Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow ГЕОМОРФОЛОГИЯ
Посмотреть оригинал

Строение и рельеф пойм. Типы пойм

Пойма. Формирование пойменной долины.

По определению Н. И. Маккавеева, пойма — это приподнятая над меженным уровнем воды в реке часть дна долины, покрытая растительностью и затопляемая во время половодья. Пойма образуется почти на всех реках (как горных, так и равнинных), имеющих переменный уровень воды и находящихся в стадии врезания, аккумуляции или стабильного состояния продольного профиля. Пойма может отсутствовать только на участках порожисто-водопадного русла и в узких ущельях. Высота пойм зависит от высоты половодья. У рек, впадающих в крупные приемные бассейны, высота половодья убывает к устью. В соответствии с этим убывает и высота поймы. Так, относительная высота (над меженным уровнем реки) волжской поймы в районе Саратова достигает 11—12 м, у Волгограда она снижается до 7 м, а у Астрахани — до 2 м. В сужениях дна долины сезонная амплитуда уровней больше, чем на прилегающих участках расширений дна, поэтому и высота поймы возрастает на первых и убывает на вторых. Так как высота половодий изменяется от года к году, то наиболее высокие участки поймы затопляются редко, один раз в 10 или даже в 100 лет. Вследствие этого не всегда легко найти границу между поймой и надпойменной террасой. В таких случаях приходится руководствоваться почвенно-ботаническими признаками: смена луговых почв почвами зонального типа и появление в растительном покрове видов, не выносящих затопления (например, ковыля), помогают установить границу разлива, а следовательно, и границу поймы.

Большая роль в формировании поймы и слагающих ее различных фаций аллювиальных отложений принадлежит боковой эрозии рек. Последняя в значительной мере обусловливается извилистостью рек. Рассмотрим этот процесс на примере развития одного колена излучины реки (рис. 14.11).

Рис. 14.11. Схема образования прирусловой отмели:

а — план; б — профиль; 1 — направление движения воды в поверхностных частях реки; 2 — направление придонных струй; 3 — контуры первоначального положения русла реки; 4 — участок берега, разрушенный в результате боковой эрозии; 5 — намытый берег (прирусловая отмель); 6 — коренные берега, сложенные песчано-глинистой толщей с включением грубообломочного материала; I—I, II—II — линии профилей

Каждая капля потока по инерции стремится двигаться прямолинейно. Поэтому при повороте русла вода устремляется к вогнутому берегу, подмывает его.

Вогнутый берег становится обрывистым, начинает отступать, увеличивая кривизну изгиба и ширину долины реки. Образовавшийся

(вследствие подхода к вогнутому берегу поверхностных струй) поперечный уклон водной поверхности вызывает перемещение донных струй от вогнутого берега к выпуклому. Возникает винтообразное движение воды в потоке, приводящее к углублению русла реки у вогнутого берега. Материал, образовавшийся в результате подмыва берега и размыва русла, подвергается сортировке. Если берег сложен песчаноглинистой толщей с включением грубообломочного материала, глинистые частицы при размыве перейдут во взвешенное состояние и будут унесены рекой вниз по течению. Значительная часть песчаного материала относится донными струями к противоположному (выпуклому) берегу и там откладывается. В наиболее глубокой части реки (на дне плеса у обрывистого вогнутого берега) остается лишь наиболее крупный материал (валуны, галька, щебень), который и выстилает эту часть русла реки, образуя базальную фацию аллювия.

Особенно интенсивно река работает в половодье, когда увеличиваются масса воды и скорость ее течения, т.е. резко возрастает живая сила потока. С падением уровня накопившийся у выпуклого берега песчаный материал выходит из-под воды, образует прирусловую отмель (рис. 14.12).

Описанный процесс, повторяясь из года в год, ведет к смещению русла реки в сторону вогнутого берега, к расширению прирусловой отмели, песчаные осадки которой, двигаясь вслед за отступающим руслом, постепенно перекрывают крупнообломочный материал, отложившийся в наиболее глубокой части реки, в плесах. Прерывистость процесса наращивания прирусловой отмели (за счет причленения все новых «порций» аллювия в период весеннего половодья) находит отражение в ее рельефе, для которого характерна система параллельных дугообразных грядгрив, разделенных межгрядовыми (межгривными) понижениями. Относительная высота грив колеблется от нескольких десятков дециметров до нескольких метров в зависимости от водности реки и высоты половодий (приложение 12).

