Пойма. Формирование пойменной долины. Строение и рельеф пойм. Типы пойм

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 плёсах.

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 гряд (грив), разде­ленных межгрядовыми (межгривными) понижениями. Относитель­ная высота грив колеблется от нескольких десятков дециметров до нескольких метров (рис. 58).

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 постепенно превращается в пойму (рис. 59).

Как видно из процесса образования поймы, в ее строении при­нимают участие различные типы аллювиальных отложений. В ос­новании, на контакте с коренными породами, залегает перлювий (рег1ио — промываю), представленный грубообломочным валунным или галечниковым материалом, возникшим в результате промыва­ния водой осадков, слагающих подмываемый вогнутый берег. Гру-бообломочный материал может чередоваться с линзами илов, от­лагающихся на дне плёсов в период межени. Выше перлювия залегает русловой аллювий, представленный преимущественно пес­ками, часто с включением гальки и гравия и характеризующийся, как правило, хорошо выраженной косой слоистостью. 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 подмы-вает его. Поэтому в долине реки наблюдается чередование вогну­тых (подмываемых) и выпуклых (намываемых) берегов.

Как отмечалось выше, излучины реки перемещаются не только в сторону вогнутого берега, но и вниз по течению. В результате

Рис. 59. Схема, иллюстрирующая формирование поймы (по Е. В. Шан­церу):

/_зона размыва и намывания влекомых

наносов поперечными циркуляционными токами (цифры в кружках 1—7 — последо­вательно образующиеся слои руслового аллювия); // — зона осаждения взвешен­ных наносов и образования пойменного аллювия; А — русло; Л, — прирусловая от­мель; В — пойма; Я —уровень полых вод; ^ _ уровень межени. Русловой аллювий; / _ крупнозернистые пески, гравий и галь­ка- 2 — мелко- и тонкозернистые пески; 3_1 прослои заиления; 4 —пойменный ал­лювий; 5 — токи поперечной циркуляции в русле; 6 — направление смещения русла

выступы коренного бере­га постепенно срезаются, образуется широкая ящи-кообразная долина, шири­на которой.равна ширине пояса меандрирования, характерного для той или иной реки (рис. 60). Рус­ло в такой долине зани­мает небольшое простран­ство. Большая часть плос­кого дна долины занята поймой, в пределах кото­рой;река формирует сво­бодные меандры. Как ука­зывалось выше, в резуль­тате синхронных переме­щений излучин в продоль­ном и поперечном направ­лениях они могут претер­певать сложные измене­ния своей 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 вследствие стачивания шпоры и сближе-_г„_и^пял, сегментная излучина вследствие размыва вогнутых берегов превращается в омеговидную (рис. 61,£). 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 здесь происходит быстрое углубление русла, и сюда переходит ос­новное течение реки. Верхняя часть петли прорванной излучины

няется 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 — старинный аллювий. Так как осаждение материала в озерах-старицах в течение большей части года происходит в спо­койной среде, старинный аллювий слагается преимущественно ила-ми и глинами и характеризуется тонкой — горизонтальной слоисто­стью. Среди глин и илов встречаются песчаные линзы, образую­щиеся в период прохождения через старицу полых вод. В верху старинных отложений часто залегает торф, свидетельствующий о болотной стадии развития озера-старицы.

Итак, образование поймы и слагающих ее различных типов 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 пойму, способствует размыву и отступанию обоих берегов одновременно.

Описанный процесс образования и соотношения различных ти­пов аллювиальных отложений характерны для равнинных рек. Поймы горных рек еще плохо изучены. Обычно они уже, чем в до­линах равнинных рек. Пойменный и старинный аллювий в них практически отсутствует. 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 различна, но она не­может превышать разницу высот между самым глубоким местом в реке и максимальным уровнем половодья, если в работу реки не вмешиваются посторонние процессы. Такую мощность аллювия называют нормальной. Наблюдаемое местами повышение (по срав­нению с нормальной) мощности аллювия может указывать на уси­ленную аккумуляцию вследствие, например, тектонического опус­кания участка территории, по которому протекает река, уменыне-

ние —на интенсивное врезание реки при тектонических поднятиях. Могут быть, конечно, и иные причины анормальной мощности ал­лювия.

