|
|
Конец цикла — развитие оледенения, частичная или полная
3).
Поверхность террасы, образованной последними,
2).
и эфедры.
На существование непосредственной связи долинных озер с
Последние контролировались
Последнее условие могло иметь место только в том случае,
2).
В этом же направлении высоты поверхности изменяются
В тыловых частях террасы ритмичного строения не
В периоды снижений уровня озера долина Вычегды оставалась
Но повышенная мощность аллювия и тонкость
Возможно,
Возможно, что
Исследование площади под водохранилище
При исследовании площади будущего водохранилища возникают вопросы: может ли это водохранилище удержать ту воду, которую оно должно собрать, подходящее ли для этого условия строение горных пород, которые должны вместить водохранилище. Решение этих вопросов в конечном итоге будет идти по двум направлениям. При наполнении водохранилища, несомненно, будет иметь место какой-то расход воды. Он может быть либо единовременным и пойдет на то, чтобы напитать водой только ту толщу горных пород, которая соприкасается с ней и в результате напитывания становится водоупорной, или же к этому единовременному расходу может прибавиться еще и постоянный расход в виде испарения и фильтрации.
Расход воды на испарение подсчитывается гидрометеорологами. Фильтрация будет происходить в ложе водохранилища, в его бортах, под плотиной и в обход последней; породы, напитавшись водой, могут не потерять своей водопроводимости. Обыкновенно эти задачи решают отдельно для ложа долины и для его склонов, так как чаще всего строение их бывает совершенно различное. Ложе чаще сложено аллювиальными отложениями, представленными в большинстве случаев рыхлым материалом наносов реки. Аллювий большей частью состоит из перемежающихся слоев крупнозернистых, среднезернистых и мелкозернистых материалов; в горных районах преобладают крупнообломочные отложения, а в равнинах — мелкообломочные. Сюда входят всякого рода галечники, щебенка, песок разной крупности и, в меньшей степени, мелкозернистый материал — суглинки и супеси. По своей природе аллювиальные толщи являются исключительно благоприятными для фильтрации, и потому можно заранее предполагать, что здесь будет постоянный расход воды. Чтобы избежать его, надо принять какие-то меры.
Учитывая целый ряд общих моментов (строение аллювиальной толщи, ее пористость и т. д.), можно установить коэффициент фильтрации для аллювиальной толщи. Зная ту площадь, которая будет находиться в соприкосновении с водой, и проектный напор, можно сделать некоторые заключения о расходе или потерях на фильтрацию через аллювиальную толщу. Фильтрующаяся в аллювиальные отложения вода будет передвигаться параллельно тому потоку, который предполагается задержать плотиной. Этот фильтрационный поток может быть в значительной степени прекращен, если плотина врежется своим основанием в аллювиальную толщу до водоупорной породы.
Аллювиальная толща должна изучаться не только со стороны возможности фильтрации через нее, но и со стороны пригодности быть основанием для сооружения. Аллювиальные отложения обыкновенно представляют линзы, залегающие на каких-то других породах. Эти линзы при большой их мощности будут служить основанием для сооружения; если толща аллювиальных отложений не очень велика, тело сооружения будет покоиться на подстилающей серии коренных пород./O-38-XXVII/O-38-XXVIIQ_L.jpg)
В этом случае возникает вопрос, что же представляют собой коренные породы с точки зрения водопроницаемости? Насколько они водоупорны? Задача, таким образом, усложняется. Придется выяснить не только водопроницаемость аллювиальной линзы, которая вложена в долину, но и водопроводящие свойства подстилающих коренных пород..
Поскольку аллювиальная толща с поверхности открыта, вопрос о ее водопроницаемости решается сравнительно легко. Можно провести лабораторные опыты и получить целый ряд интересных сведений об этой толще, определив пористость, крупность зерен и т. д. Кроме того, можно заложить ряд выработок (шурфов), узнать, есть ли в этой толще вода, провести откачку; можно произвести обратные опыты, т. е. напитывая водой грунты, установить возможные размеры фильтрации в эту толщу, если она безводна.
