GEOLOGICZNA DZIAŁALNOŚĆ RZEK

Z uwagi na  posiadaną energię rzeka wykonuje pracę. Praca ta przejawia się w działalności:

erozyjnej – niszcząca pracę rzeki; akumulacyjnej – działanie twórcze; i zdolnością transportową rzeki.

Siła transportowa rzeki – niszczące działanie rzeki wynika ze zdolności do niesienia materiału, czyli zależy od siły transportowej. Rzeka zużywa stosunkowo mało energii na transport okruchów skalnych, większą część energii pochłania tarcie między cząsteczkami wody oraz tarcie o dno i brzegi koryta.

              Niesiony materiał jest narzędziem erozyjnym. Fragmenty zderzają się i kruszą. Sama woda oddziaływuje jedynie na bardzo miękkie skały.

              Siła transportowa rzeki zależy od prędkości rzeki. Prędkość od spadku i masy wody. Spadki rzek nizinnych 0.05-02%0   5-20cm/1km; Wisła poniżej Warszawy 0.12%0;  Rzeki górskie w Karpatach 25-45%0

Oś dynamiczna rzeki – największą prędkość rzeka osiąga tuż pod powierzchnią w miejscu leżącym pionowo nad największą głębokością rzeki w danym profilu. Jest to nurt (oś dynamiczna rzeki).

Transport materiału – do rzeki dostaje się różny materiał zmieciony przez wodę deszczową, przez spływanie lub obsuwanie się zboczy. Materiał może by c przenoszony w stanie: roztworów, zawieszenia (suspensja), wleczenia toczenia po dnie (trakcja).

Ładunek i nośność rzeki – całkowita ilość materiału niesionego przez rzekę to obciążenie- ładunek rzeki, jest on określony przez zdolność transportową czyli nośność. Na nośność ma wpływ przede wszystkim obojętność wody a nie prędkość.

              Nośność całkowa to ilość materiału jaka może być transportowania przez rzekę (wzrasta ona tak jak druga a wg niektórych trzecia potęga prędkości rzeki).

Wydolność rzeki – wyraża ją wielkość lub ciężar transportowanych okruchów. Zależy ona przede wszystkim od prędkości rzeki i jest w przybliżeniu proporcjonalna do 6 potęgi prędkości. Jeżeli V*2 to rzeka może transportować cząsteczki 64 razy cięższe. Mała rzeka o dużej prędkości ma bardzo dużą wydajność.

Transport substancji rozpuszczalnych i zawieszonych w wodzie:

              Ilość substancji rozpuszczonych w wodach niesionych przez rzeki kuli ziemskiej jest szacowany na 2 440mln ton rocznie, np. Dunaj 22mln ton rocznie.

              Ilość substancji zawieszonych jest większa. Na całym globie 5 700mln ton rocznie. Substancje zawieszone są drobne 0,05-0,1mm do 0,001 (drobne piaski, muł).

              Wielkość cząsteczek zależy od prędkości, turbulencji, gęstości i lepkości wody.

Transport substancji zawieszonych w wodzie – rzeka niosąca dużo zawiesin jest mętna

2-3km/m3 (czysta kilkadziesiąt g/m3). Rekord Huang-Ho 45kg/m3, a nawet 100kg/m3.
Wisła pod Krakowem 150g/m3.

Transport materiału wleczonego – materiał wleczony to piaski, żwiry, otoczaki, które rzeka przesuwa po dnie.

Prędkość erozyjna – aby wprawić w ruch cząsteczki potrzebna jest większa prędkość niż niezbędna do jej unoszenia, jest to tzw. Prędkość erozyjna. Aby erodować materiał ilasty potrzebna jest taka jak do erodowania grubego żwiru.

AKUMULACJA RZECZNA

Aluwia – jeżeli prędkość rzeki jest za mała aby unosić transportowany materiał (wleczony lub zawieszony) jest on składany na dnie koryta lub jego brzegach. Są to napływy (aluwia).

