Меню

Что значит работа рек

РАБОТА РЕК

Процессы работы рек, возникающие при этом отложения и формы рельефа называются аллювиальными.

Эрозионная деятельность наиболее активно проявляется на первых этапах развития речных долин, а также в верхней части русла. Выделяют два главных вида движения воды: ламинарное и турбулентное. Ламинарное (параллельно-струйное, без перемешивания) движение наблюдается лишь при очень низких скоростях течения в выровненном русле, в реках встречается редко, эрозионная роль его минимальна. Турбулентное (неупорядоченное, перемешивающее) движение, взмучивающее осадки и удерживающее их во взвешенном состоянии, является главенствующим эрозионным фактором. Существует два типа речной эрозии: донная и боковая.

Донная эрозия, ведущая к углублению речной долины,преобладает в начале развития речной долины и всегда сочетается с пятящейся эрозией. Объясняется это тем, что, при одинаковом уклоне русла (а значит и скорости течения) в низовьях и верховьях, в силу большей массы воды близ устья здесь и эрозия будет максимальна. Следовательно, выработка профиля равновесия происходит от устья к истоку. В результате вертикальных движений земной коры и разной прочности размываемых пород в русле могут возникать пороги и водопады, которые получают роль местных (локальных) базисов эрозии. Относительно них река разбивается на самостоятельно развивающиеся участки, и единый для всего русла профиль равновесия сформируется только после срезания местных базисов эрозии. Вследствие донной эрозии возникает V-образный поперечный профиль речной долины.

Боковая эрозия, заключающаяся в размыве берегов, наибольшее развитие получает в поздние этапы жизни речной долины, когда с приближением к профилю равновесия уменьшится скорость течения в нижней и средней частях русла. Основными причинами ее возникнове­ния являются турбулентность течения и ускорение Кориолиса. Благодаря боковой эрозии русло изгибается, появляются излучины (меандры). Вогнутые берега излучин активно размываются, дно под ними углубляется. Близ противоположного выпуклого берега скорость потока минимальна, поэтому здесь происходит отложение переносимого рекой материала и формируются прирусловые отмели. Под действием боковой эрозии речная долина расширяется, ее поперечный профиль приобретает U-образную или корытообразную форму.

Транспортирующая работа рек по переносу горных пород осуществляется тремя способами. Во-первых, волочением или скольже­нием обломков по дну. Во-вторых, переносом во взвешенном состоянии. В-третьих, перемещением в растворенном виде. Два первых способа переноса формируют твердый сток реки, и они же являются главнейшими факторами эрозионной работы. В результате соударения пе­реносимых обломков друг с другом, а также с породами стенок и дна русла, происходит их абразионное истирание и уменьшение в размерах. Очевидно, что способ транспортировки зависит от живой силы реки и от состава размываемых пород. Соответствующее этим способам переноса соотношение объемов пород, выносимых реками горными и равнинными, можно представить следующим образом:

– горные реки: 0,9 : 7 : 1 (господствует твердый сток);

– равнинные реки: 0,05 : 0,6 : 1 (преобладает перенос в растворенном виде).

Аккумулятивная работа играет все большую роль по мере приближения реки к профилю равновесия, что объясняется снижением скорости потока. Накопление аллювия происходит в устье, русле и, во время половодий, на пойме. Поскольку выработка профиля равновесия начинается в нижней части русла, то здесь же начинается и аккумуляция, постепенно продвигающаяся все выше по течению. Под воздействием абразионного истирания переносимые и отлагаемые обломки подвергаются избирательной сортировке – от верховий реки к устью их размер последовательно уменьшается. По той же причине крупные обломки приобретают окатанную форму. Для минерального состава аллювия характерно абсолютное господство устойчивых к истиранию и растворяющему действию воды зерен, среди которых пальма первенства принадлежит кварцу. Необходимо различать четыре главных фации аллювия равнинных рек: устьевую, русловую, пойменную. Особенностью аллювия горных рек является абсолютное господство грубообломочных (валуны, гальки) отложений русловой фации при почти полном отсутствии осадков пойменной фации.

