Литология. Кн.1 - Фролов В.Т.
ISBN 5-211-02865-1
Скачать (прямая ссылка):
Если сток разделить на равнинный и горный, то раздельные формулы его будут отличаться друг от друга: 0,86 : 6,22 : 1 — для горных рек и 0,04 : 0,53 : 1 — для равнинных. Горные реки, таким образом, переносят во взвеси в 6 раз больше материала, чем в растворах, что вполне подтверждает правило: с увеличением скорости течения возрастает количество вещества, переносимого во взвеси. Перенос волочением также возрастает и становится почти равным переносу в растворенном виде. Для равнинных рек соотношение существенно иное: основной формой переноса являются растворы — почти в два раза больше других форм, вместе взятых. Перенос волочением очень мал и осу-
ществляется главным образом в паводки, а в остальное время года течение настолько вялое, что эта форма не действует, и резко снижается перенос взвесей. Получается, что равнинные реки более солоны, чем горные, что вполне естественно.
В абсолютных количествах реки Земли, по Г.В. Лопатину (1950, 1952), переносят за год волочением 4850 млн т, во взвеси 13 млрд т (16 млрд т, по Ф. Кларку) и в растворенном виде 5 млрд т (2735 млн т, по Ф. Кларку). Общее количество переносимого реками Земли материала за год огромно — почти 23 млрд т.
Волочением, или перекатыванием (см. рис. 3.2,в,г), переносятся самые крупные обломки, включая глыбы в несколько десятков тонн, а иногда (при разрушении плотин) — ив тысячи тонн. Размер переносимых обломков определяется прежде всего скоростью течения, и эта зависимость выражается формулой Эри: Q = ^v6, где Q — вес, или масса, переносимого тела; V — скорость потока; А — коэффициент, зависящий от формы обломков, характера дна, насыщенности потока (соударения), извилин, ширины реки и других обстоятельств. Этот коэффициент может изменить зависимость незначительно, в одних случаях (например, при большом уклоне дна) показатель степени может быть 7, в других — он снижается до 5. В целом даже незначительное увеличение скорости течения резко повышает его переносящую силу. Например, скорость повышается в 2, 3 и 4 раза, масса переносимых обломков соответственно увеличивается в 64, 729 и 4096 раз! (Пустовалов, 1940, с. 226).
Реальное перемещение по дну обломков очень сложно, и математические формулы дают лишь ориентировочное представление. Неи-зометричные, а особенно пластинчатые зерна переносятся легче, они раньше изометричных срываются в сальтацию (подпрыгивание) и за-хороняются в относительно более тонких осадках. С первого взгляда необъяснимый факт, когда по дну перемещается крупная галька, а песок остается на месте (что казалось бы противоречит формуле Эри), объясняется тем, что скорость течения быстро нарастает при удалении от дна, и поэтому выступающая из песка галька оказывается в зоне более сильного течения и им переносится (см. рис. 3.3, б). Э^"р снижает сортировку речных осадков.
Скорости равнинных рек 0,24),5 м/с (0,7-1,8 км/ч), во время паводков до 1-2 м/с (3,6-7,2 км/ч). Скорость срыва кварцевого зерна (уд. вес 2,65) размером 0,2 мм — 0,2 м/с. Таким образом, равнинные реки могут передвигать в межень гравий, а в паводки — мелкую гальку.
Скорости горных рек в 5 раз выше — 5-10 м/с (18-36 км/ч), нередко и больше. Они передвигают глыбы в десятки метров и массой в тонны (табл. 3.6, из Пустовалова, 1940, с. 229, по И.К. Расселу, 1898, и табл. 3.7, по В.Н. Гончарову, из Рухина, 1969, с. 249).
При увеличении глубины потока величина скорости, необходимая для начала движения частицы одного и того же размера, увеличивается. Размывающая способность потока увеличивается с возрастанием скорости и уменьшением глубины. С уменьшением размера частиц. осадка увеличивается сцепление между его частицами и требуется большая скорость для размыва такого осадка дна. При этом увеличивается различие скоростей взвешивающей (отрывающей от дна) частицу и переме-
Таблица 3.6
Скорости водных течений, необходимые для передвижения обломков разной величины
Размер
передвигаемых
Скорость, м/с
частиц, мм
Глина и ил
0,075
Песок мелкий
0,15
Галька до 12,5
0,30
Галька до 25
0,60
Галька до 50
0,85
Галька до 75
1,05
Галька до 100
' 1,20
Галька до 125
1,35
Валун до 150
1,50
Валун до 180
1,60
Валун до 200
1,70
Валун до 225
1,80
Глыбы до 1,5 т
4,40
Таблица 3.7
Минимальная скорость для начала движения частиц однородного осадка при глубине потока 1 м (по В.Н.Гончарову)
Размер зерен, мм
Скорость, м/с
0,05
0,35
0,25
0,50
1,00
0,60
2,5
0,70
5,0
0,85
10,0
1,00
15
1,10
25
1,20
50
1,50
75
1,75
100
2,00
150
2,20
200
2,40
щающей ее далее (см. табл. 3.6; рис. 3.3, б). Последняя всегда меньше начальной, приводящей ее в движение. Частицы меньше 0,1-0,05 мм, по Г.И. Шамову (1945), переносятся главным образом во взвешенном состоянии, т.е. являются транзитными (и они не окатываются) , а более крупные, названные им руслоформирующими, переносятся также и волочением и сальтацией. Песчаные осадки наиболее подвижны в реках. При увеличении скорости потока все более крупные частицы переносятся во взвешенном состоянии, а в горных реках так переносятся и грубый песок и даже гравий. Гальки передвигаются перекатыванием и укладываются наиболее устойчиво — черепитчато, с падением их плоской стороны против течения (см. рис. 2.20, в). Этот признак отличает горный аллювий от грубого пролювия и подводных грязекаменных потоков. При переносе волочением зерна дробятся, окатываются, а их поверхность полируется от соударений, амортизированных водной пленкой. Происходят сортировка и отмыв от глины или алеврита, образуются россыпи тяжелых минералов, особенно в верховьях рек.
