что такое речная эрозия
Водная Эрозия: Типы, Виды, Последствия И Меры Борьбы
Водная эрозия почв – один из многочисленных факторов, негативно влияющих на продуктивность сельского хозяйства. В результате водной эрозии поля могут стать абсолютно непригодными для выращивания культур. Водная эрозия почвенного покрова возникает по различным причинам и имеет несколько стадий. Для предотвращения негативных последствий фермеру следует знать, как бороться с водной эрозией и обрабатывать поля так, чтобы избежать подобных проблем в своей практике.
К счастью, современные аграрии располагают различными технологиями мониторинга состояния полей, среди которых – определение влажности почвы и отслеживание уровня осадков. Данные показатели позволяют определить угрозу вызванной вымыванием деградации грунтов и вовремя принять необходимые меры.
Что Такое Водная Эрозия?
Водная эрозия – удаление верхнего слоя почвы вследствие некорректно спланированной ирригации, стоков, выпадения осадков, таяния снегов. Дожди являются одной из главных причин данной проблемы. Водные потоки вымывают органические и неорганические частицы из поверхности грунта и переносят их на территории с более низким рельефом, что в конечном итоге приводит к наводнениям и подтоплениям. Эродированный почвенный материал может либо образовывать новые грунты, либо оседать в близлежащих водоемах (озерах, ручьях, реках и т.д.).
Водная Эрозия Почв: Причины
Вызванное водой истощение грунтов может быть естественным или ускоренным, в зависимости от причины деградации. Естественная (природная) водная эрозия не зависит от антропогенных факторов и не оказывает значительного влияния на плодородие почвы. Она вызвана дождевыми и талыми водами, стоками, т.е. природными силами. Каждому типу почв присуща своя скорость разрушения. Она также зависит от специфики сельскохозяйственных угодий и климатической зоны, в которой они расположены.
Ускоренная водная эрозия, наоборот, является следствием нерационального земледелия. Она происходит из-за неправильно подобранного метода ирригации, количества водных ресурсов, времени полива, в результате чего разрушается плодородный слой грунта.
Типы Водной Эрозии Почвенного Покрова
Вызванная вымыванием деградация протекает в несколько этапов и проявляется по-разному, в зависимости от причины. Ниже приведены наиболее распространенные типы водной эрозии, которые негативно влияют на грунты, если вовремя не принять соответствующие меры.
Дождевая (Капельная) Водная Эрозия
Данный тип – начальная стадия эрозионного процесса, вызванного дождем. По сути, дождевые капли «бомбардируют» открытую, незащищенную растительным покровом почву и разрушают структуру верхнего слоя. Это приводит к формированию корки на поверхности, негативно отражается на инфильтрационных свойствах грунтов и вызывает образование стоков.
Схема показывает воздействие дождевой эрозии на равнинные поля 
Схема показывает воздействие дождевой эрозии на пологие поля
Плоскостная Эрозия
Вызванная водой деградация данного типа происходит в случае, если интенсивность осадков превышает инфильтрационную способность почвы. В результате происходит вымывание мелких частиц грунта с питательными и органическими веществами. Плоскостная водная эрозия может привести к таким пагубным последствиям, как образование борозд.
Струйчатая Эрозия
Струйчатое (ручейковое, бороздчатое) разрушение происходит, когда вода проникает в почвенный профиль и образует каналы глубиной до 30 см. Стремительные потоки захватывают частицы грунта и переносят их вниз по течению. Если не принять своевременные меры борьбы с водной эрозией, она перерастет в овражную, с глубиной борозд более 30 см.
Овражная Эрозия
Усугубленная стадия деградации наступает, когда почва эродирована настолько, что каналы на ее поверхности невозможно убрать даже при помощи механической обработки полей. Помимо потерь грунта и разрушения угодий, овражная водная эрозия почвенного покрова приводит к седиментации рек и ухудшению качества водных ресурсов.
