2.5. Үгілуге
өзен арнасының қатысы
Өзеннің ағу процесінен пайда болған
шөгінділер мен жер бедері аллювиальды
деп аталады.
Эрозиялық белсенділік ол өзен
аңғарларының дамуының алғашқы
кезеңдерінде, сондай-ақ арнаның жоғарғы
бөлігінде ең белсенді. Су қозғалысының екі
негізгі түрі бар: ламинарлы және турбулентті. Ламинарлы (параллельді ағынды, араласпай)
қозғалыс тегістелген арнада өте төмен ағын
жылдамдықтарында ғана байқалады, өзендерде сирек
кездеседі және оның эрозиялық рөлі аз. Эрозияның
негізгі факторы шөгінділерді бұзатын және оларды суспензияда
ұстайтын турбулентті
(кездейсоқ, аралас) қозғалыс болып табылады. Өзен эрозиясының
екі түрі бар: түбі және бүйірлік.
Донналық эрозия өзен
аңғарының тереңдеуіне әкелетін эрозия өзен
аңғарының игерілуінің басында басым болады және
әрқашан бесінші эрозиямен үйлеседі. Бұл төменгі
және жоғарғы ағыстардағы арнаның бірдей
көлбеуімен (демек, ағынның жылдамдығымен) ауыз
маңындағы судың көп массасына байланысты мұнда
эрозия максималды болатынымен түсіндіріледі. Сондықтан
тепе-теңдік профилінің дамуы басынан аяғына дейін
жүреді. Арнадағы жер қыртысының вертикальды
қозғалысы және эрозияға ұшыраған тау
жыныстарының әр түрлі күштілігі нәтижесінде
эрозияның жергілікті(локальных)
негіздері рөлін алатын рапидтер мен сарқырамалар пайда болуы
мүмкін. Оларға қатысты өзен өз бетінше дамып келе
жатқан учаскелерге бөлінеді және бүкіл арна үшін
біртұтас теңгерім профилі жергілікті іргетастардың
эрозиясынан кейін ғана қалыптасады. Төменгі эрозия
нәтижесінде өзен аңғарының v-тәрізді
көлденең қимасы пайда болады.
Бүйірлі эрозия - жағалау
эрозиясынан тұратын эрозия өзен аңғарының
өмірінің кейінгі кезеңдерінде, арнаның төменгі
және ортаңғы бөліктеріндегі ағыс жылдамдығы
тепе-теңдік профиліне жақындаған сайын төмендеген кезде
көбірек дамиды. Оның пайда болуының негізгі себептері
ағынның турбуленттілігі және кориолис үдеуі болып
табылады. Бүйірлік эрозияға байланысты өзен арнасы иіліп, иілу (меандрлар) пайда болады. Ойыс
жағалаулар белсенді түрде эрозияға ұшырайды, ал
олардың астындағы түбі тереңдей түседі.
Қарама-қарсы дөңес жағалауға жақын
жерде су жылдамдығы минималды, сондықтан тасымалданатын өзен
материалы шөгіп, өзен арнасының шоғырлары пайда болады. Бүйірлік эрозия әсерінен
өзен аңғары кеңейеді, оның көлденең
профилі u-тәрізді немесе науыз тәрізді болады.
Тасымалдаушылық әсері - тау жыныстарын тасымалдау үш жолмен жүзеге
асырылады. Біріншіден, шөгінділерді түбімен сүйреп немесе
сырғыту. Екіншіден, оны лимбоға ауыстыру арқылы.
Үшіншіден, еріген түрдегі қозғалыс. Алғашқы
екі көлік түрі үздіксіз ағынды өзендерді құрайды
және эрозия жұмыстарының негізгі факторлары болып табылады.
Қозғалыстағы фрагменттердің бір-бірімен,
сондай-ақ каналдың қабырғалары мен түбінің жыныстарымен соқтығысуы
нәтижесінде олар үгітіліп, көлемі кішірейеді. Тасымалдау
тәсілі өзеннің өміршеңдігіне және
эрозияға ұшыраған жыныстардың құрамына
байланысты екені анық. Тау және ойпат өзендерімен
тасымалданатын тау жыныстары көлемінің осы тасымалдау
әдістеріне сәйкес келетін қатынасын келесідей көрсетуге
болады:
–
Тау өзендері:
0,9: 7: 1 (қатты ағын басым);
–
Ойпат
өзендері: 0,05: 0,6: 1 (еріген күйде тасымалдау басым).
