Почему речная долина является природным комплексом. Речная долина
Река - естественный водный поток, текущий в выработанном углублении. Ее работа проявляется в эрозии, т. е. в разрушении горных пород, по которым протекает река. В результате образуются речные долины.
Речная долина
Речная долина — линейно-вытянутое понижение, по дну которого течет река. Выделяют следующие элементы речной долины: русло, пойму, террасы, коренной берег (рис. 178).
Рис. 178. Строение речной долины
Углубление в речной долине, но которому постоянно текут воды реки, носит название русла реки.
Речное русло обычно имеет извилистую форму. Плавные изгибы речного русла называются излучинами , или меандрами (рис. 179).
На определенной стадии развития река может спрямлять свое русло. Остатки прежних речных русел образуют старицы — продолговатые, извилистые или подковообразные озера.
Рис. 179. Меандры рек: а — начальная стадия; б — рост и смещение меандра; в — выпрямление русла реки и образование остаточного водоема — старицы
Рис. 180. Фарватер, плес и перекат
Линии наибольших глубин русла реки называются фарватером (рис. 180).
Русло реки характеризуется чередованием более глубоких участков (плесов) с более мелкими (перекатами) (см. рис. 180). Могут быть и водопады - падение водного потока с резко выраженного уступа.
Место, где река берет свое начало, от которого наблюдается постоянное течение воды в русле, называется истоком. Им могут служить озеро, болото, ледник, родник.
Место впадения реки в другую реку, озеро, море или океан — это устье. Устья рек могут быть различными по форме; например, дельта или эстуарий.
Дельта - низменная равнина в низовьях реки, сложенная речным аллювием и прорезанная сетью потоков. Образуется у тихо текущих рек, выносящих в мелководные моря большое количество твердых осадков.
Эстуарий — воронкообразный, суживающийся к вершине залив, образующийся в результате подтопления низовьев речной долины под воздействием волнового, речного и приливного факторов. Немноговодные пустынные реки иногда оканчиваются слепыми устьями, т. е. не доходят до водоема (Мургаб, Теджент, Купере-Крик).
Часть речной долины, которая заполняется водой в периоды половодий, — это пойма. Ширина пойм равнинных рек может достигать 40 км. Край поймы часто отмечен крутым склоном, на бровке которого иногда расположены вдольбереговые валы.
Над поймой поднимаются склоны речной долины. Они могут быть высокими или низкими, крутыми или пологими. По крутизне оба склона долины бывают одинаковыми либо различными (асимметричными). У асимметричных долин Северного полушария более крутым чаще бывает правый (действие силы Кориолиса).
Склон долины часто имеет ступенчатую форму. Эти ступени называются террасами. Чаще всего они возникают в результате размывающей деятельности реки: русло опускается, прорезая пойму, которая становится террасой. Изредка террасы возникают при перекосах земной поверхности, вызванных тектоническими движениями, а также вследствие климатических изменений.
Самой нижней речной террасой является пойма, ее называют пойменной террасой , все остальные - надпойменными.
В зависимости от геологического строения выделяют следующие террасы:
- эрозионные (аллювий, слагающий террасу, имеет небольшую мощность);
- цокольные (аллювия много, и коренные породы обнажаются только в нижней части бортов долины);
- аккумулятивные (река прорезает только древний аллювий).
Террасы бывают также продольными, поперечными и коренными.
Формы речных долин могут быть разнообразными, потому что на их формирование оказывают влияние многие факторы: рельеф местности; состав горных пород; процессы эрозии и др.
По форме поперечного профиля различают следующие типы речных долин (рис. 181): щель (каньон), теснина, ущелье, U-образная долина, корытообразная долина, трапецеидальная долина, ящикообразная долина, неясно выраженная долина. По очертанию в плане лолины подразделяют на прямые, извилистые (ме- андрируюшие) и долины с озеровидными расширениями (четкообразные).
Рис. 181. Типы поперечных профилей речных долин: а — щель (каньон); б — теснина, ущелье; в — U-образная долина; г — корытообразная долина; д — трапецеидальная долина; е — ящикообразная долина; ж — неясно выраженная долина
Сильно различаются между собой горные и равнинные долины. Для первых характерна значительная глубина при относительно небольшой ширине и неравномерное падение продольного профиля. Вторые, как правило, широки, имеют незначительную глубину и крутизну склонов, небольшие уклоны и т. п.
Главная река с притоками образуют речную систему. Главной обычно считается самая длинная и многоводная река, однако целый ряд названий главных рек укрепился исторически. В этом случае главной рекой становилась та, которую люди знали раньше, дольше и лучше. Например, река Миссури длиннее и полноводнее главной реки Миссисипи. Наряду с речными существуют озерно-речные системы. Они формируются гам, где реки протекают через озера, например, р. Нева протекает через Ладожское озеро.
Каждая река обладает определенными характеристиками, в том числе длиной, площадью водосборного бассейна, годовым стоком, максимальным и средним расходом воды и еще целым рядом показателей.
Длина реки - протяженность реки от истока до устья.
Речной бассейн
Речной бассейн (водосборный бассейн реки) — территория земной поверхности, с которой все поверхностные и грунтовые воды стекают в реку с ее притоками. Бассейн реки включает поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор представляет собой участок земной поверхности, с которого поступают воды в данную речную систему или определенную реку. Подземный водосбор образуют толщи рыхлых отложений, из которых вода поступает в речную сеть. Но так как определить границы подземного водосбора очень сложно, за величину речного бассейна принимается только площадь поверхностного водосбора.
