4. 4. Геологическая деятельность рек.

Река со всеми ее притоками называется речной систе­мой, а площадь, занимаемая речной системой - речным бас­сейном. Площади, занимаемые бассейнами рек, огромны. Самым большим из них является бассейн реки Амазонки (около 7 млн. км ). Бас­сейн р. Волги занимает по своим размерам четырнадцатое место в мире (около 1,4 млн. км ).

Реки представляют собой обычно постоянные потоки, текущие в разработанном ими русле. Характер каждой реки определяется количест­вом протекающей воды, ее уровнем и скоростью течения. Указанные по­казатели изменяются как по сезонам года, так и в многолетнем цикле. Совокупность изменений перечисленных показателей обусловливает собой режим реки.

Площадь земной поверхности, с которой вода стекает в данную реку через притоки, ручьи, потоки и дождевые струи, носит название водо­сборного бассейна реки.

Различают реки:

а) горные, в которых преобладает ледниковое питание, харак­теризующееся значительным уклоном дна, большой скоростью воды и уз­кой глубокой долиной;

б) равнинные, в которых преобладают снеговое или дожде­вое питание, характеризующееся широкой частью неглубокой долиной и меньшей скоростью воды, чем у горных рек, что связано с небольшим уклоном дна реки.

В соответствии с изменениями уровня воды в реках наблюдается высокий горизонт (соответствующий во многих реках весеннему половодью) и меженный горизонт (наиболее низкий уровень воды в конце лета).

Реки производят большую работу по размыванию земной поверхнос­ти, по переносу и отложению осадков, образуя различные по ширине и глубине речные долины.

В местах их развития выделяют следующие элементы:

а) дно или ложе -самую низкую часть долины, назы­ваемую также тальве­гом;

б) русло - часть доли-ны, занятую водой реки;

в) пойму - часть доли-ны, заливаемую водой в период половодья;

г) склоны долины - повы­шенные участки суши, огра­ничивающие с двух сторон ложе долины.

В долинах многих рек, текущих по равнинной или слабохолмистой местности, можно наблюдать один или несколько поперечных и продоль­ных уступов, получивших название террас. Различают нижнюю (пойменную) и верхние (надпойменные) поперечные террасы, которых иног­да может быть несколько.

Размывающая деятельность рек, так же как и потоков, связана с количеством движущейся в них воды, с уклоном их дна, с базисом эро­зии и с характером той горной породы, по которой течет вода.

По характеру производимой работы русло реки на всем протяжении можно разделить на три части:

а) верховье, в котором преобладает размыв и унос материала;

б) среднюю часть, характеризующуюся тем, что перенос материала преобладает над размывом, уносом и отложением;

в) нижнюю часть, где преобладает отложение, но вместе с тем наблюдается также и перенос тончайших частиц, уносимых в моря и океаны.

Указанные части реки и характеризующие их особенности могут быть неодинаковы в различных реках.

В связи с большой скоростью течения в верховьях реки наблюдается преимущественно глубинная эрозия, т.е. размывание русла реки вглубь.

В средней, а особенно в нижней части реки, где скорость движения воды становится меньше, наблюдается еще и боковая эрозия, связанная с размывом берегов и расширением русла.

Наряду с огромной разрушающей работой по размыву земной поверх­ности, реки осуществляют большую работу по перемещению материалов и их отложению. На величину разрушающей и транспортирующей работы рек указывает объем сноса горных пород с поверхности материков всеми реками земного шара. По подсчетам этот снос составляет около 16 млрд. м³ ежегодно. Так, например, Амударья ежегодно выносит в низовье около 570 млн.т веществ, находящихся во взвешенном состоянии, р. Янцзы-2532 млн.т, Дунай - 82 млн.т, Волга-19 млн.т.

Продукты выветривания горных пород перемещаются водой в раство­ренном состоянии (различного рода соли), во взвешенном состоянии (глинистые, пылеватые и песчаные частицы) или путем перекатывания по речному дну более крупных обломков (галька, гравий).

