Рычагов Г.И. Общая геоморфология

Профили равновесия рек. Невыработанный продольный профиль

Поскольку уровень воды в реке является базисом эрозии для впадающих в него притоков, местным базисом эрозии часто называют уровень дна долины по отношению к прилегающей поверхности водосбора, который она дренирует.

Выше базиса эрозии водоток стремится углубить свою долину до тех пор, пока не сформирует профиль, в каждой точке которого энергия потока окажется уравновешенной сопротивлением подстилающих пород размыву, а транспортирующая способность потока окажется выровненной по всей его длине. Такой профиль называется выработанным, или предельным профилем равновесия. Предельный профиль равновесия (плавная вогнутая кривая, рис. 65, I) может быть выработан только в определенных условиях:

  1. при однородном составе пород, размываемых водотоком на всем его протяжении;
  2. при постепенном увеличении количества воды по направлению от истока к устью.

В природной обстановке поверхность, по которой течет водоток, обычно сложена породами разного состава, а следовательно, и разной устойчивости к размыву. Породы более податливые размываются легче, менее податливые задерживают глубинную эрозию. В таком случае продольный профиль водотока приобретает вид сложной кривой, характеризующейся чередованием участков с разными уклонами (рис. 65, II). Предельный профиль равновесия теоретически может быть достигнут каждым водотоком, однако сложность и изменчивость географических и геолого-тектонических условий, в которых происходит выработка русла, практически делает недостижимым такое состояние.

Профили равновесия рек
Рис. 65. Профили равновесия рек:
I – (ABC) – «идеальный», выработанный в однородных отложениях;
II – (A1B1C1) – ступенчатый, сформированный в породах различной стойкости.

Породы.
1 – легкоразмываемые;
2 – устойчивые к размыву

Невыработанный продольный профиль потока характеризуется наличием водопадов, порогов, быстрин. Водопадом называют место, где ложе потока образует уступ, с которого вода падает вниз. Различают несколько видов водопадов:

  1. ниагарский, когда масса воды низвергается широким фронтом, а ширина водопада равна или больше его высоты;
  2. йосемитский, или каскадный, – вода падает сравнительно узкой струей с большой высоты (высота водопада Энджей в Венесуэле 980 м), причем струя нередко разбивается на ряд каскадов, соответствующих отдельным уступам;
  3. карельский, или падун, – крутой (до 40°), но не отвесный участок русла (водопад Иматра на р. Вуоксе и др.).

Ряд уступов, образующих серию небольших водопадов, называют катарактами, а небольшие положительные неровности русла – порогами. Участки русла с более крутым падением и более высокими скоростями течения называли быстринами.

Генезис уступов в продольном профиле потоков может быть различным:

  • либо они связаны с неровностями «первичного» рельефа, генезис которых также может быть различным;
  • либо с препарировкой стойких пород (в результате глубинной эрозии потока или роста тектонической структуры на его пути),
  • либо с загромождением русла обвальными массами или выносом материала из боковых долин.

Среди общих закономерностей работы водотоков следует отметить регрессивную эрозию, в результате которой водотоки, заложившиеся на склонах гор или речных долин, имеют тенденцию продвигаться своими вершинами в глубь междуречий (рис. 66).

«Перепиливание» горным потоком водораздельного хребта в результате регрессивной эрозии
Рис. 66. «Перепиливание» горным потоком (К) водораздельного хребта (М-N) в результате регрессивной (пятящейся) эрозии:

1-6 – стадии регрессивной эрозии (по И.С. Щукину, 1960)