Общая геология Лекция 9 Геологическая деятельность поверхностных

Общая геология Лекция № 9 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 поверхностных водных потоков - эрозия Эро зия (от лат. erosio — разъедание) — разрушение 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 Эрозия т осуществляется дождевыми потоками – плоскостным смывом, временными русловыми водными потоками на равнинах и в горах, и имеющими русло и постоянными водными потоками – реками.

Геологическая деятельность плоскостного стока Дождевая вода в виде тонких струек или пелены захватывает рыхлый, материал и перемещает его вниз по склону. Формирующиеся при этом у основания склона отложения - называются делювием. Максимальные мощности делювия 15 -20 и более метров, а ширина шлейфа может достигать сотни метров. В вершине делювиального шлейфа откладывается относительно более грубый материал – песчаный, по периферии шлейфа - более тонкие пылеватые 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 потоки оврагов равнинных территорий и горные потоки. оврагов потоки

Овраг – глубокая удлиненная рытвина на склоне

Оврагообразование 1 стадия: образование промоины (рытвины) которая постепенно растет вверх по склону - регрессивная (пятящаяся эрозия, также происходит эрозия глубинная (донная) эрозия до тех пор, пока его устье оврага не достигнет базиса эрозии. Дно оврага эрозии называется тальвег. 2 стадия: поперечный профиль оврага сглаживается и приобретает форму вогнутой кривой. 3 стадия: уменьшается глубинная эрозия, склоны оврага постепенно осыпаются, приобретают угол устойчивого естественного откоса и зарастают растительностью, образуются балка.

Механизм образования оврага Атмосферные осадки, не впитавшиеся в почву, устремляются по наклонной поверхности местности, образуя канавы и рытвины - зарождающиеся овраги. Продольный профиль зарождающегося - неровный, а его устье еще не достигает подножья склона – базиса эрозии и, как бы «висит» на склоне, поэтому и называется висячим. Вершина оврага продвигается вверх по склону, «пятится» . Такой вид эрозии носит название «регрессивной» или «пятящейся» эрозии. Скорость роста оврага-1 -5 м/год.

Начальная стадия формирования оврага Для начала образования оврага необходимо: 1. Атмосферные осадки; 2. Значительный наклон местности (скорость смыва); 3. Рыхлость почвы и грунта; 4. Борозда вдоль склона, трещина в почве и др. неоднородности

Зрелая стадия развития оврагов

Наиболее обычные антропогенные причины зарождения и развития оврагов: 1. Сведение растущего по оврагу леса или кустарника, распахивание задернованных склонов; 2. Проведение борозд по направлению к низинам и лощинам; 3. Нарушение целостности покрова на крутом склоне: копание канав и т. д. ; 4. Выпас скота по крутым склонам и особенно прогон его одной тропой; 5. Сильные жара и мороз, дающие трещины в почве; 6. Обвалы и провалы, появившиеся в силу природных причин; 7. Тектонические нарушения и др.

Последствия образования и роста оврагов: 1. Деградация почв. Смыв и вынос в реки и моря почвы (снос чернозема и засорение русел – обмеление рек); 2. Быстрое стекание атмосферных осадков, сильные водопотоки весной и после ливней, мелководье рек в остальное время и малое поступление воды в подпочвенные горизонты; 3. Дренирование местности и понижение уровня грунтовых вод, иссушение степи, уничтожение с/х площадей и др. ; 4. Перерезание оврагами трасс трубопроводов, дорог и др. коммуникаций.

Последствия овражной эрозии

Борьба с оврагами 1. Посадка деревьев и кустарников - уменьшает скорость стекания воды; 2. Посадка травянистого покрова (дерна) на склоне - уменьшает скорость стекания воды, увеличивает связность верхнего слоя почвы; 3. Запруживание оврагов - ослабляет скорость стекающей воды и заставляет ее отложить несомый материал, за каждой запрудой, образуется слой наносов и склон превращается в систему террас. Укрепление оврага кольями вербы и тополя: а - колья ивы и тополя, б - земля

Укрепление склонов

Защита от плоскостного смыва и оврагообразования Регулировка стока Укрепление берегов Георешетки

Геологическая деятельность временных горных русловых потоков Временные потоки имеют водосборный бассейн, из которого вода бассейн, движется в едином русле - канале стока, захватывая обломочный материал, который усиливает разрушительную работу потока. Отложения временных потоков называются пролювием, при выходе на подгорную равнину образуется пролювиальный конус выноса. Вода потоков в засушливом климате растекается и впитывается, формируются сухие дельты

Сухие дельты

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.