Таблица 30. Крупнейшие реки мира
|
Название |
Длина, км |
|
|
Нил (с Кагерой) |
||
|
Амазонка (с Укаяли) |
||
|
Миссисипи — Миссури |
||
|
Обь (с Иртышом) |
||
|
Парана (от истоков Паранаибы) |
||
|
Амур (от истоков Аргун и) |
||
Самый большой на Земле водосборный бассейн имеет р. Амазонка — 7,2 млн км 2 . Далее по порядку идут бассейны рек Конго и Миссисипи (табл. 31).
Таблица 31. Крупнейшие по площади бассейна реки мира
|
Название |
Площадь бассейна, тыс. км 2 |
|
|
Амазонка |
||
|
Миссисипи |
||
Бассейны отдельных рек разделяются водоразделами.
Водораздел - граница между речными бассейнами. Он лучше выражен в горах, чем на равнинах.
Густота речной сети определяется отношением суммарной протяженности всех рек к площади водосборного бассейна.
Падение - разница высот между истоком и устьем.
Уклон реки — отношение падения к длине реки, измеряемое в метрах на километр (м/км).
Речной сток
Речной сток (в широком смысле) — это перемещение воды в виде потока по речному руслу. На него оказывают влияние многие факторы.
Справедливо высказывание русского климатолога А. И. Воейкова: «Реки — продукт климата». Так, при обильных осадках сток рек большой, но надо учитывать их вид и характер выпадения: снег дает больший сток, чем дождь, ливневые осадки увеличивают сток по сравнению с обложными при одинаковом их количестве. А вот испарение, особенно интенсивное, уменьшает сток.
Весьма важны геологическое строение речного бассейна, особенно химический состав горных пород и характер их залегания, так как они определяют подземное питание рек. Водопроницаемые породы (мощные пески, трещиноватые породы) являются аккумуляторами влаги, сток рек в таких случаях больше, так как меньшая доля осадков затрачивается на испарение, и он зарегулирован.
Своеобразен сток в карстовых областях: рек там немного, поскольку осадки поглощаются воронками и трещинами, но на контакте их с глинами или глинистыми сланцами в речных долинах и предгорьях наблюдаются мощные родники, питающие реки. Например, сухая Крымская яйла, но мощные родники у подножия гор.
Влияние рельефа на речной сток (абсолютной высоты и уклонов поверхности, густоты и глубины расчленения) велико и разнообразно. Сток горных рек обычно больше, чем равнинных, так как в горах на наветренных склонах обильнее осадки, меньше испарение из-за более низкой температуры и т. д.
На сток рек оказывает влияние и деятельность человека. Прежде всего это относится к рекам, расход воды в которых зарегулирован созданными водохранилищами. Сток таких рек в общем сокращается, так как увеличивается испарение с водной поверхности, значительная часть воды расходуется на водоснабжение, орошение, обводнение, уменьшается подземное питание.
При переброске вод из одной речной системы в другую сток видоизменяется: в одной реке уменьшается, в другой увеличивается. Например, при постройке Канала имени Москвы (1937 г.) в р. Волге он сократился, а в р. Москве — возрос.
Для регулирования речного стока проводятся мероприятия, выполняемые в бассейне реки, ибо его начальным звеном является склоновый сток на водосборе. Основные проводимые мероприятия следующие: агролесомелиоративные - лесопосадки и др., гидромелиоративные - плотины и пруды на балках и ручьях и др., агрономические - осенняя вспашка, снегонакопление и снегозадержание, пахота поперек склона или поконгурная на холмах и увалах, залужение склонов и др.
В узком смысле речной сток — это расход воды в реке за определенный период (обычно за год).
Расход воды — количество воды, которое протекает через живое сечение реки в единицу времени. Обычно величину расхода принято выражать в кубических метрах в одну секунду (м 3 /с), а малые расходы (меньше 0,1 м 3 /с) — в литрах в секунду (л/с).
Живое сечение реки - площадь поперечного сечения водного потока.
Годовой сток — количество воды, протекающей за год через устье реки (табл. 32).
Таблица 32. 10 крупнейших рек мира по годовому стоку
|
Название реки |
Материк, на котором расположена река |
Объем годовою стока за год. км 3 |
|
Амазонка |
Южная Америка |
|
|
Южная Америка |
||
|
Миссисипи |
Северная Америка |
|
|
Южная Америка |
||
|
Токантинс |
Южная Америка |
|
Движение воды в реке непрерывно изменяется по величине и направлению, что приводит к горизонтальному и вертикальному перемешиванию воды. Течение реки характеризуется скоростью. Ее можно определить поплавками или специальными приборами — гидротермическими вертушками. Выражается она в метрах в секунду.
При открытой водной поверхности в штилевую погоду наименьшие скорости наблюдаются у берегов и дна, что обусловлено трением, и нарастают к поверхности и середине реки. При попутном ветре максимальная скорость бывает на поверхности, при встречном ветре и зимой при наличии ледяного покрова максимальная скорость наблюдается на некоторой глубине.
Движущаяся вода способна производить работу, т. е. обладает энергией. Ее называют живой силой реки. Она прямо пропорциональна массе воды и скорости.
Кроме воды, реки переносят большое количество твердых веществ. Их условно подразделяют на взвешенные — движущиеся вместе с водой в толще потока, и влекомые — перемещаемые по дну путем перекатывания и волочения.