Таким образом, очевидно, что по мере развития речной долины изменение протекающих в ней геологических процессов сопровождается изменением строения самой долины. Такая закономерная последовательность называется стадийностью развития речных долин.

Стадия юности свойственна начальному этапу развития, когда скорость течения высока. Господствуют глубинная эрозия и вынос обломков. Продольный профиль реки не выработанный, обилие порогов и водопадов, русло спрямленное. Поперечный профиль речной долины имеет V-образную форму: долина узкая и глубокая. Водоразделы широкие, притоков пока еще мало. Аккумуляция осадков на стадии юности минимальна, она представлена только в русле, где отлагаются самые крупные обломки, а в наибольших объемах накопление аллювия происходит в устье. Устьевая фация (или фация дельт и эстуариев) сложена самыми мелкими минеральными обломками (от песков до алевритов и глин), часто обогащена легкими органическими останками. В ее составе можно встретить слои и линзы пород самого разного генезиса: принесенные реками аллювиальные, возникшие на месте стариц озерные и болотные, оставленные приливами морские. Отложения обладают диагональной слоистостью. Дельты возникают в режимах тектонического покоя или воздымания дна бассейна, в который впадает река, либо когда скорость речной аккумуляции превышает скорость погружения дна бассейна. Эстуарии формируются при большой скорости погружения, превышающей скорость осадконакопления, а также, если имеется сильное параллельное берегу течение или активные приливно-отливные движения, уносящие поставляемый рекою аллювий.

Стадия зрелости начинается при приближении продольного профиля реки к профилю равновесия. Скорость течения уменьшается, большую роль начинает играть боковая эрозия – идет образование излучин, речная долина расширяется. Благодаря меандрированию прирусловые отмели увеличиваются по площади, приподнимаются над водой, а затем сливаются друг с другом, что ведет к началу формирования поймы. В составе отложений поймы максимальный объем принадлежит главной фации аллювия – русловой. Русловая фация аллювия представлена самыми крупными обломками (гравийно-песчаный материал, мелкая галька), диаметр которых по разрезу уменьшается снизу вверх. Таким образом, наиболее грубый состав отмечается в основании русловой фации, поскольку накопление его происходило во время глубинного врезания реки. Соответствующий слой называют горизонтом размыва, или базальным горизонтом. Для руслового аллювия характерна косая слоистость, слои в которой наклонены по направлению течения. Со временем речные излучины приобретают петлеобразные очертания, узкие перешейки между ними могут прорываться водой, тогда русло спрямляется, а отсеченная от него излучина превращается в старицу. Старичный водоем проходит в своем развитии этапы от речного русла до проточного, а затем и бессточного озера и даже до болота. Соответственно этим этапам на дне бассейна накапливается своеобразный комплекс отложений старичной фации: на дне лежат косо слоистые песчано-гравийные аллювиальные русловые осадки; выше они сменяются горизонтально слоистыми озерными алевритами или глинами; на самом верху могут залегать болотные торфа. Таким образом, стадии зрелости речной долины характерны следующие черты: умеренная скорость течения; большое значение боковой эрозии; меандрирующее русло; порогов мало; долина широкая, U-образная, предельно глубоко врезанная; водоразделы узкие и высокие; максимально разветвленная сеть притоков; накопление аллювия ведет к образованию поймы.

Читайте также:  Река кирпильцы краснодарский край

Стадия старости начинается при выработке рекой профиля равновесия. Скорость течения минимальна; пороги отсутствуют; преобладает боковая эрозия, донная представлена только в верхнем течении; русло сильно меандрирует; долина мелкая и очень широкая; водоразделы низкие и узкие; притоков уже немного, но все они крупные; накопление аллювия идет в русле и на пойме. Пойменная фация аллювия накапливается при разливах реки. Скорость течения вод, затапливающих пойму, мала, они переносят и отлагают только мелкие минеральные частицы и легкие органические останки. В итоге, на поверхности слагающего пойму руслового аллювия, формируются горизонтально слоистые алевритово-глинистые, часто заиленные породы, иногда содержащие прослои и линзы мелкозернистых песков. Благодаря процессам почвообразования, отложения пойменной фации могут быть гумусированными.

