Деятельность временных русловых потоков

Геологическая деятельность русловых потоков

Деятельность русловых потоков складывается из размыва земной поверхности водным потоком - эрозии, переноса и аккумуляции продуктов размыва. Деятельность потока определяется в первую очередь его кинетической энергией, описываемой известной формулой mv²/2, где в данном случае m – масса воды, v – скорость течения. Скорость течения, в свою очередь, зависит от величины уклона русла. Основная часть энергии расходуется на перенос обломочного материала, поступающего в русло, а также на преодоление сопротивлений, возникающих вследствие турбулентности потока и его трения о дно и борта русла. Избыток энергии тратится на эрозию, направленную на размыв водными потоками земной поверхности. Если энергия потока снижается, то наступает состояние динамического равновесия; дальнейшее снижение энергии, связанное, например, с выполаживанием русла, приводит к аккумуляции переносимого материала. Учитывая, что величина энергии водного потока различна в разных его частях, эрозионные и аккумулятивные процессы протекают одновременно в разных частях одного потока. Общий уклон русла потока направлен от истока к устью. В связи с этим в верхней части долин, где уклон наиболее значителен, обычно преобладает эрозия; в среднем течении она сменяется динамическим равновесием между эрозией и аккумуляцией; в нижнем течении в общем случае преобладает аккумуляция. В процессе эрозии постепенно вырабатывается профиль равновесия реки, соответствующий на каждом участке речной долины динамическому равновесию.

Поверхность, на уровне которой водный поток теряет свою силу и ниже которой не может углублять своё ложе, называется базисом эрозии. За главный базис эрозии условно принимается уровень Мирового океана. Помимо главного, выделяются региональные и локальные базисы эрозии. Региональными базисами эрозии являются уровень моря или озера, в которое впадает река, уровень крупных низменностей и пр. Локальным базисом может являться любая точка русла – водопады, пороги, устья притоков и др.; эти базисы постоянно изменяются и определяющими эрозию на расположенном выше по течению участке.

Среди русловых потоков различают:

временные русловые потоки,

постоянные русловые потоки – реки.

Деятельность временных русловых потоков

Среди временных русловых потоков выделяются временные потоки оврагов и временные горные потоки. Оба типа потоков не имеют постоянного питания грунтовыми водами и появляются периодически в периоды дождей и таяния снега.

Временные потоки оврагов. Формирование оврагов начинается с образования эрозионных борозд – переходных форм от плоскостного к линейному размыву поверхности склонов. Борозды возникают за счёт плоскостного стока дождевых и талых вод при слиянии небольших струек в наиболее пониженных участках склона. Дальнейшая эрозия в бороздах проводит к образованию более крупных форм – рытвин. Для рытвин характерны крутые незадернованные борта и продольный профиль, близкий к профилю склона. За счёт наиболее крупных и быстро растущих рытвин в процессе их углубления и расширения образуются овраги, обладающие продольным профилем, отличным от профиля склона. Дно молодых оврагов отличается неровностью. По мере дальнейшего углубления профиль оврага постепенно выравнивается за счёт развития глубинной эрозии, направленной на приближение к уровню базиса эрозии. Верхняя часть оврага представляет собой крутой уступ, за счёт размыва которого овраг продвигается вверх по склону. Такой процесс роста вверх по течению потока называется регрессивной или попятной эрозией. Скорость роста оврагов может быть очень высокой и достигать нескольких метров в год; при разработке промоин, осложняющих склоны оврагов, может возникать ветвящаяся овражная система. По мере развития овраг своим истоком приближается к водоразделу, а устьем к базису эрозии, его продольный профиль приобретает вогнутую форму, а поперечный – V-образным, с крутыми незадернованными склонами. В условиях незначительной скорости углубления происходит расширение оврага, он превращается в балку – эрозионную форму, характеризующуюся наличием плоского дна и пологих склонов, закреплённых растительностью.

Водный поток, движущийся по дну оврагов и балок во время дождей и таяния твёрдых осадков, переносит мелкий обломочной материал. В низовьях оврага, где энергия потока снижается, могут образовываться конусы выноса оврагов.

Временные горные потоки. Зарождение временных горных потоков связано с ливневыми дождями и интенсивным таянием снега и ледников. В верхней части горных склонов система сходящихся рытвин и промоин образует водосборный бассейн. Ниже располагается канал стока – русло, по которому движется вода. Значительный уклон русла обуславливает высокую энергию потока, по пути движения он подхватывает большое количество обломочного материала разного размера. Насыщение обломочным материалам может превратить водный поток в сель – временный разрушительный поток, перегруженный грязе-каменным материалом. В грязе-каменном потоке, имеющим значительно большую плотность, чем вода и высокую кинетическую энергию, способны перемещаться даже глыбы, размером до нескольких метров. Сели могут формироваться также при обвале больших масс обломочного материала в горные реки, прорыва ледниковых или запрудных озёр.

На склонах вулканов могут формироваться специфичные грязевые потоки, насыщенные вулканогенным материалом - лахары. Лахар возникает при смешивании раскаленного или холодного вулканического материала (соответственно, горячие и холодные лахары) с водами кратерных озер, рек, ледников или дождевой водой. Высокая степень насыщенности тонкодисперсным пепловым материалом определяет высокую плотность потока, способного переносить крупный глыбовый материал.

При выходе на предгорную равнину скорость водных или грязе-каменных потоков уменьшается, потоки разветвляются, и переносимый материал откладывается, образуя конус выноса временного горного потока в виде полукруга, поверхность которого наклонена в сторону предгорной равнины.