книги из ГПНТБ / Подобедов, Н. С. Общая физическая география и геоморфология учебник

Донные овраги развиваются на дне лощины и балок с малыми уклонами, но при большом расходе воды. Растущие донные овраги имеют уклоны по тальвегу, значительно превышающие уклоны дна балок.

Вершинные овраги образуются в верховьях лощин или балок. Они имеют обычно сравнительно небольшие размеры и линейную форму. Причиной возникновения таких оврагов является резкое уве­ личение поверхностного стока в связи со скоплением воды у дорог, канав или уничтожения растительности в верховье лощины или балки.

Висячие овраги характеризуются тем, что их устьевые части рас­ полагаются выше дна речной долины, на склонах которой они разви­ ваются. Это обычно объясняется тем, что дно оврага достигло слоя более плотной горной породы, благодаря чему размыв дна оврага происходит значительно медленнее.

Для водороин, промоин и оврагов, находящихся в начальной стадии развития, характерно напряженное проявление глубинной эрозии и V-образная форма поперечного профиля. При интенсивном развитии оврагов они могут расти в длину на несколько метров в год, а в отдельных случаях на десятки метров. Внешним отличительным признаком растущего оврага, изображаемого на топографических картах особым условным знаком, является наличие незадернованного вершинного перепада.

Временные потоки, текущие по дну оврага, занимают все дно, производят глубинную эрозию и одновременно подрезают оба склона, что способствует увеличению их крутизны и развитию осыпей на скло­ нах. Однако с течением времени продольные уклоны по тальвегу оврага становятся меньше, что приводит к ослаблению глубинной эрозии, но одновременно усиливается боковая эрозия и дно оврага расширяется. Вместе с этим склоны постепенно становятся более пологими за счет развития процессов плоскостного смыва и покры­ ваются растительностью. Такой закрепившийся и прекративший свой рост овраг называется балкой.

Изображение на топографических картах лощин, промоин, овра­ гов и балок дано на рис. 93.

В длину балки могут достигать нескольких километров, средняя ширина их днищ колеблется в пределах 30—100 м при глубине до

25—30 м.

Продольные профили по тальвегу балок и оврагов, переходящих в балки, в той или иной степени приближаются к вогнутой кривой, называемой «профилем равновесия». Такая форма продольного про­ филя имеет место в тех случаях, когда устанавливается относительное равновесие между эрозионной и аккумулятивной деятельностью вре­ менного водного потока.

На топографических картах балки изображаются горизонталями, округло замыкающимися по тальвегу (см. рис. 93).

В устьях большинства крупных оврагов и горных долин выноси­ мый водными потоками материал (мелкозем, песок, гравий и др.)

210

породами. Поэтому русла рек различаются между собой по степени их устойчивости, Так, у устойчивых русел форма их попереч­ ного сечения во времени изменяется очень мало.

В пределах русла одного потока скорости течения воды неодина­ ковы и зависят от глубины потока. Во время половодий скорости течения воды резко возрастают на глубоких участках русла и умень­ шаются на мелководных, где происходит распластывание водного потока.

Каждый водный поток стремится придать руслу такой уклон, при котором не происходит ни эрозии, ни аккумуляции. Этот уклон тем меньше, чем мельче наносы и чем больше расход воды в данном потоке. При этих условиях продольный профиль русла характери­ зуется равномерным увеличением уклона от устья к верховью и имеет вид вогнутой кривой, называемой кривой «нормального» падения. Такого вида кривые характерны для рек, текущих по равнинам, сложенным рыхлыми породами.

Кривая «нормального» падения может быть также выпуклой или даже ступенчатой в зависимости от ряда факторов, влияющих на ее формирование. К числу этих факторов относятся: неравномерная плотность горных пород, слагающих дно ложа водотока, величина массы воды в нем, частота впадения притоков, характер общего уклона поверхности, по которой течет водоток, и др.

Вид этой кривой, таким образом, будет различен для разных рек, но может также изменяться на протяжении одной и той же реки. На реках равнинных территорий кривая продольного профиля обычно характеризуется, как указывалось выше, вогнутым профилем значительных участков дна. Вогнутый профиль дна нарушается пере­ гибами в местах выхода твердых горных пород, впадения крупных притоков и соединения плёсов и перекатов. Плёсами называются глубокие участки речного русла, а перекатами — мелководные участки. Линия, соединяющая наиболее глубокие участки русла реки, называется фарватером. Фарватер обычно располагается не симметрично относительно линий берегов, на плёсах он прижимается

квогнутым берегам реки, а на перекатах переходит от одного берега

кдругому.

В местах выходов в русле твердых пород образуются уступы,

скоторых струи воды падают вертикально, в виде водопада. Падая

суступа, вода у его подножия получает сильное вращательное дви­ жение и высверливает в дне реки глубокую впадину. Одновременно река подмывает основание уступа, вследствие чего его верхняя часть периодически обрушивается. Таким образом, уступ постепенно отсту­ пает вверх по течению.