Изучение коренного основания аллювия сложнее, потому что лежит оно гораздо глубже, скрыто под наносами. Труднее осуществлять и лабораторные опыты, и опыты в природных условиях.
Для первых можно представить образцы, взятые только из буровых скважин, так как благодаря тому, что долина обычно песет воду, всякая шурфован работа связана с довольно сложными водоотводами. Водоотводы для этих работ чрезвычайно дороги, и поэтому вместо того, чтобы делать шурфы и брать образцы пород в обстановке, где можно рассмотреть строение стенки выработки и выбрать нужную для анализа породу, приходится извлекать только кусочки деформированной породы из буровых скважин. Бурение идет обычно при помощи долота, которое дробит породу. Из скважины добывают только обломки породы с нарушенной структурой, которые не могут использоваться для каких-нибудь опытов. При жестких породах можно применять вращательное колонковое или алмазное бурение, в результате которого получают стержни (керны) цилиндрической формы большей или меньшей толщины в зависимости от диаметра того инструмента, которым велось бурение. Стержни представляют собой лучший материал для лабораторных исследований, потому что они являются цельновынутыми кусками породы.
Если в породах есть трещины или слоистость, то на этих цилиндрах можно наблюдать изломы и трещины, направление их и, в частности, то направление слоистости или трещиноватости, которое преобладает. И все же это можно делать только в том случае, когда приходится иметь дело, как сказано, с жесткими породами. Если же порода рыхлая, груботрещиноватая (например, пещеристые слабые известняки, глины или пески), тогда этот способ неприменим, и полученный материал будет заведомо деформирован.
В некоторых случаях под аллювием могут быть глинистые толщи. Характеристику их дать гораздо легче, потому что глинистые породы, даже деформированные и смятые буровыми инструментами — змеевиками, желонками и т. д., все же дают более благоприятный материал для лабораторной обработки и для установления возможной величины коэффициента фильтрации.
О водопроводящих свойствах коренных пород обычно делают заключения главным образом на основании откачек или опытных нагнетаний. Если толща горных пород водоносна, то опыты могут сводиться к откачке из нее воды, причем последняя должна быть изолирована от вод, которые лежат выше этой толщи, в наносах.
Технически это делается довольно просто. Первую толщу проходят скважиной большого диаметра, затем несколько углубляются во вторую толщу и забой скважины тампонируют слоем глины. Это делается для того, чтобы изолировать поверхность второй толщи от проникновения воды сверху. Затем в эту подушку (тампон) врезают скважину меньшего диаметра. Благодаря глинистой подушке, которая не пропускает воду, можно испытывать коренную толщу. Если она обладает водой, то откачкой можно установить водопроводящие свойства данной породы. Если воды нет, то выяснить коэффициент фильтрации можно нагнетанием воды в скважину и определением расхода воды, который при этом будет иметь место. Работа по выяснению коэффициента фильтрации довольно сложна и требует очень хороших водоподающих или водонабирающих инструментов.
Подсчеты полученных материалов должны быть в достаточной мере точными, так как по существу работа проходит на небольшом участке расположения скважины, а вывод приходится делать часто для большой территории.
Таким образом, освещение водоносных условий тех пород, которые слагают дно водохранилища, и выяснение возможных потерь через него являются первой задачей.
Возможные потери через борта водохранилища
Вторая задача уже касается возможных потерь через борта водохранилища.
Склоны водохранилища могут быть очень разнообразны. Нередко они осложнены целым рядом террас. Иногда последние по своему литологическому составу и строению приближаются к толщам аллювия речной долины с террасами, созданными самим потоком. Иногда террасы сложены коренными породами; тогда это будут не террасы отложения, а террасы, получившиеся в результате размыва коренных пород тем потоком, который проходит по долине.
Следовательно, по строению склоны могут резко между собой отличаться. Склоны, сложенные коренными породами, обычно бывают покрыты делювием, осыпями и т. д. Если коренные породы сложены песками или глинами, то их покровы глинистые или песчаные; если же коренные породы представляют собой скалистую массу, тогда и маскирующая толща будет скального порядка (осыпи щебня, хаосы каменных глыб).