Туннельная (Трубчатая) Водная Эрозия
Так называемый «скрытый» тип разрушения водными потоками может привести к серьезным последствиям еще до обнаружения каких-либо признаков. В этом случае деградация почв происходит из-за движения значительных объемов воды в структурно нестабильных грунтах, поэтому такое разрушение особенно пагубно для щелочных почв. Его можно определить по наличию многочисленных туннелей под поверхностью земли.
EOS Crop Monitoring
Спутниковый мониторинг – управляйте полями дистанционно с помощью одной платформы!
Негативные Последствия
Несмотря на разнообразие признаков, все типы водной эрозии вызывают одинаковые характерные последствия.
Влияние На Флору
Удаление верхнего слоя почвы при стремительной деградации неизбежно окажет влияние на культивируемые растения. Вымывание питательных веществ чрезмерным количеством воды приводит к дефициту необходимых посевам элементов и, как результат, снижению урожайности.
Влияние На Фауну
Истощение грунтов не проходит бесследно и для живых организмов. Отсутствие верхнего слоя почвы провоцирует загрязнение водных ресурсов вследствие химических стоков. От этого страдают животные и обитатели водоемов, наблюдается резкое снижение их популяции.
Подтопления И Наводнения
Сильная водная эрозия может негативно отражаться на экосистемах и приводить к наводнениям. Смывание верхнего слоя снижает водоудерживающую способность почвы и значительно увеличивает вероятность подтоплений в предрасположенных территориях, как например, низины или недостаточно дренированные грунты. Сильные наводнения обладают чрезвычайной разрушительной силой и могут уничтожить дороги и здания, поэтому важно заметить негативные изменения в состоянии полей еще до того, как ситуация станет критической.
Влияние На Качество Водных Ресурсов
Помимо последствий для животного и растительного мира, а также плодородия полей, водная эрозия почвенного покрова существенно ухудшает качество воды как таковой. Частицы эродированного грунта в конечном итоге попадают в близлежащие водоемы, изменяют их химический состав и уменьшают концентрацию кислорода. Кроме того, стоки с эродированных полей содержат вредные для здоровья химикаты (оставшиеся после применения пестицидов и гербицидов), которые в результате вымывания попадают в озера, ручьи и реки.
Водная Эрозия Почв И Меры Борьбы С Ней
Своевременное обнаружение признаков – ключевой момент в борьбе с вызванной вымыванием деградацией. Варианты решения проблемы зависят от типа почвы, топографических и климатических особенностей местности, севооборота и специфики землепользования.
В таблице ниже приведены наиболее распространенные способы борьбы с водной эрозией и их эффективность в зависимости от ее типа.
| Капельная Эрозия | Плоскостная Эрозия | Струйчатая Эрозия | Овражная Эрозия | Туннельная Эрозия | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
Методы Борьбы С Дождевой Водной Эрозией
Согласно исследованиям, ключевым способом предотвращения деградации почвы данного типа является поддержание растительных покровов на уровне минимум 70% (80-100% на северных склонах). Таким образом исключается отслаивание частиц грунта, которое впоследствии может привести к более серьезным стадиям деградации. Обеспечение почвенного покрова – особенно эффективный метод борьбы с разрушительной силой дождевых капель.
В помощь фермеру, Crop Monitoring предлагает ряд вегетационных индексов, по которым можно определить не только состояние посевов, но и покрытые и не покрытые растительностью участки полей. Эти данные особенно полезны:
Способы Предотвращения Плоскостной Водной Эрозии
Борьба с плоскостной деградацией начинается с контроля почвенного покрова, структуры грунта и содержания в нем органического вещества. Это предотвращает развитие дождевой эрозии, поскольку не допускает уплотнения верхних слоев почвы.
