Ерозия. Ерозионни форми и наслаги

 

Същност и основни закономерности на ерозията

Рушителната дейност на течащата вода се означава като ЕРОЗИЯ ( от латински - "erodo" = разяждам).
Основният реализатор на ерозионните процеси са постоянно течащите води - реките и техните по- малки притоци.
Ерозионните процеси включват: 1/ отнасянето на изветрелите частици от течащата вода, 2/ изменението на скалното легло от течащата вода и носените от нея частици, 3/ разтварянето на някои скали от течащата вода, 4/ подкопаването на бреговете от течащата вода, 5/ хидродинамичните процеси в течащата вода, обуславящи развитието на постоянното или временно речно легло.
Движението на водните маси и в частност на речните води се определя от ъгъла на наклона на речното дъно - a. Силата породена от теглото на водната маса - Р може да се разложи на силата, действуваща успоредна на речното легло - F и силата, действуваща перпендикулярно да дъното - q. От паралелограма на силите следва, че F = P.sin a, а q=P.cos a. Следователно скоростта на движението на водната маса се изменя право пропорционално на наклона на речното дъно. Това движение следва да е равноускорително, но на практика ускорението се неутрализира от триенето на водните частици по речното дъно и вътре в самото водно тяло. Експериментите показват, че водните струи се придвижват не праволинейно, а вихрообразно - турбулентно. Това определя неравномерното триене между водното тяло и речното легло.
Водното течение се измерва в литри за секунда (л/сек) или кубически метри за минута (куб.м/мин). То се определя от три елемента: напречно сечение - S; скорост на течението - V и дебит (водно количество) - Q, където:S = Q/Vср  и Vср = Q/S. Това означава, че изменението на сечението на водното течение води до обратно пропорционално изменение на скоростта на неговото движение. 
Следователно дейността на речното водно тяло зависи от: 1/ количеството на водната маса, 2/ наклона на речното легло и 3/ напречното сечение на леглото.
Влачещата сила (възможност) на реката зависи от: 1/ количеството на водната маса (право пропорционално), 2/ скоростта на движението на водната маса (право пропорционално)и 3/ диаметъра на влачените скални късове (обратно пропорционално). 
Моментът на началото на отлагането на влачени материали с определена  големина показва, че водното течение е достигнало своя изравнителен наклон - т. е. насищането му с влачени материали с дадените размери. Но пренасянето на скални частици с друга (по - малка) големина продължава до достигането на изравнителния наклон за съответните размери и т.н. Този процес продължава в рамките на определени диаметри на скалните частици. 
Ерозионната способност на речното течение зависи от: 1/чистотата на водата (право пропорционално), 2/ от скоростта на водното течение.
Ако водното течение е наситено при определена скорост, то може да осъществява ерозия само ако в същото време се отлагат носени от водата материали с определен размер. Течението повлича по- дребните и отлага по- едрите скални частици.
При увеличаване на влачещата сила на водата течението престава да бъде наситено и отново започва ерозията на скални частици с дадения размер. Обратното става при намаляване на влачещата сила на водата.
Френският инженер А.Сюрел (1841) дефинира трите основни закона на речната ерозия:
1. Всяко водно течение има ерозионен базис, който съответствува на неговата най - ниска точка. Тя трябва да бъде само една за да има течение. При възникването на втора такава точка течението спира, ниският район се изпълва с вода и тогава течението продължава.
Ерозионните базиси биват: главен (нивото на морето при вливането на основната речна артерия), регионален (устията на приточните реки) и локални (в самата речна долина).
2. Ерозията е регресивна. Тя започва от базиса и се развива към изворните области обратно на посоката на речното течение. Следователно за да се спре ерозията трябва да бъдат създадени повече ерозионни базиси в речната долина.
3. Всяко водно течение се стреми да достигне профила на своето равновесие. Във всяка точка от профила на речната долина (конкавна към небето крива) ерозията е равна на акумулацията. Това осугурава бавното и практически незабележимото течение на речната вода в леглото си.
Сюрел различава три части в речните долини:  
1. Фуниеобразен водосборен басейн с доминиращи денудационни процеси.Това е фуниевидна долина, състояща се от множество по- малки приточни долини. Тук преобладават склонови наклони под 10° и сравнително по-малка ерозионна способност на водната маса.
2. Най-общо линейно ориентиран отточен канал с доминиращи транспортни процеси. Тук липсват сложни меандри, а наличните са с малки размери. Долинните склонове са стръмни (от 10 до 30-35°) и започващи от речното легло. Приточни долини почти липсват. Срещат се водопади. Засилена е вертикалната ерозия. Поради голямата си ерозионна способност водата влачи валуни и образува ерозионни котли и вирове.
3. Ветриловиден наносен конус с определящи акумулационни процеси. Върхът му е насочен срещу течението и навлиза в планинския склон, а периферията може да достигне долната граница на подножието. Реката пресича наносния конус като се разклонява в едно или няколко легла. В обсега на конуса тя губи голяма част от водите си. В периферията на конуса бликат извори и се образуват целогодишни мочурища.
Работата, извършвана от течащата вода съответствува на кинетичната й енергия или т.н. "жива сила" - Gv = m.V2/2, където: m - маса на водата и V - скорост на водното течение. Последната зависи от неравностите и наклона на леглото по формулата на Шези: V = C.  RJ, където С- коефициент на грапавост на речното легло, R- хидравличен радиус на речното легло и J- наклон на речното легло.
Ерозията бива вертикална (дълбочинна) и странична (латерална). При речни легла с големи наклони преобладава велтикалната ерозия и обратното.
Според Брюн и Жулстром механизмът на всичането на речното легло се обяснява с еврозионната и квитационната теории.
Еврозионната теория допуска, че по едрите и твърди скални късове на дъното предизвикват "завихряне" на течащата вода и създават "изкуствени свредли". Те образуват вдълбавания на речното дъно наречени еврозионни речни котли. Те често възникват пред челата на ледниците или под водопадите.
Квитационната теория допуска, че под влияние на завихрянето водните струи засмукват въздух и образуват каверни във водното тяло. При достигането на дъното тези каверни "експлодират" и разрушават дъното. Теорията е проверена експериментално.

