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

правильную меандрирующую форму и сильно дробится на рукава путем образования островов, непрерывно меняющих свои очерта­ ния. Такое блуждающее русло характерно для рек с затяжными половодьями и рек районов вечной мерзлоты.

§ 92. Речные террасы

Речными террасами называются горизонтальные или слегка наклонные площадки различной ширины, протягивающиеся вдоль склонов долины и обращенные к руслу хорошо выраженными, зача­ стую обрывистыми, склонами. Таким образом, в понятие террасы включаются не только упомянутые площадки, но и идущий от нее вниз уступ до поверхности нижележащей террасы или дна долины. Иногда террасы располагаются в несколько ярусов друг над другом и придают склонам долины ступенчатый вид. Нередко они бывают разрушены и встречаются в долине в виде отдельных небольших площадок на том или ином склоне.

Террасы встречаются в долинах почти всех значительных рек. Происхождение их, как правило, тесно связано с боковой эрозией водотока; однако в зависимости от условий, в которых протекает этот процесс, речные террасы образуются или в рыхлых наносах, отлага­ емых рекой на дне долины (речной аллювий), или же вырабатываются непосредственно в коренных породах, слагающих склоны долины.

Выделяют два основных типа террас: аллювиальные, или террасы накопления, и денудационные, или структурные. Аллювиальные террасы — это бывшие пойменные участки данной речной долины.

Развитие этих террас начинается обычно от устья к верховью долины, поэтому в ее низовье террас больше, чем в верховье. Склоны нижних террас, как более молодых, всегда более крутые, иногда обрывистые, верхних — обычно сглажены процессами денудации.

Продольный уклон аллювиальных террас в общем случае согла­ суется с падением реки и лишь иногда бывает нарушен тектониче­ скими процессами (образованием складок, сбросами); поперечный профиль характеризуется слабым уклоном в сторону русла реки. Это объясняется смывом материала с участков, расположенных около края террасы, обращенного к реке, и одновременным накоплением продуктов разрушения, приносимых с верхних террас или со склона долины, на участках, удаленных от ее края.

В долинах крупных рек можно обнаружить две, три и более тер­ рас, сложенных речным аллювием. Эти террасы называют надпой­ менными террасами. Их принято считать от поймы вверх по склонам долины, т. е. от более молодых (по времени образования) к более ста­ рым (I надпойменная, II надпойменная и т. д.).

При изучении аллювиальных террас обнаружено, что на их по­ верхности имеются остатки пойменного рельефа, озер-стариц и дру­ гих элементов, свойственных поймам. Это значит, что каждая аллю­ виальная терраса является частью бывшей поймы. Образование тер­ расы можно представить себе в виде двух основных последовательных

220

стадий: 1) образования поймы реки той или иной ширины и 2) уси­ ления глубинной и боковой эрозии реки, в результате чего в пойму оказывается врезанной новая молодая более глубокая долина.

Пойма реки в процессе постепенного размыва должна расши­ ряться вместе с расширением долины. Поэтому во время весенних половодий толщина слоя воды, заливающего пойму, становится меньше, так как вода разливается по более широкой площади. Одно­ временно с этим пойма растет в высоту за счет накопления поймен­ ного аллювия. Распластывание вод половодья особенно характерно на реках, где имеет место неравномерная ширина долины на отдель­ ных участках.

В результате развития поймы отдельные ее части настолько повы­ шаются, что перестают заливаться водой при нормальных весенних половодьях. Таким путем происходит подразделение поймы на пло­

занность русла достигла бы таких -размеров, когда вся вода, про­ текавшая в половодье выше уровня поймы, целиком поместилась бы в русле, которое до этого увеличило (путем врезания) соответ­ ственно площадь своего поперечного сечения. Эта зависимость может быть выражена формулой:

Дсo = h - B ,

где Дсо — приращение площади поперечного сечения русла вслед­ ствие врезания, h — глубина потока воды на пойме до врезания, В — ширина долины на уровне поймы.