Цикличностью развития речных долин называют повторение стадий развития, когда долина из стадии старости или зрелости возвращается к стадии юности. Это происходит в результате увеличения уклона русла, после чего река стремится выработать новый профиль равновесия. Следовательно, возобновляется донная эрозия, и река врезается в дно долины, размывая ранее созданную пойму. С приближением нового продольного профиля к кривой равновесия, опять начнет формироваться пойма, только уже на меньших абсолютных высотах. От прежде существовавшей поймы сохранятся лишь горизонтально вытянутые ступени на склонах речной долины – надпойменные террасы. Количество надпойменных террас свидетельствует о числе циклов вреза реки. В строении террас выделяют ряд элементов:

– площадка – горизонтальная поверхность террасы;

– уступ – вертикальная поверхность (склон) террасы;

– бровка – место перегиба площадки в уступ;

– коренной берег (цоколь) – территория, сложенная породами неаллювиального происхождения; коренные (цокольные) породы лежат в основании всей территории, занятой речной долиной;

– тыловой шов – место сочленения террасы с ниже- или вышележащей террасой или коренным берегом.

В зависимости от происхождения слагающих пород выделяют три типа надпойменных террас.

1. Эрозионные (скульптурные) – целиком сложены коренными породами. Возникают тогда, когда новый цикл врезания произошел в стадию юности речной долины.

2. Аккумулятивные – полностью сложены аллювиальными породами. Возникают, когда новый цикл врезания приходится на стадию старости, то есть когда река успела уже накопить большую мощность аллювия.

3. Эрозионно— аккумулятивные (цокольные, смешанные) – сложены как коренными породами, обнажающимися в нижней части уступа, так и аллювиальными, слагающими площадку террасы. Возникают, когда интенсивность размыва в новом цикле была выше интенсивности аккумуляции в предыдущем.

Причины перехода работы реки от аккумулятивной к эрозионной и обратно, а также причины образования надпойменных террас можно разделить на климатические и тектонические.

Климатический фактор определяет массу воды в русле реки. При уменьшении годовой суммы атмосферных осадков обводненность, а значит, и живая сила потока снижаются. Река не может уже донести до устья всю массу разрушенных ею в верхнем течении горных пород. Следовательно, в средней и нижней частях долины усиливается аккумуляция, ведущая к накоплению избыточных масс аллювия. Наоборот, при увеличении количества атмосферных осадков энергия реки возрастает, а значит, активизируются эрозия и вынос горных пород. Подобные явления происходили в четвертичном периоде, когда в ледниковые эпохи количество атмосферных осадков уменьшалось (замерзал океан), а в межледниковые возрастало.

Тектонический фактор обуславливает изменение уклона русла, следовательно, скорости течения реки, а поэтому является наиболее распространенной причиной образования надпойменных террас. В случае тектонического погружения бассейна, в который впадает река, понижается базис эрозии, и новый цикл вреза начинается от устья реки. Поэтому относительная высота образующейся террасы будет уменьшаться от низовий к верховьям реки. При тектоническом воздымании истока реки врез начнется в верхнем течении, и высота надпойменной террасы будет уменьшаться вниз по течению.

Источник

РЕКИ И ИХ РАБОТА

date image2015-05-26
views image3256

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Посмотрите на физическую карту полушарий. Вы видите большое количество темно-синих извилистых линий. Это реки. Только в России насчитывают более 200000 рек. Река — это естественный постоянный водоток в понижении рельефа, имеющего уклон. Условно реку отличают от ручья, под которым понимают водоток, не представляющий препятствия для пешехода (обычно длина его не больше 20 км, ширина до 3 м).

Начало рекам дают источники, ключи, выходящие на земную поверхность, многие реки берут начало в озерах, болотах, склонах гор и из-под ледников.

Временные потоки, ручьи и реки образуют на поверхности текучие воды, роль которых очень велика в формировании рельефа (оврагов, балок, речных долин). Текучие воды сносят продукты разрушения горных пород в пониженные места, заполняют их и в конечном итоге выравнивают поверхность. Значение текучих вод велико в хозяйственной деятельности человека, так как родники, ручьи и реки — основные источники водоснабжения. Вдоль рек расположены населенные пункты, реки используют как пути сообщения, для ловли рыбы, получения электроэнергии. В засушливых областях вода рек идет для орошения.