Вместах выхода твердых пород на дне водотока наблюдаются

и другие нарушения вида кривой падения, выражающиеся в образо­ вании порогов. Они представляют собой ряд невысоких уступов в русле водотока. На порогах скорость течения воды всегда резко возрастает, так как здесь резко увеличиваются уклоны дна, а расход силы на трение воды о дно сравнительно невелик из-за твердости

212

пород, слагающих его. Со временем эрозионная работа водотока разрушает пороги и превращает их в быстрины — каменистые участки дна, в пределах которых наблюдается быстрое течение воды.

Уровень бассейна, в который впадает данная река, называется базисом эрозии. Общий или главный базис эрозии — это уровень моря. В русле большинства рек нередко имеются так называемые местные базисы эрозии, которые соответствуют поверхности воды верхней части водопадов или порогов, а также поверхности воды в проточных озерах.

Изменение высоты базиса эрозии зависит от аккумулятивной работы реки (большое накопление материала в устье) или вертикаль­ ных движений суши. Подъем его вызывает замедление глубинной эрозии русла и усиление боковой эрозии. В случае опускания ниж­ него базиса эрозии обычно усиливается глубинная эрозия на бли­

песчинки, перемещаемые водой, рано или поздно начинают падать на дно, образуя скопления, в результате чего поверхность дна водо­ тока приобретает неровный характер. Сначала образуются неболь­ шие песчаные валики, в тыльной части которых струи воды образуют завихрения с горизонтальной осью благодаря оттоку воды, вызван­ ному течением воды в русле. Поэтому в тыльной части валика обра­ зуется углубление (подвалье). Однако песчинки, влекомые струями воды по дну, взбегают на валик, преодолевают его гребень, попадают на тыльную часть валика (обращенную вниз по течению) и наращи­ вают валик вниз по течению (рис. 95). Таким образом, образовав­ шаяся песчаная гряда, вытянутая по направлению течения, начинает передвигаться путем наращивания тыльной стороны и смыва песка с противоположной стороны, обращенной в сторону течения воды в русле.

На больших реках эти донные гряды, сложенные речными нано­ сами, называются застругами. Они могут достигать 1—2 м высоты и перемещаются со скоростью нескольких метров в сутки. Заструги располагаются обычно рядами поперек реки и немного напоминают волны, но только состоящие из песка. Рост заструг замедляется

213

или даже совсем прекращается как только струи воды становятся способными срывать и уносить песчинки с ее гребня и не позволять им падать на откос тыльной части гряды. При дальнейшем увеличении скоростей водного потока заструга будет размываться и может вовсе исчезнуть, чтобы вновь появиться где-либо в другом месте русла.

Заструги, которые передвигаются около выпуклых намывных берегов, благодаря меньшим скоростям течения воды замедляют скорость своего перемещения в сторону течения воды в русле. При этом часть заструги, прилегающая к берегу, будет перемещаться очень мало, а ее конец, расположенный ближе к середине потока, начинает вытягиваться вниз по течению, образуя узкий мыс, почти параллельный берегу. В результате роста такой косы русло реки

становится уже, а струи воды здесь искривляются и отклоняются поэтому к противоположному берегу, где благодаря возникшим циркуляционным течениям начинается более интенсивное размыва­ ние берега. Это способствует искривлению русла реки в данном месте.

§ 89. Образование речных меандр, озер-стариц, дельт и эстуарий

В речных долинах, развивающихся в условиях свободной деятель­ ности боковой эрозии, последняя производит весьма существенные преобразования дна и склонов. Боковая эрозия способствует образо­ ванию поймы с ее своеобразным рельефом, она оказывает влияние

Рис. 96. Изображение речных русел на топографических картах:

а — река с блуждающими меандрами; б — река с врезанными меандрами; е — река с неустой­ чивым руслом (1 — коренной берег, 2 — главное русло, 3 — второстепенные рукава, 4 —

старицы)

на образование террас, от нее зависит возникновение и развитие

излучин реки, называемых меандрами.

Излучины наиболее развиты у равнинных рек с медленным тече­ нием; здесь они имеют вид сложных петель и часто меняют свое поло­ жение в пределах дна долины. Такие излучины (меандры) называются

214

блуждающими (рис. 96, а). Те излучины, которые повторяют изви­ лины всей долины, называются врезанными (рис. 96, б).

Наряду с меандрирующими руслами указанных выше типов, неко­ торые реки имеют русла беспорядочно изгибающиеся и распадающи­ еся на большое количество рукавов различной ширины (рис. 96, в).

Рассмотрим процессы образования и развития речных русел. Представим себе русло реки, осложненное небольшим изгибом.