Рис. 14.12. Растущая прирусловая отмель у выпуклого участка берега (по Е. В. Шанцеру)

Образовавшаяся прирусловая отмель заливается водой только в половодье. Высота полых вод над отмелью и скорость их течения значительно меньше, чем в пределах меженного русла реки. Они не мешают появлению на отмели растительности, которая, в свою очередь, начинает оказывать сопротивление движению полых вод и понижать скорость их течения. В пределах затопленной отмели создаются условия, благоприятствующие оседанию из воды взвешенных (глинистых) частиц, особенно на участках, удаленных от стрежня. С течением времени песчаные отложения расширяющейся прирусловой отмели оказываются перекрытыми более тонким материалом (суглинком, супесью). Прирусловая отмель превращается в пойму (рис. 14.13).

Рис. 14.13. Схема, иллюстрирующая формирование поймы (по Е. В. Шанцеру):

I — зона размыва и намыва влекомых наносов поперечными циркуляционными токами; цифры в кружках (1—7) — последовательно образующиеся слои руслового аллювия; II — зона осаждения взвешенных наносов и образования пойменного аллювия; А — русло; А, — прирусловая отмель; В — пойма;

Я — уровень полых вод; h — уровень межени; русловой аллювий:

1 — крупнозернистые пески, гравий, галька; 2 — мелко- и тонкозернистые пески; 3 — прослои заиления; 4 — пойменный аллювий; 5 — токи поперечной циркуляции воды в русле; 6 — направление смещения русла

Строение и рельеф поймы. Как очевидно из процесса образования поймы, в ее строении принимают участие различные типы аллювиальных отложений. В основании, на контакте с коренными породами, залегает перлювий (от лат. perluo — промываю), представленный грубообломочным валунным или галечниковым материалом, возникшим в результате промывания водой осадков, слагающих подмываемый вогнутый берег. Грубообломочный материал может чередоваться с линзами илов, отлагающихся на дне плесов в период межени. Выше пер- лювия залегает русловой аллювий, представленный преимущественно песками, часто с включением гальки и гравия, и характеризующийся, как правило, хорошо выраженной косой слоистостью (рис. 14.14). Еще выше залегает пойменный аллювий, состоящий главным образом из супесей и суглинков с нечеткой горизонтальной или слегка волнистой слоистостью.

Ударяясь о вогнутый берег, вода в реке отклоняется от него, переходит ниже по течению к противоположному берегу и подмывает его.

Поэтому в долине реки наблюдается чередование вогнутых (подмываемых) и выпуклых (намываемых) берегов.

Рис. 14.14. Перекрестная (плетенчатая) слоистость руслового аллювия

Как отмечалось выше, излучины реки перемещаются не только в сторону вогнутого берега, но и вниз по течению. В результате выступы коренного берега постепенно срезаются, образуется широкая ящикообразная долина, ширина которой равна ширине пояса меандрирова- ния, характерного для той или иной реки (рис. 14.15). В такой долине русло занимает небольшое пространство. Большая часть плоского дна долины занята поймой, в пределах которой река формирует свободные меандры. В результате синхронных перемещений излучин в продольном и поперечном направлениях они могут претерпевать сложные изменения формы. Так, если в процессе смещения в продольном направлении нижнее крыло излучины попадает в область залегания устойчивых против эрозии пород или высота берега становится большой, то движение этого колена замедляется. Верхнее колено, находясь в рыхлых отложениях поймы, продолжает смещаться с прежней скоростью.

Излучина из сегментной превращается в синусоидальную, близкую к треугольной. Последняя с течением времени отмирает в результате стачивания шпоры и сближения крыльев (рис. 14.16, А). Если преобладает процесс бокового перемещения, сегментная излучина вследствие размыва вогнутых берегов превращается в омеговидную (рис. 14.16, Б). Шейки крутых излучин могут размываться с обеих сторон. В итоге шейка становится настолько узкой, что в половодье может быть прорвана. Вследствие резкого увеличения уклона в образовавшемся прорыве происходит быстрое углубление русла, и сюда переходит основное течение реки. Верхняя часть петли прорванной излучины быстро мелеет в результате аккумуляции наносов, остальная сохраняется ряд лет сначала в виде затона (изолированного от меженного течения только в верхней части), а затем в виде старицы — пойменного озера. В старицах формируется особый тип аллювиальных отложений — старичный аллювий. Так как осаждение материала в озерах-старицах в течение большей части года происходит в спокойной среде, старичный аллювий слагается преимущественно илами и глинами и характеризуется тонкой горизонтальной слоистостью. Среди глин и илов встречаются песчаные линзы, образующиеся в период прохождения через старицу полых вод. В верхней части старичных отложений часто залегает торф, свидетельствующий о болотной стадии развития озера- старицы.