Массы взвешенных, влекомых и растворенных химических и биогенных веществ, горных пород, которые сносятся поверхностным стоком, называют твердым стоком. Измеряется твердый сток в тоннах, проносимых рекой за определенный промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год) через живое (поперечное) сечение реки. В крупных реках объем твердого стока достигает десятков и даже сотен миллионов тонн в год.
Первое место в мире по объему твердого стока занимает р. Хуанхэ (в переводе на русский «желтая река»). Ее название связано с обилием переносимых твердых веществ, придающих воде желтый оттенок (1300 млн т/год). Китайцы говорят, что такая вода чересчур густа, чтобы ее пить, но слишком жидка, чтобы ее пахать. Русло р. Хуанхэ быстро заиливается.
При выходе реки к морю или впадении в другую реку материал твердого стока образует конусы выноса или дельты, обычно с плодородными землями.
От величины твердого стока зависит мутность воды в реке.
Мутность воды - количество взвешенных частиц, содержащихся в 1 м 3 воды (г/м 3) или в литре воды (мг/л).
Одной из самых мутных рек мира является р. Янцзы. Этому способствуют слабая устойчивость горных пород, по которым протекает река, возвышенный и горный рельеф, интенсивные дожди, вырубка лесов и распашка земель.
Небольшой мутностью обладают многие реки Евразии и Канады, где на них «нанизаны» озера-отстойники, хорошо сохранилась естественная растительность, грунты скованы многолетней мерзлотой, преобладают низменные прибрежные равнины.
Помимо твердых частиц в речных водах содержится небольшое количество растворенных веществ. Они попадают в реки за счет поверхностного и подземного стока. В целом минерализация речных вод небольшая (обычно менее 200 мг/л, но может доходить до 500 мг/л), так как поверхностные воды стекают с хорошо промытых почвогрунтов междуречий, и в реках происходит быстрая смена воды. В зонах избыточного увлажнения в реках встречаются кальциевые воды. В водах степных рек появляются сульфаты, в транзитных реках полупустынь и пустынь — хлориды. Самая незначительная минерализация у горных рек, питающихся ледниковыми и снеговыми водами, самая большая — у рек, питающихся преимущественно подземными водами (например, реки Казахстана: Ишим — 12 г/л, Эмба — 16 г/л, Тургай — 19 г/л). Помимо минеральных веществ в речной воде всегда содержатся биогенные вещества, необходимые для жизни в самих реках.
Тепловой режим рек зависит от климата и источников питания. По тепловому режиму выделяют три основных типа рек:
- с постоянно теплой водой без сезонных колебаний температуры: Амазонка, Конго, Нигер и др.;
- с сезонными колебаниями температуры воды, но не замерзающие зимой: Сена, Темза и др.;
- с большими сезонными колебаниями температуры, замерзающие зимой: Волга, Амур, Маккензи и др. в умеренном и субарктическом климатических поясах.
В теплое полугодие температура воды по живому сечению из-за перемешивания мало различается. Изменение температуры по длине реки зависит от направления течения: оно меньше у широтных рек, нежели у рек, текущих в меридиональном направлении. У рек, текущих с севера на юг, температура повышается от истока до устья (Волга и др.), у текущих с юга на север, наоборот (Обь, Енисей, Лена, Макензи). Эти реки несут огромные запасы тепла в Северный Ледовитый океан, облегчая там ледовую обстановку в весеннее время, и смещают к северу границы природных зон.
В зимнем периоде застывающих рек выделяются три основные фазы: замерзание, ледостав, вскрытие.
Замерзание рек начинается при температуре воздуха чуть ниже О °С с появления кристаллов — игл, потом сала и блинчатого льда . При обильных снегопадах в воде образуется снежура. Одновременно появляются полосы льда у берегов - забереги. На перекатах (быстринах) может возникнуть донный лед, который потом всплывает, образуя вместе с блинчатым льдом, снежурой и оторвавшимися от заберегов льдинами осенний ледоход.
Ледяной покров на реках устанавливается в основном в результате заторов — скопления льдин на мелководьях, в извилистых и узких местах и смерзания их друг с другом и с заберегами. Малые реки замерзают раньше больших.
Продолжительность ледостава и толщина льда разная и зависит от климатических условий. Например, р. Волга в среднем течении покрыта льдом 4-5 месяцев и толщина льда составляет до 1 м, р. Лена в среднем течении — 6-7 месяцев с толщиной льда до 1,5-2 м. Толщина и прочность льда определяют возможность и продолжительность переправ через реки и движения по их льду — по дорогам-зимникам. При ледоставе на реках могут наблюдаться такие явления, как полыньи: динамические — на порожистых участках русла, термические — в местах выхода теплых подземных вод или сброса технических вод.
В районах с многолетней мерзлотой и сильными морозами часты речные наледи — наросты льда в виде плоско-выпуклых ледяных тел при излиянии речной воды на поверхность из-за сужения живого сечения потока. Толщина наледей в среднем 3-5 м. По длине реки они обычно располагаются цепочками на протяжении десятков километров, то сужаясь, то расширяясь в зависимости от формы речной долины. Известны случаи, когда наледи «брали в плен» деревни. Самая крупная в мире наледь (по данным В. М. Котлякова) — Большая Момская (более 100 км 3) существует в долине р. Момы, правого притока Индигирки. Она имеет протяженность 40 км и толщину 3-8 м. В ее образовании участвует поток подземных вод. Нередко на реках можно увидеть рядом, казалось бы, антагонистические явления — полыньи и наледи. На самом деле они тесно связаны друг с другом: наледи своим верхним краем прилегают к полыньям в местах выхода сравнительно мощных теплых источников.
