Рельеф постоянных водотоков

Основной формой рельефа постоянных водотоков являются речные долины или относительно узкие длинные ложбины, образо­ванные реками и имеющие уклон в соответствии с их течением от верховьев к низовьям. Речные долины широко распространены на суше, а в гумидном климате их сочетание создает специфический долинный тип рельефа, основу которого составляют речные долины и водоразделы между ними. От характера долинной системы зави­сит общий облик рельефа: степень его расчлененности, характер основных процессов, накопление рыхлых отложений или их вынос в ближайшие понижения и многое другое. В горных странах реч­ные долины поражают своей глубиной, превышающей 1 — 1,5 кило­метра, а на равнинах— шириной, достигающей нескольких десятков километров. Для геоморфолога изучение речной долины представ­ляет первостепенный интерес, так как ее строение, состав и мощ­ность аллювия, направление эрозионной и аккумулятивной деятель­ности раскрывают историю развития не только реки, но и прилегаю­щей части ее бассейна, а также позволяют прогнозировать возможность использования в хозяйственной деятельности.

Учитывая общие законы деятельности водотоков, можно зара­нее сказать, что характер речных долин очень разнообразен и зави­сит от массы воды и скорости течения, положения базиса эрозии, направления современных эпейрогенических движений, геологичес­ких структур, состава горных пород Деятельность реки в каждый отрезок времени характеризуется морфологией ее продольного и поперечного профиля. За период своего существования каждая река стремится выработать себе профиль равновесия в виде плав­ной вогнутой кривой, напоминающей параболу. Продольный про­филь реки обладает способностью к саморазвитию, общая тенден­ция которого состоит в стремлении водотока к выравниванию сво­его продольного профиля в процессе регрессивной эрозии.

Представим себе молодую реку, текущую по наклонной по­верхности, которая сложена различными породами. В начальной ста­дии эрозионного цикла продольный профиль имеет черты невыра­ботанного, т.е. состоящего из участков относительно пологих и вог­нутых в мягких породах и выпуклых в виде ступеней в местах выходов твердых пород. Именно в этом месте образуются стрем­нины, пороги, водопады. В плане такая невыработанная долина будет иметь "четковидную" форму, где озеровидные расширения (плесы) с незначительной скоростью течения чередуются с узкими участка­ми — перекатами, на которых скорость течения резко увеличивает­ся. Для каждого переката лежащий ниже по течению плес служит локальным базисом эрозии, на уровне которого происходит аккуму­ляция влекомого и взвешенного материала. От этого уровня выступ продольного профиля отодвигается вверх по течению в процессе пятящейся эрозии, одновременно спрямляя на перекате продольный профиль. В начальную стадию эрозионного цикла устье реки распо­ложено выше базиса эрозии — "висит" над ним подобно оврагу. Этим объясняется большая энергия реки и способность ее выпол­нять активную глубинную эрозию. Поперечный профиль невырабо­танных (неоформленных) долин имеет ряд индивидуальных черт. Особенно ярко они проявляются в горных реках и на высоких пла­то, где значительные уклоны и низкое положение базиса эрозии способствуют глубинной эрозии. Такие долины отличаются не только большой глубиной, но и отвесными склонами, близко подходящими друг к другу. Дно долин занято спрямленным руслом, пойма отсут­ствует, а аллювий представлен галечниковым и каменистым мате­риалом. В кристаллических породах и в массивных известняках образуются кляммы (от нем, klатт), т.е. глубокие узкие щели, ши­рина склонов которых в верхней части не более ширины днища долины, а иногда и менее его, так что склоны нависают под дном долины. Намного чаще горные долины имеют характер ущелий глу­биной более 1000 метров с отвесными склонами, узкое днище их занято руслом. На склонах обнажаются кристаллические или дис­лоцированные осадочные породы, рассеченные рекой. Классическим примером может служить Дарьяльское ущелье Терека на Кавказе, глубочайшие ущелья рек Западного Памира, Гималаев.

На высоких равнинах, плато, нагорьях невыработанные доли­ны носят название каньонов. В отличие от ущелий, каньоны часто возникают в горизонтально залегающих осадочных породах различной твердости, поэтому при врезании реки образуется система террасовидных уступов — структурных террас (рис. 24). Подобно ущельям, каньоны отличаются большой глубиной, узким днищем, заня­тым водотоком. Реки, впадающие в такой каньон, также образуют глубоко врезанные долины, которые расчленяют территорию, прида­вая ей характер эрозионных гор с плоскими вершинами. Всемир­ную известность получил Большой каньон реки Колорадо, глубина которого достигает 1800 метров, а система притоков образует одно из живописных глубоко расчлененных и труднодоступных мест на Северо-Американском материке. М. Шварцбах в книге "Великие памятники природы" пишет: "Первоначально обширное плато Ко­лорадо не было гористым. Поверхность слоев осадочных пород, слагающих плато, как пестрые листы книги первоначально рассти­лались приблизительно на уровне моря почти там, где эти слои не­когда отлагались. Праколорадо и другие реки пересекали это низ­кое плато в больших неправильных меандрах. Решающее, или луч­ше сказать "врезающее", значение имело постепенное поднятие плато тектоническими силами, начавшееся в третичном периоде. Река не могла оставаться к этому безучастной и врезалась в плато, как вгры­зается циркулярная пила в бревно, которое подводят к ней снизу". Последней разновидностью невыработанных долин считают­ся V-образные долины, характеризующие дальнейшее развитие эрозионного цикла и приближение к оформленной долине. В V-образной долине склоны хотя и крутые, но широко расходятся в сто­роны, а дно осложняется молодой поймой.

Своеобразный характер имеют молодые неоформленные до­лины на низменных равнинах, образованных в эпоху последнего оледенения. Примером могут служить небольшие протоки, соединяющие многочисленные озера на севере Беларуси, в Прибалтике, Ка­наде. Неоформленность выражается в неразработанности продоль­ного профиля, четковидном характере долин, представленных прак­тически только руслом. При стабильном положении базисаэрозии выработка профиля равновесия происходит очень медленно. В усло­виях понижения базиса эрозии дренирующей реки протоки осуществляют глубинную эрозию, что приводит к спуску озер и выравни­ванию образовавшихся на их месте долин в профиле и в плане.

Процесс выработки профиля равновесия изменяет морфоло­гию продольного и поперечного профиля долины, и эрозионный цикл переходит в стадию зрелости. Продольный профиль при этом не только сполаживается, но одновременно становится более крутым в среднем течении за счет уменьшения уклонов и глубинной эро­зии в устье. В конце концов река достигает такого состояния, при котором она может производить только боковую эрозию и транспортировку материала, т.е. вырабатывать профиль равновесия (рис. 25). Достижение равновесного состояния начинается от низо­вья реки и постепенно перемещается к верховьям. В стадии зрелос­ти речная долина имеет специфические черты, которые позволяют отнести ее к оформленным, или пойменным. Благодаря плоскому днищу и относительно крутым склонам, такие долины называются ящикообразными.

Боковая эрозия выполняет большую работу по расширению долины, при этом вырабатываются излучины и меандры, а склоны расходятся на расстояние в несколько километров. Одновременно в зрелой долине идет процесс накопления аллювия, который начи­нается в устье и продвигается вверх по течению. Теперь уже ниж­нее течение реки не "висит" над базисом эрозии, а соединяется с ним на одном уровне. При последующем сокращении уклона в нижнем течении образуется дельта, русло реки разбивается на рукава, аллювий медленно перемещается в зависимости от скорос­ти течения. Река вступает в стадию дряхлости (рис. 26).

Описанный эрозионный цикл, как правило, в природе наруша­ется в результате движения земной коры или изменения уровня океана. При понижении уровня (отступание моря, поднятие суши) устье реки может оказаться в положении "висячего". Это вызывает процесс врезания русла в собственный аллювий или коренные породы и процесс глубинной эрозии передается вверх по течению. Начинает­ся процесс "омолаживания" продольного профиля, появления признаков невыработан­ной долины. В первый момент признаки омоложения будут обнаруживаться в нижнем течении, в то время как в среднем еще сохраняются черты зрелости. При повтор­ном врезании реки ее старая пойма оказывается выше нового русла и таким образом в поперечном профиле появ­ляется надпойменная терраса.

В том случае, если от­ступание моря или озера осуществляется на одном уров­не с устьем реки, последнее смещается вслед за базисом эрозии, расходясь при этом на протоки, образуя низкую дель­ту. Такого происхождения, по-видимому, дельта Волги.

Иные изменения наблю­даются в долине при подня­тии базиса эрозии. В этом случае от места впадения реки (моря, озера) образуется под­пор воды, нижний отрезок реки превращается в залив, эстуарий, а устье отодвигает­ся вверх по течению. В даль­нейшем процесс прекращается с помощью усиленного накопления аллювия и подъема таким образом русла на новый уровень. Интен­сивное накопление аллювия передвигается вверх по течению благо­даря появлению выпуклого участка продольного профиля в нижнем течении и резкого падения уклонов. Процесс старения реки сопровождается распластованием водного потока, образованием широких пойм, рукавов, островов, заводей, в которых скапливаются глинистые и илистые толщи.