Деградация земельных ресурсов снижает продуктивность полей, но Crop Monitoring дает пользователям возможность оценивать продуктивность отдельного поля не только в течение всего текущего посевного сезона, а и анализировать исторические данные и использовать полученную информацию в дальнейшем. Фермер может отслеживать и сравнивать продуктивность поля сезон за сезоном, выявлять тенденции и с высокой точностью определять проблемные участки. А оповещения о погодных рисках позволяют своевременно принять превентивные меры.
Кроме того, в мобильном приложении Crop Monitoring скауты могут добавлять угрозы в отчет по задаче прямо в поле, что позволяет вовремя реагировать на проявления деградации грунтов.
Методы Борьбы Со Струйчатой Водной Эрозией
Единственный способ предотвратить струйчатую деградацию на стадии уже сформировавшихся стоков – снизить скорость водного потока и укрепить грунт. Вегетация и растительные остатки защищают поверхность почвы и эффективно задерживают ручьи. Укрепление грунта достигается путем корректно подобранного чередования культур в севообороте. Способность растений удерживать почву неодинакова. Она зависит от вида сельскохозяйственных культур, стадий их развития и густоты посевов.
Способы Предотвращения Овражной Водной Эрозии
Чтобы не допустить данный тип деградации почвы и снижения ее плодородия, фермерам необходимо минимизировать вырубку деревьев и предотвратить концентрацию почвенной влаги в оврагах из-за стоков со зданий, дорог и скотопрогонов. Среди методов борьбы с овражной эрозией – ограждение заборами, сооружение дамб и различных инженерных конструкций, которые преграждают водные потоки и помогают избежать чрезмерного увлажнения.
Способы Борьбы С Туннельной Водной Эрозией
Предотвращение туннельной эрозии – задача не из легких, и справиться с ней удается не каждому. Бороться с деградацией почвы этого типа не только сложно, но и затратно. Предотвращение образования туннелей и их дальнейшего развития требует химических, механических и вегетативных ресурсов. Химическая мелиорация предполагает внесение высоких концентраций гипса и/или извести при обработке полей для обеспечения электролитного баланса. Регулярный анализ почвы не только помогает своевременно выявить туннельную деградацию, но и определить такие важные показатели, как уровень pH, концентрацию электролитов и др., а также провести химическую мелиорацию корректно.
Поврежденные туннелями поля требуют химической мелиорации и внесения удобрений на участки со сниженной продуктивностью. В этом случае дифференцированная фертилизация является оптимальной превентивной мерой. Функция зонирования в Crop Monitoring учитывает неоднородность поля и по NDVI выделяет от 2 до 7 зон в зависимости от задачи. Это дает возможность обрабатывать каждую зону в соответствии с ее потребностями и тем самым оптимизировать ресурсы. Фермер распределяет внесение удобрений и полив по участкам с учетом их продуктивности. Такой подход помогает максимально увеличить урожайность культур на деградированных полях, а также снизить загрязнение почвы химикатами.
Задача каждого агронома – сохранение плодородия и предотвращение проявлений водной эрозии грунтов любого типа. Crop Monitoring не только позволяет удаленно выявить и контролировать вызванное водными потоками разрушение почвенного покрова. Продукт также помогает отслеживать состояние посевов в течение всего сезона, принимать надежные решения по обработке полей и получать максимум прибыли с каждого гектара.
Геологическая деятельность русловых потоков
Геологическая деятельность русловых потоков
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.
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.
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.
Сухая дельта. Синай
Состав пролювиальных отложений меняется от вершины конуса к его периферии от гальки и щебня до песчаных и глинисто-алевритовых осадков в краевых частях. К периферии конусов (по мере снижения энергии потока) уменьшается размер частиц и возрастает степень их отсортированности. Зональность строения и состава отложений (наиболее типичная для сухих дельт) позволяет выделять в строении пролювиальных конусов три фации.