На реках бывают и зажоры - закупорка живого сечения реки массой внутриводного и донного битого льда. Они затрудняют работу ГЭС, гак как лед забивает водоприемные отверстия плотин. Наконец, возможно и полное промерзание рек (на северо-востоке Сибири и Аляске).
Вскрытие рек весной происходит через 1,5-2 недели после перехода температуры воздуха через О °С за счет солнечного тепла и прихода теплого воздуха. Таяние льдов начинается под влиянием поступающих в реку талых снеговых вод, у берегов появляются полосы воды - закраины , а при таянии снега на поверхности льда - проталины. Потом происходят подвижки льда, он разрушается, наблюдается весенний ледоход и половодье. На реках, вытекающих из озер, помимо основного речного, наблюдается вторичный ледоход, вызванный выносом озерного льда. Высота половодья зависит от годового количества снежных запасов на водосборе, интенсивности весеннего снеготаяния и дождей в этот период. На реках, текущих с севера на юг, ледоход и половодье на разных отрезках проходят разновременно, начиная с низовьев, бывает несколько пиков половодий, и в целом все проходит спокойно, но растянуто во времени (Днепр, Волга и др.).
Водный режим рек характеризуется совокупным изменением во времени уровней и объемов воды в реке.
Уровень воды — высота водной поверхности реки относительно определенной нулевой отметки.
Характерные периоды с определенными уровнями и объемами воды в реке называют фазами водного режима. У разных рек они различны и зависят от климатических условий и соотношения источников питания: дождевого, снегового, подземного и ледникового.
Основные фазы водного режима — это половодье и межень.
Половодье - ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон высокий и длительный подъем уровня воды в реке, сопровождающийся затоплением поймы. В этот период реки имеют наибольшую водность. На половодье приходится большая часть годового стока рек (до 60-80 %). Половодья вызываются весенним таянием снега на равнинах, летним таянием снега и льда в горах и в полярных областях, длительными обильными дождями в теплый период года. В зависимости от того, что является причиной половодья, этот период на различных реках бывает в разные сезоны года, например, летом на р. Ганг, Инд, Янцзы, Меконг вследствие муссонных летних дождей и таяния ледников в горах; зимой на реках Средиземноморья (Гвадиана, Гвадалквивир и др.) из-за зимних дождей.
Таблица 33. Распределение основных типов источников питания рек по материкам и частям света
|
Преобладающий источник питания |
Преобладающий сток |
Материки и части света |
|||||
|
Северная Америка |
Южная Америка |
Австралия |
|||||
|
Снеговое |
|||||||
|
Дождевое |
|||||||
|
Подземное |
|||||||
|
Ледниковое |
|||||||
|
Области внутреннего стока |
|||||||
е — области внутреннего стока большой плошали.
Межень (маловодье) — период длительных низших уровней и расходов воды в реке при преобладании подземного питания. Летняя межень обусловлена интенсивным испарением и просачиванием воды в грунт, несмотря на наибольшее количество осадков в это время. Зимняя межень — результат отсутствия поверхностного питания. В это время реки существуют лишь за счет подземных вод.
Внезапный кратковременный непериодический подъем уровня воды в реке называется паводком. В отличие от половодий паводки случаются во все сезоны года: летом они могут быть вызваны сильными дождями; зимой — таянием снега во время оттепелей; в устьях некоторых рек за счет нагона воды из морей (осенние паводки на р. Неве в Санкт-Петербурге вызваны нагоном воды из Финского залива западными ветрами).
Осенний подъем воды в реках, называемый иногда поводочным периодом , связан с уменьшением температуры и сокращением испарения, а не с увеличением осадков — их меньше, чем летом, хотя осенью чаще стоит пасмурная погода.
Прогноз водоносности рек и их режима в течение года имеет большое значение для решения вопросов о разумном использовании водных ресурсов стран. Очень важен прогноз стока в период половодий, которые в отдельные годы бывают чрезвычайно высокими и приводят к негативным последствиям.
По условиям питания и водному режиму реки подразделяются на отдельные группы. Первая такая классификация была создана А. И. Воейковым (1842-1916) в 1884 г. В дальнейшем она была усовершенствована М. И. Львовичем в 1964 г. за счет количественной оценки роли отдельных источников питания рек и сезонного распределения стока. Им выделено шесть зональных типов водного режима равнинных рек.
Реки экваториального типа имеют обильное дождевое питание, большой и относительно равномерный сток в течение всего года, некоторое увеличение его наблюдается осенью соответствующего полушария. Это реки Амазонка, Конго и др.
Реки тропического типа. Сток этих рек формируется за счет муссонных летних дождей в субэкваториальном климатическом поясе и преимущественно летних дождей на восточных побережьях тропического пояса, поэтому половодье летнее. К этому типу относятся реки Нигер, Ориноко, Нил.
Реки субтропического типа в целом имеют преимущественно дождевое питание, но по сезонному распределению стока выделяются два подтипа: на западных побережьях материков в средиземноморском климате основной сток — зимний (р. Гвадиана, Гвадалквивир, Дуэро, Тахо и др.), на восточных побережьях в муссонном климате — летний (притоки р. Янцзы, р. Хуанхэ).
Реки умеренного типа.
