7.3.2 Геологічна робота рік

Геологічна робота рік складається з розмиву дна та берегів, переносу і відкладення уламків порід. Усі ці сторони діяльності можуть проявлятися водночас. У верхів'ях, де долина ріки має найбільші схили, переважає ерозія, в пониззях - відкладення, а в середній течії ріки поєднуються розмив, перенесення та відкладення. Відкладені рікою осади називаються алювієм (лат. "алювіо" – намив), їх геологічний індекс "а".

Співвідношення розмиву, переносу та відкладення в будь-якій ділянці ріки може змінюватись в залежності від швидкості і кількості води в річці. Чим більші швидкість та об'єм, тим більший розмив.

Ерозійна діяльність рік. Виділяють ерозію донну, що спричиняє поглиблення ріки, та бокову, яка приводить до розширення річкової долини. Глибинна ерозія проявляється там, де схили річкового дна значні, течія досить швидка, щоб перекочувати по дну крупно- і середньоуламковий матеріал та у зваженому стані - дрібноуламковий.

При стабільному тектонічному (тривалій відсутності опускань та підняттів) режимі територій і стійкому кліматі поступово встановлюється динамічна рівновага річкової системи. Поздовжній профіль дна ріки стає більш пологим, близьким до граничного рівня річкової ерозії або до профілю рівноваги (рис.7.1). Найбільші схили має верхній відрізок течії ріки, тут же відбувається за законом регресивної ерозії і найбільша руйнівна робота. Глибинна ерозія поступово згладжує нерівності дна по усьому поздовжньому профілю.

Рисунок 7.1 - Схема формування поздовжнього профілю річкової долини:

1,2,3 - початкове положення долини

Униз за течією схил дна долини зменшується, наближаючись у пониззях до горизонтального положення. У зв'язку з цим поступово зменшується і швидкість течії води, глибинна ерозія поступається місцем боковій.

Бокова ерозія особливо інтенсивна в повінь (високий рівень води в сезони інтенсивного живлення), коли швидкість течії в річці зростає. У річкових звивин швидкість течії води біля увігнутого берега більша, і там відбувається підмив. Коло опуклого берега швидкість течії повільна, там відкладається алювій, формується прируслова мілина. У результаті звивини стають стрімкішими, поступово перетворюючись у закрути - меандри (за назвою малоазіатської р. Меандр, яка відзначається надзвичайною кривулястістю). Меандри з часом збільшуються як у сторони, так і за течією. У місці найбільш близького підходу звивин однієї до одної може виникнути прорив ріки. Колишнє русло залишається в стороні. Ці старі русла мають вигляд серпоподібно вигнутих озерець, які носять назву стариць (рис.7.2).

Рисунок 7.2 -. Схема розвитку річкових меандр

Розширення долини відбувається не тільки за рахунок формування закрутів, а й за рахунок відхилення річкових потоків силою Коріоліса, обумовленого добовим обертанням Землі навколо осі. У північній півкулі ріки відхиляються вправо, в південній - вліво. Ріки, що течуть у північній півкулі з півночі на південь (Дніпро, Волга, Південний Буг, Дунай та ін.), підмивають правий берег на великій відстані і більш інтенсивно, внаслідок чого він більш крутий, ніж лівий.

Під впливом еродуючої діяльності головної ріки та її притоків відбувається закономірна зміна рельєфу земної поверхні. Спочатку долини річок мають V- подібну та каньоноподібну форму, межиріччя широкі, більша частина поверхні межиріччя лежить на більш високому рівні, ніж річкові долини. Потім, за рахунок бокової ерозії, долина ріки поширюється і набуває U - подібної форми. Схили долини виположуються, висота водорозділів знижується. Наприкінці стадії зрілості межиріччя зрізаються, від них залишаються тільки окремі ділянки - останці. Уся поверхня ніби переміщується на більш низький рівень, на рівень плоскодонних ящикоподібних річкових долин з добре розвинутими плавнями (частина ріки, яка заливається водою ріки тільки в повінь та паводок), рис 7.3.