Ерозия и ерозионни форми, образувани от временно течащи води.

Ерозията на временно течащите води бива плоскостна, струйчата и ровинна. 
Плоскостната ерозия съответствува на отнасянето на изветрелите скални и почвени частици от образуващите гъста мрежа водни струйки. Това води до постепенно незабележимо снижаване на земеформите в  еднородните и особенно затревените склонове. Особенно ефектевна е плоскостната ерозия при продължителни валежи и при топенето на снеговете. Плоскостната ерозия изтощава почвите и намалява добивите.
Струйчатата ерозия се осъществява линейно и оставя трайни следи на земната повърхност: плитки (до 20 см) браздообразни "долинки" в обработваемите земи и незатревените склонове. Тя отнася части от продуктивния почвен слой или наребрява склоновете, което може да доведе дори до образуването на пустеещи земи.
Ровинната (линейната) ерозия образува тесни и дълбоки, често гъсто разклонени долини и ровини в терените изградени он слабо споени скали. За интензитета на нейното действие влияят още наклонът, формата и затревеността на склоновете, характера, честотата и силата на валежите и антропогенната дейност. Ровинната ерозия действува в дълбочина като преудълбава леглото на ровината и странично като подкопава бреговете на ровината и така я разширява. Дълбочинната ерозия е по-активна, когато в ровината протича вода. Страничната ерозия не затихва и през сухите сезони, т.е. тя влияе цялогодишно. За ерозионен базис на ровините служат по- устойчивите места в нейното дъно. От тях ровината се развива регресивно. От това следва че много антропогенни дейности (ровини на коларски път, изкопи или канавки) могът да създадат ерозионен базис на ровинообразуване.
Развитието на ровините преминава през четири стадия: 
- първи или начален стадий на плитката ровина - формиране по склона на праволинейна дълбока до 50 см. ровина с висящо устие и V-образен или трапецовиден профил. При първия стадий ровините лесно могът да се разорават или затрупват.
- втори стадий - устието на ровината се съединява с долината. Ровината се врязва от 2 до 10 и рядко до 15 м дълбочина със стръмни до отвесни склонове и стъпала с развитие на малки водопади по надлъжния профил.
- трети стадий -ровината изработва своя профил на равновесие. Праговете по надлъжния й профил изчезват, а в долния край на ровинното дъно се натрупват чакъли и глина - в горния край ерозията продължава. Бреговете са все още стръмни но към дъното са затрупани от изветрели и свлачищни материали.
- четвърти стадий - затихване на ерозионния процес. Спиране на дълбочинната ерозия. Изчезва върховия праг и се преустановява нарастването на ровината. Дъното става широко, а склоновете - полегати. Цялата ровина обрасва с растителност, която стабилизира и консервира земеформата. В този стадий ровините се наричат долчини (на руски - балки). При понижаване на ерозионния базис ровината отново се всича в долчината. Началото на вложената ровина се бележи от праг.