Rodzaje aluwiów:

-          mielizny korytowe- powstają w korycie, ułożone są dłuższą osią zgodnie z brzegiem, z czasem mogą się stać wyspami aluwialnymi

-          mielizny i wały odsypowe- tworzą się po wewnętrznych stronach meandrów, gdzie są płycizny i mniejsze prędkości przepływu

-          napływy na równi zalewowej- materiał mułkowy i ilasty w czasie powodzi

Obróbka i sortowanie materiału rzecznego – materiał transportowany przez rzekę ulega obróbce (abrazji) i sortowaniu. Ma tu miejsce łagodzenie krawędzi dużych okruchów. Powstają otoczaki. Z biegiem rzeki materiał jest coraz drobniejszy. Osady rzeczne są dobrze wysortowane i warstwowane.

Warstwowanie osadu i ripplemarki – woda w rzece ciągle przesypuje materiał okruchowy w korycie rzecznym, dlatego osady piaszczyste cechują się warstwowaniem przekątnym tzn. laminy piaszczyste ułożone są pod pewnym kątem do poziomu.

Piaszczyste osady rzeczne cechują się niekiedy obecnością ripplemarków. Są to drobne fale piaskowe w postaci dolinek i grzbiecików powstałe w wyniku działania prądów lub fal.

Zmniejszanie się otoczaków z biegiem rzeki:

              Rzeka Mur w Alpach                                                                          rzeka Dunajec

Stożki napływowe – aluwialne

Jest to nagromadzenie materiału niesionego przez rzekę, który powstaje w wyniku utraty energii, gwałtownej zmiany prędkości lub zmniejszenia się ilości wody. Zwykle powstają  przy wypływie rzeki z gór na równiny podgórskie lub przy ujściu rzeki o większej energii do mniejszej.

Delty rzek – specjalnym rodzajem stożkowym są delty rzek, powstające przy ujściu rzek do zbiorników wód stojących. Niesiony przez rzekę materiał jest tu gwałtownie zrzucany. Powstają, gdy zbiornik do, którego uchodzi rzeka: jest relatywnie płytki, jest małe falowanie wiatrowe i pływy, brak lub znikome prądy przybrzeżne.

Najbardziej znane delty: Missisipi, Wołgi, Nilu i Nigru.

Delta Wisły – powierzchnia około 1900km2 (1500-300km2), czas tworzenia około 10 100lat. Miąższość namułów do 30m.

Starorzecze w deltach – osadzanie przy ujściu aluwia tarasują i utrudniają odpływy wód, stąd rzeka dzieli się na liczne ramiona i koryta, które czasem zamierają. Powstają w nich starorzecza, w których odkłada się dużo materii organicznej. Powstają namuły, a na nich tworzą się urodzajne gleby.

Estuarium – gdy rzeka wpada do morza głębszego z dużymi pływami powstają estuaria (kształt lejka), w których wody rzeczne mieszają się z wodami morskimi, a niesiony materiał odprowadzany jest dalej do brzegu (np. ujście Tamizy).

Tarasy rzeczne – w dolinie rzecznej często obserwuje się wyrównane, prawie płaskie powierzchnie, które ciągną się wzdłuż zboczy doliny. Są lekko pochylone w kierunku biegu rzeki. Występują one na różnych wysokościach nad dnem doliny, czasem symetrycznie po obu jej brzegach. Powstają głównie w procesie erozji bocznej/

Podział tarasów z zależności od sposobu powstawania i materiału z jakiego są zbud.:

-          taras akumulacyjny- utworzony w wyniku akumulacji aluwiów, a następnie ich rozcięcia przez rzekę

-          taras erozyjny- utworzony w wyniku erozyjnego rozcięcia przez rzekę płaskiego dna doliny (w utworach podłoża), jest wynikiem kolejnego działania erozji bocznej i dennej (jest wycięty w skałach, które budują stoki doliny)

-          taras erozyjno-akumulacyjny- taras akumulacyjny, leżący na płaskim cokole skalnym powstałym w wyniku wcześniejszej erozji bocznej (zbudowane zarówno ze skał podłoża jak i osadów rzeki)

-          taras włożony- powstaje w wyniku kilkukrotnego obniżenia i podnoszenia się bazy erozyjnej rzeki

-          taras zalewowy- najniższy taras w dolinie rzecznej, zalewany podczas wysokich stanów wody

EROZJA RZECZNA

Rodzaje erozji – erozja denna (wgłębna), boczna i wsteczna.

