4. Заплава, її утворення і рельєф

Заплава — це частина днища річкової долини, що височить над Рівнем води у руслі під час межені, вкрита рослинністю і затоплюєть­ся водним потоком тільки під час повені. її утворення — це етап

розвитку річкової долини, коли завершено вироблення поздовжнього! профілю рівноваги, глибинна ерозія змінилася бічною і внаслідок дії* останньої значно розширилася річкова долина, набувши и-подібного ’ поперечного профілю. У цей час у відносно плоскому днищі водного потоку нагромадилася певна частина алювію, а течія зосередилася у і межах русла (річища). Формування заплави тісно пов’язане з про­цесами існування меандр. Механізм формування заплави досліджу­вало багато вчених. Зокрема, М. Маккавєєв (1971) описує його так: «У кожній меандрі стрижнева течія підмиває ввігнутий берег і одно­часно інтенсивно поглиблює русло. Турбулентність руху води сприяє переміщенню й диференціації зруйнованого ерозією матеріалу. Най­менші глинисті часточки у завислому стані відносяться вниз за те­чією ріки; крупніший піщаний матеріал переміщається донними стру- ] менями і відкладається біля протилежного опуклого берега. На дні і плеса при увігнутій частині луки залишається тільки найбільший (для гірської ріки — валунно-гальковий) матеріал, що утворює цоколь алювіальних відкладів. Найвиразніше всі процеси відбуваються під час повені, а впродовж межені піщаний матеріал опуклої частини луки виступає з-під води, утворюючи ділянку прируслової обмілини у майбутній заплаві. З року в рік русло ріки зміщується у бік увігну­того берега, прируслова обмілина розширюється, а періодичність цьо­го процесу зумовлює оформлення дугоподібних гряд (грив) і зни­жень між ними» (рис. 45).

А

/ 2

лювій прируслової обмілини зазвичай має грубий склад і зале­жить від швидкості течії у річищі. Його гранулометричний склад і сортування змінюються під час коливання рівня води, що зумовлює виникнення косої шаруватості. Цей процес поступово переміщається вниз за течією. Піщані відклади прируслової обмілини, рухаючись услід за відступаючим руслом, поступово вкривають великоуламко- вий матеріал, що відклався у найглибшій частині річки — на плесі.

Рис. 45. Наростання прирус­лової обмілини біля опукло­го берега меандри:

1—4 — послідовні стадії наро­стання обмілини

Після цього залишається нерівна поверхня, що височить над рівнем води в руслі на кілька метрів. Вона вкривається водою лише під час виходу водного потоку з річища, що трапляється у повінь, тому з часом у заплаві з’являється перша рослинність, а потім — чагарники і вологолюбні деревна. На відкритих ділянках, складених піщаними відкладами, з’являються дюни — наслідок еолових процесів. Товщи­на алювіальних відкладів заплави зазвичай не перевищує різниці висот максимального рівня повені та положення найнижчої ділянки дна річища. Це так званий нормальний алювій.

За умови тектонічного опускання чи піднімання рівня базису ерозії товщина алювію може значно збільшуватися. За цією ознакою роз­різняють заплави акумулятивні (з нормальною товщиною алювію) і цокольні, що пов’язані з проявом глибинної ерозії та алювієм незнач­ної товщини, який залягає на корінних породах ложа річкової до­лини.

Висота води у повінь над поверхнею утвореної заплави і швидкість її руху значно нижчі, ніж у межень у межах річища, тому це не пере­шкоджає появі рослинності, яка, в свою чергу, гальмує швидкість вод­ного потоку. За цих умов на затопленій прирусловій відмілині та на заплаві відбувається осаджування завислих глинистих часточок, особливо подалі від стрижневої частини потоку. З часом піщані відкла­ди прируслової обмілини виявляються повністю вкритими тоншим матеріалом — суглинками, супісками, глинами або їх сукупністю. Прируслова обмілина, що зміщується вниз за течією з русловими звивинами, поступово перетворюється на заплаву (рис. 46).