Из рассмотрения этой формулы следует, что чем шире долина, тем интенсивнее должно происходить врезание, чтобы пойма преврати­ лась в 1-ю надпойменную террасу. Поэтому превращение поймы

внадпойменную террасу на протяжении долины будет неодинаковым. Так, если в сужениях происходит превращение поймы в надпоймен­ ную террасу и начнется формирование новой поймы, то в расшире­ ниях пойма будет по-прежнему заливаться в половодье.

Повторяясь неоднократно, этот процесс приводит к образованию-

вдолине реки серии надпойменных аллювиальных террас. Структурные или денудационные террасы образуются на склонах

долины, сложенных чередующимися слоями пород различной

221

твердости и имеющих примерно горизонтальное залегание (рис. 100), Река, размыв слой, неустойчивый по отношению к эрозии, доходит до более устойчивого слоя, где эрозия замедляется. В то же время обна­ жившийся по склону слой меньшей твердости будет подвергаться процессам денудации и отступать в сторону от русла реки. Так, на склоне долины образуется терраса, которая является поверхностью обнажившегося более твердого слоя.

§ 93. Асимметрия речных долин и междуречий

Асимметричными называют долины, у которых противополож­ ные склоны имеют различную крутизну. Это явление не имеет одно­ значного объяснения. Существует ряд теорий, посвященных этому вопросу.

Планетарная теория, известная также под названием закона Бэра-Бабинэ. В основе этой теории лежит закон отклонения движе­ ния Кориолиса. Благодаря этому отклонению реки в северном полу­ шарии будут сильнее подмывать правый берег (боковая эрозия), который, таким образом, становится более крутым.

Однако для этого необходимы некоторые условия:

1)длительный период развития эрозионных процессов в бассейне данной реки;

2)однородность и относительная податливость горных пород размыву;

3)отсутствие значительных тектонических движений, наруша­ ющих ход процесса эрозии. В природе, однако, встречается много отклонений от этого закона.

Климатическая теория объясняет асимметрию речных долин преобладающим влиянием тех или иных климатических факторов. Так, русские ученые А. Д. Архангельский и Н. А. Димо видели причины асимметрии склонов долин в неодинаковых условиях нагре­ вания их склонов Солнцем. Долины рек умеренного пояса, ориенти­ рованные в направлении параллелей, часто имеют крутые склоны,

обращенные к югу, и более отлогие склоны — к северу. Это можно объяснить тем, что первые раньше освобождаются от снежного покрова, скорее обсыхают и легче разрушаются стекающими по ним дождевыми и талыми водами.

Топографическая теория, разработанная профессором А. А. Бор­ зовым, объясняет асимметрию склонов долин некоторых равнинных местностей первичным однообразным наклоном земной поверхности. Если представить себе равнину со слабым наклоном, по направле­ нию которого стекает река, то отходящие от ее долины овраги, балки и долины притоков будут иметь разную крутизну склонов (рис. 101). Склоны, лежащие против общего наклона местности, будут получать меньше воды. Здесь могут возникать только небольшие бурные по­ токи, способные производить довольно ощутимые разрушения. Таким образом, склоны боковых долин, обращенные в сторону подъ-

222

ема общей поверхности вб будут всегда крутые, независимо от их расположения по отношению к странам света, наклона слоев и т. п.

Из рис. 101 следует, что на склонах аб условия размыва суще­ ственно иные; здесь обычно развиваются длинные водотоки, собира­ ющие воду с более обширных бассейнов, а следовательно, вносящие в долину значительные массы обломочного материала. С течением вре­

конце концов приобретает асимметричныйпоперечныйпрофиль. Могут быть и другие причины асимметрии речных долин. Например, разная скорость тектонического поднятия противоположных склонов долин, неодинаковая стойкость горных пород к процессу разрушения.

Асимметрия речных долин должна отражаться горизонталями на топографических картах крупных и средних масштабов.

§ 94. Речные перехваты и перестройки речной сети

Как известно, смежные речные бассейныотделяются друг от друга водоразделами. В областях без поверхностного стока (например, на обширных болотах) или в областях развития очень пористых, легко­ проницаемых пород, где преобладает подземный сток, водораздель­ ные линии обычно не имеют определенного положения.