Каждая река имеет исток — место, где она берет начало; русло — углубление, по которому течет река; устье — место впадения в другую реку, озеро, море. Главная река со всеми ее притоками образует речную систему. Главную реку обычно характеризуют большая длина, водность, более старый геологический возраст долины. Но не всегда эти признаки проявляются, у некоторых из них название «главная» сложилось и закрепилось исторически, например Волга несет воды меньше, чем Кама при впадении в нее. Но Волга заселена раньше, чем Кама. У других рек некоторые притоки длиннее главной реки: Миссури длин­нее Миссисипи, Иртыш — Оби.

Читайте также:  Река в бодайбо буквы сканворд

Каждую речную систему характеризуют протяженность всех составляющих ее рек, площадь бассейна, густота речной сети и извилистость рек. Под бассейном речной системы понимают площадь, с которой реки получают питание. Бассейны рек отде­лены друг от друга водоразделами. Линии водоразделов чаще всего проходят по возвышенностям, в отдельных случаях по равнинным заболоченным местам.

Питание реки осуществляют за счет подземных вод, которые выходят на поверхность в виде родников и ключей, а также от атмосферных осадков: дождем и снегов. В горных областях реки в основном питаются водами от таяния ледников. Итак, по спосо­бам питания реки земного шара можно подразделить на получа­ющие питание от дождей — реки экваториального, тропического и субтропического поясов (Амазонка, Конго, Нил, Янцзы и др.); получающие питание от таяния снегов и ледников — реки, беру­щие начало в высоких горах и протекающие по районам Крайне­го Севера (Амударья, Сырдарья, Кубань, Юкон); реки, получаю­щие питание от подземных вод и, со склонов гор в засушливом поясе (небольшие реки северного склона Тянь-Шаня); реки сме­шанного питания в умеренном поясе с ярко выраженным устойчи­вым снежным покровом (Волга, Днепр, Обь, Енисей и др.).

От характера питания зависит уровень воды в реках. Наибольший подъем воды в большинстве рек на территории на­шей страны наблюдается при таянии снега во время весенне­го половодья. Например, Волга, Енисей и др. Амур имеет два разлива: весенний, менее мощный, и сильный в конце лета, во время муссонных дождей. Летний разлив имеют реки и райо­нов Крайнего Севера, так как снега в этих местах тают летом. Большинство рек Средней Азии и Кавказа, берущих начало в го­рах, разливаются тоже летом, за счет усиленного таяния в это время снегов и ледников на высоких горах.

Наблюдения за уровнем рек позволили выделить периоды с наиболее высокой и низкой водой. Они получили названия «ме­жень», «половодье» и «паводок». Межень — наиболее низкий уровень воды в реке. В средней полосе России межень наблюда­ется в конце лета, а также в конце зимы ввиду отсутствия поверх­ностного питания. Половодье — ежегодно повторяющийся подъем воды, вызывающий разлив рек в один и тот же сезон. Паводок — кратковременный непериодический подъем воды в реках, например при сильных продолжительных дождях.

В нашей стране проведены грандиозные работы по урегули­рованию стока и наличия воды в реках по временам года. На реках построены огромные водохранилища, которые вмещают вешние и паводковые воды. Это позволяет экономно расходовать воду в течение всего года. Водохранилища построены почти на всех крупных реках России.

Работа реки проявляется в эрозии, т.е. разрушении (размыве), пород, по которым протекает река, в переносе рыхлого материала, в его аккумуляции (накопление в каком-нибудь ме­сте).

Эрозию различают глубинную, направленную на углубле­ние русла, и боковую, направленную на разрушение берегов реки. Русла рек извилистые. Один берег подмывается, разруша­ется, другой намывается, нарастает. Этот процесс постоянен. Рых­лый материал река переносит и отлагает. В верховьях рек преоб­ладает глубинная эрозия. Отложение начинается при замедлении течения реки. Сначала отлагается более крупный материал — камни, галька, крупный песок, а ниже по течению — мелкий — песок и ил.

В устьях рек происходит накопление принесенного материала. Образуются острова, мели, протоки между ними. Такие образо­вания называют дельтами (Волга, Лена, Нил и др.). Есть реки, не имеющие дельт. Они впадают в море в виде расширяющегося устья без наносов. Такие устья называют воронкообраз­ными или эстуариями (Темза, Рейн, Енисей и многие дру­гие реки, впадающие в Северный Ледовитый океан).

В результате работы реки образуются речные долины — извилистые вытянутые понижения с определенным наклоном, по дну которых протекает река.

В речных долинах различают следующие элементы: русло, пойму, террасы, коренные склоны. Русло — наиболее пониженная часть долины, по которой протекает река. Пойма — часть долины, заливаемая в половодье, во время паводков. Поверхность ее неровная, обширные вытянутые понижения чередуются с не­большими песчаными возвышенностями. Чаще наиболее высокие места наблюдаются вдоль берегов (береговые валы), обычно они покрыты богатой растительностью. Террасы представляют собой выровненные площадки, тянущиеся вдоль долины в виде ступенек. Это бывшие поймы реки, когда-то протекавшей на более высоком уровне. На крупных реках наблюдают по нескольку террас. Счет их ведется от поймы (первая, вторая и т.д.). На Волге прослеживаются 4 террасы, а на реках Восточной Сиби­ри до 20.

Итак, речная долина создана рекой. На формирование ее оказывают влияние многие факторы: тектонические процессы, определяющие направление, а иногда и форму долины; горные поро­ды, их состав, положение пластов; выветривание горных пород, смыв атмосферными осадками рыхлых материалов, сползание грунтов и т.п. Поэтому формы речных долин разнообразны.

Теснины (ущелья) созданы почти одной глубинной эрозией. Эти долины имеют отвесные склоны, сложенные обычно прочны­ми горными породами. Дно долины во всю ширину занято руслом реки. Распространены они в высокогорных странах на Кавказе, Памире, в Альпах, Андах и в других горах.

Каньоны — глубоко врезанные узкие долины, дно которых во всю ширину занято руслом, но они отличаются от теснин сту­пенчатыми склонами. Такие долины обычно формируются в стра­нах с горизонтальным залеганием пластов различной прочности. Каньоны и каньонообразные долины встречают в Дагестане, Ар­мении, Крыму. Самый глубокий каньон имеет река Колорадо (США, штат Аризона), глубина которого доходит до 2 км.

Читайте также:  Какая река в печенге

Пойменные долины отличаются наличием широкой поймы, а русло занимает только часть ее. Такие долины широко распространены на равнинах. Ширина пойм у крупных рек дости­гает десятков километров, а вся долина с террасами иногда име­ет ширину в 100 км и более. Ширина поймы нижней Волги до­стигает 40 км, а Амазонки — более 100 км.

Источник



Работа реки

Движущаяся вода обладает известным запасом кинетической энергии, пропорциональным массе текущей воды и квадрату скорости течения.

Скорость же, в свою очередь, зависит частично от массы, но также и от уклона и формы ложа, по которому вода струится. Энергия тратится на преодоление трения, но она же позволяет реке производить размыв горных пород и переносить различные материалы в растворе, во взвешенном состоянии и волочением по дну. Миссисипи ежегодно выносит в море 136 млн. т вещества в растворе, 340 млн. г в виде взвесей и 40 млн. т путём перекатывания и волочения. Когда запас энергии иссякает, река отлагает переносимый материал.

Работа рек на Земле равна весу стекающей воды, умноженному на высоту падения до уровня стока. Так как годовой сток с суши составляет 36 тыс. куб. км, то общий вес воды, вливаемой за год в Мировой океан, равен 3,6 X 10 13 кг. Приняв среднюю высоту суши в 875 м, получим, что работа рек на Земле близка к 3 X 10 16 кгм. В СССР около 120 тыс. рек (в том числе около 2500 рек длиной свыше 200 км), потенциальная энергия их исчисляется более чем в 300 млн. квт.