Выше него вода в русле движется прямолинейно; в своем движении она наталкивается на его вогнутую часть и постепенно подмывает

Характер перемещений русла в процессе развития блуждающих меандр в значительной степени зависит от ширины дна долины. Так, например, в суженных участках наблюдается сползание русла вниз по долине вследствие перемещения меандр в этом направлении.

На расширенных участках дна долины распространенным видом смещения русла является перемещение 5-образных фигур, образо­ ванных двумя смежными меандрами. При этом отмечается устойчивое положение точек, расположенных между этими меандрами. Поэтому развитие русла в данном случае напоминает как бы поворот 5-образ­ ной фигуры, в процессе которого изгибы фигуры увеличивают свою кривизну, а центр вращения остается неподвижным.

215

§ 90. Речные должны, их типы и особенности формирования

Речные долины являются широко распространенными формами рельефа, большинство элементов которых образуется деятельностью постоянных водотоков (рек).

Элементами долины являются: дно, склоны, ограниченные снизу подошвенными линиями, тальвег с руслом реки.

Склоны долины могут быть равнонаклонными, выпуклыми, во­ гнутыми и нередко сложными (например, ступенчатыми). У долин выделяют коренные берега, т. е. участки склонов долины, расположен­ ные выше поймы и террас и переходящие в поверхность междуречий.

Долины подразделяют по виду их поперечного профиля на ряд типов, часть которых охарактеризована ниже.

Ущелъя — глубокие скалистые долины, обычно с выпуклыми склонами. Дно ущелья обычно занято руслом водотока.

Для изображения на топографических картах ущелий следует при­ менять условные знаки обрыва, так как крутизна склонов ущелий бывает так велика, что изображать их горизонталями невозможно.

Долины V-образного поперечного профиля имеют сравнительно пологие склоны различной формы, спускающиеся к руслу реки, зани­ мающему все дно долины. Эти долины образуются в районах с боль­ шим количеством осадков, обусловливающих энергичную эрозию дна и склонов. Долины этого вида представляют собой начальную стадию развития этих форм (например, из оврагов); они характерны для небольших рек и ручьев.

Пойменные долины характеризуются широким и плоским дном, в пределах которого русло реки занимает только небольшую часть. Поперечный профиль этих долин характеризуется трапециевидной формой. Дно их плоское или осложненное различными впадинами и валами незначительной высоты (глубины). Пойменные долины часто развиваются из V-образных главным образом за счет боковой эрозии, причем между ними могут быть различные переходы. Не­ редки случаи, когда на разных участках одной и той же реки долина может иметь различного вида поперечный профиль, свидетельству­ ющий о разных стадиях развития этих участков долины.

Плоское дно пойменных долин значительных рек большей частью бывает осложнено грядами и вытянутыми понижениями, в совокуп­ ности образующими рельеф поймы.

Долины, крутизна противоположных склонов которых одинакова, называются симметричными. Долины с разной крутизной противо­ положных склонов называются асимметричными.

Среди нескольких долин (а также оврагов, балок), соединяющихся друг с другом, выделяют главную долину и второстепенные или

боковые.

Речные долины могут образовываться в разломах земной коры. Такие долины называются тектоническими. Они имеют обычно боль­ шую глубину.

Долины этого типа обычо характеризуются значительной длиной и прямолинейностью очертаний.

216

§ 91. Поймы речных долин и образование микрорельефа их поверхности

Поймой называется плоское, затопляемое в половодье дно речной долины, в пределах которого в низких берегах протекает река (рис. 98). Широкие поймы встречаются у большинства рек равнинных территорий. Они образуются в результате боковой эрозии реки и аккумуляции речных наносов (аллювия). Поэтому поймы называют также аллювиальными равнинами.

ложному, пойма расчленяется ре­ кой на ряд участков. Эти участки попеременно примыкают то к пра­

вому, то к левому берегу реки, а их длина в поймах крупных рек исчис­ ляется иногда километрами. Такие участки напоминают сегменты окружности, откуда и пошло название этого типа поймы.

Обвалованные поймы характерны для суженных участков речных долин со слабо извилистыми или даже прямолинейными руслами реки. По обоим берегам вдоль русла располагаются значительной высоты прирусловые валы, которые называют также естественными дамбами. Эти дамбы нередко отгораживают от реки значительные участки поймы, что способствует развитию здесь болот и озер, обра­ зующихся за счет разливов небольших ручейков, стекающих по боко­ вым долинам и не способных прорваться через естественную дамбу. Поймы этого типа характерны для отдельных отрезков долин рек Европейской части СССР, а также для участков нижнего течения peii Куро-Араксинской низменности Закавказья.