Ерозия и ерозионни форми образувани от постоянно течащи води.

Живата сила (ерозионната и акумулативна дейност) на речната вода зависи от: 1/ характера на водното подхранване и режима на водите (водното количество, водното ниво и скоростта на водното течение), 2/ наклона на склона, 3/ характера и интензитета на турбулентното движение на речната вода.То бива напречно и надлъжно на речното легло.
Ерозията и акумулацията са постоянно проявяващи се явления, независимо от годишните, сезонните и другите промени на режима на постоянно течащите води.

Образуване на меандри

Под действието на турбулентното движение на речните води първоначално праволинейното речно легло бива подкопавано на определени места разположени последователно на двата бряга на реката. На съответните места на подкопаването се образуват конкавни към речната ос извивки на брега със стръмни склонове и локални удълбочавания на речното легло. Но срещуположния браг на реката речните склонове са много по-полегати и там се натрупват алувиални наноси. Постепенно речната извивка става все по-изразителна и образува речен меаднър. Така първоначално приблизително праволинейното речно корито се заменя от сложно меандрираща река. Тези процеси се развиват добре при еднороден лесно ронлив скален състав и малки (до 100) наклони на склона и умерени жива сила и скорост на водата. При увеличаване на наклона на склона и живата сила на водата броят на меандрите намалява и те даже  изчезват. 

Видове меандри

Различаваме блуждаещи и всечени меандри.
Блуждаещите меандри се срещат привидно безразборно и неровномерно в собствените речни наноси на долните речни течения в  равнините и низините. Те променят своето местоположение, брой, форма и големина по време на големи пълноводия. Образуването на тези меандри се свързва с образуването и развитието на алувия на речното дъно под действието на пространствено променящото се турбулентно движение на водните вихри. Разширяването на долинните дъна и изпълването им с алувиални наслаги се обяснява с напречните вихри във водното тяло и меандрирането на реката.
Всечените меандри се срещат там където речната долина е всечена в хълмистите, ниско- и среднопланинските области (Янтра при Велико Търново и Искър при Урвич). При някои от тях в развитието си сложният меандър може да прекъсне своята шийка и в долината на стария  (затворен) меандър да се отбразуват старици и обходни възвишения (обградени от всички страни от долинното дъно). Всечените меандри биват:
Всечени меандри върху първична равнина - първоначално образувани в субхоризонтална равнина при малка жива сила на водата меандри се всичат на дълбочина при последвало издигане на равнината. В тези случаи реката е по-стара от хълмистия и планинския околен релеф.
Всечени меандри, образувани под действието на подпиращ поток - в зоната на устията на големи пълноводни притоци водите на главната река забавят движението си и речното корито меандрира.
Структурно обусловени всечени меандри - пораждащи се от въздействието на локални тектонски феномени: изправени пластове, разломи и пр. 

Проломи и начини на образуването им.

Тесните и стръмни долини, пресичащи планинската верига и свързващи две полета, низини или равнини се наричат проломи. 
Проломната долина винаги е всечена по-ниско от най- ниската част на по-високата оградна равнина или поле.
За обяснение на образуването на проломите съществуват антецедентна, епигенетична, ерозионна, езерно-преливна и тектонска теория.
Антецедентната теория предполага ерозионно проломяване на издигащата се планина от реката.
Епигенетичната теория предполага разположението на пролома от първоначалното протичане на всичащата се река в по-слабо споени скали. Впоследствие проломът се всича в по-здрави скали. При този случай не е задължително издигането на планинския рид - той се оформя под действието на ерозията.
Езернопреливната теория изхожда от представата за затворен (езерен) басейн, който се изпълва с утайки и води. При обилни валежи и снеготопене водите от басейна (езерото) преливат през по-ниските оградни седловини. Оформилите се в ерозионно по-неустойчиви скали речни долини може да се врежат по-ниско от съседните седловини - именно там постепенно се създава бъдещият пролом.
Ерозионната теория обяснява проломяването с развитието на две срещуположни речни долини, под действието на регресивната ерозия, пиратерията ("открадването" на води от друга речна мрежа) и повишаването на нивото на басейна. Реката с по-ниския ерозионен базис се всича  в билото и "заграбва" най-горните притоци на срещуположната речна мрежа (пиратерия). Вододелът отстъпва към котловината с басейна (езерото).При рязко покачване на езерното ниво водите му преливат през ниския вододел и спомагат за постепенното проломяване на планината.
Тектонската теория набляга на обстоятелството, че разположението на много голяма част от речните долини е предопределено от наличието на ръзломни структури - т.е. отслабени участъци в земната кора. Това обстоятелство е от особенно значение за възникването на проломите.
Много често възникването на проломите е комбиниран ефект от различни фактори.
Проломите започват с котловинен праг. Той регулира повърхностния воден оток, и отока на почвените води в котловинното дънои заблатяванията в него.

