Речная эрозия

Уступ, сформированный боковой эрозией и склоновыми процессами

Речная эрозия — разрушение речного русла и берегов реки в результате деятельности речного потока.

Осуществляется путем гидравлического действия, абразии, растворения, деятельности водоворотов и при высоких скоростях течения путем кавитации.

Керлингафосс на реке Далса, притоке Хвитау.

Речная эрозия является сложным экзогенным процессом, который зависит от множества внешних и внутренних факторов. Отдельные аспекты этого процесса изучаются в гидрологии с учётом климатических закономерностей и антропогенных изменений.

Эрозионные процессы в речных системах зависят от стадий развития речной долины.

Механизмы

Одним из важнейших факторов, способствующих расчленению рельефа и понижению поверхности материков являются поверхностные текучие воды. К ним относятся все воды, стекающие по поверхности, начиная от дождевых струй до постоянных потоков мощных речных систем. Источником поверхностных текучих вод являются атмосферные, талые и подземные воды.

Процесс разрушения, или размывания горных пород текучими водами называется эрозией.

Эрозия, в свою очередь, состоит из двух процессов:

• механического размывания горных пород — истирания дна твердыми обломками
• химического растворения горных пород.

Самый низкий уровень, которого водный поток достигает в устье, называется базисом эрозии, а уровень мирового океана — абсолютным базисом эрозии.

Процессы эрозии обычно сопровождаются аккумуляцией. Продукты разрушения перемещаются водой как в обломочном, так и в растворенном виде. В результате совместного действия эрозии и аккумуляции поверхность Земли постепенно нивелируется, а рельеф превращается из горного в равнинный.

Работа текучих поверхностных вод охватывает значительные площади. Наиболее важную роль играют реки. Источником питания рек могут быть поверхностные и подземные воды. Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды. Состояние высокого уровня называется половодьем или паводком, а низкого — меженью. Количество воды в половодье может увеличиваться, по сравнению с меженью, в несколько раз.

Скорость течения рек непостоянна, она меняется во времени и в пространстве. Максимум наблюдается в половодье. Наибольшие скорости наблюдаются в поверхностной части потока, а наименьшие — у берегов и в придонной части, где поток испытывает трение о дно. Движение воды в речных потоках носит турбулентный характер, то есть вихревой. Турбулентное движение вызывает водовороты и перемешивание всей массы воды от дна до её поверхности, что приводит к захвату обломочного материала и переходу его во взвешенное состояние.

Виды

Выделяют два типа эрозии:

1) донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину;

2) боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины.

Соотношение донной и боковой эрозии изменяется на разных стадиях развития долины реки. В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии - уровню бассейна, куда она впадает.

Базис эрозии определяет развитие всей речной системы — главной реки с её притоками разных порядков. Первоначальный профиль, на котором закладывается река, обычно характеризуется различными неровностями, созданными до образования долины.

Такие неровности могут быть обусловлены различными факторами:

• наличием выходов в русле реки неоднородных по устойчивости горных пород (литологический фактор);
• озера на пути движения реки (климатический фактор);
• структурные формы — различные складки, разрывы, их сочетание (тектонический фактор) и другие формы.

В процессе регрессивной эрозии река, углубляя свое русло, стремится преодолеть различные неровности, которые со временем сглаживаются, и постепенно вырабатывается более плавная (вогнутая) кривая, или профиль равновесия реки. Считается, что этот выровненный профиль соответствует на каждом отрезке долины динамическому равновесию при данных гидрологических условиях и постоянном базисе эрозии.

Одновременно с глубиной начинает проявляться и боковая эрозия. Её роль возрастает по мере ослабления донной эрозии. Это приводит к подмыву берегов и расширению долины. В результате поперечной циркуляции, струи воды опускаются ко дну и оттуда — над дном идут к берегам. Происходит вынос обломочного материала из придонной зоны к берегам, где он частично откладывается, образуя русловые отмели.

Речная долина

Влекомые по дну и взвешенные твердые частички называют твердым стоком рек. Обломочный материал, перемещаемый рекой по дну, усиливает глубинную эрозию, но и сам постепенно измельчается, истирается и окатывается. Так образуется гравий, галька, песок.

В рассмотренном виде в речных водах переносятся карбонаты (CaCO3, MgCO3, Na2CO3), в меньшей мере — кремнезем (SiO2). Легкорастворимые сульфатные и хлоридные соли играют заметную роль только в водах рек засушливых областей. В небольших количествах в речной воде в растворенном состоянии содержатся соединения Mg и Fe.

Аккумуляция оломочного материала начинается уже на первых стадиях развития реки и усиливается по мере выработки профиля равновесия и расширения речной долины боковой эрозией. Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности рек, называются аллювиальными отложениями или аллювием. Они состоят из обломочного материала различной крупности и степени окатанности. В зависимости от условий формирования аллювий подразделяется на русловый и пойменный. Его характерной особенностью является косая или диагональная слоистость.

Боковая эрозия вызывает образование вторичных оползней в подошве оползневого уступа.