Раз способность рек производить работу определяется массой воды и скоростью течения, то всё, влияющее на водоносность и быстроту потока, влияет и на продуктивность его работы. Поэтому не только в разных климатах реки работают различно, но одна и та же река в течение года проявляет себя неодинаково.

Работа реки слагается из процессов размыва, переноса и аккумуляции, протекающих всегда вместе и одновременно, хотя и проявляющихся в каждой точке с различной интенсивностью, что и позволяет выделять среди них ведущий процесс, как бы подчиняющий себе остальные.

Источник

Эта статья перенесена сюда!

Река – турбулентный поток, скорость которого непрерывно изменяется по величине и направлению, что приводит к горизонтальному и вертикальному перемешиванию воды. Скорость течения реки определяется поплавками и специальными приборами – гидрометрическими вертушками и выражается в метрах и секунду (v, м/с). При отсутствии непосредственных измерений для вычисления средней скорости потока применяется уравнение Шези: Vср=C√R*i, где V – скорость в м/с. С – коэффициент, зависящий от шероховатости русла и глубины потока (коэффициент Шези). R – гидравлический радиус. i – уклон русла. Коэффициент Шези определяется по формуле Маннинга; С=1/n*h 1/6 , где h – глубина потока, n – коэффициент шероховатости русел, определяемый по таблицам М. Ф. Срибного. В руслах равнинных рек, ширина которых на несколько порядков превышает их глубину, величина R мало отличается от глубины реки h, и поэтому формула Шези может быть записана в виде V=C√h*i. Из формулы Шези видно, что скорость потока растет с увеличением уклона и глубины (и соответственно гидравлического радиуса), так как при этом ослабевает влияние шероховатости.

При открытой водной поверхности в штилевую погоду наименьшие скорости наблюдаются у дна, что обусловлено трением, и нарастают к поверхности реки. При попутном ветре максимальная скорость бывает на поверхности, при встречном ветре и зимой при наличии ледяного покрова, она опускается на некоторую глубину. При наличии механических препятствий на дне или донной водной растительности скорости внизу потока существенно уменьшаются. Кривые изменения скоростей по вертикали называются годографами или эпюрами скоростей. Скорости течения по ширине реки, как поверхностная, так и на всех других уровнях, меняются довольно плавно и закономерно, повторяя распределение глубин в живом сечении, но у берегов всегда меньше из-за трения. Линии, соединяющие точки с одинаковыми скоростями в живом сечении реки, называются изотахами. Стрежень реки – линия вдоль реки, соединяющая точки наибольших поверхностных скоростей течения. Динамическая ось потока – линия вдоль реки, соединяющая точки наибольших скоростей в поперечном сечении потока.

Знания о распределении скоростей в реке, положении стрежня и динамической оси потока имеют большое значение для водного транспорта и лесосплава.

Движущаяся вода обладает энергией и способна производить работу. Энергия реки прямо пропорциональна массе воды и скорости. В естественных условиях работа реки слагается из процессов эрозии (размыва), переноса и аккумуляции (отложения) наносов. Твердые минеральные частицы, переносимые рекой и отлагаемые в русле и на пойме, называются аллювием. Речные наносы в зависимости от характера движения в потоке условно подразделяются на взвешенные и влекомые (донные). Для характеристики речных наносов применяется ряд показателей: мутность (ρ) – количество взвешенных наносов, содержащихся в 1м 3 воды (г/м 3 ) или литре воды (г/л); расход наносов (R) – количество наносов, проносимое рекой через живое сечение в одну секунду: R= ρ*Q (кг/с). Различают расход взвешенных и расход влекомых наносов. Максимально возможный при данных гидравлических характеристиках потока расход наносов называется транспортирующей способностью реки. Сток наносов – суммарное количество наносов в тоннах, проносимое рекой через живое сечение за длительный промежуток времени (сутки, месяц, год). В настоящее время сток наносов всех рек оценивается в 21,3 млрд. т в год, что составляет около 36% от всего осадочного материала, поступающего в Мировой океан.

Источник

Adblock
detector