Под действием регрессивной эрозии водотоков водораздельные линии на отдельных участках смещаются в ту или иную сторону. Если, например, реки одного склона водораздела имеют больший уклон или более водоносны, то они более энергично производят эро­ зионную работу, чем реки противоположного склона. Со временем водораздел между ними будет постепенно смещаться в сторону рек, менее энергично производящих эрозионную работу.

Более энергично работающая река в результате регрессивной эрозии постепенно удлиняет свое русло и ее исток, таким образом, может достигнуть долины соседней реки. Если же при этом русло последней находится на более высоком гипсометрическом уровне, то эта река, стремясь течь в направлении большего уклона, покинет свое прежнее русло на участке от ее истоков до верховья врезавшейся реки и направится в реку, текущую на более низком уровне. Это явление называется речным перехватом, или обезглавливанием, реки.

223

Перехваченная, или обезглавленная река, у которой теперь отсутствует верховье, ниже места перехвата будет иметь долину без дей­ ствующего водотока («мертвая» долина). На некотором расстоянии от этого места в «мертвой» долине снова появится водоток за счет при­ токов или грунтовых вод. Различают три основных типа перехватов: I — боковой, II — головной, или вершинный, III — соприкосно­ вения (рис. 102).

В

Рис. 102. Типы речных перехватов:

I — боковой перехват реки (А — намечающийся,Б — осуществившийся); II — головной или вершинный перехват реки (А — намечающийся, Б — осуществившийся), В В — водораздел д о и после перехвата; III — перехват соприкосновения (А — намечающийся, Б — осущ ест­

вившийся)

Боковой перехват происходит в том случае, когда один из притоков более активной реки с глубже врезанной долиной в результате ре­ грессивной эрозии подходит к перехватываемой реке сбоку под тем или иным углом.

Головной перехват происходит при активном врезании верховья одной реки в область водораздела, перепиливания этого водораздела, в результате чего часть бассейна верховий другой, менее активно врезающейся реки будет перехвачена цервой рекой и будет уже соста­ влять часть бассейна этой последней. Одновременно линия водораз­ дела рассматриваемых рек делает изгиб в сторону бассейна перехва­ ченной реки.

Перехват соприкосновения является следствием главным образом боковой, а не регрессивной эрозии двух параллельно текущих рек. Так, если две такие реки в процессе развития долин сблизятся двумя соответствующими изгибами своих русел друг с другом и промежу­ ток между ними будет размыт, то воды реки, находящейся на более

224

высоком гипсометрическом уровне, могут перелиться в долину реки, русло которой расположено на меньших абсолютных отзиетках. Тогда участок первой реки окажется перехваченным второй рекой.

§ 95. Некоторые особенности изображения эрозионного рельефа на топографических картах

Для эрозионного рельефа характерны преимущественно вытяну­ тые формы (рис. 103). Эту особенность нужно четко выразить гори­ зонталями (они должны быть сопряжены между собой).

Очень характерным признаком эрозионных форм является их поперечный профиль. По нему можно судить об особенностях гене­

и на карте должны быть отображены плавными изгибами горизон­ талей. С другой стороны, отрицательные формы рельефа в тех же районах (например, овраги и промоины), как правило, характери­ зуются резкими изломами поверхности на бровках и у дна, где схо­ дятся их крутые противоположные склоны. Вследствие этого для

изображения отрицательных форм рельефа данных районов должны быть чаще применены крутые изгибы горизонталей.

Для подчеркивания положения водораздельной линии горизон­ тали, характеризующие верхнюю часть водораздела при своем замы­ кании, должны быть несколько вытянуты в направлении водораздель­ ной линии и ось их закругления должна быть всегда симметрична относительно водораздельной линии. То же правило должно быть соблюдено при замыкании горизонталей, изображающих отрицатель­ ные формы рельефа, относительно линии тальвега.

•Линии бровок могут быть изображены условными знаками об­ рыва, «бровок», а также горизонталями. В первых двух случаях положение бровки определяется по верхнему краю штрихов услов­ ного знака.

