Геология, деятельность рек и текучих вод

Введение
Важным процессом, протекающим на земной поверхности, является геологическая деятельность рек. Среди основных функций рек выделяют эрозионную, транспортирующую и аккумулятивную. Под эрозией понимают абразионное, ударное или химической разрушительное воздействие реки на дно и берега ее долины. Роль транспортирующей деятельности заключается в переносе разрушенного водами реки материала из одного места в другое. Аккумулятивная функция приводит к образованию в русле реки мощных осадочных толщ (аллювия).
Геологическая деятельность рек
Эрозионная деятельность рек
Эрозионная деятельность – процессы разрушения речным поток подстилающих и береговых пород за счет энергии потока, абразии и химического влияния.
Абразией (или корразией) называют врезание реки при помощи осадков (именно взвешенных частиц, а не воды; вода данным свойством не обладает). Скорость абразии прямо пропорциональна квадрату скорости течения реки.
Химическое влияние реки обусловлено наличием угольной H2CO3 и органических кислот CH3COOH, C2H2O4 в воде, которыми она насыщается, проходя через застойные заболоченные участки. Растворение сопровождается извлечением из минералов ионов Na+, K+, Ca+. Наиболее подвержены данному процессу карбонатные породы.
Эродирующее действие реки подразделяется на донную (глубинная) эрозию и боковую. Глубинная эрозия – разрушительное действие реки, направленное на углубление речной долины. Боковая эрозия – разрушительное действие потока, ведущее к подмыву берегов и расширению речной долины. На ранних стадиях развития реки преобладает глубинная эрозия, на стадии зрелости (когда выработан профиль равновесия – энергия потока уравновешена сопротивлением пород ложа размыву) – боковая эрозия.
Транспортирующая деятельность рек
Перенос материала в реке осуществляется разными способами: перенос ионов, полученных при растворении, либо перенос частиц, взвешенных в толще воды (рис. 1). Преимущественно это песчанистый, глинистый, алевритовый материал, концентрирующийся в воде вблизи дна. Более крупные частицы переносятся либо путем сальтации (прыжками), либо перекатыванием по дну, либо скольжением по дну. Твердым стоком реки называют весь материал, перемещаемый как по дну, так и во взвешенным состоянии в воде.
Рис. 1. Транспортировка материала в реке
Аккумулятивная деятельность рек
Аккумуляция – процесс осаждения переносимого рекой материала. Материал откладывается, когда его груз превышает энергию потока. Процесс может происходить в речном русле, по берегам (в период половодья), а также в устьевой части реки, образуя конус выноса – дельту.
Аллювием называют отложения обломочного материала, накапливающегося в речных долинах в результате деятельности водного потока. Выделяют аллювий равнинных и горных рек.
Аллювий равнинных рек подразделяется на русловой, пойменный и старичный.
Русловой аллювий накапливается в обстановке постоянно меняющегося русла, с максимальной энергией течения, из-за чего данный тип обладает наибольшей грубостью материала (от разнозернистных песков до крупных галек).
Старичный аллювий выстилает прежние русла рек, отделившиеся в ходе перехвата.
Ежегодные паводки перекрывают наиболее низкие прирусловые отмели, называемые поймой

. Пойменный аллювий состоит из тонкого материала, взвешенного в полой воде (тонкий песок, суглинки, глины), и перекрывает грубый русловой аллювий. Аллювий речных пойм обладает крайне высоким плодородием, и является важной частью сельскохозяйственной деятельности.
Аллювий горных рек откладывается в других условиях. Горные реки текут быстрее и обладают сложной системой завихрений и водоворотов, из-за чего тонкие песчаные и глинистые частицы не оседают на дно, а уносятся во взвешенному состоянии к устьевым частям рек.
Горный русловой аллювий откладывается в виде гряд, разделенных неглубокими понижениями, и состоит из крупных галечников и валунов.
Горный пойменный аллювий образуется лишь участками на россыпях глыб обвального происхождения, в крупных расширениях горных долин с разветвленными руслами. Аллювий горных пой не обладает плодородием, в отличие от равнинных.
Морфология речных долин
Профиль равновесия. Строение речных террас
Реки производят огромную эрозионную, переносную и аккумулятивную работу. С момента образования река стремится выработать профиль равновесия (рис. 2), приближающийся к уровню бассейна, в который она впадает (базис эрозии). При этом она врезается в породы, углубляя русло (донная эрозия).
Рис. 2. Выработка профиля равновесия реки. Рост долины происходит в направлении стрелки, 1-4 – стадии роста, 5 – базис эрозии реки.
После выработки профиля равновесия река начинает размывать берега, расширяя долину (боковая эрозия) и формируя пойму. В эту стадию у реки формируются излучины (меандры). В большинстве речных долин развиты поймы и надпойменные речные террасы: эрозионные; эрозионно-аккумулятивные, или цокольные; аккумулятивные.
Основными причинами формирования надпойменных террас являются тектоническое поднятие территории или понижение базиса эрозии (рис. 3). В обоих случаях река вновь вынуждена врезаться в породы русла и вырабатывать новый профиль равновесия. Такие циклы могут повторяться несколько раз, что приводит к образованию широкой долины с серией надпойменных террас.
Основными элементами террасы являются площадка (выровненная горизонтальная поверхность террасы), уступ (вертикальный или косой склон террасы), бровка (место перегиба), тыловой шов (место сочленения площадки с уступом вышележащей террасы или коренным склоном долины (рис. 4).
Рис. 3. Схема формирования речных террас. Во время поднятия территории или понижения базиса эрозии река врезается в коренные породы и начинает снова разрабатывать долину. При новом поднятии процесс повторяется. 1 – река; 2 – аллювий; 3 – коренные породы; 4 - поднятие
Рис. 4. Строение и типы террас. 1 — река, 2 — пойма, 3 — 1-я надпойменная цокольная терраса, 4 — тыловой шов террасы, 5 — бровка террасы, 6 — уступ террасы, 7 — коренные породы, 8 — эрозионная терраса
Строение устьевых частей речных долин