Аккумулятивтік әсер өзеннің тепе-теңдік профиліне жақындаған
сайын оның маңызды рөл атқаратыны байқалады,
бұл ағын жылдамдығының төмендеуімен
түсіндіріледі. Аллювийлі сағаларда, өзен арналарында, ал су
тасқыны кезінде – өзен жайылымдарында жиналады. Тепе-теңдік
профилінің дамуы арнаның төменгі бөлігінде
басталатындықтан, жинақтау осы жерден басталады, бірте-бірте одан
әрі жоғары қарай жылжиды. Үйкеліс тозуының
әсерінен тасымалданатын және тұндырылған фрагменттер іріктеп сұрыптауға
ұшырайды – өзеннің жоғарғы ағысынан
сағасына дейін олардың өлшемдері дәйекті түрде
азаяды. Дәл сол себепті үлкен фрагменттер дөңгелек
пішінге ие болады. Аллювийдің минералды құрамы тозуға
және судың еріту әсеріне төзімді дәндердің
абсолютті басым болуымен сипатталады, олардың көпшілігі
кварцқа жатады. Жазық өзендердің үш негізгі
аллювийлік фациясын бөліп көрсету керек: сағалық,
арналық және жайылмалық. Тау өзендерінің
аллювийінің ерекшелігі су тасқыны фациясының шөгінділерінің
толық дерлік жоқтығымен арналы фацияның ірі
түйіршікті (тастар, малтатас) шөгінділерінің абсолютті басым
болуы болып табылады.
Демек, өзен аңғары дамыған сайын
ондағы болып жатқан геологиялық процестердің
өзгеруі аңғардың өзінің
құрылымының да өзгеруімен қатар жүретіні
анық. Бұл табиғи реттілік өзен
аңғарларының кезеңді дамуы деп аталады.
ерте
кезең - ағын жылдамдығы
жоғары болған кездегі дамудың бастапқы кезеңіне
тән. Оларда терең эрозия және шөгінділерді жою басым.
Өзеннің бойлық профилі дамымаған, ағындар мен
сарқырамалар көп, арнасы түзу. Өзен
аңғарының көлденең профилі v-тәрізді:
аңғарлар тар және терең. Су алабы кең, салалары
әлі шағын. Ерте кезеңдегі шөгінділердің
жинақталуы минималды, ол ең үлкен фрагменттердің
шөгінділері болатын арнада ғана көрінеді, ал аллювийдің
ең үлкен көлемде жиналуы сағада болады. Өзен фациялары (немесе атыраулар мен
сағалардың фациялары) көбінесе жеңіл
органикалық қалдықтармен байытылған ұсақ
минералды фрагменттерден (құмдардан алевролиттерге және
саздарға дейін) тұрады. Оның құрамында әр
түрлі шығу тегі тау жыныстарының қабаттары мен
линзаларын табуға болады: аллювиалды, өзендер, көлдер мен
батпақтар әкелген, ескілердің орнына пайда болған,
теңіз толқындары қалдырған. Шөгінділер диагональ
бойынша қабатталған. Дельталар
тектоникалық тыныштық режимінде немесе өзен
құятын алап түбінің көтерілуінде немесе
өзеннің жиналу жылдамдығы бассейн түбінің
шөгу жылдамдығынан жоғары болғанда пайда болады. Сағалар шөгу
жылдамдығы жоғары, шөгу жылдамдығынан асатын кезде,
сондай-ақ күшті параллельді жағалау ағыны немесе
өзеннен жеткізілетін аллювийді тасымалдайтын белсенді толқындық
қозғалыстар болған кезде пайда болады.
Жетілу кезеңі
- өзеннің бойлық профилі
тепе-теңдікке жақындағанда басталады. Ағынның
жылдамдығы төмендейді, бүйірлік эрозия үлкен рөл
атқара бастайды - эрозия пайда болып, өзен аңғары кеңейеді.
Меңгерудің арқасында өзен жағасының таяз
ауданы ұлғаяды, судан жоғары көтеріледі, содан кейін
бір-бірімен қосылып, жайылманың пайда болуына әкеледі.
Шөгінді жайылманың құрамында ең үлкен
көлем негізгі аллювийлік фацияларға – өзендікке жатады. Арна фациясының аллювийі ең ірі
фрагменттермен (қиыршық-құмды материал,
ұсақ малтатас) берілген, олардың диаметрі кесілген кезде
төменнен жоғары қарай төмендейді. Осылайша, ең
дөрекі құрам арна фациясының түбінде
байқалады, өйткені оның жинақталуы өзеннің
терең ойығы кезінде орын алған. Сәйкес қабат
эрозиялық горизонт немесе базальтты горизонт деп аталады. Арналық
аллювий қабаттары ағыс бағытына қарай көлбеу
болып келетін көлденең төсенішпен сипатталады. Уақыт
өте келе өзен меандрлары ілмек тәрізді пішіндерге ие болады,
олардың арасындағы тар қалқаларды су жарып өтуі
мүмкін, содан кейін тұнба түзеледі, одан кесілген меандр
ескіге айналады. Ескі су қоймасы өз дамуында өзен арнасынан
ағып жатқан көлге, одан әрі көлге, тіпті
көлге дейін кезеңдерден өтеді. Осы кезеңдерге
сәйкес алап түбінде көне
фация шөгінділерінің өзіндік кешені жинақталады:
табанында айқаспалы құм-қиыршықтас-аллювиалды
арналы шөгінділер жатыр; жоғарыда олар көлденең
қабатталған көлдік алевролиттермен немесе саздармен
ауыстырылады; ең жоғарғы жағында шымтезек болуы
мүмкін. Сонымен, өзен аңғарының жетілу
кезеңі келесі белгілермен сипатталады: орташа ағын
жылдамдығы; бүйірлік эрозияның көп мөлшері; орама
арнасы; табалдырық шағын; аңғары кең,
u-тәрізді, өте терең ойылған; су айдындары тар
және биік; өзендердің ең кең желісі; аллювийдің
жиналуы жайылмалардың пайда болуына әкеледі.
