Общая геология Лекция 8 Геологическая деятельность поверхностных

Общая геология Лекция № 8 Геологическая деятельность поверхностных текучих вод

План лекции 1. Геологическая деятельность плоскостного стока. 2. Геологическая деятельность временных водотоков. 2. 1. Формирование оврагов 2. 2. Временные водотоки в горах. 2. 3. Сели 3. Геологическая деятельность рек 3. 1. Речная эрозия 3. 2. Перенос материала 3. 3. Аккумуляция 3. 4. Строение речной долины 3. 5. Речные террасы 3. 6. Речные наводнения

Разрушительная деятельность водных потоков - эрозия Эро зия (от лат. erosio — разъедание) — разрушение ия горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. Эрозия водных потоков разделяется на плоскостной смыв, пятящуюся, донную и боковую эрозию боковую Донная (глубинная) - врезание потока в глубину; Донная (глубинная) Боковая — подмыв берегов, расширение долины. Боковая

Геологическая деятельность плоскостного стока Дождевая вода в виде тонких струек или пелены способна захватывать часть рыхлого, мелкого материала и перемещать его вниз по склону. Процесс плоскостного смыва получил название делювиального, а формирующиеся при делювиального этом у основания склона отложения называются делювием. Максимальные мощности делювия 15 -20 и более метров, а ширина шлейфа может достигать сотни метров. Под влиянием плоскостного смыва постоянно уменьшается крутизна склонов, они приобретают плавные очертания и характерный вогнутый профиль. В вершине делювиального шлейфа откладывается относительно более грубый материал – песчаный. По периферии шлейфа скапливаются более тонкие пылеватые и глинистые частицы. Схема образования делювия: 1 - первичная поверхность 2 - сниженная поверхность склона в результате плоскостного смыва 3 - делювиальный шлейф.

Геологическая деятельность временных русловых потоков Среди временных русловых потоков выделяются временные потоки оврагов равнинных территорий и временные горные потоки. В этих потоках потоки происходят процессы эрозии, переноса и аккумуляции обломочного материала. Овраги. Первая стадия: образование на склоне рытвины или промоины. Овраги. Постепенно промоина увеличивается вверх по склону, овраг удлиняется вверх по течению потока. Такой процесс роста оврага называется регрессивной, или пятящейся эрозией. Также происходит энергичная эрозия вниз по склону до эрозией тех пор, пока его устье не достигнет базиса эрозии. На всем протяжении эрозии промоины происходит интенсивная глубинная эрозия. Следующая стадия развития оврага и начинается когда он достигает базиса эрозии. Поперечный профиль оврага сглаживается и приобретает форму вогнутой кривой. В последнюю стадию уменьшается глубинная эрозия, сглаживается обрыв вершины, склоны оврага постепенно осыпаются, приобретают угол устойчивого естественного откоса и зарастают растительностью, образуются балки.

Оврагообразование Оврагиэрозионные формы рельефа Деятельность временных овражных водотоков: 1. Размыв горных пород в русле, углубление оврага и расширение его днища. 2. Стимулирование гравитационных процессов на склонах и в вершине оврага под влиянием глубинной и боковой эрозии 3. Вынос из оврага продуктов разрушения пород эрозионными и склоновыми процессами.

Начальная стадия формирования оврага

Зрелая стадия развития оврагов

Последствия овражной эрозии Смыв плодородных почв Деградация почв Заболачивание полей и лугов Разрушение дорог, трасс трубопроводов и поселений

Защита от плоскостного смыва и оврагообразования Регулировка стока Укрепление берегов Георешетки

Геологическая деятельность временных горных русловых потоков Верховья временных горных потоков расположены в верхней части горных склонов и представлены системой множества сходящихся рытвин и промоин, покрывающих водосборный бассейн. Из этого бассейна вода движется уже в едином русле - канале стока, захватывая обломочный материал, который усиливает разрушительную работу потока. Отложения временных потоков называются пролювием. При выходе на подгорную равнину пролювием. скорость потока резко уменьшается, и обломочный материал откладывается, образуя пролювиальный конус выноса. пролювиальный выноса. Вода потоков растекается и впитывается, формируются сухие дельты В Средней Азии и других горных странах аридной зоны конусы выноса, сливаясь друг с другом, образуют широкие предгорные шлейфы. В строении конусов шлейфы. выноса наблюдается дифференциация материала от более крупного до тонкого по мере удаления от вершины конуса.