Рис. 14.15. Схема формирования поймы и меандрового пояса:

А—Ж — стадии развития речной долины

Из изложенного очевидно, что образование поймы и слагающих ее различных фаций аллювия у меандрирующих рек есть результат смещения излучин. Зачаточной поймой у таких рек является прирусловая отмель, образующаяся у выпуклого намываемого берега. Сходный процесс формирования поймы и аллювиальных отложений наблюдается и у фуркирующих (дробящихся на рукава) рек. Зачаточной поймой у таких рек является осередок, который, постепенно разрастаясь и превращаясь в пойменный остров, способствует размыву и отступанию обоих берегов одновременно. При отмирании рукавов пойменные острова причленяются к берегу, наращивая береговую пойму.

Рис. 14.16. Переформирование излучин:

А — сжатие и «стачивание» колена меандра; Б — образование омеговидных меандров и «пережимы» их шеек вследствие размыва вогнутых берегов; 1—3 — последовательные положения русла

Описанный процесс образования и соотношения различных типов аллювиальных отложений характерен для равнинных рек. Поймы горных рек еще плохо изучены. Обычно они уже, чем в долинах равнинных рек. Старичный аллювий в них практически отсутствует, а пойменный имеет малую мощность и ограниченное распространение. Русловой аллювий часто представлен маломощной толщей крупногалечниковых наносов и валунами, залегающими на цоколе из коренных пород или на крупных глыбах, скатившихся с горных склонов.

Мощность аллювиальных отложений пойм разных рек различна, но она не может превышать разницу высот между положением коренного ложа в самом глубоком месте данной реки и максимальным уровнем половодья, если в работу реки не вмешиваются посторонние процессы. Такую мощность аллювия называют нормальной.

Итак, в строении пойм равнинных рек выделяются три типа аллювиальных фаций: русловая, слагающая нижнюю часть поймы, пойменная, покрывающая русловую фацию, и старичная. В основании руслового аллювия иногда наблюдается грубообломочная фация перлювия.

По динамическим условиям образования В. В. Ламакин выделяет аллювий инстративный, перстративный и констративный.

Инстративный (выстилаемый) аллювий образуется в условиях невыработанного продольного профиля реки, когда боковая эрозия сопровождается глубинной, о чем свидетельствует наклоненное коренное ложе долины, сопровождающееся иногда небольшими уступами. В этой фазе развития долины наблюдается отрицательный баланс рыхлого материала — в реку наносов поступает меньше того количества, которое она может перенести. Инстративный аллювий представлен преимущественно русловой фацией и слагает эрозионные террасы.

Перстративный (перестилаемый) аллювий образуется в условиях выработанного или почти выработанного продольного профиля, т.е. в состоянии динамического равновесия между количеством поступающего в реку и выносимого ею рыхлого материала. В процессе смещения свободных меандров река перемывает, сортирует и переотлагает наносы. Основание перстративного аллювия в поперечном профиле долины характеризуется ровной, почти горизонтальной поверхностью. Перстративный аллювий имеет нормальную мощность и представлен всеми описанными выше фациями (рис. 14.17), слагает эрозионноаккумулятивные террасы.

Рис. 14.17. Схема разреза аллювия равнинной реки в перстративную фазу аккумуляции (по Е. В. Шанцеру):

Л — русло и прирусловая отмель; В — пойма; В, — В3 — разновозрастные участки поймы, образовавшиеся за три последовательные стадии развития меандров (стрелки под рисунком — соответствующие этим стадиям направления смещения русла); btb3 — стадии накопления пойменного аллювия; Н — горизонт полых вод; h — горизонт межени; М — нормальная мощность аллювия; I—III — русловой аллювий: 1 — гравий и галька, 2 — пески, 3 — прослои заиления;

4 — старичный аллювий; 5—7 — пойменный аллювий (последовательные стадии

накопления)

Констративный (настилаемый) аллювий характеризуется повышенной мощностью, многократным чередованием в разрезе русловых, пойменных и старичных фаций аллювия, наложением друг на друга аллювиальных пачек, из которых каждая построена по типу перстративного аллювия. Он слагает аккумулятивные террасы. Образуется в связи с прогибанием земной коры или перегрузкой реки наносами, обусловленной особенностями физико-географических условий (рис. 14.18).

По набору и распространению различных фаций аллювия, их составу, строению и мощности судят о динамической фазе развития поймы — инстративной, перстративной или констративной — и соответственно об эрозионном, эрозионно-аккумулятивном или аккумулятивном ее генезисе.

Сформировавшиеся поймы не являются омертвевшими формами рельефа. Изменение поймы и ее рельефа протекает особенно интенсивно во время высоких половодий (на пойме и в русле устанавливается единое течение). Представим себе массив поймы, огибаемой пологой дугой русла реки (рис. 14.19). Пересекая затопленный массив поймы, поток размывает уступ в верхней его части.