Речни тераси. Образуване и видове

Речната долина се състои от долинно дъно и долинни склонове.
Долинното дъно се състои от речно легло и алувиално дъно, а по долинните склонове са засебени заравнени площадки - тераси.
Речната тераса е остатък от старо долинно дъно, понастоящем издигнато на определена височина по долинния склон. Тя представлява негативна форма, оградена с терасен откос отгоре и терасна заравненост отдолу. Тя е образувана в края на определен цикъл на издигане и врязване на реката. Издигането е причината за образуването на терасния откос, а при забавянето на вертикалните движения страничната ерозия оформя тересната площадка - отговаря на спокоен етап (планационен период). Издигането се измерва с превишението на терасната площадка над долинното дъно - т.е. най-високата тераса е най-стара.
Терасният откос може да бъде стръмен, полегат, изпъкнал и вдлъбнат. Формата му зависи от състава на скалите, изграждащи речната долина и от хидродинамичните процеси в реката. 
Терасната площадка е винаги наклонена към речното легло и по посока на течението на реката. При нея се различават: тил, теме и чело на терасата. Тилът е изграден най-често от делувиални маси, покриващи тънки алувиални наслаги или основната скала - делувият е образуван след оформянето на терасната площадка и неговото образуване продължава. Темето се състои от алувиални наслаги в субхоризонталната част на терасния откос. Те се приемат за най-запазената част от старото долинно дъно. Именно превишението на темето от долинното дъно се приема за височина на съответната тераса. Челото или веждата на речната тераса е обикновенно заоблено (в карбонатните скали - рязко отсечено). То не е покрито с алувиален или изветрителен мателиал.
В зависимост от скалите в които са врязани речните тераси се поделят на ерозионни, акумулативни и смесени.
Ерозионните тераси са врязани в основните скали. По техните терасни площадки се откриват само валуни, останали от старото речно дъно.
Акумулативните тераси са образувани в самите алувиални наслаги на старото речно дъно.
При смесените тераси се разкриват основните скали (главно в челата) и са останали петна от алувиалните наслаги на старото речно дъно.
Според генетичната класификация (с трудно установими специфични белези) терасите се поделят на циклични, структурни, климатични, хидродинамични и локални в зависимост от количеството и генезиса на запазените наслаги.
В основата за отделянето на цикличните речни тераси служи идеята на У.  М. Дейвис за цикличното развитие на релефа през нормалния ерозионен цикъл (обособяване на млад, зрял и старчески стадий). През последния стадий водопадите изчезват, долинното дъно става широко и реката достига своя профил на равновесие. При следващо понижаване на ерозионния базис (издигане на съответната част от земната кора) реката отново се всича, образувайки стръмен долинен склон. В него остава да "виси" част от старото долинно дъно. Това е циклична тераса, чийто брой съответствува на спокойните етапи от развитието на долината. Превишението на най-старата тераса определя общото издигане на областта от образуването на реката до днес.
Структурните тераси са разположени на площадки върху хоризонтални до субхоризонтални и слабо наклонени устойчиви (брониращи) пластове. Те забавят вертикалната ерозия и спомагат за образуването на широко долинно дъно с алувиални наслаги върху него. След врязването на реката през брониращия пласт се образува свързаната с него висяща структурна тераса. Тя трудно се различава от средните циклични тераси, единствено по височината си. Когато устойчивите (брониращи) пластове са стръмни или вертикални те играят ролята на устойчив ерозионен базис и предизвикват развитие на странична ерозия в съседните по-ронливи скали.
Климатичните тераси са следствие от влиянието на колебанията в режима на речния оток върху ерозионната и акумулативна способност на реките. През влажните периоди живата сила на течащата вода се увеличава. Встръмните речни легла нараства ерозията, а в пополегатите - акумулацията. През сухите периоди ерозията се увеличава в равнините. По бистрите води се всичат в алувиалните дъна и създават ново долинно дъно. Образуват се широки и високи до 4-5 м. алувиални речни тераси.
Хидродинамичните тераси намират обяснението си в тезата на американските геолози Чембърлейн и Солсбъри от края на 19 век, че никога в речната долина една и съща тераса не е запазена срещуположно на двата долинни склона Техните реликти имат шахматно разположение, поради турбулентното движение на водното тяло в речното легло. То подкопава вдлъбнатия спрямо долинната ос бряг и натрупва наслаги на изпъкналия. Поради постоянния наклон на речното корито вдлъбнатите участъци на брега се преместват надолу по течението и във времето.
Средиземноморска (Медитеранска) и Алпийска терасова схема 
В началото на века А. Пенк и Е. Брюкнер създават алпийската терасова система, чиито тераси отговаряли на четирите основни алпийски заледявания: През 1918 г. Шарл Депере създава Средиземноморската терасова схема с пет речни тераси, които съответствуват на петте морски тераси. Направеният паралел между двете схеми дали възможност на Депере да ги обедини в една синхронизирана схема:
       Име на терасата   Височина          Абсолютна           Относителна