Отже, у процесі формування заплави беруть участь різні гене­тичні типи алювіальних відкладів. Оскільки механізм роботи водно­го потоку на різних стадіях його розвитку значно відрізняється, то у формуванні відкладів певного розміру беруть участь води межені та повені, вільних, вимушених і врізаних меандр, водні потоки на ста­діях виробленого і невиробленого профілю рівноваги, потоки біля витоку ріки, в її середній течії та у пригирловій частині тощо. Велике значення має також процес висхідних тектонічних рухів у водозбір­ному басейні чи його частині та тектонічні опускання. Завислі про­дукти руйнування глибинної і бічної ерозії чутливо реагують на най­менші зміни режиму водного потоку й осідають на дно за різних гідродинамічних умов. Алювіальними фаціями називають різні види відкладів постійних водних потоків, часточки яких відносно однорідні за розмірами, а товщі різняться за ознаками нашарування і відпові­дають умовам нагромадження.

П771/ ЩЩг Г^із ЩЩ4 оІ5 ЕЗб

Рис. 46. Схема формування заплави (за Є. Шанцером):

1 — зона розмивання і намивання наносів, які приносять поперечні циркуляційні потоки (цифрами у кружечках позначено шари руслового алювію послідовного утво­рення); II — зона осідання завислих наносів та утворення заплавного алювію; А — річище; Лі — прируслова обмілина; В — заплава; Я — рівень повеневих вод; Л — рівень межені; русловий алювій: 1 — грубозернисті піски, гравій, галька; 2 — дрібно- ^! і тонкозернисті піски; З — прошарки замулення; 4 — заплавний алювій; 5 — потоки поперечної циркуляції води у річищі; 6 — напрям зміщення річища

Для ілюстрації того як складені різні види алювіальних відкладів, ' розглянемо кілька ідеальних моделей умов розвитку руслового про­цесу і відповідного нагромадження алювію.

По-перше, ухил поздовжнього профілю постійного водного потоку зменшується від витоку до гирла, тому зменшення швидкості течії зумовлює нагромадження великих відкладів у верхній частині річко­вого басейну (валуни і галька — у гірських річках, грубі піски і жорства — у рівнинних тощо), середніх за розмірами — у середній частині (переважно дрібно- та середньозернисті піски), а найдрібні- ших — поблизу гирла, де швидкість течії незначна, у завислому стані ] можуть перебувати лише мулисті часточки. ’

По-друге, швидкість течії у певному поперечному перерізі річища у стрижневій частині відмінна від її швидкості поблизу берегів, то відповідно відрізнятиметься і склад алювіальних відкладів, нагро­маджених по горизонталі поперечного перерізу — більші часточки (грубі піски, жорства тощо) зосереджуватимуться у стрижневій час­тині, а дрібніші (супіски, дрібні піски тощо) — поблизу берегів.

По-третє, з виробленням поздовжнього профілю рівноваги зміна гідродинамічних умов водного потоку впливатиме на нагромадження алювіальних відкладів: з наближенням стадії виробленого профілю сповільнення течії зумовлюватиме осаджування на дно русла най­

більших часточок (гальки, гравію, грубого піску тощо). Цю фацію відкладів називають базальною (від англ. base — база, основа), ос­кільки великі часточки зруйнованих ерозією порід котилися, волочи­лися по дну чи знаходилися у завислому стані і, зрештою, осіли на певну основу — дно водного потоку з виробленим профілем рівнова­ги. В ідеальному випадку відклади базальної фації є основою для наступних, дрібніших за розмірами. Оскільки поздовжній профіль рівноваги вже вироблено, водний потік припиняє процес глибинної ерозії і розпластовується по дну, відкладаючи часточки, що були у завислому стані. Це переважно піщані часточки, подібні до звичайно­го річкового піску на березі русла, тому ці фації називають руслови­ми. Обидві фації відкладів в умовах сформованої заплави перекри­ваються відкладами, що осідають на дно водного потоку в умовах повені на заплаві (здебільшого суглинисті, супіщані, глинисті та мулисті часточки, властиві сповільненому водному потоку на заплаві, що за­росла рослинністю і гальмує його швидкість численними нерівностя­ми своєї поверхні). Такі відклади називають заплавними фаціями, або фаціями стариці.