Для переноса минеральных частиц водой требуется определенная скорость течения. Скорость течения реки в различных местах ее попереч­ного сечения различна: у берегов в связи с малой глубиной и трением она обычно наименьшая, в глубоких местах русла - наибольшая. В связи с этим у берегов происходит отложение более крупных частиц, в то вре­мя как в глубоких местах эти частицы еще перемещаются.

Так же изменяется скорость течения реки и в продольном направле­нии; в верховье реки она наибольшая, в нижней части, особенно если река впадает в озеро или замкнутое море, скорость течения сильно падает.

В результате этого происходит сортировка обломочного материала с разделением его по крупности на зерна или частицы, близкие по размерам друг к другу. Так возникают гравийно-галечные, песчано-гравийные, песчаные, пылевато-песчаные, пылеватые и глинис­тые отложения. Такого рода современные или древние отложения в реч­ных долинах получили название аллювиальных.

В зависимости от условий отложений различают несколько видов аллювия. Выпадение осадков может происходить на поймах рек в период паводков, в руслах нижнего течения и, наконец, в устьях рек. В соответствии с этим аллювий может быть пойменным, рус­ловым и дельтовым.

Пойменный аллювий отлагается во время павод­ков на заливаемых пойменных террасах. Так как на поймах скорость течения воды меньше чем в руслах, то обычно в пойменных водах содержатся более мелкие частицы породы чем в русловых.

Пойменный аллювий характеризуется тонкой, почти горизонтальной слоистостью, неоднородностью гранулометрического состава и малой мощностью слоев с характерным линзообразным выклиниванием. Он состо­ит из мелких частиц кварца и глинистых минералов. В накоплении пойменного аллювия могут быть перерывы и на поймах образуются гумосодержащие почвы.

Особую разновидность пойменного аллювия представляет старичный аллювий, откладываемый только в старицах рек. Старицы представляют собой изолированные старые русла рек, в которых вода стоит как в озерах. На дне стариц откладываются илы со значительным количеством органических веществ. В период паводка в старицы посту­пает тонкозернистый песок, который, смешиваясь с илом, образует илистые пески. Грунты старичного аллювия сильно сжимаемы и находятся обычно в текучем или текуче-пластичном состоянии, а поэтому неустой­чивы и обладают ничтожной несущей способностью.

Русловый аллювий откладывается в руслах рек после спада паводковых вод. Чем крупнее частицы породы, тем скорее начинается процесс их осаждения. Для руслового аллювия, так же как и для пойменного, характерны горизонтальная и наклонная слоистость, малая мощность слоев и хорошая отсортированность материала. В отли­чие от пойменного, в русловом почти не встречаются глинистые минера­лы и в основном он сложен песками различной крупности. Другой харак­терной особенностью руслового аллювия является перемещение отложе­ний вниз по реке.

Дельтовый аллювий откладывается в устьях рек при их впадении в моря и озера. В отложениях дельтового аллювия встречаются все песчаные и глинистые фракции. В наиболее удаленной в глубь водоема части дельты характерно образование илов, т.е. гли­нистых отложений в наиболее рыхлой (песчаной) стадии образования.

Образование аллювия горных рек имеет свои особенности. Здесь преобладает не отложение осадков, а размыв. Большой уклон русла создает благоприятные условия для переноса крупных обломков горных пород. Как правило, аллювий горных рек сложен скатанным крупнообломоч­ным материалом (валунами, гальками, гравием, крупным песком) и харак­теризуется большой водопроницаемостью. Скорость фильтрации воды в таких отложениях составляет в отдельных случаях более 100 м/сут.

Аллювиальные отложения горных рек практически следует считать несжимаемыми, что сообщает им большую несущую способность. Особен­ностью этого аллювия по сравнению с аллювием равнинных рек является отсутствие глинистых минералов.