Средиземно-Алпийска                             възраст              възраст

морска схема     схема

Сицилийска – Гюнска        90-95 м         825000          680000 г. Плейстоцен

Милацка - Минделска -   60-65 м- 550000 - 500000 г. Плейстоцен

Тиренска - Риска          -   30-35 м- 270000 - 250000 г. Плейстоцен

Манастирска - Вюрмска    -   18-20 м- 100000 -   50000 г. Плейстоцен

Ницка -          8-12 м-          10000  -  12000 г. Холоцен

Балканска     3-  5 м           6000   5000 г. АнтропогенХипсометрична терасова схема

 
Тя включва следните тераси: пойма (Т0) или съвременно долинно дъно, първа надпоймена (Т1), втора надпоймена (Т2), трета надпоймена (Т3) и т.н. тераса. Индексите на терасите не са свързани с геоложката им възраст, а със суперпозиционните взаимоотношения в конкретния терасен спектър.
Една речна тераса може да бъде използувана като морфостратиграфско ниво ако: 1/ има цикличен характер, 2/ отличава се със специфична фауна и флора, 3/ отличава се с определена изветрителна покривка, цвят на валуните.

Релефообразуваща роля на езерата и блатата.

Езерата и блатата са сравнително малки на площ водни басейни със специфични водни режими, наслаги, флора и фауна. Те могът да бъдат затворени басийни или такива свързани с реките и моретата. 

Езерата

Имат обща площ 2,700000 кв. км от сушата. Струпани са главно в областите на големите плейстоценски континентални ледници.
По произход биват: тектонски (Байкал, Виктория), вулкански (Кроноцко, Курилско езеро и пр.), високопланински циркусни или ледникови континентални (Феносткандинавските, Канадските и пр.).
По химически състав езерата са пресни, бракични и солени. При насищане на водата на езерния басейн със соли тя се означава като рапа. В зависимост от състава й се различават карбонатни, содови, сулфатни и хлоридни езера. Кристализацията на солите става на водната повърхнина. Солевите слоеве се образуват ежегодно и показват разлики в зимните и летните си части. Лагуните са предимно солени езера При осушаването им стават важни източници на различни минерални суровини. 
Пресноводните езера са разпространени по речните долини или върху ледников и следледников релеф. В тях се отлагат разнообразни валуни, пясъци и глини, а в средните им части - тини, които понякога са органични - сапропелови. Там може да се натрупат дебели до 30 м. сапропелити. В някои големи езера (Ладожкото, Онежкото, Големите американски езера) са открити наслаги със съдържание на желязо и манган. В дълбоките пресноводни езера се образуват лигнитни въглища.След пресъхването на езерата те стават източник на плодородни почви 1/4 от българския релеф е образуван върху неогенски езерни наслаги.

Блатата

Те са по-малки по размери затворени водоеми, които се подхранват от грунтовите води, валежите и приижданията на големите реки. Голяма част от повърхнината им и много от водния обем са заети от блатна растителност..
В умерения климатичен пояс различаваме низинни, планински блата и блата от хълмистите земи. 
Низинните блата са развити в речните долини - 80% от повърхнината им е посрита с блатна растителност.
Планинските блата заемат части от долинните дъна и някои широки седловини. Блатната им повърхност е покрита предимно от торфища.
Блатата от хълмистите земи заемат част от долинните дъна. Те обикновенно са покрити от блатна растителност, която може да образува тресавища.
От блатните наслаги с особенно значение са торфът и кафявите лигнитни въглища. Осушените блата се превръщат в много плодородни земи.
Автор: дгмн проф. Цанко Цанков