Сформировавшиеся поймы не являются омертвевшими форма­ми рельефа. В процессе смещения свободных меандр они испыты­вают значительные изменения, а слагающий их аллювиальный ма­териал неоднократно переотлагается. Изменение поймы и ее рель­ефа протекает особенно интенсивно во время высоких половодий, когда на пойме и в русле устанавливается единое течение.

Представим себе массив поймы, огибаемый пологой дугой рус­ла реки (рис. 62). Пересекая затопленный массив поймы, поток размывает уступ в верхней его части. 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 интенсивна аккумуляция 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: 1) прирусловую, 2) центральную и 3) притеррасную (рис. 62),

Кроме описанных форм рельефа, возникающих в процессе фор­мирования поймы (прирусловые валы, старицы, гривы и др.), ее поверхность может быть осложнена комплексом форм рельефа, связанных как с деятельностью реки, так и с деятельностью дру­гих экзогенных агентов. Так, например, после ледохода на реках при высоких уровнях воды поверхность поймы может оказаться прорезанной глубокими бороздами, выпаханными льдинами, а мес­тами покрытой крупными камнями-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 в глубь поймы и возник­новения на месте прирусловых валов и отмелей новых дюн образу­ются целые системы эоловых гряд, резкость и очертания которых постепенно теряются в направлении от прирусловой к центральной пойме. Наиболее высокие дюны перестают заливаться в половодье и выступают над водой в виде хаотически расположенных островоВ 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 меандр и отчленения участ­ка коренного склона долины или надпойменной террасы, бывшего частью шпоры. Такие возвышенные «острова» среди поймы назы­ваются останцами.

Сегментные поймы характерны для меандрирующих рек. Рель­еф их достаточно подробно рассмотрен при описании формирова­ния поймы как одного из основных элементов речной долины. Подчеркнем лишь, что дугообразные гривы и разделяющие их меж-гривные понижения (сухие или занятые озерами) являются ре­зультатом процесса переформирования меандр и блуждания русла по дну долины.

2. Другой причиной об­разования террас являет­ся изменение положения базиса эрозии. Предста­вим себе, что уровень бас­сейна, в который впадает река, понизился.В резуль­тате река, которая в ни­зовьях отлагала матери­ал, начнет врезаться в собственные отложения и вырабатывать новый про­филь равновесия, соответ­ствующий новому поло­жению базиса эрозии. Врез от устья будет рас­пространяться вверх по течению реки до того ме­ста, где прежний уклон продольного профиля на­столько значителен, что увеличение' его, вызван­ное регрессивной эрозией, практически не будет ска­зываться на эрозионной способности реки. В ко­нечном счете на месте прежней поймы образует­ся терраса, относительная высота которой убывает вверх по реке (рис. 64, В). Водопады и пороги в долине реки мо­гут приостановить продвижение регрессивной эрозии и ограничить' длину террасы.

Следует подчеркнуть, что река при понижении базиса эрозии будет врезаться лишь в том случае, если ее уклон в нижнем тече­нии меньше уклона освобождающегося из-под воды дна приемного бассейна. В противном случае понижение базиса эрозии приведет к интенсивной аккумуляции несомого рекой материала вследствие удлинения русла и уменьшения уклона продольного профиля.

3. Образование террас может быть связано с тектоническими движениями. Тектоническое поднятие территории, по которой протекает река, приводит / к увеличению уклонов, а следовательно, и уси­лению эрозионной спо­собности реки. Река на­чинает врезаться, ее (з) 0 0 прежняя пойма посте-

Рис. 65. Ножницы террас в низовьях реки; ^пе|НН0 „ превращается в /, 2, 3 — соответствующие уровни непогребенных надпойменную террасу, и погребенных террас которая по своему типу

также является хордо­вой (рис. 64, Б). Если низовье реки остается стабильным или опус­кается, а на остальной части бассейна, испытывающей поднятие, река врезается, то образуются ножницы террас: террасы как бы ныряют под более молодые аккумулятивные толщи (рис. 65).