217

Продольный уклон поверхности поймы больше, чем уклон по­ верхности реки, вследствие чего высота берегового обрыва речных меандр в верхней (по течению реки) части пойменного массива всегда больше, чем высота аналогичного обрыва в его нижней части, где вообще этот обрыв может иногда отсутствовать. Поперечный уклон поймы направлен в сторону коренных берегов долины и наибольшие абсолютные высоты поймы поэтому расположены вблизи от речного русла.

В пределах развитой сегментной поймы можно выделить несколько частей, характеризующихся определенными морфологическими чер­ тами;

1)прирусловую — наиболее возвышенную часть поймы, прилега­ ющую обычно к главному руслу реки;

2)центральную — пониженную относительно прирусловой поймы

иимеющую сравнительно ровную поверхность;

3)притеррасную — наиболее пониженную часть поймы, вытяну­ тую в виде заболоченной ложбины вдоль коренного берега или склона надпойменной террасы.

Прирусловая часть поймы обычно представляет собой систему взаимно параллельных прирусловых валов, сопряженных с руслом реки или образующих с ним некоторый угол. Образованию прирусло­ вого вала способствуют заструги, развивающиеся в русле реки около берега. С течением времени заструга, нарастая в ширину и вы­ соту, обнажается из-под воды и начинает быстро покрываться расти­ тельностью, закрепляющей песок. Появление последней усиливает нарастание косы в высоту, что особенно энергично происходит в по­ ловодье, когда вода из русла, переливаясь через косу, осаждает на ней значительную часть наносов и тем самым способствует ее росту и превращению в гряду. Появившаяся таким путем гряда вытягивается вдоль выпуклого берега на излучине реки и образует параллельный ему песчаный вал, сложенный наиболее грубым пес­ чаным материалом (русловый аллювий).

Стечением времени сформировавшийся таким путем береговой вал может достигнуть такой высоты, при которой водам в половодье становится уже трудно переливаться через него. В этом случае вал уже будет служить препятствием для воды, стремящейся перелиться в пойму из русла и тогда вдоль него со стороны речного русла обра­ зуется течение, направляющееся вдоль вала в сторону общего уклона русла реки и отклоняющееся при этом в сторону вогнутого берега вследствие закономерностей, свойственных циркуляционным тече­ ниям на изгибе русла. При известных условиях могут даже возник­ нуть течения, направленные от этого вала к середине реки. Поэтому зона наибольшего осаждения наносов сместиться к середине реки и расположиться там, где струи течения, идущие от берега, ослабнут. Вместе с тем непосредственно вдоль подножия такого вала наносы откладываться не будут по причине, отмеченной выше, и новый вал

218

стемы параллельных прирусловых валов, сопряженных с руслом реки.

Как отмечалось выше, меандрирующие русла рек передвигаются на расширенных участках поймы путем смещений 5-образных фигур, вследствие чего в процессе таких перемещений русло реки на какомто участке может образовать некоторый угол с системой образовав­ шихся ранее береговых валов и размывать их.

Центральная часть поймы бывает осложнена грядовым рельефом только около озер-стариц; все остальное ее пространство обычно отно­ сительно ровное, сложенное наносами реки. Посередине центральной части поймы иногда располагается почти параллельно коренным берегам заболоченное понижение, которое вырабатывается полыми водами реки и называется тальвегом поймы.

Наряду с аккумулятивными формами микрорельефа в пойме часто встречаются и эрозионные формы микрорельефа в виде округ­ лой формы замкнутых понижений (эрозионные котлы). Эрозионные

Рис. 99. Схема образования останца обтекания

котлы создаются вихревыми течениями, возникающими при обтека­ нии каких-либо препятствий на пути потока половодья, например вокруг отдельных кустов и деревьев, или в случайных свежих углуб­ лениях, вырытых льдинами или другими плывущими предметами. Следует отметить, что эрозионные котлы на пойме вдали от русла располагаются очень часто в местах сбоя течений, вызванного осо­ бенностями рельефа и конфигурацией самой поймы.

Притеррасная пойма вытянута вдоль подошвы террасы или корен­ ного берега. Она часто заболочена из-за обилия ключей, выходящих у подножия террасы или коренного берега, а иногда здесь даже течет небольшая речка. Эта часть поймы сложена наиболее тонким поймен­ ным аллювием и часто размывается водами текущей здесь речки. Поэтому эта часть поймы наиболее пониженная.

Во время половодья река может прорвать петлю меандры в наибо­ лее узкой части, в результате чего ее расширенная часть отделяется от массива террасы и образует возвышенность в виде «острова» на суше, называемого останцом обтекания (рис. 99). В месте прорыва образуется более короткое русло с более крутым падением, вслед­ ствие чего оно становится главным.

В случаях, когда ложе реки сложено очень рыхлыми наносами, то берега ее весьма подвижны, русло реки не может сохранить

219