Сели В горных районах в результате быстрого таяния снега и во время сильных ливней периодически возникают бурные грязекаменные потоки, обладающие большой скоростью и содержащие большое количество обломочного материала (до 75 -80% от общего объема). Сели обладают большой разрушительной силой.

Сухие дельты

Геологическая деятельность рек Реки в основном подразделяются на горные и равнинные. горные Небольшое их количество относится к переходному типу Горные характеризуются большими уклонами, крупным размером обломков, большей прямолинейностью русел. Равнинные характеризуются малыми уклонами, сильно изгибающимися руслами, илистыми осадками. Переходные – промежуточный тип Реки производят огромную работу, существенно преобразуя рельеф.

Геологическую деятельность работу рек, как и других геологических агентов можно разделить на три вида: разрушение горных пород – эрозия, перенос рыхлого и растворенного в перенос воде материала и его аккумуляция. Эти проявления геологической деятельности происходят обычно одновременно, но с разной интенсивностью на различных, участках русла. Кинетическая энергия потока К, называемая еще живой силой реки прямо пропорциональна реки массе воды m и квадрату скорости течения v. Геологическая деятельность рек K = mv 2/2 Эта энергия в основном расходуется на передвижение поступающего в русло рыхлого материала Т и на эрозию. - если К > Т, то происходит эрозия (скорость эрозия потока при данной массе воды становится размывающей); - если К = Т, то работа реки направлена в

Режим рек и речная эрозия Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, за счет Питание рек подземных вод, смешанное. Для каждой реки в течение года характерно , смешанное чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние низкого уровня называется межень , а высокого – паводок или половодье. межень половодье Разрушительная деятельность рек называется эрозией. Различают эрозией. эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в дно донную, глубинную русла, и боковую, ведущую к подмыву берегов. Соотношение глубинной и боковой эрозии меняется на разных стадиях развития долины. На начальной стадии морфологической молодости реки преобладает глубинная эрозия, долина реки имеет V-образный реки поперечный профиль. На стадии морфологической зрелости реки поперечный профиль. морфологической зрелости преобладает боковая эрозия, ведущая к расширению долины, приобретающей U-образный профиль Уровень бассейна, куда впадает река, определяет глубину эрозии и называется базисом эрозии

Донная эрозия, Крым

Донная эрозия Ниагарский водопад

Боковая эрозия В результате выработки профиля равновесия реки помимо развития донной эрозии проявляется и боковая

Речная эрозия Боковая эрозия берега на р. Пахре Боковая речная эрозия(левый берег), на противоположном берегу – аккумулятивная отмель, нижнее течение р. Курилки (фото А. И. Шеко)

Речная эрозия На территории РФ ежегодно фиксируется около 150 тыс. проявлений опасных экзогенных геологических процессов (ЭГП). Наиболее распространенны эрозионные процессы – свыше 40% всех зафиксированных проявлений. При этом речная эрозия стоит на третьем месте по частоте проявлений различных опасных ЭГП

Меандры и прирусловые отмели Движение воды в реках всегда турбулентное (беспорядочное, вихревое). В поперечном сечении потока максимальные скорости наблюдаются в наиболее глубокой части потока, называемой стрежень, меньше – у берегов. Различные стадии образования прирусловых отмелей: Изгибы русла реки называются меандрами А - начальная стадия в плане и разрезе; Б - расширенная прирусловая отмель. формирование старицы: а- начальная стадия; б- рост и смещение меандра; в- возникновение старицы.