Рис. 14.18. Схема констративной фазы аллювиальной аккумуляции

(по Е. В. Шанцеру):

1 — русловой аллювий; 2 — старичный аллювий; 3 — пойменный аллювий;

4 — отложения вторичных водоемов поймы; 5 — общее направление миграции русла; Н — горизонт полых вод; h — горизонт межени в русле; h1,h2 — горизонт межени в старицах; М — нормальная мощность аллювия; Ms — общая мощность

аллювия

Рис. 14.19. Схема массива поймы (по Н. И. Маккавееву):

1 — высокие незатопляемые берега; 2 — подмываемый берег поймы; 3 — аккумулятивный берег; 4 — границы фаций аллювия; 5 — центральная пойма; 6 — «притеррасная» пойма; 7 — прирусловая пойма; 8 — течение в основном русле; 9 — течение на пойме при высоких уровнях половодья

Часть материала, образуемого при размыве уступа, выносится на поверхность поймы, другая его часть остается в русле, переносится вдоль края пойменного массива. На контакте между течением, сходящим с поймы, и течением, идущим по основному руслу, образуется аккумулятивная форма — коса, которая отделяет от русла заводь, часто наблюдаемую в низовьях пойменных массивов.

Наносы, принесенные потоком на пойму, аккумулируются на ее поверхности. Наиболее интенсивная аккумуляция происходит на участке, прилегающем к руслу реки, так как скорость переходящих из русла в пойму струй потока здесь резко уменьшается из-за уменьшения глубины и увеличения шероховатости дна. В дальнейшем скорости потока становятся почти постоянными, интенсивность аккумуляции в центральной части пойменного массива убывает и крупность осевших наносов уменьшается. К тыловой части поймы поток доносит лишь мелкие (илистые и глинистые) частицы. Различие в интенсивности аккумуляции и размерах оседающих частиц приводит к тому, что наиболее повышенной оказывается та часть поймы, которая примыкает к руслу. После спада половодья здесь нередко можно встретить скопление свежеотложенных крупных наносов мощностью от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Повторение процесса приводит к образованию в этой части поймы прируслового вала, в ряде случаев довольно четко выраженного в рельефе.

От прируслового вала поверхность поймы слегка понижается к центру пойменного массива, характеризующегося сглаженным рельефом. Наиболее пониженным оказывается участок поймы, примыкающий к коренному берегу реки или к уступу надпойменной террасы. Низкое положение в рельефе и тяжелый механический состав отложений этой части поймы способствуют заболачиванию. В соответствии с часто наблюдаемыми различиями высот отдельных участков поймы и характером слагающих их осадков пойму принято разделять на три части: прирусловую, центральную и притеррасную (см. рис. 14.19).

Кроме описанных форм рельефа, возникающих в процессе формирования поймы (прирусловые валы, старицы, гривы и др.), поверхность поймы может быть осложнена комплексом форм рельефа, связанных как с деятельностью реки, так и с деятельностью других экзогенных агентов. Например, после ледохода на реках при высоких уровнях воды поверхность поймы может оказаться прорезанной глубокими бороздами, выпаханными льдинами, а местами покрытой крупными кам- нями-одинцами, вытаявшими из льдин. На реках, прирусловые валы и прирусловые отмели которых сложены хорошо отсортированным песком и не закреплены растительностью, большое влияние на формирование мезорельефа поймы оказывает ветер. В период летней, а иногда и зимней межени на пойме из песчаных отложений валов и отмелей формируются дюны, высота которых может достигать нескольких метров, иногда 15—20 м. В результате перемещения дюн вглубь поймы и возникновения на месте прирусловых валов и отмелей новых дюн образуются целые системы эоловых гряд, резкость и очертания которых постепенно сглаживаются в направлении от прирусловой к центральной пойме. Наиболее высокие дюны в половодье выступают над водой в виде хаотически расположенных островов.

В тыловой части поверхность поймы может быть осложнена наложенными конусами выноса временных водотоков или руслами нижних участков небольших притоков реки, которые, достигнув поймы, уклоняются от своего первоначального направления и следуют вдоль затона или заводи. Усложнение в морфологию поймы могут вносить изолированные возвышенности, не заливаемые в половодье, образованные в результате прорыва шейки врезанных меандров и отчленения участка коренного склона долины или надпойменной террасы, бывшего частью шпоры. Такие возвышенные «острова» среди поймы называются останцами.

Не остается неизменным и гривистый рельеф поймы. В результате деятельности склоновых процессов и неравномерной аккумуляции пойменного аллювия гривистый рельеф нивелируется, и поверхность поймы с течением времени выравнивается.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы