Способы образования и строительные свойства аллювиальных отложений
А
ллю́вий
(лат. alluviō — «нанос», «намыв») —
несцементированные отложения постоянных
водных потоков (рек, ручьев), состоящие
из обломков различной степени обкатаности
и размеров (валун, галька, гравий, песок,
суглинок, глина). Гранулометрический и
минеральный состав и структурно-текстурные
особенности аллювия зависят от
гидродинамического режима реки, характера
пород, которые намываются, рельефа и
площади водосбора[1]. Дельты рек полностью
состоят из аллювиальных отложений и
являются аллювиальными конусами
выноса[2]. Наличие аллювиальных отложений
в разрезе является признаком
континентального тектонического режима
территории.
Поперечный разрез типовой речной долины Обозначения: 1 — пойменный аллювий; 2 — русловой аллювий поймы; 3 — аллювий прируслового вала; 4 — старичный аллювий; 5 — пойменный аллювий 2-й террасы; 6 — русловой аллювий 2-й террасы; 7 — коренные породы; 8 — зеркало грунтовых вод; 9 — уровень максимального подъема воды в пойме (половодье); 10 — уровень минимального снижения воды в пойме (межень); 11 — нормальная мощность аллювия; 12 — водозаборная гидрогеологическая скважина; А — русло; В — прирусловый вал; С — пойма; D — старица; II — вторая надпойменная терраса.
Образование аллювия происходит в результате непрерывного взаимодействия динамического водного потока с руслом: при врезке (донная и боковая эрозия) и аккумуляции осадков. Под действием потока воды русло непрерывно переформируется, испытывая деформации трех типов:
вертикальные (понижается в результате глубинной эрозии, или поднимается за счет аккумуляции)
горизонтальные (изменение русла в плане под действием боковой эрозии — приводит к размыву берегов, расширению речной долины и образованию поймы)
продольные (миграция русловых наносов приводит к образованию в русле неровностей — перекатов, отмелей, островов и др.).
Ведущим фактором в формировании аллювиальных отложений является гидродинамика водных потоков. Масса воды и скорость течения определяют кинетическую энергию и транспортный характеристики потока. Речные водные потоки переносят обломочный материал в виде взвешенных и волочильных наносов. В взвешенном состоянии транспортируются частицы диаметром менее 0,2 мм, большие — волочением по дну. Способ движения грубого обломочного материала по дну называется сальтацией — скачкообразное перемещение зёрен материала под действием несущей среды. Так, при скорости придонного течения 0,16 м/с по дну передвигается мелкий песок, 0,22 м/с — грубозернистый песок, а при 1 м/с транспортируется мелкая галька.
Континентальные аллювиальные отложения составляют речное ложе, пойму и террасы речных долин. Аллювий играет важную роль в геологическом строении большинства континентальных осадочных формаций.
Аллювиальные отложения рек образуются и мигрируют:
во время отложения в русле и прирусловых валах (барах) обломочного материала, размытого водным потоком выше по течению;
во время наводнения или паводка, когда река выходит за пределы береговых уступов, и глина, ил и мелкий песок оседают по всей поверхности поймы (формирование пойменной фации)
во время миграции речных меандров и образовании аллювиальных отложений вслед за прирусловой отмелью луга, которая смещается вдоль его внутреннего берега.
Количество тонкозернистого обломочного материала, который переносится реками (твердый сток), достигает больших значений: в случае с Миссисипи годовой объём твердого стока оценивается в 406 млн т., Хуанхэ — 796 млн т., Амударья — 94 млн . т; Дунай — 82; Кура — 36; Волга и Амур — по 25, Обь и Лена — по 15, Днестр — 4,9; Нева — 0,4 млн т. Соответственно, мощность аллювиальных отложений в дельтах таких рек, как Миссисипи, Нил, Амазонка, Конго, Хуанхэ, Волга и др.. составляет сотни и тысячи метров, а объёмы — десятки и сотни км 3 терригенного материала. В целом, летний твердый сток всех рек составляет около 17 гигатонн, что на порядок больше, чем выносится с континентов ледниками или ветром. Почти 96 % этого объёма оседает в дельтах и на континентальном шельфе.