1. Робота тимчасових і постійних водних потоків

Водні потоки у процесі свого переміщення по земній поверхні у певних зниженнях (їх часто називають руслами, хоча у класичному розумінні русло — це елемент будови річкової долини) виконують значну руйнівну роботу (ерозію), переносять зруйновані гірські по­роди (транзит) та їх нагромаджують (акумулюють) у випадку, коли водний потік не здатний далі переносити уламки. Під час роботи водних потоків утворюються вироблені та акумулятивні форми рельє­фу, які тісно пов’язані між собою, оскільки те, що було знесене водою в одному місці, відкладається у будь-якому іншому. Ерозія та акумуля­ція матеріалу часто змінюють одна одну в часі й просторі, тому насправ­ді не існує геоморфологічних комплексів, де були б поширені лише форми одного із зазначених генетичних типів. Розрізняють області, в яких переважає ерозія чи акумуляція, проте на суходолі ерозійні форми загалом трапляються частіше, ніж акумулятивні. Це зумовлю­ється тим, що значна частина уламкового матеріалу, який переноситься постійними й тимчасовими водними потоками, виноситься до морів та океанів і відкладається на дні, утворюючи потужні товщі морських осадових порід.

Ерозійна робота водних потоків здійснюється завдяки живій силі потоку (гідравлічного впливу рухомої води, її турбуленції та каві­тації), коразії (механічного впливу на дно і береги уламкових часто­чок, що переносяться водним потоком) та корозії (хімічного впливу на породи, з яких складається русло). Гідравлічний вплив пов’яза­ний з механічною роботою самої води. Кінетична енергія є достат­ньою для переміщення незначних за розмірами уламків корінних порід, особливо якщо вони вже вивільнені у процесі вивітрювання з основ­ного масиву породи. Проте такий спосіб навряд чи буде ефективним щодо «свіжих» порід. У цьому випадку спостерігається кавіта­ція, що виникає внаслідок різкої зміни тиску у разі сповільнення чи прискорення течії води. Будь-яке збільшення швидкості згідно з рівнянням Бернуллі зумовлює зниження тиску. Якщо прискорення велике, тиск може знизитися настільки, що у воді утворюється багато невеликих бульбашок повітря, які створюють враження кипіння води. Якщо тиск знову піднімається, бульбашки повітря лопають, зумовлю­ючи потужні ударні хвилі, які б’ють по розміщених поряд твердих поверхнях.

Найбільше значення має жива сила, або енергія водного потоку, яку розраховують за формулою

Р = ть²(2,

де Я" — енергія потоку; т — маса води; V — швидкість течії.

Роботу водних потоків можна визначити також за формулою Шезі

V = СШ,

де С — коефіцієнт, що залежить від нерівностей русла; /? — гідравліч­ний радіус (відношення площі живого перерізу водного потоку до змоченого периметру русла); і — ухил дна русла.

Із формули Шезі випливає: що повноводнішим є потік і крутішим ухил, то більшою буде жива сила і здатність його до процесу ерозії. Однак процес ерозії відбуватиметься лише за умови, що не вся жива сила потоку витрачатиметься на перенесення твердого матеріалу і подолання опору, інакше в руслі потоку відбуватиметься акумуляція цього матеріалу.

В ерозійній діяльності водних потоків розрізняють донну, або гли­бинну, та бічну ерозію, співвідношення між якими зумовлює загаль­ний вигляд долини як основної форми рельєфу, створеної діяльністю

водних потоків. Долиною називають значне за довжиною лінійне зни­ження, на днищі якого зазвичай є водний потік, рух якого відповідає рівномірному, іноді — переривчастому, падінню тальвегу.

Г

г

либинна ерозія спрямована на поглиблення (врізання) русла, а бічна — на підмивання берегів і розширення річкової долини. На ранніх стадіях розвитку долин, що мають велику ширину і значну глибину, зазвичай спостерігається донна ерозія. Згодом (після того, як у річковій долині сформується поздовжній профіль рівноваги) переважає бічна ерозія, внаслідок чого відбувається розширення до­лини, схили її стають спадистими, а у днищі відбувається розвиток численних звивин річкового русла (меандр).

У розвитку річкових долин розрізняють стадії молодості, зрілості та старості, кожній з яких властиві певні особливості поперечного та поздовжнього профілів. Стадії розвитку долини змінюють одна одну в міру того, як виробляється поздовжній профіль рівноваги — уявна ввігнута крива (її кривизна у верхній частині долини значно більша, ніж у нижній), яка починається з витоку ріки і закінчується у гирлі. Ця крива відображує рівновагу між ерозійною здатністю водного потоку та опором гірських порід, що складають русло. Висотний рівень гирла водного потоку є базисом ерозії, тобто рівнем, до якого нама­гається врізатися водний потік. Розрізняють абсолютний та відносні базиси ерозії. Абсолютним є рівень Світового океану, а відносни­ми — «безстічні» (замкнені) западини суходолу, озера, рівні річок, до яких прямують їхні притоки різних порядків тощо.

Будь-який водний потік здійснює роботу вздовж усієї своєї довжи­ни, яка починається від абсолютного чи відносного базису ерозії. На початковій стадії розвитку профілю рівноваги переважає глибин­на ерозія, що має регресивний характер, тобто просувається знизу вгору («задкує»). Завдяки їй річкові долини подовжуються («рос­туть») вгору по схилу, з якого стікає до базису ерозії водний потік. На зрілій стадії відбувається формування спадистого поздовжнього профілю у нижній його частині, де починає відкладатися алювій. Цей процес поступово поширюється вгору по річковій долині, доки її таль- вег (поверхня води в руслі) не перетвориться на пологу криву, що за формою наближується до поздовжнього профілю рівноваги. Досяг­нення поздовжнього профілю рівноваги не означає фізичної й теоре­тичної смерті річкової долини. Рухомість земної кори і коливання рівня океану значно порушують процес формування поздовжнього профілю, сприяють його омолодженню (у разі зниження базису ерозії чи тектонічного підняття водозбірного басейну) або старінню (у разі

підняття базису ерозії чи тектонічного опускання водозбірного ба­сейну).

Акумулятивна діяльність водного потоку спостерігається тоді, коли вся жива сила витрачається на перенесення матеріалу і подолання тертя (за цих обставин водний потік уже не в змозі здійснювати ерозійну діяльність). Унаслідок цього поступово з водного потоку на дно русла випадають уламки гірських порід, які потік здатний був транспортувати. Так нагромаджуються континентальні відклади — алювій (від лат. аііииіо — нанос, намив), а в тимчасових водних потоках — пролювій (від лат. ргоіииіо — зношу течією). За різних гідродинамічних умов та залежно від стадії розвитку водного потоку, тектонічного режиму території водозбірного басейну вони відрізня­ються складом та іншими ознаками.

Стадії розвитку долин постійних і тимчасових водних потоків відоб­ражені у рельєфі земної поверхні нерівностями (флювіальними мор- фоскульптурами). Маючи багато спільних морфологічних ознак, фор­ми рельєфу, утворені тимчасовими й постійними водними потоками, відрізняються деякими особливостями, що свідчить про певні від­мінності у механізмі флювіальних процесів.