Отже, заплава утворюється внаслідок зміщення меандр униз за течією, і початком її формування є прируслова обмілина при опуклій, частині руслової звивини. В долині завдяки тривалій еволюції вини­кає двобічна заплава, що надає долині ящикоподібного вигляду.

Заплава належить до досить динамічних форм рельєфу. Руслові процеси іноді спричинюють значні переміщення алювію і появу відпо­відних характерних форм. Так, уздовж русла формується прирусло­ва обмілина і прирусловий вал. Останній виникає внаслідок акуму­ляції великих часточок у місці різкого зменшення швидкості водного потоку на межі річища і заплави. Прирусловий вал розмежовує річи­ща та знижену частину заплави, з часом заростає псамофітами і волого­любними рослинами.

Основною частиною заплави є центральна заплава, де під час повені відкладаються тільки дрібні глинисті часточки алювію. Во­ди повені тут рухаються повільно, затримуються довше, а інколи зовсім не повертаються до річища, що сприяє заболочуванню і підтоп­ленню заплави. Рельєф центральної заплави переважно гривистий. Гриви — залишки давніх прируслових валів — чергуються зі зни­женнями, що зайняті болотами і витягнутими у довжину озерами ста­риць.

Третя частина заплави, розміщена біля схилу корінного берега або тераси, займає зниження поблизу тилового шва або біля підошви

Рис. 47. Заплавні озера, розміщені у зниженні заплави біля підніжжя схилів у Печорській низовині, ріка Ярей-Ю (фото В. Стецюка)

уступу (рис. 47). Зазвичай вона значно заболочена внаслідок виходу підземних вод і обводнена меншими річками, що впадають у головну і деякий час рухаються по заплаві вздовж зниження тилового шва, річища головної річки.

Будову заплави ускладнюють також конуси виносу тимчасових водних потоків, останці, які виникають після прориву шийки вріза­них меандр і височать над рівнем заплави, дюни на поверхні прирусло­вих валів тощо.

Заплави рівнинних великих річок мають значну ширину — до десятків кілометрів, і часто в їхніх межах формується особливий тип ландшафту — заплавна низовина. її використовують як сіножаті, про­дуктивність яких залежить від висоти рівнів водопілля та особливо­стей мікрорельєфу заплави.

За характером рельєфу розрізняють сегментні, паралельно-гри- висті та обваловані заплави річок. Перші характерні для річок, в яких відбувається інтенсивне меандрування, оскільки саме у них спо­стерігається утворення дугоподібних грив і знижень, зайнятих озера­ми, що розділяють гриви. Такі ознаки рельєфу заплави є наслідком переформування меандр і блукання русла днищем долини. Пара- лельно-гривисті заплави виникають у разі зміщення великих річок у бік одного зі схилів (Дніпро, Волга та ін.). Особливістю рельєфу таких заплав є наявність довгих поздовжніх (паралельних руслу) гряд і знижень між ними. Обваловані заплави властиві річкам, що перетинають передгірні рівнини. Внаслідок різкого зниження швид­кості після виходу річок на рівнину вони інтенсивно акумулюють завислий матеріал, і часто русло піднімається над заплавою. Під час повеней вода прориває високі прируслові вали і заливає значні площі. Оскільки вода не має можливості повернутися до русла під час спа­дання повені (цьому часто перешкоджають прируслові вали), вона сприяє заболочуванню й утворенню плавнів, наприклад у пониззях Тереку та Кубані.

Плавні — це ділянки заплав південних річок, що затоплюються на тривалий час водопіллями і вкриті водно-болотною та болотно-лучною рослинністю. Це переважно гирла річок Дністер, Дунай, Південний Буг, Дніпро, Дон, а також Волги та Амудар’ї, щодо яких термін «плавні» став застосовуватися значно пізніше, ніж виник у межах певної тери­торії.