Очевидно, что возможность ухода воды в покровные толщи в некоторых случаях может быть очень значительной, но она обычно не представляет большой опасности, потому что предполагаемые сооружения для удержания воды должны непременно пройти сквозь эти толщи до коренных пород. Следовательно, покровная толща склонов может напитаться водой, но дальше вниз по долине проводить эту воду она не будет, потому что будет прорезана плотиной. Если подпор предполагается небольшим и плотина будет умещаться в пределах террасы, ее можно не доводить до коренных склонов, потому что прорезать все террасы очень трудно. Однако при строительстве и высокой плотины и крупного водонапорного сооружения водопроницаемые террасы должны быть непременно прорезаны. В этом случае гидрогеолог должен определить пористость пород прорезанной толщи и, таким образом, выяснить тот единовременный расход, который потребуется для насыщения ее водой. Этот расход может быть очень большим.
Затем должен быть разрешен вопрос о том, как поведет себя вода, когда она соприкоснется с коренной породой.
Здесь наиболее важным моментом является опять-таки выяснение водопроводящих свойств последней для определения величины расхода воды.
Трещиноватые породы могут быть сильно водопроводящими, но если наклон трещин направлен в сторону водохранилища, то естественно, что вода вверх по уклону не пойдет, и поэтому большой опасности утечки воды здесь нет. Если же уклон направлен от реки, то возможность фильтрации воды может быть очень велика и потери из водохранилища могут быть весьма значительными.
Следовательно, для коренных толщ, скрытых под осыпями или обнажающихся в долине, нужно решить вопрос об их падении и о характере и размерах тех трещин, которые в них существуют. Для освещения этих вопросов приходится делать целый ряд выработок, но иногда они могут решаться только на основании осмотра долины. Дело в том, что такие долины бывают всегда перерезаны боковыми оврагами, в которых можно видеть, как залегают пласты, их мощность, углы падения и т. д. Если таких естественных обнажений не имеется, то приходится прибегать к особым выработкам — шурфам и галереям.
Они прорезают толщу наносов, затем углубляются в коренные породы и, продвигаясь в них на некоторую глубину, дают возможность установить их строение и элементы их залегания. Одновременно выясняется и характер пород, количество трещин, их направление и т. д. С помощью выработок можно произвести некоторые расчеты возможных потерь воды, превратив их временно в поглотительные колодцы и исследуя происходящую потерю воды.
Конечно, при подобных опытах приходится принять во внимание, с какими твердыми трещиноватыми породами и с каким видом движения в них воды мы имеем здесь дело, и, следовательно, в зависимости от этого видоизменять опыты.
Иногда удается получить некоторые сведения о возможной утечке воды в коренные породы таким образом: в склоне делается выработка такой глубины, чтобы ее дно оказалось несколько ниже уровня воды в реке. Система трещин, пронизывающих коренную толщу, может объединять две группы вод — подземную воду, встреченную в выработке коренной породы, и воду речного потока.
В выработке наблюдают за подземными водами в течение так называемых критических сезонов речного потока, т. е. во время резкого понижения воды и при паводке. Паводок проходит обыкновенно в течение двух-четырех дней. При опытах стараются захватить это время, чтобы посмотреть, как паводок отражается на колебании воды в выработках. Если при паводке в них наблюдается подъем, а при падении воды в реке — падение уровня подземных вод, это укажет на связь между подземными и речными водами, а следовательно, и на трещиноватость коренных пород. Если же во время паводка происходит резкое колебание уровня поверхностной (речной) воды, а на подземных водах эго не сказывается, то это значит, что между поверхностными и подземными водами нет сообщения. Этот момент чрезвычайно важен и поэтому требует точных исследований. Если будет доказано отсутствие тесной связи между поверхностными и подземными водами, то напрасны и опасения катастрофических расходов воды путем фильтрации ее в коренные породы.
Опасения, подобные описанным выше, возникали при исследовании Самарской Луки.
Самарская Лука сложена закарстованными известняками с большими трещинами, пещерами и т. д. Что же будет с водой, если плотину возведут у северного борта Луки, не уйдет ли вода по трещинам в виде огромного количества родников по другую, южную сторону Самарской Луки? Этот вопрос разрешился следующим, предложенным автором, способом. Немного выше того уровня, которого достигает максимальный паводок Волги, была заложена горизонтальная штольня в глубь берега и из нее опустили две шахты с забоями ниже меженного уровня воды в реке. Оказалось, что уровень воды в шахтах выше, чем уровень воды в реке. Следовательно, мы имеем дело с подземным потоком, направленным в реку, а не из реки. Сомнения отпали, так как можно было оценить, какова опасность фильтрации в коренных породах. Указанный путь довольно дорогой и медленный, но единственный, который может, дать хорошие результаты.
Необходимо обратить внимание еще на одно обстоятельство при изучении склонов водохранилища. Может оказаться, что условия фильтрации на одном берегу благоприятные, а на другом неблагоприятные.
Поэтому нужно исследовать оба берега, чтобы иметь сравнительную оценку слоев с точки зрения падения их и направления в них трещин. Так как такие случаи, когда один берег опасен, а другой не опасен, встречаются весьма часто, к решению вопроса надо относиться очень внимательно.
Одним из документов, который должен дать гидрогеолог гидротехнику, является более или менее детальный профиль наносного слоя на склонах и в долине водохранилища. Для его составления используют искусственные выработки; обычно их можно провести сравнительно в небольшом количестве. Для небольшой долины и небольшое количество их будет представлять большой интерес, но для крупной долины немногочисленные выработки не достаточны; они дают неполное освещение геологических условий ее склонов.
Количество выработок определяется на основании предварительной геологической съемки. Выработки закладываются на определенном расстоянии друг от друга, причем часть их делается в самом русле, а часть в пределах дна и подлежащих затоплению склонов долины.
На основе полученных данных составляется гидрогеологический профиль, для чего на топографический профиль (поперечник долины) наносятся разрезы скважин или шурфов. Для предварительной схемы поперечники в пределах предположенной к затоплению части долины делаются на расстоянии приблизительно 1 — 1,5 км. Для технико-экономического проекта поперечники делаются чаще и на каждом поперечнике устраивают большое количество шурфов или скважин.
Если две скважины или два шурфа дают различные разрезы, то возникает вопрос, как объединить их.
Опыт учит, что всякого рода геологические и гидрогеологические профили, основанные на фактических данных бурения и шурфования, по существу освещают те участки, к которым последние относятся; по ним путем интерполяции характеризуют пространства, заключенные в промежутках. Существуют два способа интерполяции. Один из них рекомендует проводить на разрезах границу распространения той толщи, которая наблюдается только на одном из разрезов до середины расстояния между данными разрезами ; другой считает что, границу (точку) выклинивания слоя нужно доводить до того разреза, на котором этот слой не обнаружен.
Возьмем, например, волжские котлованы. Во всех разрезах здесь наблюдаются совершенно разные комбинации глины и песков. Каждая отдельная толща имеет свою характеристику, но по общему облику они все очень сходны. На основании общего сходства и делаются обобщения, но делать их нужно с большой осторожностью. В случае, если мы имеем в разрезах разные характеристики отдельных пластов, обобщения будут до известной степени приблизительными, условными. При густой сети разведок мы получим более точные данные, но у нас могут возникать и в этом случае большие сомнения в достоверности обобщения и интерполяции.
Итак, работа для выяснения возможности сооружения водохранилища разбивается на отдельные этапы. Прежде всего изучается аллювиальная толща долины реки и ее склонов, затем основание, которое будет под сооружением, наконец, составляется определенный профиль на материале более или менее густой сети разведочных выработок.
Для схематических предположений закладывается небольшое количество скважин и один профиль по серединному створу плотины.
Для технико-экономического проекта составляется не меньше трех профилей, причем первый из них прокладывается по оси плотины, а второй и третий выше и ниже ее. Скважины для профилей располагаются в шахматном порядке таким образом, чтобы каждые три из них давали треугольник, позволяющий определить направление движения подземного потока. Количество скважин зависит от многих причин, и фактическое их количество нередко сильно расходится с предполагаемым. Из некоторых скважин ведутся опытные откачки и определяется водопроводимость толщи наносов; путем интерполяции делаются некоторые расчеты о возможности водоотдачи их. Это необходимо для тех работ, которые связаны с выработкой котлована (расчет водоотлива).
Диаметр буровых скважин и их проектная глубина
В вопросе о диаметре скважин обыкновенно сталкиваются противоположные интересы хозяйственников и исследователей. Чем меньше диаметр, тем дешевле обходится скважина, но чем он меньше, тем больше деформируются образцы грунта.
К тому же в таких грунтах, как галечники, мелкие скважины чрезвычайно непродуктивны. Так, например, скважиной диаметром в 150 мм (начиная с глубины от 5—6 м) проходят крупные галечники приблизительно 2—4 см в смену. Если же увеличить диаметр буровой до 240—300 мм, то продуктивность бурения сразу возрастет в 6—8 раз.
Более крупные скважины дают и менее деформированный материал. Очень часто исследуемая толща представляет собой мелкое чередование различных прослоек — более глинистых и более песчаных. Говорить о свойствах этих пород можно только при наличии хороших образцов грунта; по отдельным мелким обломкам, которые может дать скважина небольшого диаметра, судить об их свойствах чрезвычайно трудно. Если толща представлена глинами, то положение несколько лучше. В суглинках, где имеется ряд совершенно обособленных прослоек, залегающих линзами, при мелких диаметрах скважин облик породы совершенно теряется. При прохождении такой скважиной мелких прослоек глины и песка получается в образце искусственная смесь их, имеющая вид более или менее однородного суглинка, который характеризуется свойствами, отличающимися от свойств и глины и песка.
Все это заставляет высказываться в пользу скважин с большими диаметрами.
Обычно считается, что при скважинах глубиной 25—30 м желательно начинать бурение с диаметра, равного 150 мм. После углубления скважины ударного бурения до 15—20 м меняют диаметр со 150 на 100 мм. Если бурение начинать со 100 мм, то придется перейти на 50 мм, и в результате получатся очень плохие данные. Если скважина более глубокая или речь идет о галечниках, то приходится начинать (по указанным выше причинам) с гораздо более крупных диаметров. В первом случае это вызывается необходимостью несколько раз менять диаметр обсадных труб, а во втором — это нужно для правильного суждения о породе. Дело в том, что если при бурении встречаются гальки того же диаметра, что и сама скважина, то извлечь их целиком не представляется возможным, их приходится разбивать долотом на куски, которые уже не могут дать представления о породе.
Есть один технический прием, которым иногда удается устранить мешающие гальки, а именно: пользуются так называемым эксцентрическим долотом.
Его острие приходится не на центр, а несколько сбоку. Когда такое острие бьет по камню, камень сдвигается в сторону. Можно добиться, чтобы камень совсем вышел в сторону из забоя, и затем продолжать бурение. Однако для разведочного бурения этот прием совершенно недопустим, потому что теряется характеристика породы. К этому приему прибегают в скважинах эксплуатационного характера, т. е. там, где все разведано и где нужно только дойти до определенной глубины, а то, что лежит выше, не представляет интереса, как уже известное. Если же скважина закладывается с целью освещения геологического разреза, то всегда выгодно идти на некоторое увеличение диаметров скважины, потому что чем больше диаметр скважины, тем лучше будет освещен грунт.
Проектные глубины скважин задаются по-разному. Обычно считают, что для изучения дна канала с точки зрения возможных потерь на фильтрацию буровую скважину надо проходить ниже проектной отметки его не менее чем на 2 м. Например, отметка дна канала ниже поверхности земли на 10 м.
Глубина скважины должна быть не менее 12 м, чтобы захватить бурением под будущим каналом какую-то толщу, исследовав которую можно было бы более или менее уверенно говорить о возможных фильтрационных явлениях в данном месте.
При изучении фундамента какого-то сооружения глубина проектная зависит от размеров сооружения и от возможной нагрузки, которую будет давать оно на грунт. Причем если нагрузка статическая, то при разведках допускается некоторая схематичность, если нагрузка динамическая (здание, в котором работают машины), то тут к разведкам нужно относиться более строго.Некоторые считают, что если речь идет о крупном сооружении с большой динамической нагрузкой, то глубина разведочной скважины должна быть ниже фундамента не менее чем на 10 м.
Если под рыхлым грунтом залегает скала, необходимо дойти до так называемой сплошной скалы. Дело в том, что у скальных грунтов поверхность обыкновенно более или менее выветрелая, т. е. они трещиноваты. Поэтому поверхность скалы не характеризует породу: за выветрелым слоем идет скала нормального характера, которая по существу и должна представлять основание сооружения.
Так как нужно выяснить толщину выветрелого слоя и его характер, то разведочная скважина непременно должна пройти его. Мощность этого слоя иногда достигает 2—4 м, иногда же всего нескольких сантиметров. Если получены доказательства того, что скважина уже на этой глубине дошла до сплошной скалы, то можно ограничиться несколькими сантиметрами углубления в материк только в том случае, если речь идет о том, чтобы на материк положить основание сооружения. Если же речь идет об определении фильтрующих свойств сплошной скалы, то нужно скважину провести глубже, не менее чем на 2—3 м. Здесь выгоднее применить вращательное бурение и получить керны (стержни), по характеру которых уже путем внешнего осмотра можно составить представление о фильтрационных свойствах скалы-материка. Уточняются эти представления, как было указано выше, опытным путем (откачка, нагнетание воды).
россыпных месторождений | Геологическая служба Делавэра
Геологическая история поверхностных единиц четырехугольников Бетани-Бич и Ассавумен-Бей связана с отложением формации Бивердам и ее последующей модификацией в результате эрозии и отложений, связанных с колебаниями уровня моря в плейстоцене.
Геология отражает эту сложную историю на суше, в заливах Индиан-Ривер и Ассавумен, а также на шельфе Атлантического океана.
Этот отчет дополняет карту «Геология района Сифорд, Делавэр» (Andres and Ramsey, 1995). Карта изображает поверхностную и неглубокую подповерхностную стратиграфию и геологию в и вокруг Сифорд-Ист и Делавэрской части четырехугольников Сифорд-Уэст. Четвертичные отложения Нантикока и плиоценовая формация Бивердам являются основными литостратиграфическими единицами, покрывающими возвышенности в районе карты. Современные болотные, аллювиальные и болотные отложения покрывают большую часть пойм современных ручьев и ручьев. Миоценовый Чоптанк, ул.
Южный округ Нью-Касл почти полностью зависит от грунтовых вод. Район претерпевает развитие от преимущественно сельскохозяйственного землепользования к городскому/пригородному землепользованию (Координационный совет по водоснабжению Делавэра [WSCC], 2006). С этим развитием возникает необходимость более точно прогнозировать доступность грунтовых вод, чтобы уменьшить вероятность чрезмерного использования ресурса.
В этом отчете 3 планшета перечислены как отдельные файлы.
В Делавэре старейшей единицей Атлантической прибрежной равнины является потомакская формация. Отложения, вымытые Аппалачскими горами, отложились в реках и болотах в тропическом климате на окраинах формирующегося океана во второй половине раннего мелового периода, около 120 миллионов лет назад.
Эта страница помечена:
Неоген
Третичный период
Плиоцен
Четвертичный период
Кайнозойская эра
нижний плейстоцен
средний плейстоцен
верхний плейстоцен
плейстоцен
нижний голоцен
верхний голоцен
голоцен 9000 3
верхний плиоцен
нижний плиоцен
миоцен
миоцен
верхний миоцен
средний миоцен
нижний миоцен
палеоген
олигоцен
эоцен
верхний эоцен
средний эоцен
нижний эоцен
палеоцен
мезозойская эра
меловой период
верхний мел
нижний мел
аллювиальные отложения
стратиграфия
отложения
повышение уровня моря
уровень моря
ресурсы песка
прибрежная геология
водоносный горизонт
Атлантическая прибрежная равнина
Карта потенциала пополнения запасов подземных вод округа Кент, штат Делавэр, представляет собой компиляцию карт водопропускающих свойств отложений в масштабе 1:24 000 в интервале между поверхностью земли и глубиной 20 футов под землей..jpg)
Водопроводные свойства являются ключевым фактором в определении количества воды, подпитывающей водоносные горизонты Делавэра, и восприимчивости водоносных горизонтов, используемых в качестве источников водоснабжения, к загрязнению из приповерхностных источников загрязнения.
Геология и гидрология района Смирна-Клейтон, Делавэр. В этой серии 2 листа.
Геология и гидрология южного побережья штата Делавэр. В этой серии 2 листа.
На этой карте показана геология поверхности округа Кент, штат Делавэр, в масштабе 1:100 000. Карты такого масштаба полезны для просмотра общей геологической структуры округа, определения геологии водосборных бассейнов и определения связи геологии с региональными или окружными экологическими проблемами или проблемами землепользования. Эта карта в сочетании с подповерхностной геологической информацией обеспечивает основу для определения местонахождения источников воды, картографирования областей пополнения запасов подземных вод и защиты подземных и поверхностных вод.
18.5: Рельеф аллювиальных рек
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 17202
- Майкл Э. Риттер
- Университет Висконсин-Стивенс-Пойнт через отдел физической среды
Реки, достигшие базового уровня, образуют широкие долины в результате эрозии, вызванной извилистыми руслами. Русло ручья прорезает и перераспределяет наносы или аллювий , который выстилает территорию, граничащую с ручьем.
Рисунок \(\PageIndex{1}\): Особенности аллювиального ручья
Пойма
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Аллювиальная река извивается в своей пойме (любезно предоставлено USGS DDS21)
Пойма представляет собой относительно плоскую территорию, граничащую с ручьем, который периодически затапливается водой в периоды высокого стока.
Когда избыточный сток приводит к тому, что расход ручья превышает пропускную способность русла, вода выливается на пойму. Увеличение площади поперечного сечения потока приводит к уменьшению скорости потока. Возникающее в результате снижение скорости приводит к отложению отложений в виде аллювия на пойме. Эти аллювиальные отложения часто богаты питательными веществами и, таким образом, естественным образом удобряют пойменные почвы. Пойменное земледелие дало начало многим великим мировым цивилизациям.
Естественная дамба
Естественная дамба представляет собой узкий гребень аллювия, отложенный на краю канала. В периоды высокого расхода воды, когда ручей разливается, крупные отложения оседают вблизи русла ручья и переходят в более мелкие частицы дальше. Надбережные отложения аллювия часто являются богатыми источниками питательных веществ для почв, развитых в пойме. Поскольку пойменные почвы обычно довольно плодородны, люди населяли их в течение многих лет.
Чтобы предотвратить затопление, рядом с каналом строят искусственные дамбы, обычно выше, чем естественные дамбы. Ограничение паводкового стока небольшой площадью увеличивает скорость потока. Дамбы на реке Миссисипи увеличивают скорость течения вблизи устья, когда она впадает в Мексиканский залив. В результате отложения выбрасываются в залив, а не откладываются возле устья, образуя знаменитую дельту реки «птичья лапа».
Заболоченное болото
Рисунок \(\PageIndex{3}\): Осушающее болото реки Роанок (любезно предоставлено FWS США; источник)
Заболоченное болото расположено на некотором расстоянии от русла ручья в пойме. Когда вода выливается на пойму, сначала выпадает самый тяжелый материал, а самый мелкий уносится на большее расстояние. Мелкозернистый аллювий удерживает много воды и довольно медленно стекает, образуя заболоченные участки. Задние болота — это важные «губки», удерживающие воду, которая может вызвать сильное наводнение вниз по течению.
Меандр
Рисунок \(\PageIndex{4}\): Извилистый канал
Меандр представляет собой изгиб ручья.
Вертикальное изрезание русла характерно для ранних стадий эволюции речной системы, поэтому меандрирующим рисунком русла можно пренебречь. Однако на более поздних стадиях, когда достигается базовый уровень и приближается равновесие русла, более преобладает боковая миграция русла ручья. Меандры растут как в стороны, так и вниз по течению. Когда вода течет в меандр, она принимает спиральный или спиральный поток , который определяет, где сосредоточены эрозия и отложения. Центробежная сила притягивает воду к внешнему берегу (вырезанному берегу), вызывая эрозию. Наносы, эродированные с внешнего берега, откладываются на внутреннем берегу и транспортируются вниз по течению.
Point Bar
Рисунок \(\PageIndex{5}\): Point Bars (белые) и топография Bar and Swale на извилистом канале (любезно предоставлено USGS DDS21) Щелкните изображение, чтобы увеличить внешний берег, где сосредоточена эрозия, а затем по спирали движется к внутренним берегам. Когда вода движется по спирали внутрь меандра, она замедляется из-за сопротивления трения, создаваемого дном канала.
Это вызывает отложение аллювия на внутреннем берегу с образованием перемычки. А точечный бар формируется на внутреннем берегу меандра и поднимается из русла как скопление аллювия. По мере того, как меандр русла продолжает размываться в поперечном направлении, образуется последовательность баров с промежуточными канавами, называемая баром , и рельефом канав.
Шейка и срез
Шейка — это возвышенность между противоположными меандрами ручья. Отсечение происходит, когда перешеек между меандрами рек размывается, и меандры соединяются, чтобы сократить длину русла. Уклон русла также увеличивается, когда река сокращает свою длину.
Марк Твен метко описал процесс и последствия отрезания рек, когда он написал:
«Миссисипи примечательна еще и тем, что она способна делать огромные прыжки, прорезая узкие перешейки земли и таким образом выпрямляясь и укорачивая себя. Не раз он сокращался на тридцать миль одним прыжком!Эти сокращения имеют любопытные последствия: они отбрасывают несколько речных городов в сельские районы, а перед ними застраивают песчаные отмели и леса.
Город Дельта использовал быть в трех милях ниже Виксбурга: недавняя отсечка радикально изменила положение, и Дельта находится на две мили выше Виксбурга».
~ Жизнь на Миссисипи ~
Озеро Оксбоу и меандр
Рисунок \(\PageIndex{6}\): Озеро Оксбоу (любезно предоставлено Геологической службой США) новый канал назвали старицей . Старицы обычно имеют форму полумесяца, как старицы. Подземные воды, просачивающиеся в старицу, поддерживают озеро. Некоторые старицы осушаются или заиляются из-за отложений во время наводнений. Остатки старицы идентифицированы как шрам меандра . В рубце часто встречаются заболоченные участки и болота.
Видео : Отсечение и образование изолиний на таблице ручьев (любезно предоставлено stevekny)
(Таблица ручьев используется для моделирования и симуляции течения рек.
)
Террасы ручьев
Террасы ручьев s — приподнятые части поймы, созданной, когда поток вниз разрезает и создает новую пойму на более низкой высоте. Речные террасы являются важными индикаторами изменения окружающей среды. Врезка вниз может быть инициирована поднятием поверхности земли из-за тектонической активности, увеличения потока или потери наносов.
Рисунок \(\PageIndex{7}\): Террасы ручья вдоль ручья Сапато, верхняя терраса играет важную роль на холмах. Фресно Каунти, Калифорния. 1907 г. Историческое фото Геологической службы США. (Предоставлено USGS)
Дельты
Рисунок \(\PageIndex{8}\): Спутниковый снимок дельты реки Миссисипи
(предоставлено USGS)
Дельты образуются в результате отложения наносов в устье ручья, когда вода течет в озеро или океан. Скорость потока уменьшается при входе в океан, что приводит к тому, что поток откладывает свой груз. Форма дельты зависит от ряда факторов, таких как скорость поступления наносов, воздействие волн и прибрежных течений, перерабатывающих отложенные наносы, а также скорость, с которой оседают аллювиальные отложения.