В пределах умеренного климатического пояса выделяются четыре подтипа рек по источникам питания и сезонному распределению стока. На западных побережьях в морском климате у рек преимущественно дождевое питание с равномерным распределением стока в течение года с некоторым увеличением зимой за счет сокращения испарения (Сена, Темза и др.); в районах с переходным климатом от морского к конти-
ментальному у рек смешанное питание с преобладанием дождевого над снеговым, с невысоким весенним половодьем (Эльба, Одер, Висла); в районах континентального климата у рек преимущественно снеговое и весеннее половодье (Волга, Обь, Енисей, Лена); на восточных побережьях с муссонным климатом у рек в основном дождевое питание и летнее половодье.
Реки субарктического типа имеют преимущественно снеговое питание при почти полном отсутствии подземного из-за многолетней мерзлоты. Эти реки в холодный период года (8-9 мес.) промерзают до дна и не имеют стока. Половодье на реках этого типа летнее, так как они вскрываются в конце мая — начале июня (Яна, Индигирка, Хатанга и др.).
Реки полярного типа в короткий период лета имеют снеговое и ледниковое питание и сток, большую же часть года они замерзшие.
Подобные типы и подтипы водного режима характерны для рек, сток которых формируется в более или менее однотипных климатических условиях. Режим крупных транзитных рек, пересекающих несколько природно-климатических зон, сложнее. Он тем более сложен для рек горных областей, которым присущи закономерности вертикальной поясности. С увеличением высоты гор у рек возрастает доля снегового, а потом и ледникового питания. Поэтому реки, которые начинаются в горах и имеют дополнительно снеговое и ледниковое питание, характеризуются летними половодьями (Амударья, Сырдарья и др.). Летние половодья особенно интенсивны и даже катастрофичны на реках, которые начинаются высоко в горах, а в среднем и нижнем течении имеют обильное питание от муссонных дождей: Инд, Ганг, Брахмапутра, Меконг, Иравади, Янцзы, Хуанхэ и др.
Хозяйственное значение и охрана рек
Реки имеют большое хозяйственное значение. С ними связано становление и развитие человеческого общества. С исторических времен реки использовались как источники пресной питьевой воды, пути сообщения, для рыболовства и рыбоводства, сплава леса, орошения и обводнения земель, водоснабжения населения. Они используются для снабжения водой промышленных предприятий, получения электроэнергии.
Реки имеют большое эстетическое и рекреационное значение, являясь местами отдыха и проведения различных спортивных занятий. Они служит коллекторами, водоприемниками при осушительных мелиорациях заболоченных земель.
Широкое вовлечение рек в хозяйственный оборот стало для них губительным. К сожалению, многие реки сильно загрязнены промышленными и бытовыми стоками, ядохимикатами и минеральными удобрениями с полей и стоками из животноводческих предприятий. Далеко не везде по берегам рек существуют водоохранные зоны. Многие из рек, особенно протекающие в южных районах, где велика потребность в орошении, сильно разбираются. По этой причине Амударья и Сырдарья уже практически не впадают в Аральское море, и оно стремительно высыхает. Реки нуждаются в охране и поддержке их естественного водного режима и его разумном улучшении путем создания водохранилищ, каналов и проведения различных работ в русле и бассейне реки.
Неотъемлемой составляющей горного ландшафта является долина. Это особая форма рельефа, представляющая собой вытянутую впадину. Образуется она чаще от эрозионного воздействия текучей воды, а также благодаря некоторым особенностям в геологическом строении земной коры.
Что обозначает слово «долина»
Всевозможные балки, овраги, промоины, вызванные непостоянными водотоками, являются зачаточными формами долин. В результате смывания почвы речной водой вдоль берегов возникают низменности, которые, соединяясь между собой, могут образовывать целые системы.
Рельеф их непостоянен и способен меняться в зависимости от направления речных потоков. Горная или речная долина - это часть сложной разветвленной системы ландшафтов. Она состоит из нескольких элементов:
- Склоны - это участки поверхности, которые ограничивают долину с боков. Они различаются по высоте и, кроме того, могут иметь одинаковую или различную крутизну (когда один а другой - более крутой).
- Дно (ложе) - самая ровная и низменная часть долины.
- Подошва - место, где соединяются дно и склоны.
- Бровка - линия соприкосновения склонов с поверхностью прилегающей местности.
- Террасы. Это небольшие выровненные горизонтальные площадки, расположенные на разной высоте от дна долины.
Разновидности долин
Геологи разделяют все долины на горные и равнинные. Образуются они, соответственно названию, в определенной местности. Горные долины - это характеризующиеся значительной глубиной и неравномерными крутыми склонами.
Равнинные же более широкие, с менее выраженной глубиной и с пологими ровными склонами, значительно уступающими ширине. Основным элементом является широкое дно вреза. Устьевая часть долины зачастую представляет собой залив, куда впадает река.
В зависимости от расположения долины, толкуется и значение этого слова в разных источниках. В одних «долина» - это удлиненная впадина между гор или холмов, а в других - пространство ниже окружающей местности, расположенное обычно вдоль реки.
Речная долина
Образуется в результате воздействия текущей воды. Речная долина представляет собой вытянутую низменность на поверхности суши, которая имеет протяженность от истока до самого устья. По ее внешнему виду опытные географы легко могут определить возраст и стадию развития, а также геологическое строение района, движения земной коры в бассейне реки, узнать о силах выветривания и многое другое.
Речная долина - это разветвленная обособленная система, которая резко контрастирует с окружающим ландшафтом. Меняющий направление речной поток часто приводит к изменчивости и перестройке долин, которые периодически омолаживаются. Их гидрологические особенности не имеют аналогов среди других типов ландшафтов. Это относится к сезонным половодьям и дождевым паводкам. Разливы происходят синхронно по всему профилю долины.
