Wpływ wód płynących na rzeźbę terenu

Rzeki, Wodospad, Erozja

Wody płynące są bardzo ważnym czynnikiem kształtującym powierzchnię terenu. Mogą być zasilanie w różnoraki sposób: poprzez topnienie lodowca, ze źródeł, z opadów. Wody erodują powierzchnię, po której płyną, transportując materiał, aż w końcu go osadzają. Tak więc woda może wpływać niszcząco, akumulacyjnie i transportowo. Z pojęciem rzeźbotwórczej działalności wód płynących ściśle związana jest siła nośna rzeki, czyli jej zdolność do przenoszenia materiału skalnego. Siła nośna rzeki zależy od masy wody i prędkości wody. Wraz ze zmniejszaniem się siły nośnej rzeki (najczęściej maleje wraz z biegiem) zaczyna się coraz bardziej intensywne osadzanie.

Ze spłukiwaniem powierzchniowym mamy do czynienia podczas opadów, kiedy to woda pokrywa grunt. Wówczas płynące strugi niosą ze sobą cząstki gruntu. Im bardziej intensywne opady, tym więcej cząstek gruntu spływa, co w efekcie może powodować znaczne obniżenie stoku, a czasem nawet odsłania litą skałę. Spłukiwanie powierzchniowe, które zachodzi bardzo intensywnie, nazywa się zmywem powierzchniowym. Spłukiwanie powierzchniowe powoduje wymywanie cząsteczek gleby i zwietrzeliny. Tam, gdzie skały są luźne, mogą powstawać nowe formy terenu np. słupy ziemne.

 

Niszcząca (erozyjna) działalność rzek

O tym, jak silnie będzie natężenie erozji, decyduje głównie prędkość wody oraz właściwości podłoża i ilość transportowanego materiału. Przyczyny te składają się na ruch turbulentny rzeki, to znaczy ruch, w którym decydującą rolę odgrywa siła tarcia. Ruch ten powoduje, że niesione przez rzekę okruchy uderzają o dno, co skutkuje obniżaniem się dna. Wyróżnia się trzy rodzaje erozji:

Rysunek 1. Marmit (kocioł eworsyjny). Źródło: www.wikipedia.pl

-erozja denna (wgłębna) - powoduje wcinanie się rzeki w podłoże. Największą intensywność tego rodzaju erozji obserwuje się w górnym biegu rzeki, gdzie rzeka charakteryzuje się największą siłą nośną. Transportowane okruchy skalne uderzają o dno, ruch tarcia powoduje żłobienie rynien erozyjnych (abrazja rzeczna). Ruch wirowy u podnóża wodospadu lub w zagłębieniu rzeki powoduje powstawanie kotłów eworsyjnych. Na skutek przesuwania się ruchu wirowego mogą powstać rynny eworsyjne. Erozja denna prowadzi również do powstawania otoczaków.

Fotografia 1. Otoczaki. Źródło: www.wikipedia.pl

-erozja wsteczna - powoduje cofanie się progów skalnych. Najlepszym przykładem tego typu erozji są wodospady. W wyniku silnego działania erozji wstecznej jedna rzeka może przechwycić drugą. Zjawisko to nazywa się kaptażem. Erozja wsteczna zachodzi w górnym biegu rzeki.

-erozja boczna - występuje najczęściej w środkowym biegu rzeki, na zewnętrznych częściach zakoli rzek (meandry). Jest przyczyną ciągłego podmywania i niszczenia brzegów rzeki (działa siła odśrodkowa). Przyczynia się do powstawania meandrów, które mogą poprzez przerwanie tworzyć starorzecza.

Rysunek 2. Erozja rzeczna. Źródło: www.wiking.edu.pl

W wyniku erozji rzecznej powstają formy erozyjne takie jak:

Fotografia 2. Dolina V-kształtna. Źródło: www.wikipedia.pl

• doliny rzeczne - są głównym "produktem" niszczącej działalności rzek. Każdy rodzaj erozji ma tu swą rolę: wgłębna obniża dno doliny, a boczna je poszerza. Najbardziej charakterystyczna dla erozji rzecznej jest dolina V-kształtna (przekrój poprzeczny ma kształt zbliżony do litery V).

• terasy erozyjne - tworzą charakterystyczny układ schodów (rys. 3)

• góry meandrowe - powstają, gdy wzgórza odcinane są przez zakola rzek

• ostańce erozyjne - powstają w miejscach, gdzie dane skały są odporne na erozje

• starorzecza - jeziora powstałe na dnie koryta rzeki, skąd woda przestała być odprowadzana; zwykle o kształcie sierpowatym

• kaniony, jary - głębokie i strome doliny

Rysunek 3. Schematyczne przekroje przez różne typy teras rzecznych. Źródło: www.ing.uni.wroc.pl

Wyróżnia się trzy stadia rozwoju rzeki

• stadium młodociane - silna erozja denna, profil podłużny w kształcie litery V, wysoki spadek

• stadium dojrzałe - z przewagą erozji bocznej, licznymi starorzeczami, szerokie doliny

• stadium starcze - osady zasypują doliny rzeczne

Można również spotkać klasyfikację rzek na degradujące (związane z erozją) iagradujące (związane z akumulacją).