Образование старицы

Эрозионная сеть равнинной зоны

Транспортная и аккумулятивная деятельность рек Реками переносится огромное количество растворенного (жидкий сток), и твердого материала (твердый сток). Перенос твердого сток твердый сток материала происходит во взвешенном состоянии, волочением или сальтацией. Реки – основные поставщики терригенного материала в моря и океаны. Одновременно с эрозией и переносом происходит и отложение обломочного материала. Уже на первых стадиях развития реки при явном преобладании процессов эрозии и переноса на отдельных участках частично откладывается обломочный материал. Отложения рек называются аллювиальными отложениями или аллювиальными отложениями аллювием. Выделяют аллювий русловой, пойменный, старичный, . аллювий речных террас, аллювий устьевых частей рек.

Строение речной долины В строении речной долины выделяются: -русло; -пойма, или пойменная терраса (высокая и низкая); пойма пойменная терраса -надпойменные террасы Надпойменные террасы представляют собой плоские площадки на бортах речной долины, слабонаклоненные к руслу реки При понижении базиса эрозии в старых плоскодонных долинах появляются молодые эрозионные врезы V – образного типа. Происходит как бы «омоложение» речной долины. Река вновь начинает вырабатывать продольный профиль применительно к новым соотношениям с базисом эрозии. В результате в реке формируется новая пойма на более низком высотном уровне. Прежняя пойма останется у склона долины в виде площадки. В речных долинах может образоваться лестница террас, возвышающихся друг над другом. Самая высокая терраса является наиболее древней, а низкая – самой молодой. Нумеруются террасы снизу, от русла реки. В строении каждой террасы различают следующие элементы: террасовидную площадку, уступ или склон, бровку террасы, тыловой шов, где терраса сочленяется со следующей террасой или с коренным склоном долины.

Строение речной долины

Типы речных террас Эрозионные террасы (размыва) – террасы в которых почти вся террасы террасовидная площадка и уступ слагаются коренными породами, и лишь местами на поверхности сохраняется аллювий. Они образуются в молодых горных сооружениях в результате интенсивных тектонических движений. Аккумулятивные террасы - террасы, в которых площадка и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда не обнажается. Они образуются в пределах низменных платформенных равнин, в межгорных и предгорных впадинах. Цокольные или, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем, что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть уступа и площадка сложены аллювием. Они образуются в переходных зонах от поднятий к погружениям, реже к равнинам.

Надпойменные речные террасы В основании аллювиальных отложений каждой террасы всегда располагается цоколь, сложенный коренными горными породами. В зависимости от высотного положения цоколя и выхода его в уступе террасы выделяются три типа террас: Типы речных террас: А - эрозионные; Б - аккумулятивные; В - цокольные. Р- русло; П- пойма; I, III- надпойменные террасы; H 1, H 2, H 3 - эрозионные циклы. Элементы террасы: тыловой шов; террасовидная площадка; бровка террасы; уступ террасы. 1 – коренные породы; 2 – аллювий.

Устьевые части рек Различают два типа устьев рек – дельты и эстуарии Дельты – это низменные равнины, полого наклоненные в сторону моря, часто Дельты имеющие треугольнуюу, близкую к треугольной. В их пределах река распадается на многочисленные радиально расходящиеся рукава и протоки, образуя рукава протоки аллювиально-дельтовые равнины. Река, впадая в моря и озера, приносит с собой большое количество обломочного материала, как волочащегося по дну, так и во взвешенном состоянии. Часть его уносится в море, но значительная часть оседает в прибрежной зоне, образуя подводный конус выноса - авандельту. Дельты образуются при относительно небольшой глубине моря, обилии обломочного материала, слабых приливах, отливах и вдольбереговых течениях В речных дельтах встречаются различные по своему составу и генезису отложения: • аллювиальные отложения русловых потоков (на равнинах – пески и глины, в аллювиальные отложения горах – более грубый материал); • озерные отложения, в отшнурованных руслах (глинистые осадки, богатые озерные отложения, органическим веществом); • отложения болот (торфяники); болот • морские осадки

Дельта Волги

Дельта и авандельта Амазонки космоснимок

Устьевые части рек Эстуарии – воронкообразные заливы, глубоко вдающиеся в Эстуарии долину реки. Они хорошо выражены у Оби, Эльбы, Темзы и других рек. Для образования эстуариев благоприятны условия там, где наблюдаются приливы и отливы, вдольбереговые течения и прогибание земной коры. Во время приливов море далеко вдается в устьевые части рек, а во время отливов морская вода вместе с речной образуют мощный поток, движущийся со значительной скоростью. При этом обломочный материал, принесенный рекой, выносится в море, где подхватывается береговыми течениями. С эстуариями по форме сходны лиманы – расширенные устья рек, затопленные водами моря, не имеющие приливов и отливов, и превращенные в заливы. Их образование связано с прогибанием земной коры в устьевых частях рек.

Эстуарии Испания Уругвай Исландия

Днестровский лиман

Борьба с речной эрозией Ø 1. 2. 3. Ущелье р. Нарын (Внутренний Тянь-Шань) 4. Меры борьбы: Инженерная защита от речной эрозии Регулирование речного стока Строительство защитных дамб Лесомелиорация

Речная эрозия Схема защиты берега от боковой эрозии с помощью струенаправляющей стенки (по Ананьеву, Потапову, 2000): 1 – здание; 2 – размываемый берег; 3 – струенаправляющая стенка; 4 – течение реки Набережная р. Москвы

Речная эрозия Инженерная защита, защитные стенки и набережные Укладка защитных плит Набережная в Угличе на р. Волге Кремлевская набережная в Москве Набережные в р-не Кутузовского проспекта в Москве

Речные наводнения

В зависимости от причин возникновения различают несколько основных типов наводнений Ø Половодье - периодически повторяющийся относительно продолжительный подъем уровня воды в реках, вызываемый обычно весенним таянием снега на равнинах или дождевыми осадками, а также весенне-летним таянием снега в горах Ø Паводок - интенсивный периодический, сравнительно кратковременный подъем уровня воды в реке, вызываемый обильными дождями, ливнями, иногда быстрым таянием снега при зимних оттепелях Ø Затор - нагромождение льдин во время весеннего ледохода в сужениях и излучинах русла реки, стесняющее течение и вызывающее подъем уровня воды в месте скопления льда и некоторых участках выше него Ø Зажор - скопление шуги, донного льда и других видов внутриводного льда в русле реки в период ледостава, стесняющее живое сечение потока и приводящее к подпору (подъему уровня воды), снижению пропускной способности русла и возможному затоплению прибрежных участков реки Ø Ветровой нагон - подъем уровня воды, вызванный воздействием ветра на водную поверхность, случающийся обычно в морских устьях крупных рек, а также на наветренном берегу больших водохранилищ

Характеристики наводнения Уровень подъема воды - это показатель подъема воды относительно среднего многолетнего показателя уровня воды или нуля поста. Расход воды - количество воды, протекающее через поперечное сечение реки в секунду (м 3/с). Объем воды - показатель количества воды, измеряемый в млн. м 3. Площадь затопления - размеры территории, покрытой водой (км 2). Продолжительность наводнения - время затопления территории. Скорость течения воды - скорость перемещения воды в единицу времени. Скорость подъема уровня воды - величина, характеризующая прирост уровня воды за определенный промежуток времени. Состав водного потока - компоненты, находящиеся в водном потоке. Критический уровень воды - уровень по ближайшему гидрологическому посту, с превышения которого начинается затопление территории.

Последствия наводнений Затопление - покрытие окружающей местности слоем воды, заливающим дворы, улицы населенного пункта и первые этажи зданий. Подтопление - проникновение воды в подвалы зданий через канализационную сеть (при сообщении канализации с рекой), по разного рода канавам и траншеям, а также из-за значительного подпора грунтовых вод. Вторичными последствиями наводнений является утрата последствиями прочности различного рода сооружений в результате размыва и подмыва, перенос водой вылившихся из поврежденных вредных веществ и загрязнение ими обширных территорий, осложнение санитаро-эпидимической обстановки, заболачивание местности, а также оползни, обвалы, аварии на транспорте и промышленных объектах.

Наводнение - значительное затопление водой местности в результате уровня воды, вызываемого различными причинами. Северная Каролина, С

Москва, 1908 год

Париж, 1910 год

Пакистан, 2010 год

Турция, 2010 год

Центральная Европа, 2010 год

Спасибо за внимание ! США, 2010 год