Склоны речных долин обычно покрыты лесом, а поймы используются под сенокосные угодья, посев сельскохозяйственных культур, в наиболее безопасных от эрозии местах на этих участках располагаются и населенные пункты.
У крупных может занимать территорию шириной от 15 до 30 км. Она бывает низкой, ежегодно затопляемой, и высокой, которая уходит под воду лишь при сильных наводнениях.
Террасы, которые имеет речная долина, - это своеобразные зарубки, способные многое рассказать об истории реки. В их основании залегают а поверхность покрыта речными наносами. На таких террасах можно обнаружить различные отложения былых болот и озер, остатки существовавших очень давно растений и животных.
Ущелья и долины — это составляющие горного ландшафта. Они отличаются крутыми склонами и порожистыми руслами. Река мощным потоком прорезает горную породу, образуя ущелья и каньоны с почти отвесными склонами, где отсутствуют террасы.
Профиль молодых долин имеет участки, где реки стремительно несутся по порогам. Со временем под действием потока место выравнивается. Плавный профиль, который приобретает долина, - это признак ее зрелости.
Формы речных долин
На формирование долины оказывает влияние множество факторов. Среди них тектонические процессы, которые определяют направление, горные породы, сползание грунтов и смыв их атмосферными осадками. Все это способствует созданию различных форм речных долин.
Теснины, или ущелья, образуются благодаря глубинной эрозии и распространены в основном в высокогорных районах. Их отвесные склоны состоят из прочных горных пород. Дно во всю его ширину занимает русло реки.
Каньоны представляют собой узкие долины, формирующиеся в районах, где залегают пласты разной прочности. Самым глубоким считается каньон на реке Колорадо (в США) глубиной до 2 км.
В пойменных долинах занимает лишь небольшую часть. Они характерны для равнин. Вся долина вместе с террасами может иметь ширину до 100 и более километров. На этих участках выращивается урожай и пасется скот. Недаром во многих энциклопедических источниках слово «долина» трактуется как «плодородие», «жизнь», «взращивание».
Речная эрозия и аккумуляция наносов
При проектировании и строительстве мостовых переходов, плотин и многих других сооружений, находящихся в зоне воздействия речных систем, существенное значение имеет инженерно-геологическая оценка интенсивности развития речной эрозии и характера аккумуляции наносов.
Речная эрозия проявляется в размыве русел рек и подмыве их берегов. Объектом этой водно-эрозионной деятельности является речная долина . В ее пределах и происходит аккумуляция (накопление) наносов.
В строении речной долины выделяют три основных геоморфологических элемента: русло, пойму и террасы (рис. 26.2, по Ф. В. Котлову).
Русло - наиболее углубленная часть речной долины, занятая водным потоком. Поперечный разрез потока называют живым сечением. Большое значение при выборе участков мостовых переходов имеет степень устойчивости русла, определяемая его боковым размывом.
Пойма - часть долины реки, которая затапливается в период паводка. Ширина пойм может быть от десятков метров до десятков километров (пойма р. Волга - 60 км).
Террасы речные - горизонтальные или слабонаклоненные площадки, расположенные вдоль склонов долины и ограниченные уступами. Первую террасу, которая возвышается над руслом, называют пойменной. Выше расположены надпойменные террасы (I, II и т. д.). В пределах равнинных рек обычно выделяют 3-5 надпойменных террас, в долинах горных рек до 8-10 и даже более, что связано с большой тектонической подвижностью этих районов.
По происхождению и геологическому строению террасы подразделяются на эрозионные, аккумулятивные и цокольные.
Эрозионные , или скульптурные, террасы формируются обычно в долинах горных рек и практически не содержат покрова аллювиальных, т. е. речных отложений. Аккумулятивные террасы (прислоненные и вложенные) полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород не обнажается на поверхности (террасы р. Волга, Дон и др.). В основании цокольных террас расположен цоколь из коренных пород, частично перекрытый аллювиальными отложениями.
Аккумуляция (накопление) основной части речных наносов происходит в низовьях рек - дельтах , которые представляют собой конус выноса с разветвленной сетью рукавов и проток. Значительная часть аллювиальных (речных) отложений накапливается в руслах рек и на поймах.
По условиям накопления на различных участках речной долины выделяют следующие основные типы аллювиальных отложений: русловые, пойменные, старичные и дельтовые.
Русловой аллювий равнинных рек характеризуется преобладаем песчано-гравийного материала. В руслах горных рек обычно залегают крупнообломочные породы (валуны, галечники, гравий) с песчано-глинистым заполнителем. Пойменный аллювий формируется в период паводка и половодий и представлен обычно суглинками, супесями, глинами с включением прослоев и линз песков. Все эти слои отличаются невыдержанностью по составу и свойствам и могут обладать различной сжимаемостью. Более благоприятны для строительства отложения низких и особенно высоких террас.
Наихудшими строительными свойствами обладают старичные отложения , представленные водонасыщенными илами. По Н. Н. Маслову (1982), выявление погребенных линзообразных прослоев старичных илов в процессе инженерно-геологических изысканий является обязательной, но вместе с тем очень трудной задачей.
Весьма значительна мощность песчано-глинистых дельтовых отложений - от десятков до сотен метров. Дельтовые отложения рыхлые, неоднородные по составу, содержат легкорастворимые соли, органические остатки, биохимические газы. Строительство в районах распространения дельтовых отложений затруднительно и требует детального инженерно-геологического обоснования.
В формировании долин любого типа первостепенное значение имеет речная эрозия. Различают эрозию донную , или глубинную , и боковую , ведущую к размыву берегов. Уровень водного бассейна, в который впадает река, является ее базисом эрозии . Он определяет глубину врезания (эрозии) речного водного потока.
В развитии речной долины выделяют несколько стадий. В начальных стадиях водный поток, врезаясь в горные породы, вырабатывает крутостенную (обрывистую) узкую долину. Резко преобладает донная эрозия.
По мере формирования профиля равновесия донная эрозия ослабевает, одновременно значительно усиливается боковая эрозия, которая приводит к подмыву и обрушению берегов. На этой стадии зрелости река становится извилистой, образуя большие петлеобразные излучины - меандры .
Характер геологической деятельности реки при меандрировании резко изменяется. На вогнутом участке долины (в северном полушарии это обычно правый берег) происходит подмыв берега, а на противоположном (выпуклом) отлагаются осадки, образующие отмели и острова. Меандрируя среди собственных наносов, река образует старичные озера или старицы. Постепенно они заполняются илистыми осадками и заболачиваются. На этой стадии «старения» речной долины окончательно вырабатывается профиль равновесия реки .
Инженерно-хозяйственная деятельность человека может усиливать речную эрозию (сброс в реки большого количества воды с орошаемых территорий, дноуглубительные работы и др.) либо ослаблять ее (строительство плотин и создание водохранилищ и др.).
Борьба с эрозией рек . Наиболее интенсивно эрозионная деятельность рек проявляется в период паводков и половодий. На излучинах равнинных рек берега размываются со скоростью до 4-5 м/год, а в отдельные многоводные годы - до нескольких десятков метров в год. Эрозия создает серьезную угрозу для зданий и сооружений, расположенных в речных долинах.
Инженерно-геологическая оценка и прогноз подмыва и разрушения берегов рек и размыва русел основывается на детальном изучении геолого-гидрогеологических и геоморфологических особенностей речной долины, полевом и лабораторном исследовании состава, состояния и свойств горных пород, слагающих русло и берега. В комплексе с инженерно-геологическими изысканиями согласно СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства» следует проводить инженерно-гидрометеорологические изыскания ходе их проведения устанавливают колебания уровней и расходов воды в реке в течение года, режим руслового процесса, ледовый режим, расчетные скорости течения, границы зоны затопления и т,
Меры борьбы с эрозией рек подразделяют на профилактические и инженерные. К профилактическим относят различные меры с целью предупреждения опасных явлений: установление запретной полосы, исключающей строительство в зоне, подвергаемой интенсивной боковой эрозии, запрещение добычи стройматериалов из речных русел, что резко активизирует глубинную эрозию, проведение стационарных режимных наблюдений за интенсивностью развития речной эрозии и т. д.
Инженерные берегозащитные мероприятия включают строительство сооружений и берегоукреплений (каменная наброска с перевязкой каменных глыб металлическим тросом, устройство набережных, подпорных стенок, мощение, укладка бетонных плит т. д.).
Для защиты территории от наводнений в период паводков возводят земляные дамбы и плотины, устраивают водохранилища.
Формирование рельефа земной поверхности – это вековой необратимый процесс, осуществляющийся в масштабах геологического времени. По И.В. Попову речной долиной , по которой протекает река, называется полая протяженная форма рельефа с общим наклоном дна от одного конца к другому, выработанная водой, стекающей по поверхности суши. Наиболее глубокую часть в ней занимает русло реки. Ширина долины обычно значительно больше ширины реки.
Д
Рис.
2.5. Поперечный разрез речной долины: 1
– бровка долины; 2 – склон долины; 3 –
пойма; 4 – меженное русло;
5
– наносный материал – аллювий; 6 –
террасы; 7 – подошва аллювия
Несмотря на влияние тектонических процессов при своем происхождении долины большинства рек европейской части страны выработаны потоками воды, формировавшимися при отступлении ледника, и имеют эрозионное образование. Ледниковые долины встречаются на северо-западе нашей страны, тектонические – в горах Кавказа.
Основными элементами речных долин являются следующие: бровка и склон долины, пойма, меженное русло, террасы, аллювий и подошва аллювия (рис. 2.5).
Бровка и склон долины определяют границу сопряжения долины с поверхностью прилегающей к ней местности.
Пойма – часть дна долины, затапливаемая при подъемах уровня воды в реке.
Меженное русло – выработанная потоком пониженная часть дна долины, по которой происходит пропуск стока воды в период низкой водности – межень.
Террасы – уступы со ступенями на склонах долины. Они хранят следы колебаний водности в период отступания ледника. По мере уменьшения водности выработанные русла заносились и в результате речные долины заполнились окатанным и перемытым обломочным материалом – аллювием. Современным рекам приходится прокладывать себе путь в его толще. Под толщей аллювия залегают коренные породы, поверхность которых является подошвой аллювия.
Продольный уклон дна долин обычно постепенно уменьшается от истока к устью. Глубина речной долины бывает различной. У равнинных рек она составляет несколько десятков метров. Долины горных рек иногда имеют глубину в несколько сотен метров. Глубокие и узкие долины горных рек называются ущельями.
Основной сток воды в меженный период происходит в границах речного русла, занимающего наиболее низкую часть речной долины. Русла равнинных рек отличаются сложными пространственными формами. Они характеризуются извилистым очертанием в плане и наличием подвижных скоплений аллювия, формирующих русловые образования. В связи с тем, что русла рек дополнительно извиваются внутри своих долин, они имеют больший коэффициент извилистости, чем сами долины.