1. Потоковая, формирующаяся при выходе потока на предгорную равнину, где его скорость резко снижается и вследствие этого отлагается наиболее грубый материал. Для этой фации характерны галечники, содержание валуны и песчано-глинистый заполнитель (такие породы называют фангломераты).
2. Веерная, образующаяся при разветвлении единого потока на несколько рукавов. Потоки замедляют скорость, большинство из них иссякает в результате просачивания в собственные наносы и испарения (необходимо отметить, что интенсивному испарению способствует не только климат, но и распадение потока на рукава, что увеличивает площадь испарения). Иссякая, эти медленно текущие потоки последовательно вниз по течению отлагают пески, супеси, суглинки и глины.
3. Застойноводная, образующаяся на периферии конусов выноса, где за счёт временных разливов (при половодьях и паводках) и грунтовых вод возникают мелководные временные водоемы озерного типа. Для этой фации характерны алевритово-глинистые, часто загипсованные и засолённые отложения
Характерными особенностями пролювия служат:
Фации пролювия
В равнинных областях к пролювию относятся отложения, слагающие конусы выноса крупных оврагов и балок. Они отличаются меньшей мощностью и сложены более мелкозернистым материалом, преимущественно суглинками с гравием и песком.
Эрозионная деятельность рек
Эрозионная деятельность реки осуществляется различными несколькими способами:
при помощи переносимых речным потоком осадков, которые воздействуют на коренные породы ложа реки как абразивный материал;
за счёт растворения пород ложа (важную роль в этом играют растворённые в воде органические кислоты);
за счёт гидравлического воздействия воды на рыхлый материал ложа (вымывание рыхлых частиц);
дополнительными факторами могут служить разрушение берегов во время ледохода, темроэрозионные процессы и др.
Эрозия переносимым рекой обломочным материалом
Эрозия может быть направлена на углубление дна долины – донная (или глубинная) эрозия, или на размыв берегов и расширение долины – боковая эрозия. Эти два вида эрозии действуют совместно.
Интенсивность глубинной эрозии определяется в первую очередь уклоном русла (и, соответственно, энергией потока). При преобладании глубинной эрозии формируются глубокие врезы с крутыми берегами и V-образным сечением речной долины, пойма развита фрагментарно (на островах и небольших участках у выпуклых берегов излучин). В рельефе такие участки нередко представлены глубокими каньонами (на Большом Кавказе каньоны в гранитах и известняках на р. Белой и др.)
Различные условия взаимодействия речного потока с берегами рек (по Р.С. Чалову):
а – стрежень проходит посередине русла, берега не размываются;
б – поток походит к берегу под углом, вызывая сжатие струй и размыв берега;
у противоположного берега образуется аккумулятивная отмель
(h – превышение уровня воды у вогнутого берега на средним уровнем в данном сечении).
Модель образования меандр
В русле меандрирующих рек при уменьшении уклона русла и извилистости могут возникать намывные острова. На широких участках долины при относительно прямолинейных очертаниях русла и поймы может формироваться серия таких островов, что приводит к ветвлению русла – его разделению на несколько потоков. Эти острова перемещаются вниз по течению, постоянно изменяя очертания.
Скорость эрозии определяется сочетанием ряда факторов: энергии потока, состава пород ложа, развития растительности, интенсивности техногенного воздействия и пр.
Речная эрозия нередко приводит к активизации других экзогенных геологических процессов. Так, интенсивная глубинная эрозия, приводит к образованию каньонов и V-образных долин с крутыми склонами, на которых активно проявляются обвальные и осыпные процессы. Подмыв высоких берегов, сложенных трудноразмываемыми породами, при боковой эрозии приводит к развитию оползней, осыпей и обвалов.
Перенос материала реками осуществляется несколькими способами.
Наиболее крупные частицы (гальки) перемещаются волочением по дну или перекатыванием; частицы песчаной размерности – сальтацией.
Перенос песка водным потоком
Тонкие частицы глинистой и алевритистый размерности при скорости потока более 2 см/c перемещаются во взвешенном состоянии.
В растворённом виде.
Переносимый речным потоком материал претерпевает механическую обработку – окатывается – за счёт трения о другие частицы и породы ложа.
Отложения постоянных русловых потоков (рек, ручьев) называются аллювий. Аллювий формируется в различных участках речной долины. В соответствии с этим выделяют три фации: русловый, пойменный и старичный аллювий.
Русловой аллювий обычно представлен хорошо промытыми и сортированными песками, гравийниками или галечниками с характерной косой слоистостью. Мощность его может достигать первых десятков метров, иногда больше.
Нижние горизонты руслового аллювия залегают на размытой поверхности подстилающих коренных пород; им свойственен более грубозернистый состав, плохая сортировка и неотчётливая косая слоистость. Образование этих горизонтов отвечает наиболее начальной стадии формирования речной долины. Их мощность обычно невелика или они вообще не сохраняются, поскольку на начальной стадии формирования долины, когда аллювий постоянно перемещается, образуя лишь временные неустойчивые скопления, смываемые во время паводков и половодий.
Вверх по разрезу размер аллювиальных частиц уменьшается и возрастает степень их сортировки, появляется отчётливая косая слоистость. Наиболее высокие горизонты, формирующиеся в условиях прирусловой отмели, отличаются разнообразием текстур – мелкая косая, косо-волнистая, волнистая, что связано с образованием ряби течения в условиях мелководья.
Особенности строения разреза руслового аллювия определяются и особенностями конкретного речного потока. В целом, для крупных равнинных рек характерны более развитая средняя часть руслового аллювия и отложения прирусловой отмели. В осадках горных рек аллювий более крупный, преобладают текстуры, характерные для самой нижней части равнинного аллювия (что связано с большей энергией и турбулентностью потока).
Старичный аллювий обычно залегает в виде линз в толще руслового аллювия. Для старичных отложений характерен алевро-глинистый или мелкопесчаный состав (суглинки, супеси), насыщенность органикой и тонкая горизонтальная слоистость (обусловленная осаждением из спокойных вод). В нижней части старичных отложений могут присутствовать единичные косослоистые серии, отвечающие периодам половодий, когда старица вновь начинала действовать как русловой проток.
Пойменный аллювий залегает поверх руслового и старичного. Пойменные отложения формируются в периоды половодий, когда речные воды, выходя за пределы русла, заливают речную долину. Формирование пойменного аллювия тесно связано с режимом реки: он хорошо развит у равнинных рек в областях гумидного умеренного климата, менее развиты в аридных областях и слабо выражены у горных рек (не имеющих развитой поймы). Мощность пойменных отложений обычно не превышает нескольких метров.
Пойменный аллювий представлен алевро-глинистыми или алевритовыми отложениями с горизонтальной слоистостью. Нередко в нём отмечаются прослои почв, образующихся в период между половодьями.
Паводковые воды провоцируют развитие оползневых процессов и подмыв берегов. Поэтому прислоненной подмываемому обрывистому берегу пойменный аллювий может содержать включения плохоокатанных или неокатанных глыб разного размера, представляющих собой погребенную осыпь и продукты обваливания коренного берега.
В совокупности, отложения русловых потоков – пролювий и аллювий – согласно классификации Е.В. Шанцера, образуют флювиальную группу отложений.
Классификация отложений русловых потоков (по Е.В. Шанцеру)
Процессы эрозия и аккумуляция тесно взаимосвязаны и протекают совместно. Поэтому характер формирующегося аллювия отражает особенности развития речной долины, определяемые, в свою очередь, режимом водного потока, характером движений земной коры, изменением рельефа и другими факторами. При изменении условий (в том числе и в ходе эволюции рек) аллювиальная аккумуляция переходит из одной динамической фазы в другую.
Необходимо подчеркнуть, что рассмотренные динамические фазы могут неоднократно сменять друг друга как на протяжении речной долины в связи с меняющимися гидродинамическими условиями, так и в ходе эволюции долины.
Для классификации долин используется форма её поперечного сечения, ширина днища, крутизна бортов и характер речных отложений. По этим признакам выделяются следующие морфологические типы речных долин.
1. Треугольные (V-образные) долины. При формировании V-образных долин энергия потока расходуется только на их углубление – доминирует глубинная эрозия. Характерны узкое дно и прямые крутые (обычно более 20 о ) склоны, сложенные коренными породами. Долины в основном симметричные, реже асимметричные – один склон пологий, иногда у его основания отмечается накопление аллювия. Долинам присущ значительный уклон, продольный профиль невыработанный и ступенчатый. Пойма неразвита. Аллювий образует временные скопления, характеризуется крайне низкой окатанностью и плохой сортированностью. Активное проявление склоновых процессов приводит к нагромождению на дне долины неокатанного обломочного материала, поступающего со склонов. Вода сочится в толще рыхлого материала или в виде струек.
2. Параболические (U-образные) долины. Образованы при сочетании процессов донной и боковой эрозии. Характерны длинные склоны крутизной 10-25 о и дно шириной 100-200 м. Такие долины вырабатываются обычно мощными потоками при чередовании этапов врезания и аккумуляции. Также как и в V-образных долинах, существенную роль наряду с аллювием имеют склоновые накопления.
3. Трапециевидные долины. Имеют относительно пологие склоны (10-20 о ), ширина колеблется от 200 м до 3 км и более. Характерны повышенные мощности аллювия и наличие комплекса террас. Формировались в условиях чередования эпох углубления и расширения днищ с эпохами заполнения долин мощными толщами аллювиальных осадков.
4. Желобовидные долины. Имеют широкое дно (несколько км), плавно переходящее в аккумулятивные террасы. Характерны высокие мощности аллювия. В истории развития долины неоднократно сменялись эпохи врезания и аккумуляции (при этом длительность последних преобладала).
Рассмотрев динамические фазы аллювия и особенности морфологии речных долин, несложно заметить, что любая река за время своего существования проходит ряд стадий, которые условно можно назвать молодостью, зрелостью и старостью.
На стадии образования в реке преобладает донная эрозия, приводящая к выработке V–образной долины и образованию грубого, плохо сортированного инстративного аллювия. Продольный профиль долины реки в эту стадию крутой в верховьях, изобилует неровностями и перепадами. По мере выработки долины всё большее значение приобретает боковая эрозия, придающая долине U-образную форму сечения.
На стадии зрелости продольный профиль реки становится выровненным, стремящимся приблизиться к базису эрозии, происходит усиление боковой эрозии вследствие меандрирования. За счёт меандрирования происходит расширение долины, формируется пойма, сечение долины приобретает трапециевидный облик. Активно идёт процесс накопления аллювия, нередко чередующийся с периодами углубления и расширения долины.
На стадии старости происходит ещё большее расширение долины. Продольный профиль близок к профилю равновесия, что приводит к снижению энергии потока – река не может переносить большое количество обломочного материала, что приводит к его осаждению, вызывающему заиление русла. Активно протекают процессы аккумуляции – формируются все фации аллювия. В итоге происходит заполнение русла осадками, река постепенно замедляет течение и зарастает.
Описанные этапы эволюции речной долины, как правило, не образуют линейной последовательности, а прерываются на разных стадиях процессами омоложения реки. Омоложение реки может быть обусловлено тектоническими движениями земной коры, изменением базиса эрозии (понижение уровня водоёма, в который впадает река и пр.), климатическими изменениями (увеличением расхода воды и энергии потока), техногенным воздействием (спуск водохранилищ и пр.) и приводит к изменению продольного профиля речной долины. При его изменении происходит возрастание энергии потока, что приводит к активизации донной эрозии, направленной на выработку нового профиля. То есть река вновь начинает углублять долину, затем, по мере приближения к профилю равновесия, начинают доминировать процессы боковой эрозии, формируется пойма, т.е. река вновь проходит цикл своего развития. И этот процесс может повторяться неоднократно.
Наличие этапов омоложения отражается в образовании речных террас – ступенеобразных уступов в бортах речной долины. В строении террас выделяют площадку – выровненную поверхность террасы, тыловой шов – место сочленения площадки с вышерасположенной террасой или коренным склоном, склон террасы и бровку – место сочленения площадки и склона террасы.
Схема развития речной террасы
Среди речных террас различают эрозионные, эрозионно-аккумулятивные и аккумулятивные.
Эрозионные террасы (или скульптурные террасы, террасы размыва) – террасы выработанные речным потоком в коренных породах. Они наиболее характерны для горных рек, где активно проявляются тектонические движения, приводящие к частым изменениям продольного профиля реки.
В устьевой части речной поток достигает уровня базиса эрозии, теряет энергию и отлагает переносимый материал. Специфика осадконакопления и особенностей строения в устьевой части определяется сочетанием ряда факторов, среди которых наибольшее значение имеют: количество выносимого рекой материала, расход воды в реке и его изменение во времени, динамика морских вод и характер тектонических движений.
Типичными формами устьевых частей рек являются дельты, эстуарии и лиманы.
Дельты представляют собой сложенные речными наносами низменности в низовьях рек, прорезанные сетью рукавов и протоков. Название «дельта» происходит от заглавной буквы греческого алфавита дельта, по сходству с которой оно было дано в древности треугольной дельте р. Нил. По существу, дельты представляют собой конусы выноса рек. В устьевой части речной поток «сгружает» переносимый материал (частично в приустьевой части, частично в прибрежной части моря). Постепенно устьевая часть засыпается наносами, преграждающими путь водному потоку. В результате происходит формирование новых русел (называемых протоками и рукавами), вымываемых в принесённых ранее отложениях. Затем, в приустьевой части каждого рукава вновь происходит накопление материала, и процесс повторяется, что определяет постепенное выдвижение дельты в море. При этом отдельные протоки отделяются, превращаются в озёра и затем засыпаются или заболачиваются.
Помимо аллювиальных отложений в пределах дельт широко развиты морские отложения (формирующиеся в подводной части дельты, при затоплении участков дельты нагонными водами и пр.), эоловые (образующиеся при перевевании отложений), озёрные и болотные отложения. Таким образом, дельты представляют собой сложные динамичные системы, образующиеся под влиянием различных геологических процессов.
Благоприятными условиями для быстрого роста дельты являются: обилие приносимых рекой наносов, тектоническое поднятие прибрежной территории, понижение уровня водоёма, положение устья в вершине залива или в лагуне (блокированные дельты), а также мелководность бассейна, куда впадает река. Препятствуют образованию дельты сильные приливо-отливные, сгонно-нагонные течения и вдольбереговые течения, а также тектоническое погружение прибрежной зоны (скорость которого выше скорости накопления осадков) и быстрое повышение уровня водоёма.
Современные дельты занимают около 9% из общей протяженности побережий Мирового океана и аккумулируют ежегодно 18,5 млрд. тонн рыхлых продуктов, что составляет 67% всех терригенных осадков, поступающих в Мировой океан.
Устья в виде эстуариев имеют Енисей, Обь, Сена, Темза и многие другие реки.
Обычно в лиманах отлагаются мелкозернистые пески, алевриты и глины, а также нередко и органические вещества, дающие начало залежам горючих сланцев, углей, нефти. При малом притоке пресных вод с материка и засушливом климате воды лиманов сильно осолоняются и в них осаждаются соли или накапливаются солесодержащие илистые отложения – грязи.
Лиманы хорошо выражены в прибрежных частях Чёрного и Азовского морей.