Головним завданням було перевести присвячену діяльності річок главу даного підручника на російську мову, а також доповнити отримані матеріали інформацією з російськомовної літератури, що і було успішно виконано.
Отже, об'єктом даного дослідження є річки. Річки - водні потоки, що течуть у природних руслах і харчуються за рахунок поверхневого і підземного стоку з їх басейнів.
Поверхневі текучі води є одним з найбільш важливих факторів ерозії, транспортування і накопичення опадів. Практично кожен ландшафт на Землі є результатом руслової ерозії або акумуляції. І хоча інші фактори - підземні води, льодовики, вітер і хвилі - можуть мати локальне значення в формуванні рельєфу, діяльність річок і гравітаційний перенесення є домінуючими процесами в розвитку ландшафтних форм. Річки, струмки, струмочки переносять основну масу продуктів вивітрювання, виносячи їх в озера, моря і океани.
Вода потрапляє в річки по-різному. Найчастіше основним джерелом води є джерело - місце, звідки вона пробивається. Поповнюючись все новими потоками, річка тече до моря.
Річки виробляють у величезних масштабах денудаційну, транспортирующую і акумулятивну роботу. Режим геологічної роботи річок і масштаби їх переносите обсягів води пов'язані з різним режимом харчування річок. Це визначається кліматичними особливостями басейнів. Харчування річок здійснюється поверхневими і підземними водами. Річки, що беруть початок у високих горах (Кавказ, Середня Азія), мають льодовикове харчування. Для кожної річки протягом року характерне чергування періодів низького і високого рівня води. Стан високого рівня в залежності від сезону називається паводком або повінню, а низького - меженью.
Річки мають велике економічне значення, будучи головними джерелами для питного та промислового водопостачання, меліорації земель, отримання електроенергії, розвитку рибного господарства і відпочинку. Річки - джерело води, а без неї неможливе життя на нашій планеті. Знання про геологічної діяльності річок допоможе грамотно їх використовувати.
2. Гідрологічний цикл
Мал. 1. Гідрологічний цикл. Водяна пара випаровується з поверхні землі і моря, конденсується, формуючи хмари, і випадає у вигляді опадів (снігу і дощу). Вода, що потрапила на землю, потоками стікає по поверхні або просочується в грунт, перетворюючись в підземні води. Потім вона знову потрапляє в атмосферу шляхом випаровування або транспірації (втрата води рослинами в повітрі).
Переміщення води і водяної пари з моря в атмосферу, на землю і назад в море і атмосферу називається гідрологічним циклом. або кругообігом води в природі (рис.1). Коли дощ (або сніг) потрапляє на поверхню Землі, більше половини води досить швидко повертається в атмосферу в результаті випаровування або ж рослинної транспірації. Частина, що залишилася вода стікає по земній поверхні у вигляді поверхневих водотоків або ж просочується в землю, перетворюючись в підземні води.
Тільки 15-20% опадів, як правило, виявляються в поверхневому стоці, незважаючи на те, що обсяг поверхневого стоку може варіюватися від 2% до більш ніж 25% при зміні клімату, крутизни схилів, типів грунтів і порід, рослинності. Затяжні дощі можуть насичувати землю і атмосферу, але також можуть і бути причиною повеней, якщо поверхневий стік наближається до 100% опадів.
3. руслових перебіг і схиловий стік
Потік - це тіло текучих вод, що укладена в русло і рухається вниз по схилу під дією сили тяжіння. Іноді «потік» має на увазі розмір: річки великі, потоки - поменше, а струмки або струмочки зовсім невеликі. Однак геологи використовують «потік» для будь-якого тіла текучих вод від маленького струмочка до величезної річки.
Рис 2А показує поздовжній розріз типового водного потоку збоку. Потік бере початок серед крутих гірських схилів, перетинає пологу рівнину і впадає в море. Верхів'я річки - це верхня частина потоку поблизу його витоку в горах. Устя - це місце, де річка потік впадає в море, озеро або ж у велику за розмірами річку. Поперечний переріз потоку високо в горах зазвичай являє собою V-образну
долину, вироблену в корінний гірській породі, і русло, що займає вузьку нижню частину долини; тут дуже мало або ж взагалі немає горизонтальних ділянок землі поруч з руслом в нижній частині долини (рис. 2В). Біля гирла річка зазвичай тече в межах просторій ладьеобразной долини. До руслу прилягає плоска заплава алювіально походження (рис. 2С).
Мал. 2. Поздовжній і поперечний профілі типовою річки.
Річка зазвичай знаходиться в своєму руслі. протяжному вузькому зниженні, виробленому потоком в скельному виході або осадових товщах. Річкові берега - бічні сторони русла; річкове дно - нижня частина русла. Під час повені вода в річці може прибувати і затоплять береги в межах заплави в ложі долини.
Не вся вода, яка тече по поверхні Землі, укладена в русла. Іноді, особливо під час сильних дощів, вода витікає як поверхневий стік. тонкий шар не укладеної в русло води, що стікає вниз по схилу. Поверхневий стік особливо поширений в пустелях, де відсутність рослинності дозволяє дощовій воді швидко поширюється по поверхні землі. Він також зустрічається у вологих регіонах під час сильних гроз, коли вода ллє швидше, ніж вона може вбратися в землю. Серія близько минулих злив також може стати причиною поверхневого стоку; коли земля насичується вологою, інша вода стікає по поверхні.
Поверхневий стік, поряд з сильним ударним впливом дощових крапель, може призводити до значного площинному змиву. коли тонкий шар поверхневого матеріалу, як правило, верхній шар грунту, змивається струменями (пластами) води. Цей обумовлений силою тяжіння процес переміщення осаду є чимось середнім між гравітаційним перенесенням і руслової ерозією.
Матеріал, відкладений в процесі площинного змиву, накопичується в маленьких борознах, утворюючи крихітні струмочки. Вони зливаються, утворюючи невеликі струмки, які, в свою чергу, формують великі річки. Більшість регіонів дренируется мережею зливаються водних потоків.
4. Водозбірні басейни
Кожна річка, велика чи маленька, має свій водозбірний басейн. територію, яка дренується за рахунок цього потоку і його приток (притока - це маленький потік, що впадає в більший основний). Водозбірний басейн може зображуватися на карті за допомогою лінії навколо області, яка дренується усіма притоками річки (рис.3). Водозбірний басейн річки Міссісіпі, наприклад, охоплює всю територію, звідки відбувається стік вод безпосередньо в Міссісіпі і в усі її притоки, включаючи річки Огайо і Міссурі. Ця величезна дренажна система охоплює понад одну третину земної поверхні 48 суміжних штатів.
Мал. 3. Водозбірний басейн річки Міссісіпі - це територія, дренируемая рікою і її притоками, включаючи річки Огайо і Міссурі; вона покриває площу понад 1 мільйона квадратних миль.
Гірський хребет або височина, що розділяє один водозбірний басейн від іншого, називається вододілом (рис. 3). Найбільш відомим в Сполучених Штатах є Континентальний Вододіл, лінія, яка відокремлює потоки, що несуть свої води в Тихий Океан, від тих, що течуть в Атлантику і Мексиканську затоку. Континентальний Вододіл, який тягнеться від Юкону вниз до Мексики, перетинає штати Монтана, Айдахо, Вайомінг, Колорадо і Нью-Мексико. Знаки, що вказують на подолання Континентального Вододілу, встановлені в численних точках, де основні магістралі перетинають його.
5. Гідрографічні мережі
Сукупність річки та її приток, конфігурацію якої ми бачимо на карті, є гідрографічної мережею. Річкова система може в багатьох випадках виявляти характер і структуру знаходяться нижче материнських гірських порід.
Майже всі притоки впадають в головну річку під гострим кутом, утворюючи нижче за течією загострення в формі V (або Y). Якщо мережа схожа на гілки дерев або жилки на листках, то її називають дентрітовой (деревовидної) (рис. 3 і 4А). Така річкова система розвивається на рівномірно схильною до ерозії гірській породі або реголіті. Радіальна мережа. в якій річки розходяться в різні боки подібно до спиць в колесі, формується на вершинах
кутом в 90 0 і впадають в інші потоки під прямими кутами, формуються на рівномірно тріщинуватих породах (рис. 4С). Мережа пересічних під прямим кутом тріщин утворює русла річок, тому що розломи руйнуються легше, ніж масивна порода.
Мал. 4. Види гідрографічних мереж.
Решітчаста (шпалерна) мережу
складається з паралельних основних потоків з короткими притоками, що зустрічаються з ними під прямими кутами (рис. 4D). Така система формується в регіонах, де плитчасті пласти таких стійких погано провітрюваних порід, як пісковики, чергуються з нестійкими породами, як, наприклад, глинисті сланці. Ерозія в таких регіонах є на рельєфі місцевості паралельні гряди і долини.
6. Фактори, що впливають на річкову ерозію
Процеси ерозії і акумуляції визначаються, головним чином, швидкістю течії і, в меншій мірі, витратою води. Швидкість річки залежить, в основному, від градієнта ухилу. форми русла і його нерівності (розчленованої).
уламки (змусити їх рухатися), потрібна швидкість вище, ніж для перенесення частинок, тобто збереження їх руху.
Точка А на рис. 6 зображує тонкозернистий пісок на дні річки, який ледь переміщується. Вертикальні червоні стрілки уособлюють повінь, яке значно збільшує швидкість течії. Ніякої осад НЕ рухається до тих пір, поки швидкість досить висока, щоб перетнути верхню межу і перейти в область з
маркуванням «ерозія». Коли під час повені йде на спад, швидкість опускається нижче верхньої кривої в область транспортування. У цьому стані раніше еродований пісок продовжує переміщатися, але новий не еродують. Якщо ж швидкість падає нижче другої кривої, весь пісок знову осідає, опускаючись на дно річки.
Права половина діаграми показує, що для ерозії і перенесення більших частинок швидкості необхідні набагато вище, ніж ми могли очікувати (гальку переміщати важче, ніж зерна піску). Однак крива ерозії також піднімається вгору ближче до лівої сторони діаграми. Це показує, що дрібнозернистий мул (алеврит) і глину дійсно складніше еродувати, ніж пісок. Причина цього в тому, що сили міжмолекулярної взаємодії прагнуть зв'язати мул і глину в гладку зв'язну масу, яка протистоїть ерозії. Як тільки мул або глина руйнуються, вони, звичайно ж, легко переносяться. Як можна побачити з нижньої кривої, мул і глина в підвішеному стані не осідають до тих пір, поки річка не зупинить свою течію.
Градієнт ухилу русла
Одним з факторів, що регулюють швидкість річки, є градієнт ухилу русла. крутизна нахилу річкового дна (або поверхні води, якщо потік дуже великий). Градієнт зазвичай вимірюється в футах на милю в США, тому що ці одиниці виміру використовуються на американських картах (в інших місцях градієнт виражається в метрах на кілометр). Градієнт в 5 футів на милю означає, що річка опускається на 5 футів по вертикалі за кожну милю, яку вона долає по вертикалі. Гірські річки можуть мати градієнти такі значні, як від 50 до 200 футів на милю (від 10 до 40 метрів на кілометр). Більш низинна річка Міссісіпі має досить незначний градієнт, 0,5 фута на милю (0,1 м / км) або навіть менше.
Градієнт потоку зазвичай зменшується вниз за течією. Як правило, градієнт найбільший в верхів'ях річки і зменшується у напрямку до гирла (див. Рис. 2), локальні зростання градієнта течії зазвичай відзначені річковими порогами.
Форма і нерівність русла
Форма русла також впливає на швидкість ріки. Поточна вода з працею рухається впритул до берегів і дна, і в результаті тертя уповільнює воду. На рис. 7 потоки А і В мають однакову площу поперечного перерізу, але річка В
тече повільніше, ніж А, тому що
тому що вона тече через різні типи гірських порід. Тверді, стійкі породи практично не піддаються руйнуванню, тому річка може мати щодо вузьке русло в такий породі. В результаті вона тече швидко (рис. 8А). Якщо потік тече по більш м'якій породі, яка легше піддається ерозії, русло може розширюватися, і річка буде сповільнюватися через збільшення площі затримки поточної води тертям. При зменшенні швидкості може накопичуватися осад.
Ширина річки може залежати і від зовнішніх факторів. Зсув може приносити уламки в долину річки, частково перегороджуючи русло (рис. 8В). Звуження потоку викликає
зростання швидкості, тому що він огинає перешкоду, а збільшення швидкості може швидко зруйнувати зсувні уламки, переносячи їх нижче за течією. Втручання людини також сприяє ерозії і накопичення опадів. Будівництво підземного каналу або моста може частково перепинити русло, збільшуючи швидкість течії (рис. 8С). Якщо міст був погано спроектований, то він може викликати збільшення швидкості річки до такої міри, коли ерозія стане причиною обвалення моста.
русла теж контролює швидкість потоку. Річка може швидко текти по гладкому руслу, але нерівності, усипане валунами (галькою) дно русла сприяють збільшенню тертя і уповільнюють перебіг (див. Рис. 7С). Грубі частки збільшують нерівність більше, ніж дрібні частинки, і покритий брижами або хвилястий пісок грубіше, ніж дно з гладким піском.