Если же по характеру рельефа бровку следует изображать гори­ зонталями, то ее положение подчеркивается более или менее резкими изгибами горизонталей, секущих бровку, причем горизонтали ниже линии бровки всегда несколько сближаются, что объясняется боль­ шей крутизной склона балки, долины или оврага, по сравнению со склонами прилегающих водоразделов.

Все выступы и понижения на склонах междуречий в равнинно­ эрозионном рельефе имеют связное прот, жение, поскольку они являются незамкнутыми формами рельефа. Поэтому при изображе­ нии таких склонов горизонталями должна соблюдаться их взаимная согласованность. Это значит, что каждому изгибу одной горизонтали склона должен соответствовать изгиб соседней горизонтали, хотя характер этого изгиба может быть несколько иной. Наиболее харак­ терным для изображения этого типа рельефа будет такой рисунок, когда горизонтали, по мере увеличения их абсолютных отметок, будут иметь все более и более плавные изгибы.

Г л а в а 9

Ф О Р М Ы Р Е Л Ь Е Ф А , О Б У С Л О В Л Е Н Н Ы Е Д Е Я Т Е Л Ь Н О С Т Ь Ю П О Д З Е М Н Ы Х В О Д

§96. Общая характеристика деятельности подземных вод

ипонятие о «карсте»

Подземные воды, находящиеся в верхних слоях литосферы, а также проникающие с поверхности по трещинам в толщи горных пород, являются причиной образования на поверхности своеобраз­ ных форм рельефа. Это обычно возможно в тех случаях, когда зем­ ная поверхность сложена трещиноватыми и в то же время раствори­ мыми водой горными породами (например, известняками, гипсом, доломитом и др.). Однако влияние подземных вод на формирование рельефа земной поверхности имеет место и в случаях, когда толщи осадочных горных пород не способны растворяться под воздействием вод, циркулирующих в их трещинах. В первом случае говорят о кар­

226

стовых формах рельефа, а во втором — об оползнях или просадочных формах рельефа.

Карстовые формы рельефа имеют широкое распространение на поверхности материков, так как растворимые породы, залегающие на поверхности или вблизи нее, занимают до 40 млн. кв. км.

Карстовые области — это своеобразные участки, для которых характерны определенные геологические условия, преобладание за­ мкнутых, обычно отрицательных форм рельефа, слабое развитие по­ верхностной гидрографической сети ^разреженный растительный покров. Реки и ручьи здесь нередко внезапно исчезают с поверх­ ности, уходя по трещинам вглубь и вновь появляясь в виде довольно мощных источников. Наиболее крупные из них называют воклюзскими источниками.

Термин «карст» произошел от названия горного плато Карст, расположенного на восточном побережье Адриатического моря, к юго-востоку от г. Триеста, где карстовый ландшафт представлен наиболее типично.

Карстовый рельеф встречается в разных широтах и на различной высоте над уровнем моря. Он распространен и на территории СССР.

Карст развивается обычно в районах с горизонтальной или слабо­ волнистой поверхностью при условии достаточного количества осад­ ков. Крутые поверхности не благоприятствуют развитию карста, так как быстро стекающая с них вода просачивается в породу очень мало. Особенно полно развивается карст в районах, где мощность растворимых, водопроницаемых горных пород значительна, а поверх­ ность высоко поднята над окружающей местностью, что необходимо для циркуляции подземных вод. Чаще всего карстовые формы раз­ виваются в известняках. Особенности разных географических зон и ландшафтов по-своему влияют на формирование карстового рельефа. Так, карст развит в широкой полосе побережья Средиземного моря, где на обширных площадях выходят на поверхность мощные толщи известняков и осадки выпадают в виде кратковременных, но силь­ ных ливней. Они обладают настолько большой энергией смыва, что постоянно поддерживают поверхность известняков открытой, ли­ шенной почвенного покрова, а следовательно, и растительности.

Втаких условиях развиваются формы голого, или открытого карста.

Впределах СССР голый карст встречается в районах горного Крыма

иместами на Кавказе.

