется во времени и пространстве. У крупных равнинных рек в меженное время она достигает 1 м/сек., а в горных до 3-5 м/сек и более. Наибольшие скорости наблюдаются в поверхностной части потока на стрежне, наименьшие – у берегов и в придонной части , где поток испытывает трение о породы, слагающие русло. Вдоль реки скорость реки также меняется, это бывает связано с наличием перекатов (более мелких участков) и плесов (глубокие участки), чередование которых вдоль реки нарушает равномерность уклона.
Движение воды в речных потоках является преимущественно турбулентным (беспорядочным, вихревым), т.е. таким, когда скорость движения в каждой точке потока непостоянна по величине и направлению (пульсирует). Только на отдельных участках реки при очень малых скоростях в выровненном русле (незначительных уклонах) движение воды может быть ламинарным, или параллельно-струйчатым.
Работа рек
Способность реки производить работу называется живой силой реки или энергией реки. Энергия реки зависит от количества воды и скорости течения:
Mv2
К = ------- ,
2
где К – сила реки,
м – масса воды.
Работа реки состоит из:
эрозия (размыв) – разрушительная работа,
перенос материала (транспортировка),
накопление (аккумуляция) или седиментация.
В зависимости от соотношения живой силы (К) и груза (L), который она несет, меняется сочетание указанных трех видов работы реки.. Возможны три случая:
К› L - преобладает эрозия,
К═ L – равновесие между аккумуляцией и эрозией,
К‹ L – преобладает аккумуляция.
Эти соотношения могут меняться на одной реке в разных ее местах.
Эрозия
Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в гдубину, и боковую, ведущую к подмыву берегов и в целом к расширению долины. На первых этапах развития реки преобладает донная эрозия, когда водный поток, врезаясь в горные породы, стремиться выработать свой профиль равновесия, применительно к уровню моря или озера,в котрое он впадает – это базис эрозии. Он определяет развитие всей речной системы.
Развитие рек на ранних стадиях идет вверх от базиса эрозии по закону регрессивной эрозии (см. рис.).
Рис. Выработка профиля равновесия реки.
В процессе своей работы река вырабатывает продольный профиль.
Продольным профилем реки называется график, характеризующий изменение отметок дна дна русла и водной поверхности по длине реки.
Реки в результате многовековой эрозионной деятельности постепенно изменяют свой профиль, стремясь придать ему такие очертания, при котором сопротивление движению воды становится наименьшим. В конце концов река углубится настолько, что вместо первоначального профиля вырабатывается профиль равновесия реки. Профиль равновесия – это конечная кривая, приближающаяся к горизонтальной линии в нижнем течении и к вертикальной – в верхнем, соответствует на каждом отрезке долины динамическому равновесию. Под динамическим равновесием понимают равновесие между живой силой потока, грузом обломочного материала, который он несет, и сопротивлением пород ложа размыву.
Это идеализированный профиль в случае однородности размываемых пород, чаще всего этот профиль осложнен порогами и водопадами, под водопадами образуются огромные котлы или колодцы. Их принято называть исполинскими или эверзионными котлами. Такие пороги и уступы образуют местные базисы эрозии.
Местные базисы эрозии образуются также и при впадении крупных притоков.
Боковая эрозия проявляется одновременно с глубинной, но на первых этапах развития реки ее роль незначительна. По мере выработки профиля равновесия донная эрозия постепенно ослабевает и все больше увеличивается роль боковой эрозии, направленно на подмыв берегов, на расширение долины.