Рисунок 7.3 - Будова річкової долини:

1 - русло; 2 - плавні; 3 - перша надплавнева тераса; 4 - друга надплавнева тераса; 5 - корінні породи

Якщо протягом визначеної стадії розвитку річкової системи базис ерозії ріки зазнає поступового підняття, поздовжній профіль ріки виположується, зменшується жива сила потоку, ріка дряхліє, долина заповнюється власними відкладами, колишні плавні ріки опиняються похованими під більш пізніми відкладами.

Якщо базис ерозії починає знижуватись, то поздовжній профіль ріки стає більш крутим і порожистим. Ріка, яка знаходилась, наприклад, у стадії зрілості, може омолодитись і почати енергійно розмивати відкладений нею алювій. На місці плоскодонної долини виробляється нова V - подібної або каньйоноподіоної форми, урізана в плавні, сформовані рікою в попередній цикл її розвитку.

У міру сповільнення тектонічних рухів поздовжній профіль ріки виположується, посилюється бокова ерозія, яка приводить у свою чергу до розширення долини і одночасного заповнення її новим алювієм. Утворюються нові плавні, укладені в попередні. Від колишніх плавнів, розташованих на більш високому рівні, залишаються смуги, які йдуть уздовж нових плавнів. Вони називаються надплавняною терасою. Отже, ця тераса в попередній цикл була плавнями.

При багаторазовому зниженні гирла або піднятті верхів'я на схилах ріки формується система надплавняних терас. Найвища надплавняна тераса і буде найстарішою. Нумеруються тераси за їхнім положенням над плавнями знизу вгору. Саму нижню терасу називають першою надплавняною, ту, що розташована над нею, - другою і т.д. (рис.7.3), а утворення їх відбувалось у зворотному напрямку: сама верхня виникла першою, сама нижня - останньою.

Переносна та акумулятивна діяльність рік полягає в переносі продуктів розмиву в розчиненому, зваженому та перекочуваному стані.

У відкладах річкових долин розрізнюють чотири види алювію: русловий, плавняний, старичний та дельтовий. Алювій річок, які мають різну швидкість течії і розмивають різні гірські породи, відрізняється за складом і розмірами уламків. Русловий алювій гірських річок - це крупно-уламковий матеріал (валуни, галька, гравій), рівнинних - середньо- та дрібноуламковий (пісок, супісок). Крім того русловий алювій здрібнюється у міру просування від верхів'я до гирла.

Плавневий алювій підстилається русловим тому, що русловий алювій внаслідок поступового переміщення русла вниз за течією (слідом за відступом увігнутого берега закруту) заповнює усю основу долини. При потужному розливі швидкість ріки велика і частинки, що переносяться, крупніші, при слабкому - дрібніші, внаслідок чого плавневий алювій шаруватий і має різнорідний механічний склад. Це головним чином супіски та суглинки.

Стариці пов'язані з рікою тільки під час розливу, внаслідок чого вони заростають і там відбувається бурхливе утворення органічних речовин. Старичний алювій може бути представлений мулами, торфами, темними суглинками та супісками.

Ріки, що не встигли розвантажитись у нижній течії, виносять матеріал у море (озеро). При впаданні ріки в море швидкість течії ще більше зменшується і матеріал, що несе ріка, відкладається, утворюючи дельту. Ріки в межах дельт розгалужуються, розділяються на безліч рукавів. Дельти зростають з року в рік, змінюючи обриси берегів. Відклади дельт у вертикальному та горизонтальному розрізах дуже мінливі: алювій змінюється відкладами дельтових озер та боліт. Дельти рівнинних річок складені глинами, які перешаровуються пісками, дельти гірських річок - дрібною галькою та піском.

Частіше за все алювіальні відклади не залягають окремо, а утворюють цілий комплекс, що є результатом життєдіяльності ріки. У будівельному відношенні алювіальні відкладення можуть бути надійними (крупноуламкові відкладення, піски) і дуже ненадійними (мул, торф) основами фундаментів. Внаслідок неоднорідності залягання можуть давати нерівномірні осідання.