Иной вид имеет карст, развивающийся в умеренном климате, типичном для большинства районов СССР, с осадками неливневого характера, равномерно распределяющимися на протяжении всего года. Эти дожди лишь частично смывают продукты разрушения с поверхности известняков или других пород и не препятствуют обра­ зованию на ней почвенного слоя и растительности. Здесь разви­ вается карст, называемый покрытым.

Весьма важным условием развития карста является водопроница­ емость растворимых пород, которая объясняется их трещиноватостью или пористостью.

Постоянные реки и озера (значительных размеров) могут суще­ ствовать в карсте тогда, когда дно их лежит ниже самого низкого горизонта грунтовых вод. Постоянные источники открываются там, где нижний горизонт грунтовых вод прорезывается каким-нибудь углублением (замкнутой впадиной, речной долиной, сбросовой тре­ щиной и т. д.).

Для карстового рельефа умеренных широт преобладающими и ха­ рактерными являются отрицательные формы. Эта особенность карсто­ вого рельефа объясняется двумя свойствами пород, в которых он образуется: растворимостью в воде и водопроницаемостью, обусло­ вленной значительной трещиноватостью породы. Трещины и поры пропускают поверхностные воды (дождевые, талые) в глубь породы; двигаясь по трещинам, вода растворяет их стенки, расширяет тем самым трещины, и, в конце концов, в породе образуется полая форма в виде воронки, шахты, колодца и т. п. Кроме поверхностных вод, разрушающих породу сверху, в ее глубине по трещинам циркулируют подземные грунтовые воды, действие которых приводит к образова­ нию подземных полых форм в виде пещер, туннелей и т. и. Иногда кровля над этими формами обрушивается и образуются котловины, открытые долины и т. д.

Скорость карстового процесса может быть выражена отношением объема v растворенной породы, выносимой за определенный отрезок времени подземными водами из карстующихся пород какого-либо района, к общему объему V таких пород в данном районе. Поэтому показатель активности А карстового процесса может быть выражен в процентах по следующей формуле:

А = - £ - 100.

Изучение карстовых явлений имеет важное научное и хозяйствен­ ное значение. Строительство домов, промышленных сооружений, плотин, дорог и др. в районах развития карста является нередко сложной инженерной задачей.

§97. Образование и развитие карстовых форм рельефа

Врайонах развития открытого карста встречаются следующие формы рельефа: карры, блюдцеобразные впадины, конусообразные карстовые воронки, карстовые колодцы, естественные шахты, карсто­ вые котловины и полья.

Поверхность в областях голого карста — безводная, голая или покрытая скудной растительностью, изборожденная в разных напра­ влениях неправильной сетью рытвин, усеянная повсюду воронкооб­ разными углублениями. Дождевые или талые воды, собираясь в по­ токи и стекая по наклонной поверхности, растворяют частицы горной породы и образуют желоба или борозды, отделенные друг от друга менее податливыми растворению прослойками горной породы, возвы­ шающимися между ними в виде узких ребер. Эти образования назы­ ваются каррами. На крутых склонах эти борозды располагаются

228

параллельно друг другу в направлении уклона, а на пологих — обычно сложно ветвятся, образуя чрезвычайно запутанный лабиринт (рис. 104). Борозды обычно отделены друг от друга узкими гребнями или остроконечными зубцами, по­ этому такая поверхность карро­ вого поля часто оказывается недо­ ступной даже для пешехода. Глу­ бина борозд колеблется от не­ скольких сантиметров до 1—2 м.

В районах влажного климата карры могут переходить в узкие карровые щели, имеющие глубины

до 6—10 м.

Блюдцеобразные впадины (рисЮ5, а) имеют пологие склоны и незначительную глубину, которая иногда в 10 раз меньше их попе­ речника. Дно обычно плоское, а склоны не имеют четких бровок.

кие озера. Эти воронки образуются в результате растворения стенок глубоких трещин поверхностной водой. Трещина расширяется, стенки ее становятся пологими, а сток воды осуществляется через понор (отверстие, трещину), имеющийся на дне воронки.

На топографических картах конусообразные воронки в зависи­ мости от их величины и масштаба карты изображают соответствующим

229