Өзен
аңғарларының циклдік дамуы. Бұл аңғардың кәрілік немесе жетілу
кезеңінен жастық кезеңіне қайта оралуы даму кезеңдерінің
қайталануы деп аталады. Бұл арнаның еңістігінің
жоғарылауы нәтижесінде пайда болады, содан кейін өзен
жаңа тепе-теңдік профилін дамытуға бейім. Нәтижесінде түбі
эрозиясы қайта басталып, өзен алқаптың түбіне
кесіліп, бұрын құрылған жайылманың эрозиясына
ұшырайды. Жаңа бойлық профиль тепе-теңдік
қисығына жақындаған кезде су тасқыны тек
төменгі абсолютті биіктіктерде ғана қайта қалыптаса
бастайды. Бұрынғы жайылманың қалғаны өзен
аңғарының беткейлеріндегі көлденең созылған
баспалдақтар – жайылманың
үстіндегі террасалар. Жазық террассалар саны
өзеннің бөліну циклдерінің санын көрсетеді.
Террассаның дизайнында бірқатар элементтер ерекшеленеді:
- платформа – су
үстіндегі көлденең террассалар;
- кертпе – тік
бетті (көлбеу) терраса;
- жиек –
платформаның кертпеге иілу орны;
- тамыр
жағасы (іргетас) – аллювийлік емес тау жыныстарынан
құралған аумақ; өзен аңғары алып
жатқан бүкіл аумақтың іргесінде негізгі (іргелі)
жыныстар жатады;
- артқы
тігіс - террассаның төменгі немесе жоғарғы террассамен
немесе тамыр жағасымен түйісуі.
Құраушы жыныстардың шығу тегіне
қарай жайылма террассалардың үш түрін ажыратады.
1. Эрозия
(мүсін) - толығымен жергілікті
тұқымдардан тұрады. Олар өзен
аңғарының жас кезеңінде кесінділердің жаңа
циклі пайда болған кезде пайда болады.
2. Жинақтаушы- толығымен аллювий жыныстарынан
құралған. Олар кәрілік кезеңінде жаңа кесу
циклі пайда болған кезде, яғни өзенде аллювийдің
көп мөлшерін жинаған кезде пайда болады.
3. Эрозия-аккумулятивті
(іргелі, аралас) - кертпенің
төменгі бөлігінде ашық жатқан түпкі жыныстардан
да, террасаны құрайтын аллювий жыныстарынан да
құралған. Олар жаңа циклдегі жуу
қарқындылығы алдыңғы циклдегі жинақтау
қарқындылығынан жоғары болғанда пайда болады.
Өзен
белсенділігінің аккумуляциялықтан эрозияға және
керісінше ауысу себептерін, сондай-ақ жайылма террассаларының пайда
болу себептерін климаттық және тектоникалық деп бөлуге
болады.
Климаттық фактор өзендегі судың массасын
анықтайды. Жылдық жауын-шашынның азаюымен су деңгейі
мен ағынның тірі күші төмендейді. Өзен
қазірдің өзінде жоғарғы ағысында өзі
қираған тау жыныстарының бүкіл массасын аузына
әкеле алады. Демек, алқаптың ортаңғы және
төменгі бөліктерінде жинақтау күшейеді, бұл
аллювийдің артық массаларының жиналуына әкеледі.
Керісінше, жауын-шашын мөлшерінің ұлғаюымен
өзеннің энергиясы артады, бұл эрозия мен тау
жыныстарының жойылуын күшейтеді. Осыған ұқсас
құбылыстар төрттік дәуірде де болды, бұл кезде
жауын-шашын мөлшері мұздық кезеңдерінде
(мұхиттың қатуы) азайып, мұз аралық
кезеңдерінде көбейген.
Тектоникалық
фактор арнаның еңістігінің өзгеруін
тудырады, демек, өзен ағынының жылдамдығы,
сондықтан жайылма террассаларының пайда болуының ең
көп таралған себебі болып табылады. Өзен құятын
алаптың тектоникалық шөгуі кезінде негіздің эрозиясы
азайып, өзен сағасында жаңа эрозия циклі басталады. Демек,
пайда болған террасаның салыстырмалы биіктігі өзеннің
төменгі ағысынан жоғарғы жағына дейін
төмендейді. Өзен бастауының тектоникалық
көтерілуімен жоғарғы ағысында кесу басталады, ал
төмен қарай жайылмалық террасаның биіктігі
төмендейді.