Боковая речная эрозия относится к числу наиболее интенсивных процессов рельефообразования. Например, на территории Томской области более 80 % случаев подверженности населенных пунктов негативным геологическим процессам вызваны горизонтальными деформациями рек.

В результате эрозионно-аккумулятивной деятельности рек образуются речные долины. Главными элементами речных долин являются дно и склоны. Дно может включать в себя русло и пойму. Пойма — это часть дна, которая периодически заливается водами реки. Участки земной поверхности выше террас называются коренными берегами. Склоны речных долин часто осложнены террасами, которые представляют собой горизонтальные или слабонаклонные площадки различной ширины вдоль склонов речных долин.

Для примера количественных показателей боковой эрозии возможно рассмотреть процессы, протекающие в реке Оке. Боковая эрозия для днища долины средней Оки в основном осуществляется на вогнутых участках берегов — в вершинах излучин, в то время как накопление руслового аллювия — в дистальных частях шпор. Суммарная протяженность подмываемых участков берегов составляет около 40 % их общей длины. Наиболее активно процессы размывания берегов проявляются в половодье.

Средняя скорость боковой эрозии на подмываемых берегах излучин реки Оки в её среднем течении на ключевых участках за период 2014—2016 годов составила 5-6 см в год. Темпы отступления вогнутых берегов излучин максимальны на ключевом участке «Бараньи рожки» (7 см в год) и минимальны на ключевом участке «Рязанский» (3 см в год).

Защита берегов

 → Берегоукрепительные сооружения

Речная эрозия является причиной постоянной деформации берегов рек и других водных объектов, потери значительных площадей земельных угодий, увеличение расчлененности территорий оврагами и др. Проблемы комплексного использования водных ресурсов и эксплуатации существующих гидротехнических сооружений требуют напряжения с охраной больших и малых рек, ограждения конструкций и техногенных ландшафтов от негативного воздействия поверхностных вод.

Литература

• Алексеевский Н. И. Формирование и движение речных наносов: монография. — М.: МГУ, 1988. −202 с.
• Аполлов, Б. А. Учение о реках [Текст]. — М. : Изд-во МГУ, 1963. — 423 с.
• Владимирович Н., Якушова А. Ф.. Основы геологии. Учебное пособие. М.:. ВЫСШАЯ ШКОЛА. 1991
• Беркович, К. М. Русловые процессы и использование природных ресурсов реки (на примере Оки) [Текст] / К. М. Беркович, Л. В. Злотина, Л. А. Турыкин // География и природные ресурсы. — 2015. — № 1. — С. 98-104.
• Завадский, А. С. Результаты исследований механизмов и интенсивности деформации речных русел на реках Московской области [Текст] / А. С. Завадский, И. Н. Каргаполова // Маккавеевские чтения −2005 / науч. ред. Р. С. Чалов. — М., 2006. — С. 75-87.
• Кораблева, О. В. Динамика пойменно-русловых комплексов рек [Текст] / О. В. Кораблева, А. В. Чернов // Труды Государственного природного биосферного заповедника «Керженский». -Н. Новгород : Изд-во "Гос. природ. биосфер. заповед. «Керженский», 2012. — Т. 5. — 196 с.
• Кривцов, В. А. Особенности строения и формирования поймы реки Оки в её Спасском расширении [Текст] / В. А. Кривцов, А. В. Водорезов, А. Ю. Воробьев, С. А. Тобратов // Вестник Рязанского государственного университета имени С. А. Есенина. — 2015. — № 4/49. — С. 153—173.
• Кривцов, В. А. Особенности пространственной организации и формирования локальных морфологических комплексов в пределах поймы реки Оки на её рязанском участке [Текст] / В. А. Кривцов,A.Ю. Воробьев // Вестник Рязанского государственного университета имени С. А. Есенина. — 2014. — № 1/42. — С. 141—154.
• Кривцов, В. А. Применение метода ковриков-ловушек для определения динамики накопления современного аллювия на рязанском участке среднего течения р. Оки [Текст] /B.А. Кривцов, А. Ю. Воробьев, С. В. Пузаков // Вестник Волгоградского государственного университета. Сер. 11, Естественные науки. — 2015. — № 4 (14). — С. 30-39.
• Крутовский Алексей Олегович, Льготин Виктор Александрович Природные факторы развития береговой эрозии на реках Томской области // Вестник Томского государственного университета. — 2001. — № 274.
• Макарова Н.В., Макаров В.И., Суханова Т.В. О соотношении эрозионных и тектонических процессов в платформенных и горных условиях // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. — 2008. — № 5.
• Чалов, Р. С. Речные излучины [Текст] / Р. С. Чалов, А. С. Завадский, А. В. Панин. — М., 2004.
• Шаталов, В. Г. Эрозионно-аккумулятивные процессы на поймах равнинных рек (на примере бассейна Дона) [Текст] // Геоморфология. — 1997. — № 1. — С. 87-91.
• Шикломанов И. А. Антропогенные изменения водности рек: монография. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 301 с.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Речная эрозия», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Речная_эрозия» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».