Геологическая деятельность рек

Подразделение и режим рек Реки подразделяются на горные и равнинные. Горные горные характеризуются большими уклонами, крупным размером обломков, большей прямолинейностью русел. Равнинные характеризуются малыми уклонами, сильно изгибающимися руслами, илистыми осадками. Режим реки – ее питание и расход воды, зависит от Режим реки климатических условий той местности, где протекает река, ее рельефа и площади водосборного бассейна Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, за Питание рек счет подземных вод и смешанное Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние низкого уровня называется межень , а высокого межень – паводок, или половодье

Продольный профиль равновесия реки

Геологическая деятельность рек Геологическую деятельность работу рек разделить на три вида: разрушение горных пород – эрозия, перенос рыхлого и перенос растворенного в воде материала и его аккумуляция, которые происходят одновременно, но с разной интенсивностью на различных участках русла. Кинетическая энергия потока К, называемая также живой силой реки прямо пропорциональна массе воды m и квадрату реки скорости течения v. 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; Т эрозия - если К = Т, то работа реки направлена в основном на перенос материала; - если К < Т, то происходит аккумуляция. Т

Речная эрозия Разрушительная деятельность рек называется эрозией. Различают эрозию донную (глубинную), направленную на донную (глубинную) врезание потока в дно русла, и боковую, ведущую к подмыву берегов и расширению долины. Соотношение глубинной и боковой эрозии меняется на разных стадиях развития долины. На начальной стадии морфологической молодости реки преобладает глубинная реки эрозия, долина реки имеет V-образный поперечный -образный профиль. На стадии морфологической зрелости реки морфологической зрелости преобладает боковая эрозия, ведущая к расширению долины, приобретающей U-образный профиль. -образный 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)

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

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. 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, аллювием. аллювий речных террас, аллювий устьевых частей рек.

Строение речной долины -русло; -пойма, или пойменная терраса (высокая и низкая); пойма пойменная терраса -надпойменные террасы Надпойменные террасы представляют собой плоские площадки на бортах речной долины, слабо наклоненные к руслу реки При понижении базиса эрозии в старых плоскодонных долинах появляются молодые эрозионные врезы V – образного типа. Река вновь начинает вырабатывать продольный профиль. В результате в реке формируется новая пойма на более низком уровне. Прежняя пойма останется у склона долины в виде площадки, формируя террасы. В речных долинах может образоваться лестница террас, возвышающихся друг над другом. Самая высокая терраса является наиболее древней, а самая 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 более высокой террасой или с коренным склоном долины.

Строение речных надпойменных террас

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 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, Дельты часто имеющие треугольнуюу, близкую к треугольной. В их пределах река распадается на многочисленные радиально расходящиеся рукава и протоки Река, впадая в моря и озера, приносит с собой большое количество обломочного материала, часть его уносится в море, но значительная часть оседает в прибрежной зоне, образуя подводный конус выноса авандельту. В речных дельтах встречаются различные по своему составу и генезису отложения: • аллювиальные отложения русловых потоков (на равнинах – пески и аллювиальные отложения глины, в горах – более грубый материал); • озерные отложения, в отшнурованных руслах (глинистые осадки, озерные отложения, богатые органическим веществом); • отложения болот (торфяники); отложения болот • морские осадки

Дельта Волги

Дельта и авандельта Амазонки космоснимок

Устьевые части рек Эстуарии – воронкообразные заливы, глубоко вдающиеся в долину Эстуарии 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

Эрозионная сеть равнинной зоны

Речной перехват Схема готовящегося речного перехвата

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

Наводнение на Дальнем Востоке, 2013

Спасибо за внимание ! США, 2010 год