1.      Erozja denna – przebiega w górnym, początkowym biegu rzeki, gdzie spadki są duże. Polega na niszczeniu dna koryta przez wodę, a głównie przez niesiony i toczony po dnie materiał skalny (abrazja rzeczna). Prowadzi do obniżenia dna doliny rzeczki i nadaje jej charakterystyczny kształt litery V. W czasie tej erozji dochodzi do złagodzenia krawędzi okruchów skalnych. Zmniejsza się spadek rzeki.

2.      Erozja boczna – polega na podmywaniu i rozcinaniu brzegów koryta rzecznego przez wodę płynącą. Przebiega z różną prędkością w zależności od ukształtowania i odporności brzegów, przebiega w środkowym i dolnym biegu rzeki. Prowadzi do poszerzania doliny, powstania zakoli (meandrów). Wydłuża bieg rzeki, zmniejsza się zatem jej spadek. Powstają starorzecza.

3.      Erozja wsteczna – związana z górnym (źródłowym) biegiem rzeki (w dolnym i środkowym biegu tylko na wodospadach i progach skalnych). Polega na podcinaniu progów i załomów w korycie rzeki, a więc ich cofanie w kierunku wododziału. Prowadzi do wydłużenia biegu rzeki, zmniejszenia spadku. W konsekwencji mogą powstać przełomy regresyjne i kaptaż rzeczny.

Kaptaż rzeczny – naturalne przechwycenie odcinka rzeki i jej dorzecza przez sąsiednią rzekę intensywnie erodującą wstecz. Np. kaptaż Lubrzanki przez Czarną Nidę w paśmie głównym Gór Świętokrzyskich.

Przełomy rzeczne – zwężony odcinek doliny często o zwiększonym spadku, biegnący w poprzek wzniesienia lub obszaru wyżynnego.

Rodzaje:

-          przełom antecendentny – utworzony przy udziale ruchów górotwórczych, które powodowały wypiętrzenia terenu wolniej niż erozyjna działalność rzeki.

-          przełom epigenetyczny – utworzony w wyniku wcinania się rzeki, spowodowanego zwykle obniżeniem bazy erozyjnej, w pokrywę utworów mało odpornych, a po jej rozcięciu w pogrzebane pod nią twarde wychodnie zbudowane ze skał odporniejszych.

-          przełom przelewowy – rozcięcie przeszkód w odpływie: takich jak wał moren, osuwisko, strumień lawy, przez spiętrzone wody rzek czy strumieni.

-          przełom regresyjny – kaptażowy. Powstaje przez rozcięcie grzbietu górskiego przez erozje wsteczną.

Profil erozyjny rzeki – w czasie istnienia rzeki profil podłużny rzeki (profil erozyjny) zmienia się w wyniku erozji dennej. Najniższy poziom, do którego rzeka może erodować to poziom jej ujścia (baza erozji).

Aby rzeka mogła płynąć musi wykazywać określony spadek. Rzeka dąży do osiągnięcia krzywej równowagi (profilu równowagi), tj. takiego położenia dna koryta, przy którym rzeka nie eroduje w głąb i nie osadza materiału, a jedynie transportuje materiał pochodzący z wietrzenia.

Stadia rozwoju doliny rzecznej:

-          młodociane – charakteryzuje je erozja denna i V-kształtna dolina

-          dojrzałe – spadek się zmniejsza, rozpoczyna się erozja boczna, prowadząca do poszerzenia doliny (rzeka zbliża się do profilu równowagi- spadek mniejszy, w tym stadium rzeka transportuje dużo zawiesiny)

-          starcze – dolina szeroka, wielokrotnie rozcinana, głębokie zakola, liczne starorzecza, zbocza doliny bardzo łagodne

Stadium młodociane i dojrzałe najczęściej odnoszą się nie do całej rzeki, lecz do jej poszczególnych odcinków, gdyż niezmiernie rzadko rzeka może osiągnąć profil równowagi na całej długości.