Поперечные размеры русла увеличиваются от истока к устью по мере впадения притоков и нарастания водности. Однако даже на участках с постоянной водностью, расположенных между крупными притоками, размеры речного русла также не постоянны и их изменение носит знакопеременный характер.
Рис. 2.6. Схема (а) и продольный профиль (б) переката:
1 – верхний побочень; 2 – нижний побочень; 3 – верхняя плесовая лощина ; 4 – нижняя плесовая лощина; 5 – корыто переката; 6 – ось судового хода ; 7 – урез воды; 8 – изобаты – линии равных глубин, с помощью которых изображается рельеф дна реки; 9 – меженные (затапливаемые) бровки речной долины; 10 – напорный скат переката; 11 – гребень переката; 12 – тыловой
скат; 13 – подвалье переката; 14 – свободная поверхность воды
Основная особенность речных русел состоит в чередовании по их длине глубоких и мелких мест: плесовых лощин (плесов) и перекатов. Перекат представляет собой характерную форму донного рельефа, сформированную отложениями частиц речного аллювия в виде широкой гряды, пересекающей русло реки под некоторым углом к направлению течения. В судоходной практике различают следующие элементы переката: верхний и нижний побочни, корыто и гребень переката, а также верхняя и нижняя плесовые лощины (рис. 2.6).Прибрежные скопления речного аллювия, представляющие собой возвышенные части перекатного вала, называются побочнями – верхним и нижним. Между ними располагается седловина, наиболее низкая часть, которая называется корытом переката. Через корыто переката проходит судовой ход. Линия, соединяющая наиболее высокие точки перекатного вала, определяет положение гребня переката. Глубокие части русла, расположенные выше и ниже переката, представляют собой соответственно верхнюю и нижнюю плесовые лощины.
На продольном профиле переката можно выделить пологий напорный (верхний) и крутой тыловой (низовой) скаты. Место сопряжения низового ската с дном нижней плесовой лощины называется подвальем переката.
Благодаря косому расположению перекатного вала в русле реки линия наибольших глубин, а вместе с ней и судовой ход на участке переката переваливает от одного берега к другому. При низких уровнях воды побочни обнажаются, и это приводит к увеличению кривизны судового хода в межень.
Частота расположения перекатов по длине реки составляет 5-25 ширин меженного русла. В верховьях реки перекаты встречаются чаще, чем в среднем и нижнем течении.
Существование перекатов в руслах рек обусловлено природой движения воды и является результатом взаимодействия потока с размываемым аллювиальным дном речной долины. Недостаточные глубины на перекатах оказывают серьезное затруднение при судоходном освоении естественных водных путей.
Речная долина
Долина (речная ) - отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа с однообразным падением. Образуется обычно в результате эрозионной деятельности текучей воды.
Зачаточными формами речных долин являются промоины, балки , овраги , создаваемые непостоянными (периодическими) водотоками.
Долины обычно образуют целые системы; одна долина открывается в другую, эта, в свою очередь, в третью и т. д., пока их сливающиеся водотоки одним общим руслом не впадут в какой-либо водоём .
Речные долины представляют собой очень сложную, разветвленную и в то же время связанную между собой единую систему ландшафтов . Они четко обособлены в физико-географическом отношении и резко контрастируют по своей морфологии с окружающими материковыми ландшафтами . Постоянно меняющий направление, блуждающий речной поток приводит к большой изменчивости долинного ландшафта, к его непрерывной и глубокой перестройке. Речные долины постоянно омолаживаются, в них всегда можно наблюдать как самые начальные стадии формирования рельефа и развития биогеоценозов , так и более поздние. Специфичны для речных долин и не имеют аналогов среди зональных типов ландшафтов гидрологические особенности: весенне-летние половодья , дождевые и ветровые паводки . Единство речных долин проявляется в большой синхронности разливов на всем продольном профиле долины. Поймы равнинных рек служат хорошими сенокосными угодьями; в безопасных от эрозии местах распахиваются, террасы также используются под посев всевозможных сельскохозяйственных культур, часто служат местом расположения населённых пунктов (особенно в горных странах); склоны долин нередко бывают покрыты лесом.
Долина, кроме флювиальной, то есть сформированной действием текучей воды, также может быть тектонической, если её появление связано с геологическим строением рельефа. К таковым относятся Алайская долина в Средней Азии и Калифорнийская долина в Северной Америке .
Литература
- Маккавеев Н. И. Русло реки и эрозия в её бассейне. - М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 346 с.
- Максимов А. А. Структура и динамика биоценозов речных долин. - Новосибирск: Наука, 1974. - 257 с.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Речная долина" в других словарях:
Речная Долина - (Энгельс,Россия) Категория отеля: 3 звездочный отель Адрес: Шурова Гора 7, Энгельс, Россия … Каталог отелей
речная долина - Линейно вытянутое углубление рельефа с уклоном от верховья к низовью, сформированное в результате эрозионной деятельности реки, в настоящее время, как правило (но не всегда), занятая текущей рекой. → Рис. 348 Syn.: долина … Словарь по географии
речная долина - slėnis statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Neigiama ilga siaura, vienu galu atvira mezoreljefo arba mikroreljefo forma, kuria teka upė, turinti bendrą nuolydį nuo aukštupio į žemupį. atitikmenys: angl. river valley; valley vok.… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Речная долина, не подвергшаяся воздействию др. экзогенных агентов, напр. ледника (см. Долина ледниковая), ветра (см. Вади), карста (см. Долина карстовая) и др. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др … Геологическая энциклопедия