Rysunek 4. Działalność rzeki wzdłuż jej biegu. Źródło: Vademecum maturzysty, R. Domachowski, D. Makowska, wyd. Oświata, Warszawa 2005

 

Transportowa działalność rzek

Transportowa działalność rzek jest de facto przyczyną jej działalności erozyjnej i akumulacyjnej. Materiał może być wleczony po dnie, gdy jest gruby. Gdy materiał jest drobny wówczas miesza się z wodą, tworząc pewnego rodzaju zawiesinę. W trakcie transportu materiał skalny jest stale obrabiany, szlifowany. Rzeka może transportować materię organiczną, mineralną, antropogeniczną i naturalną. Trzy rodzaje transportu materiału skalnego przez rzekę to:

• suspensja - transport przez zawiesinę (najdrobniejszy materiał)

• saltacja - transport przez skoki

• trakcja - transport przez wleczenie materiału po dnie

 

Akumulacyjna działalność rzek

Akumulacyjna działalność rzek rozpoczyna się wraz ze zmniejszaniem się siły nośnej rzeki. Najpierw na dno opadają materiały grube, a na końcu drobne. Materiał zakumulowany przez rzeki nazywa się aluwiami. Osady rzeczne ułożone są warstwowo. „Produkty” akumulacyjnej działalności rzek:

-mielizny korytowe - powstające równolegle do brzegu podłużne nasypy znajdujące się w korycie rzecznym, zbudowane głównie z materiału grubego; mielizny korytowe mogą tworzyć tzw. wyspy aluwialne i dzieje się to podczas niskiego stanu wody;

-bruk rzeczny - podczas gdy rzeka osiąga wysoki poziom, może transportować większy materiał, ale gdy poziom wody spada, gruby materiał opada na dno i tworzy bruk rzeczny;

-mady rzeczne - żyzne gleby, które powstają podczas wysokich stanów wody oraz w deltach (np. Żuławy Wiślane);

Fotografia 3. Delta Gangesu. Źródło: earthasart.gsfc.nasa.gov

-stożki napływowe - powstają najczęściej w miejscach, gdzie prędkość płynięcia rzeki wyraźnie spada lub w miejscach nagłego obniżenia koryta rzeki, czyli u podnóży gór oraz w ujściu rzeki. Stożki napływowe mają zwykle wachlarzowaty kształt. Rzeka u ujścia do morza lub jeziora sypie deltę (nazwa pochodzi od greckiej litery Δ, do której kształtem jest podobna). Najpierw delta powstaje pod wodą, z czasem jednak osady blokują ujście rzeki i dlatego odpływają z niej ramiona. Delty najczęściej powstają w miejscach, gdzie głębokość zbiornika wodnego, do którego uchodzi rzeka jest stosunkowo nie duża, a osadzanie się materiałów jest ilościowo większe niż ich usuwanie poprzez falowanie i pływy tego zbiornika. Typowymi przykładami delty są ujścia rzek Nil, Ganges i Missisipi. Jeśli pływy i falowanie (tutaj niszcząca działalność morza) jest większe niż akumulacja osadów rzecznych, wówczas powstają estuaria, czyli lejkowate ujścia do morza. Przykładem estuarium może być ujście Tamizy i Rzeki Św. Wawrzyńca; Można spotkać się z ujściami estuaryjno-deltowymi (Amazonka).

Fotografia 4. Estuarium Rio de la Plata. Źródło: www.wikipedia.pl

-terasy akumulacyjne - są równinami znajdującymi się w dolinach rzek. Mówi się oterasach zalewowych, które zalewane są okresowo lub epizodycznie i ze wszystkich teras są położone najniżej. Terasy zalewowe najczęściej wykorzystuje się jako pastwiska oraz łąki. Wśród teras akumulacyjnych (a dokładniej akumulacyjno-erozyjnych) wymienia się też terasy nadzalewowe. Nie są one zalewane i charakteryzują się niewielkim nachyleniem. Od niższych stopni oddzielone są zboczami. Ich powstanie najczęściej przebiega dwuetapowo. Najpierw materiał zbierany jest na dnie doliny. Zakumulowaną warstwę rzeka jednak później rozdziela (etap drugi).

Im rzeka niżej, tym maleje jej zdolność erozyjna, a rośnie akumulacyjna.

 

Profil równowagi

Rzeka poprzez transport materii może działać niszcząco lub budująco na teren. Przesuwając materiał po dnie, rzeka stopniowo to dno obniża, jednak obniżanie to nie może trwać bez końca, a rzeka może erodować tylko do pewnego momentu, najczęściej do poziomu morza lub jeziora, do którego uchodzi. Poziom ten nazywany jest bazą erozyjną lub podstawą erozyjną i stanowi on jednocześni najniżej położony punkt w profilu podłużnym rzeki, zazwyczaj jest nim poziom ujścia rzeki.

Profil równowagi lub inaczej krzywa równowagi rzeki jest teoretycznym stanem, w którym rzeka nie działa ani niszcząco (nie eroduje), ani budująco (nie akumuluje), a jedynie transportuje materiał skalny. Jest to pojęcie teoretyczne, ponieważ rzeka w praktyce profilu równowagi nie osiąga, co jest związane ze zmianami wysokości bazy erozyjnej.

Na to, jak ułożone są koryta rzeczne, wpływ ma również szata roślinna. Kiedy rośliny znajdują się blisko siebie, są "zbite", rzeka zmuszona jest do meandrowania. Tam, gdzie szata roślinna jest uboga lub nie ma jej wcale, koryt rzecznych jest wiele, wówczas mogą się one dzielić, wzajemnie przecinać i łączyć. Mówi się wówczas okorytach warkoczowych (roztokowych).

Rysunek 5. Profil podłużny (A) i prófil równowagi rzeki (B). Źródło: www.ing.uni.wroc.pl

Fotografia 5. Meander. Źródło: www.wikipedia.pl

Słownik pojęć:

• meander, zakole rzeki - miejsce, w którym koryto rzeczne tworzy łuk

• monadnok, twardzielec - wzgórze, zazwyczaj strome, które dzięki swej strukturze skalnej nie uległo erozji (np. Śnieżka w Polsce)

• zlewnia - obszar, z którego wszystkie rzeki spływają do jednego miejsca