Пойма, ее образование, рельеф

Пойма — это приподнятая над меженным уровнем воды в реке часть дна долины, покрытая растительностью и затопляемая только в половодье. Образование ее является признаком оформ­ленной долины и связано с процессом меандрирования. Механизм формирования поймы описан многими авторами: в каждой излучи­не стрежневое течение подмывает вогнутый берег и одновременно интенсивно углубляет русло. Турбулентность движения воды спо­собствует перемещению и дифференциации разрушенного материа­ла. Наиболее мелкие глинистые частицы во взвешенном состоянии уносятся вниз по течению реки; более крупный песчаный материал относится донными струями и откладывается у противоположного выпуклого берега. На дне плеса у вогнутой части излучины остает­ся только наиболее грубый валунно-галечниковый материал, образу­ющий цоколь аллювиальных отложений. Наиболее ярко все процес­сы происходят в половодье, а в меженный период песчаный мате­риал выпуклой части излучины обнажается из-под воды, формируя участок прирусловой отмели будущей поймы. Из года в год русло реки смещается в сторону вогнутого берега и прирусловая отмель расширяется, а прерывистость этого процесса приводит к оформле­нию дугообразных гряд (грив) и межгривных понижений (рис. 29).Аллювий прирусловой отмели обычно грубого состава и зависит от скорости течения воды в русле. Механический состав и сортировка его меняются при колебании уровня воды, что вызывает косую слоистость. Описанный процесс постепенно смещается вниз по те­чению вместе с излучинами, и линия поймы, таким образом, спрям­ляется. С течением времени высокие участки прирусловой отмели заливаются водой только в половодье. На ней появляется расти­тельность; на открытых участках возникают небольшие дюны. Чем ближе к тыловому шву (подошве) поймы, тем мельче состав пойменного аллювия, который разнообразится прослоями илистого ал­лювия старичного типа Мощность аллювия обычно не превышает разницы высот максимального уровня половодья и самого глубоко­го участка реки — нормальный аллювий. Однако в условиях текто­нического погружения или подъема уровня океана мощность аллю­вия может увеличиваться во много раз. По этому признаку различа­ют поймы аккумулятивные (с нормальной мощностью аллювия) и цокольные, связанные с проявлением глубинной эрозии с маломощным аллювием, залегающим на породах иного происхождения.

Таким образом, пойма образуется в результате смещения из­лучин и начинается с прирусловой отмели у выпуклого берега. В оформленной долине в результате длительной эволюции возни­кает двусторонняя пойма, придающая долине ящикообразный облик.

Пойма относится к числу динамичных форм рельефа. Русло­вые процессы вызывают перемещение аллювия и появление харак­терных микроформ. Вдоль русла формируется прирусловая отмель, или прирусловой вал. Он возникает в результате аккумуляции круп­ных частиц на участке резкого сокращения скорости потока на гра­нице русла и поймы. Прирусловой вал отделяет от русла остальную пониженную часть поймы, зарастает представителями песколюбов и ксерофитов.

Основная часть поймы — центральная пойма, где в период половодья отлагаются лишь мелкие глинистые частицы. Воды поло­водья в этом месте движутся медленно, задерживаются дольше, а иногда и вовсе не возвращаются в русло, что способствует забола­чиванию. Рельеф центральной поймы чаще всего гривистый. Гри­вы — остатки древних прирусловых валов перемежаются с пони­жениями, занятыми болотами и вытянутыми старичными озерами. Третья часть поймы — присклоновая (притеррасная) занимает по­нижение тылового шва или подошвы склона. Обычно она сильно заболочена за счет выходов грунтовых вод и обводнена руслами небольших впадающих рек, которые, достигнув поймы, движутся в понижении тылового шва вдоль русла основной реки.

Усложняют строение поймы также конусы выноса времен­ных потоков, "останцы", возникающие после прорыва шейки врезан­ных меандр и отчленения участка коренного склона, а также дюны на поверхности прирусловых валов.

Поймы равнинных рек, особенно крупных, достигают значи­тельной ширины — до нескольких километров. В таких случаях об­разуется особый тип ландшафта — пойменная низменность, используемая в хозяйственной деятельности: в естественном состоянии здесь распространены сенокосные угодья, урожайность их зависит от высоты, сроков половодья и микрорельефа.

По характеру рельефа принято различать сегментные, парал­лельно-гривистые, обвалованные типы пойм. Первые характерны для меандрирующих рек; параллельно-гривистые поймы возникают при тенденции крупных рек смещаться в сторону одного из скло­нов (Волга, Енисей); обвалованные поймы свойственны рекам, пе­ресекающим предгорные равнины. Многие крупные реки, пересека­ющие предгорные равнины, несут огромное количество рыхлого ма­териала (Риони, Кубань, Миссисипи), в результате чего русло реки и прирусловые валы оказываются выше остальной части поймы и даже прилегающей равнины. Во время половодья вода прорывает прирусловые дамбы, заливает окружающие территории, не в состо­янии вернуться обратно в русло. Возникают широкие заболочен­ные территории — плавни. Для борьбы с заболачиванием естествен­ные дамбы искусственно повышают и осушенную (польдерную) территорию поймы интенсивно используют в сельском хозяйстве. Так текут в нижнем течении реки Миссисипи, Риони, Терек и др. Систему польдеров предполагается создать вдоль реки Припять для защиты от наводнений и интенсификации использования заболо­ченных пойменных угодий.

В эпоху современного техногенеза естественные русла и пой­мы рек нередко подвергаются значительным изменениям, не всегда благоприятным для жизни рек. Это касается спрямления русл, в результате чего половодья протекают очень быстро и бурно, а в меженный период уровень воды резко понижается (например, сооружение Цимлянского водохранилища заметно сократило поло­водье в нижнем течении Дона). Естественный процесс деятельнос­ти реки искусственно изменяется и в рациональном направлении: при создании вдоль продольного профиля системы водохранилищ — каскадирование — в целях уменьшения эрозии, твердого стока, на­копления необходимых для хозяйства объемов воды и т.д. Приме­ром может служить река Волга.

Речные террасы

Изучение речных террас относится к одному из наиболее важ­ных и сложных вопросов флювиальной геоморфологии, так как дает возможность судить об эволюции реки, о характере изменений кли­мата, колебаниях уровня базиса эрозии в пределах ее бассейна в течение достаточно длительного времени.

Внешне речные террасы представлены сочетанием относи­тельно пологих площадок, отделенных друг от друга более или менее высокими уступами. Получается система ступеней, ограниченных бров­кой и тыловым швом (подошвой), вытянутых параллельно реке — продольные террасы — иногда на протяжении многих километров. Сло­жены террасы полностью или отчасти аллювиальными отложениями и свидетельствуют о том, что когда-то река текла на более высоком уровне. Обычно площадки террас — бывшие поймы — во много раз шире по сравнению с высотой уступа. У крупных равнинных рек ширина террас достигает многих километров, а высота — нескольких метров. Последовательность образования каждой террасы начинается с накопления аллювия в период развития боковой эрозии и аккумуля­ции, а затем — уступа, означающего смену эрозионного цикла и разви­тия глубинной эрозии. Счет террас (относительный возраст) ведется снизу, от более молодой — первой надпойменной вверх, к более древ­ним (II, III надпойменным) (рис. 30).

Цикловые аллювиальные террасы характеризуются сменой или нарушением эрозионного цикла. Самой общей причиной обра­зования террас следует считать понижение базиса эрозии при тек­тонических, изостатических движениях или отступании морских бассейнов. Река, выработавшая профиль равновесия, под влиянием понижения базиса эрозии начинает усиленно врезаться, оставляя старую пойму, образуя уступ террасы. На уровне нового положения базиса эрозии река снова накапливает аллювий, образует новую пойму и формирует профиль равновесия. Следующее понижение базиса эрозии заставит русло оставить сложившуюся пойму и повторить новый эрозионный цикл. Процесс начинается на участке впадения реки и передается с помощью регрессивной эрозии вверх, поэтому количество цикловых террас в нижнем течении наибольшее. Они соответствуют морским и озерным террасам, но по возрасту всегда моложе (рис. 31).

Важной причиной образования террас служит изменение кли­мата. При увлажнении и увеличении водности реки усиливается ее эродирующая способность, которая выражается в процессе вреза­ния и выработки нового профиля равновесия. В низовьях реки ве­личина врезания ограничивается положением базиса эрозии, поэто­му максимум врезания приходится на среднее течение реки Такие террасы принято называть хордовыми.

Следовательно, надпойменные террасы могут возникать при понижении уровня океана — эвстатические террасы, поднятии терри­тории — тектонические террасы, изменении климата на значительной территории — климатические террасы, в результате естественного преобразования речных систем (речных перехватов и пр.)

В первом случае самое большое количество террас и их раз­витие наблюдается в нижнем течении реки. Тектонические терра­сы лучше выражены на участках максимального поднятия, а в мес­тах опускания они могут сливаться друг с другом или оказываются в погребенном состоянии. Наибольшей протяженностью в долине отличаются климатические — цикловые террасы, так как отражают изменение климата на большой площади.

Образование террас рек Восточно-Европейской равнины (Днепра, Дона, Волги и их притоков) связывают с изменениями кли­мата и уровня океана в ледниковые и межледниковые эпохи. Этот процесс можно представить следующим образом: крупная полого-вогнутая низменная территория (например, Приднепровская низмен­ность) в период таяния древнего ледника заполнилась серией рых­лых водно-ледниковых отложений, создавших цоколь для мощных аллювиальных осадков, накопленных позднее пра-Днепром врезуль­тате послеледникового увлажнения климата и высокого положения базиса эрозии, вызванного таянием ледяных масс. Возникла широ­кая пойменная низина. Последующее врезание в аллювий реки яви­лось реакцией на эпейрогеническое поднятие территории. Образо­вался уступ наиболее высокой террасы. В следующую ледниковую эпоху широкая долина реки снова стала ареной деятельности талых вод, а затем накопления мощных толщ аллювия. Послеледниковое врезание реки вызвало появление новой, более молодой террасы. Омоложенная таким образом река стала вырабатывать новый про­филь равновесия, формирование которого может снова нарушиться в ту или иную сторону при изменении климата.

В описанном случае допущено, во-первых, что новая долина каж­дый раз более узкая, чем древнее. В природе может быть иначе: аллю­вий более молодой террасы перекроет осадки более высокой террасы, тогда последняя окажется погребенной и не выразится в рельефе.

Во-вторых, каждый последующий врез проявлялся интенсив­но и достигал коренного ложа долины (как на участке Днепровских порогов). Такие террасы называются вложенными или прислонен­ными. В других случаях эрозионный врез ограничивается только толщей аллювия, и террасы называются наложенными.

Цикловые террасы обычно имеют небольшой абсолютный возраст. На реках Восточно-Европейской равнины, текущих на юг, они могут быть связаны с древними оледенениями и наиболее высокие насчитывают более 100 тысяч лет. Например, на реке При­пять аллювий второй надпойменной террасы относится к эпохе та­яния московского ледника, а первая терраса формировалась в эпоху последнего оледенения. На реках, текущих с юга на север и северо-запад (Западная Двина, Неман, Печора, Мезень, Одер, Эльба), возраст террас более молодой и связан с эпохой последнего оледенения и послеледниковым временем.

Далеко не всегда террасы относятся к цикловым.. Нередко они имеют локальный (местный) характер. Примером в этом отношении могут служить террасы реки Неман, образованные при спуске приледниковых озер, служивших реке временными базисами эрозии. Локальная терраса может образоваться выше участка реки, ранее подпруженного выступом твердых пород, поднятием ложа (типа порогов) Пере­сечение поднятия приводит к резкому понижению базиса эрозии и формированию выше порогов террасового уступа. Подобные усло­вия возникают на участке впадения притока в главную реку, стимули­рующую водность последней и усиление глубинной эрозии.

Локальные террасы формируются также в процессе обезг­лавливания рек выше перехваченного участка. Известны случаи образования локальных террас на малых реках под влиянием хозяй­ственной деятельности. Даже небольшая плотина на реке способ­ствует усилению аккумуляции аллювия в образованном выше по течению водохранилище. Уничтожение плотины вызовет спуск во­дохранилища, врезание реки и формирование террасового уступа на этом участке.

В зависимости от строения выделяют три типа террас: акку­мулятивные (аллювиальные), цокольные и эрозионные. Первые пол­ностью сложены аллювием и обычно это нижние (первая и вторая надпойменные) террасы с относительной высотой несколько мет­ров. В отличие от них, цокольные террасы в основании сложены водно-ледниковыми отложениями или коренными породами, а в вер­хней части — аллювиальными осадками, которые определяют воз­раст самой террасы. К такому типу относятся верхние террасы рек Восточно-Европейской равнины, Западной Европы, развитые на флювиогляциальных и озерно-ледниковых отложениях (Западная Двина, Висла, Одер, Эльба, Днепр). Относительные высоты таких террас достигают нескольких десятков метров. Каждая аллювиальная и цокольная террасы пережили фазы аккумуляции и эрозии, поэто­му нередко называются эрозионно-аккумулятивными.

Эрозионные террасы обычно сложены коренными породами, иногда лишь прикрытыми аллювием, и отражают особенности струк­тур данной территории — структурные террасы. Наиболее харак­терны они для горных рек, и каждая терраса отражает изменение состава пород, а не только смену эрозионного цикла. При длитель­ном однонаправленном поднятии территории в мягких породах образуются уступы, в твердых — пологие площадки. Типичны в этом отношении структурные террасы реки Колорадо, сложная система ступеней на склонах долин Яны, Днестра и др. Их количе­ство может достигать 8 — 10, а общая высота поднятия, в зависимо­сти от амплитуды врезания, превышать сотню метров.

Нижние аккумулятивные (аллювиальные) и цокольные терра­сы обычно сохраняют черты рельефа, свойственные поймам: прирус­ловые валы, вытянутые гривы и старичные понижения. Верхние древ­ние террасы значительно изменены эрозией притоков, конусами вы­носа, оползнями, дюнами, оврагами, покровными образованиями.

Велико значение речных террас в жизни людей как равнин­ных, так и горных стран. Они даже получают особые названия. Пер­вая надпойменная терраса рек Восточно-Европейской равнины называется боровой, так как слагающие ее пески заняты сосновыми лесами. Широкая вторая надпойменная терраса Днепра, Дона, Волги именуется лессовой или степной — в среднем течении этих рек территория покрыта черноземными почвами на лессах и почти пол­ностью распахана. Речные террасы в горах — это наиболее удоб­ные участки для строительства дорог, размещения населенных пунк­тов, развития сельского хозяйства. Террасовый аллювий нередко со­держит россыпные месторождения тяжелых и редких элементов — золота, платины, добыча которых намного легче, чем в коренных залежах. В старичном аллювии хорошо сохраняются остатки расте­ний, раковины моллюсков, служащие для выявления природных ус­ловий за определенный отрезок времени.