Лекции по "Геоморфология"

Лекция 6. Рельеф склонов 1. Изучение склонов и склоновых процессов позволяет установить генезис и историю развития рельефа. Оно важно при прикладных исследованиях, таких как борьба с эрозией почв, изыскания под строительство сооружений на склонах, поиски месторождений различных полезных ископаемых и др.

Главным действующим  фактором является сила тяжести, поэтому  на склонах преобладают гравитационные процессы.

По  генетическому признаку склоны подразделяются на эндогенные и экзогенные. Эндогенные склоны образованы в результате тектонических движений земной коры, магматизма и землетрясений.

Экзогенные  склоны - склоны, формирующиеся в  результате непосредственного воздействия  экзогенных процессов.

Склоны  могут быть образованы как за счет выноса, так и за счет накопления материала. В соответствии с этим они подразделяются на склоны денудационные (выработанные) и аккумулятивные. Денудационные склоны, в свою очередь, можно подразделить на структурные, совпадающие с падением и простиранием стойких пластов, и аструктурные, у которых такого совпадения нет.

Форма склонов может быть прямой, выпуклой и вогнутой. Форма склонов несет  информацию о процессах, происходящих на них. Прямой склон связан с воздыманием и активным развитием глубинной эрозии, а вогнутый склон образуется при снижении скорости положительных движений и уменьшении активности эрозионных процессов.

По  особенностям склоновых процессов  выделяются следующие типы склонов (см. план).

2. Гравитационные склоны имеют крутизну 35-40° и более. На них обломки под действием силы тяжести скатываются к подножью склонов. К таким склонам относятся обвальные, осыпные и лавинные склоны. Обвальные склоны возникают в результате отрыва крупных глыб от основной массы горной породы и перемещение вниз по склону. Морфологическим результатом обвалов является образование стенок срыва и ниш в верхних частях склонов и накопление продуктов обрушения у их подножий.

С обвалами связаны  природные плотины, перегораживающие дно ущелий. Выше них образуются завальные озера. Обвалы могут вызывать сели.

Осыпные склоны. Образование осыпей связано в основном с физическим выветриванием. У осыпи различают осыпной склон, осыпной лоток и конус осыпи. Осыпные конусы могут сливаться друг с другом и образовывать сплошной шлейф. Отложения, связанные с обвально-осыпными процессами называются коллювием (colluvio - скопление). Он характеризуется гравитационной сортировкой – большие обломки накапливаются на удалении от подножия склонов, т.к. обладают большей энергией, чем мелкие.

Лавинные  склоны. У лавин выражены лавиносборные понижения, лотки, по которым движется снежная масса, и конусы выноса. Лавиносборными понижениями служат отмершие ледниковые кары или эрозионно-денудационные водосборные воронки. Лавинные лотки - это желоба корытообразной формы.

Конусы  выноса лавин состоят из снега, перемешанного с обломочным материалом. Вытаивая, обломочный материал образует рыхлую толщу.

3. Склоны блоковых движений образуются при смещении блоков горных пород в результате деятельности подземных вод и гравитации. Крутизна таких склонов колеблется от 15 до 40°. К ним относятся оползневые, оплывно-оползневые и склоны отседания.

Оползневые  склоны. Процессы оползания связаны с подземными водами, когда водопроницаемые породы подстилаются водоупорными породами. Водоупорный горизонт служит поверхностью скольжения, по которой блок горной породы соскальзывает вниз по склону.

Факторами оползнеобразования являются:

• геологическое строение склона;
• крутизна склона, высота, общая форма склона;
• деформации, испытывающие новейшие и современные движения;
• эрозия, абразия, суффозия и давление, оказываемое подземными водами на оползневой массив;
• деятельность человека.

При оползании  порода дробится и превращается в  бесструктурную массу (агломерат). Скопления оползневых масс у подножья склонов называют деляпсием.

Если уровень  оползания лежит выше базиса эрозии, то оползни называются деляпсивными, или соскальзывающими со склона; если ниже – детрузивными, или оползнями выдавливания.

Деляпсивные оползни характеризуется вязким течением, в результате которого формируются сплывы – малые оползневые тела.

Детрузивные оползни. В процессе смещения оползневого тела происходит выдавливание пород в виде вала, который называется детрузивным бугром.

Наиболее  действенной защитой от оползней является их предупреждение. Чтобы  избежать сползания, нельзя допускать:

1. перегрузку верхней части оползня;
2. подрезание основания (дорогой, водохранилищем, инженерными мероприятиями);
3. дополнительное увлажнение склона. Этому может способствовать чрезмерный выпас скота на склоне и уничтожение дернины и естественного растительного покрова.

4. Главный процесс формирования склонов - массовое движение чехла обломков. По консистенции склоновые образования могут быть твердыми, пластичными, текучими. Массовое смещение материала происходит на склонах разной крутизны: от 40 до 2-3°. К склонам массового смещения материала относятся солифлюкционные, склоны медленной солифлюкции, дефлюкционные и курумовые склоны.

Солифлюкция – это вязкотекучее движение увлажненных грунтов на склонах, развивающееся а результате их промерзания, протаивания и действия силы тяжести. Наличие на глубине водоупора в виде мерзлого слоя обусловливает увлажнение протаявшего слоя. В результате образуются натечные солифлюкционные террасы и языки.

В умеренных  широтах происходит медленное вязкотекучее движение грунта, свойственное хорошо увлажненным нижним частям склонов. Этот процесс называется медленной солифлюкцией. Процессы медленной солифлюкции могут происходить даже на пологих склонах, с крутизной в 3-4°.

Скорость  движения грунта при медленной солифлюкции - от нескольких сантиметров до десятков сантиметров в год.

Дефлюкционные склоны. Дефлюкция – медленное смещение грунта при вязкопластических деформациях. Причины движения связаны с изменением температуры, влажности, промерзанием-оттаиванием. Скорости измеряются мм/год.

Медленная солифлюкция и дефлюкция объединяются понятием крип (англ. Creep - сползать).

Курумовые склоны. Поверхности, образованные скоплением щебня и глыб, называются курумами. Они образуются в результате физического (морозного) выветривания. Курумы встречаются на склонах разной крутизны и на горизонтальных поверхностях вершин и горных седловин. Линейно вытянутые курумы называют каменными реками.

5. Склоны, на которых перемещение материала происходит в результате струйчатого стока дождевых или талых вод, называют делювиальными. На их формирование влияют:

1) количество  и характер осадков;

2) крутизна  склона;

3) механические  свойства пород, слагающих склон;

4) степень  консервации почвы растительным  покровом.

Отложившийся  материал называется делювием, который образует делювиальные шлейфы мощностью от 1 до 20 м. Для делювия характерны однородность, пористость, слабая слоистость, карбонатность, наличие горизонтов погребенных почв. Делювий чаще всего представлен суглинками или супесями.

Делювиальный смыв идет очень интенсивно на пашнях даже при очень малых углах наклона (2-3°). Неправильная распашка склонов, вырубка леса, неумеренный выпас скота резко увеличивают интенсивность склоновой денудации.

 

Лекция 7. Флювиальные процессы и формы рельеф.

1. Водные потоки производят разрушительную, транспортирующую и аккумулятивную деятельность. Эрозионная работа водотока осуществляется за счет силы потока, корразии и химического влияния на породы, слагающие дно и берега реки.

В эрозионной работе водотоков различают глубинную (донную), и боковую эрозию. Углубление русла водотока ограничивается уровнем водного бассейна куда впадает водоток. Этот уровень называется базисом эрозии.

Выше  базиса эрозии водоток углубляет  свою долину до тех пор, пока не сформирует профиль. Такой профиль называется выработанным продольным профилем или  предельным профилем равновесия. Предельный профиль равновесия может быть выработан  только в определенных условиях:

1) при однородном  составе пород;

2) при постепенном  увеличении количества воды от  истока к устью.

Невыработанный  продольный профиль потока характеризуется  наличием водопадов, порогов, быстрин.

2. Эрозия проявляется в двух основных видах — линейной эрозии и плоскостном смыве. При плоскостном смыве вода, стекая по склону, не объединяется в струи, переносит твердые частицы к подножию склона и откладывает делювий. Он образуют шлейфы, покрывающие подножия склонов.

Исходной  формой временно действующих водотоков  являются эрозионные борозды. Их глубина колеблется от 3 до 30 см, а ширина равна или немного больше глубины.

Борозды превращаются в рытвины (промоины), глубина которых может достигать 1-2 м, а ширина – 2-2,5 м.

При достаточном  водосборе рытвины могут превратиться в овраги. Их глубина составляет 10-20 и более метров, а ширина 50 и более метров. Склоны этих трех форм рельефа крутые, а профиль имеет V-образную форму.

Факторы оврагообразования:

1. крутизна склонов;
2. подверженность горных пород размыву;
3. количество осадков;
4. отсутствие растительного покрова;
5. деятельность человека

Линия, соединяющая  самые низкие точки дна эрозионной формы, носит название тальвег. Овраг  начинается вершинным уступом. Увеличение длины оврага происходит за счет отступания вершинного уступа. Такой процесс роста вверх по течению потока называется регрессивной  или попятной эрозией. На склонах оврага могут образовываться промоины, которые затем превращаются в овраги. Такие ответвления называются отвержки. По мере их развития они также ветвятся.

С ростом оврага в длину и выработкой продольного  профиля эрозионная сила воды уменьшается. Склоны оврага выполаживаются, на них появляется растительность. Овраг превращается в балку.

Выносимый из оврагов и балок материал формирует конусы выноса временных водотоков и называется пролювием.

Для борьбы с плоскостной и линейной эрозией применяют различные  гидротехнические мероприятия:

• устраивают водозадерживающие сооружения в виде валов-канав, валов-террас, противоэрозионных прудков для задержания поверхностного стока;
• водонаправляющие сооружения в виде валов, нагорных канав, валов-распылителей – для отвода поверхностных вод, поступающих к вершинам оврагов или на эродированные склоны к водосборным сооружениям, а также к задернованным склонам;
• водосбросные сооружения в виде быстротоков, перепадов, водосбросов – для закрепления вершин оврагов и безопасного сброса воды на дно оврага;
• донные сооружения в виде донных запруд, порогов, перепадов – для закрепления дна оврагов от размыва, задержания выноса грунта.

Кроме того, проводятся работы по засыпке и выполаживанию оврагов.

3. Постоянными водотоками являются реки. Основные элементы речной долины - русло, пойма, речные террасы.

Русло реки - наиболее углубленная часть речной долины, по которой протекает река в межень.

Пойма - это  приподнятая над меженным уровнем  воды в реке часть дна долины, затопляемая половодьем.

В долинах  рек может наблюдаться несколько  пойменных уровней: высокая и низкая пойма. Высокой называют пойму, заливаемую один раз в несколько лет. Низкая пойма заливается в половодье ежегодно.

Речные  террасы представляют собой ступенеобразные выровненные площадки на склонах речных долин, ограниченные сверху и снизу уступами. У каждой террасы различают площадку, уступ, бровку и тыловой шов.

Морфология  речных долин определяется геологическими и физико-географическими условиями  местности, историей развития долины.

При интенсивном  врезании, обусловленном поднятием  горной страны, возникают долины типа теснины, ущелья или каньона. Теснина — это глубоко врезанная эрозионная форма с вертикальными или почти вертикальными склонами. Ущелье отличается от теснины V-образным поперечным профилем, часто с выпуклыми склонами. Каньон морфологически сходен с ущельем: имеет V-образный поперечный профиль, отличается ступенчатостью склонов, обусловленной препарировкой стойких пород. От них резко отличаются асимметричные речные долины, образование которых часто связано с моноклинальным залеганием пород.

4. Совокупность речных долин в пределах некоторой территории называется речной сетью. По характеру рисунка речной сети различают:

древовидный, перистый, решетчатый (ортогональный), параллельный, радиальный, кольцевидный типы. Древовидный тип характеризуется тем, что главная река и ее притоки образуют ветвящуюся систему, в которой нельзя выделить преобладающего направления водотоков (Волжская речная система).

Перистый  тип речной сети формируется, если в  главную реку притоки впадают  симметрично с обеих сторон. Этот тип характерен для больших продольных долин складчатых областей.

Решетчатый  тип присущ складчатым областям, где  звенья речной сети располагаются по двум взаимно перпендикулярным направлениям, причем более короткие — поперечные, обычно приуроченные к зонам разломов (бассейн реки Белой на западном склоне Южного Урала).

Параллельный тип характеризуется параллельным течением рек в одном или противоположном направлении. Он возникает на периферии складчатых областей и на наклонных поверхностях освободившихся из-под уровня моря равнин, на участках, сложенных породами различной прочности, круто наклоненных или стоящих на головах.