Описанные процессы могут повторяться или накладываться друг на друга, поэтому количество террас в долинах разных рек и в разных частях долины одной и той же реки может быть различ­ным. Изучение строения террас, их количества, изменения высоты одной и той же террасы вдоль долины реки позволяет выяснить причины их возникновения, а следовательно, восстановить историю развития территории, по которой протекает река.

Относительный возраст террас определяется их положением по отношению к меженному уровню воды в реке: чем выше терраса, тем она древнее. Счет террас ведется снизу — от молодых к более древним. Самую низкую террасу, возвышающуюся над поймой, называют первой надпойменной террасой. Выше располагается вторая надпойменная терраса и т. д. У каждой террасы различа­ют площадку, уступ, бровку и тыловой шов (см. рис. 63).

В зависимости от строения выделяют три типа речных террас: 1) аккумулятивные, 2) эрозионные и 3) цокольные. К аккумуля­тивным относятся террасы, сложенные от бровки уступа до его подножия аллювием. Эрозионные террасы почти нацело сложены коренными породами, лишь сверху прикрытыми маломощным чех­лом аллювия (последний может и отсутствовать). У цокольных террас нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными порода­ми, а верхняя — аллювием. Терраса считается цокольной и в том случае, если цоколь сложен древнеаллювиальными отложениями, как тип террас и их возраст определяется по аллювию, сла-^Таюшему поверхность (площадку) террасы. Отсюда следует, что ^г_{аЯ оП}ределения возраста террасы необходимо тем или иным спо­собом определить возраст (абсолютный или относительный) сла­гающего ее аллювия.

Так как каждая терраса в свое время была поймой, на ней мо­гут быть встречены те же формы рельефа, что и на пойме. Однако выражены они обычно менее четко, чем на пойме, что связано с воздействием последующих экзогенных агентов. Поверхность тер­рас часто наклонена в сторону реки за счет снижения (размыва) прибровочной части и повышения внутреннего края в результате накопления материала, сносимого со склонов, к которым примы­кает терраса. Поэтому при определении относительной высоты тер­рас следует ориентироваться на те участки ее поверхности, кото­рые менее всего были затронуты последующими процессами.

Кроме охарактеризованных выше террас, называемых цикловы­ми и прослеживающихся но всей длине реки или на большей ее части, в долинах рек могут быть развиты локальные террасы, возникающие вследствие подпруживания реки, пропиливания ус­тупа, сложенного твердыми породами, и ряда других причин.

Наблюдаются в долинах рек и псевдотеррасы, имеющие лишь внешнее сходство с «истинными» речными террасами. К их числу относятся упоминавшиеся выше структурные террасы, крупные бло­ки оползней, подмытые конусы выноса временных водотоков, а так­же боковые морены отступивших горных ледников и плечи трого-вых долин (см. главу 16).

Изучение морфологии и строения речных террас имеет не толь­ко научный интерес, о чем говорилось выше, но и большое прак­тическое значение.

Реки, размывая горные породы, одновременно размывают и рудные образования, заключенные в этих породах. Большая часть ценных компонентов исчезает в процессе транспортировки рекой (истирается, растворяется, рассеивается, выносится в акватории приемных бассейнов). Меньшая часть их задерживается в долине в аллювиальных отложениях и при благоприятных условиях мо­жет дать скопление тех или иных минералов, получивших назва­ние аллювиальных россыпей или россыпных месторождений. К числу характерных минералов россыпных месторождений отно­сятся главным образом тяжелые и устойчивые, такие, как алмаз, золото, платина, касситерит, минералы, содержащие вольфрам, и некоторые другие.

Поиск по сайту: