WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Флювіальні ландшафти - Реферат

Флювіальні ландшафти - Реферат

У разі глибини потоку, що перевищує величину 1/градієнт (у мм), течія стає турбулентною, що спричиняє нелінійний ріст ерозії. Разом з тим зсувне напруження визначається як [1]:

τ = ρgrs,

де τ – зсувне напруження (сила/одиниця площі), r – середня глибина потоку (або гідравлічний радіус), ρ – щільність води, s – градієнт, g – прискорення сили тяжіння. Напруження, що виникають між потоком і ґрунтовою поверхнею, створюють умови для переходу системи "потік – поверхня" у стан самоорганізованої критичності. При досягненні еродуючої швидкості, потік починає зривати частинки ґрунту, внаслідок чого утворюються мікрофронти, що просуваються вверх по течії. При цьому можуть виникати своєрідні ерозійні лавини в латеральній площині. Залежно від умов, ці фронти можуть бути широкими і сталими (площинна ерозія) або вузькими, які є наслідком втрати фронтом сталості. До того ж ерозійний процес локалізується: починають формуватися русла (ерозійний канал буквально угвинчується у поверхневий шар ґрунту). Складний нелінійний характер процесу призводить до утворення спочатку окремих каналів стоку, які, об'єднуючись, потім формують флювіальну мережу. Ця мережа, досягши певної стадії розвитку, починає діяти як ціле, тобто в ній виникає розподіл функцій. Як приклад, розглянемо систему мікрорусел, фрагмент якої показано на рисунку 2 [4] разом з деякими результатами її обстеження. І тут ми бачимо вбудованість часу у просторову структуру: характеристики системи мікрорусел закономірно змінюються в напрямку вниз по схилу, віддзеркалюючи рух до оптимальної організації. На певній відстані від початку, водні потоки, що рухаються окремими каналами, починають "відчувати" один одного, що веде до підвищення кореляцій між ними. Слід додати, що вся мережа флювіального басейну працює в режимі інформаційної машини. Про це свідчить, наприклад, орієнтація річок різних порядків: найбільшим різноманіттям відзначаються річки першого порядку, а потім орієнтація стає все більш обмеженою.

Рис. 2. Система мікрорусел на полі (а) і деякі результати її виміряння: (б) – зміна середньої ширини мікрорусел та (в) – її диференціал, (г) – зміна середнього кута між руслами та (д) – його диференціал, (е) – фазовий портрет середньої ширини каналів, (ж) – фазовий портрет середнього кута.

Особливістю басейнової організації денної поверхні є геометрія басейнів різних порядків. На рисунку 3 показано залежність показника Б. Мандельброта від рангу басейнів (для території США). Крива залежності складається з двох частин. Перша (до четвертого порядку) – це асимпотота, яка (при подовженні), виходить на "плато", друга, для більш високих порядків, віддзеркалює майже лінійну залежність. Такий характер залежності пояснюється тим, що басейни перших порядків (ярково-балкова система) відокремлені від річкової системи.

Зона транзиту. Це та частина басейну, де відбувається водночас ерозія, перенесення і акумуляція частинок ґрунту, є, мабуть, найбільш складною і різноманітною. Ці утворення піддаються постійному переформуванню. На нижчому масштабному рівні найбільш цікавими є поверхні, покриті мікробарами, які виникають на рівних з незначним ухилом поверхнях при інтенсивному стоці, літоморфні утворення на дні водотоків, меандри, переплетені русла [6] і т.п. Розглянемо деякі з них. Одна з найбільш цікавих форм – мікробариста поверхня. Режим флювіації, що створює і підтримує таку структуру, є справжньою обчислювальною машиною, яка здійснює відбір такої орієнтації поверхні, завдяки чому й забезпечується максимальна пропускна спроможність з найменшими втратами енергії. У більших масштабах, що відповідають річкам, подібну обчислювальну функцію виконують переплетені русла (у межах зандрових полів і дельт). Але найбільш цікавими прикладами є літоморфи, що утворюються на дні водотоків, бо їхня морфологія віддзеркалює характер динаміки потоку [7]. Такі поверхні можна назвати фаціями "риб'яча луска". Структура такої поверхні відображає розподіл енергії всередині течії.

Рис. 3. Залежність показника Б. Мандельброта від порядку басейну

Що стосується процесу меандрування, це прояв внутрішньої активності басейну, завдяки якій відбувається не тільки переформування літоморфологічної структури заплави, але й активізація головного фронту просування басейну шляхом підрізання річкою крутих схилів. Саме цей процес сприяє активізації ярково-балкової мережі, внаслідок якої є захоплення частин суміжних басейнів шляхом перехоплення приток [2]. Суттєве значення для розвитку меандр має режим твердого стоку і ширина долини.

Зона акумуляції. Це зона басейну з вираженим акумулятивним процесом. Вона тягнеться вздовж всього басейну у вигляді заплави, що переходить у дельту,

або донних відкладів балок, які завершуються конусом винесенням. Ці процеси досить добре описані в літературі 3, що дає змогу нам не розглядати їх.

Перифлювіальна зона. Це частина басейну, яка безпосередньо прилягає до зони концентрованої (заплавної) флювіації, в межах якої процес басейнотворення затухає, а сліди флювіації поступово стираються дією інших екзогенних процесів, включаючи і дрібно–масштабну флювіацію. У просторовому плані ця зона збігається з боровими терасами, де, за відсутністю рослинного покриву, головним стає еоловий чинник.

Екстрафлювіальна зона. Це "хвостова" частина басейну, що охоплює всі лесові тераси. Особливістю флювіації тут є перехід від "латеральної" організації до тримірної шляхом розвитку карстово-суфозійних процесів. Так виникає "тримірна" організація флювіації, яка, насправді, охоплює весь флювіальний басейн. Подібна організація може виникнути тільки при досягненні басейном певного просторового масштабу. Отже, має існувати певний масштабний поріг. Для нас же важливим є те, що вертикальна складова має виражені прояви в структурі денної поверхні у вигляді карстових і суфозійних вирв, просторове розміщення яких не є випадковим, а віддзеркалює організацію стоку.

Використана література

  1. Керкби М.Дж. Гидролого-гидрогеологические условия склонов / Гидро-геологическое прогнозирование: Пер. с англ. М., 1988.

  2. Ковалёв А.П. Ротационные денудационные фронты/Эколого-географические исследования в речных бассейнах. Матер. Междунар. научно-практической конф. Воронеж, 2001.

  3. Курдюмов Л.Д. Закономерности эрозионно-аккумулятивного процесса. Л., 1977.

  4. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. Т. 1. М.:Л., 1948.

  5. Nicora V.I., Goring D.G., Biggs B.J.F. On gravel-bed roughness characterization //Water Resources Research, Vol. 34. No. 3.

  6. Sapozhnikov V.B., Foufoula-Georgiou E. Do the current landscape evolution models show self-organized criticality? // Water Resources Research. Vol. 32. 1998. Nо. 4.

  7. Seminara G. Stability and Morphodynamics // Meccanica 33, 1988. Kluwer Academic Publichers. Printed in the Netherlands.

  8. Rinaldo A., Dietricht W.E., Rigon R., Vogel G.K., Rodriguez-Iturbe I. Geomorphological signatures of varying climate // Nature. Vol. 374. 1995.

  9. Tucker Gregory E., Bras Rafael L. Hillslope processes, drainage density, and landscape morphology // Water Resources Research. Vol. 34. 1998. Nо. 10.

  10. Whipple K.X., Kirby E., Brocklehurst S.K. Geomorphic limits to climate-induced increases in topographic relief // Nature. Vol. 401. 1999.

Loading...

 
 

Цікаве