Upių slėniai, kaip viena iš žemės paviršiaus reljefo formų, yra geomorfologijos tyrimo objektas. Šią geologinę ir geografinę discipliną dominančių klausimų spektras apima upių slėnių kilmės, raidos ir struktūros, jų dinamikos ir būdingų bruožų tyrimą.
Kas yra upės slėnis?
Upių slėniai yra tarp neigiamų reljefo formų. Taip vadinami paviršiaus plotai, kuriems būdingas santykinis lygio sumažėjimas. Slėniams būdinga linijinė pailga forma, kurią tam tikru mastu apsunkina vingiuotumas. Per visą ilgį slėniai paprastai turi vienodą nuolydį.
Upės slėnio struktūra priklauso nuo fizinių ir geografinių sąlygų bei geologinių ypatumų, būdingų vietovei, per kurią upė teka, derinio. Bendras šių veiksnių poveikis laikui bėgant gali keistis, be to, tokie pokyčiai turi įtakos ir slėnio morfologijai.
Slėnių atsiradimas ir raida
Upių slėnių kilmė galibūti siejami su tektoninėmis sąlygomis, palankiomis upės susidarymui (įvairių tipų raukšlėmis ir lūžiais) arba su ledynų judėjimu. Tačiau pagrindinis ir būtinas slėnio atsiradimo veiksnys yra tekančių vandenų darbas, jų erozinis aktyvumas.
Yra tokių vandens erozijos rūšių, kurios lemia upės slėnio struktūrą, kaip:
- Dugnas, dėl ko upelis atsitrenkia į paviršių ir susikaupia įduba. Vyrauja ankstyvosiose slėnio vystymosi stadijose, kai upė dar tik tiesiama.
- Šoninis, išreiškiamas vandens srauto nuplaunant krantus, dėl kurių slėnis plečiasi. Šio tipo erozija ryškesnė upei įžengus į brandos stadiją. Šiuo metu upės nuolydis labai sumažėja, kai artėja prie pusiausvyros profilio, palyginti su baseino, į kurį ji įteka, lygiu (vadinamasis erozijos pagrindas). Šoninės erozijos įtakoje vandens tėkmė sudaro vingius – srovės vingius.
Kai upė pradeda dumblėti, apaugti, formuojasi daug pelkėtų senolių, vadinasi, ji sulaukė senatvės. Upės slėnis tampa itin platus, o srovė sulėtėja. Tokios senos upės profilis jau yra kuo arčiau erozijos pagrindo.
Slėnio morfologijos elementai
Upės raidos procese formuojasi pagrindiniai upės slėnio sandaros elementai. Trumpai apibūdinkime kiekvieną iš jų.
- Srovė – slėnio atkarpa, per kurią teka pagrindinis vandens srautas. Potvynių laikotarpiais jį užima upė.sezonus. Stabilūs kanalo elementai yra dugnas ir krantai.
- Planka – aukštesnė slėnio atkarpa, potvynio metu patvinusi. Kartais salpa vadinama upės pievų terasa. Jo ribose yra beveik kanalo arba sąnašų bangavimas, kurį sudaro smėlio ir dumblo nuosėdos.
- Terrasos yra laipsniškai išsidėsčiusios buvusios salpos, kurios ankstesniais slėnio vystymosi etapais buvo užpildytos vandeniu, kai upė dar mažesniu mastu įsirėžė į paviršių. Terasos gali būti atviros arba palaidotos dėl vėlesnio nuosėdų.
- Vietiniai krantai yra slėnio ribiniai kraštai. Jų lygis viršija viršutinę, ankstyviausią upės terasą.
Vagas ir salpa priskiriama vagai arba slėnio dugnui, o terasos kartu su pagrindiniais krantais – jos šlaitams.
Upės slėnio profiliai
Priklausomai nuo pjūvio, pagal kurį atsižvelgiama į šią žemės reljefo formą, išskiriami upių slėnių išilginio ir skersinio profilio struktūriniai bruožai.
Išilginis profilis yra slėnio atkarpa, nubrėžta išilgai linijos, vadinamos thalweg, jungiančia žemiausius dugno taškus, tai yra išilgai didžiausio gylio. Išilginis profilis atspindi tokius upės slėnio parametrus kaip įdubimas – aukščių skirtumas tam tikroje atkarpoje ir per visą ilgį – ir nuolydis, suprantamas kaip nuolydžio ir nagrinėjamos atkarpos ilgio santykis.
Skersinis profilis yra slėnio atkarpa plokštumoje, statmenoje jo krypčiai. Tai svarbus upės slėnio morfologinio tipo rodiklis.
Tipaislėnių profiliai išilgai išilginio pjūvio
Upių slėnių išilginių profilių struktūroje išskiriami keli tipai, priklausomai nuo to, kaip šlaitai pasiskirstę slėnio ilgiu:
- Tiesus profilis susidaro, kai upės nuolydis per visą jos ilgį yra artimas vienodai. Tokią slėnio struktūrą daugiausia galima rasti mažose upėse.
- Pakopiniam profiliui būdingi nuolydžių skirtumai tam tikrose slėnio dalyse. Jis būdingas sraunioms upėms, vandens srautams, kurie sudaro krioklius, pasiekia tekančius ežerus arba teka per juos.
- Švelniai įgaubtas profilis turi bendrą netolygiai įgaubtos kreivės išvaizdą. Prie š altinio ši linija yra statesnė, artėjant prie žiočių, ji tampa vis lygesnė. Toks dugno profilis susidaro brandžiose upėse, kurių vaga dažniausiai apsiriboja plokščiomis, tektoniškai ramiomis vietovėmis.
- Lūžus arba išgaubtas profilis, pastebimas gana retai, turi nedidelį nuolydį upės aukštupyje ir reikšmingą slėnio žemupyje.
Didžiausias idealaus pusiausvyros profilio priartėjimo laipsnis būdingas sklandžiai įgaubtai slėnio dugno formai, tačiau iš tikrųjų dėl daugelio veiksnių bendro veikimo profilyje visada yra laiptuotos struktūros elementų..
Sudėtingo profilio pavyzdys parodo Misisipės upės slėnio – vienos didžiausių vandens arterijų pasaulyje – struktūrines ypatybes. Upės slėnis morfologiškai skirstomas į Aukštutinę ir Žemutinę Misisipės, kurios skiriasi struktūra. Pirmasis turilaiptuotas profilis su daugybe slenksčių ir plyšių; antrasis yra ryškus plokščias slėnis, platus ir švelniai nuožulnus. Dėl intensyvaus dumblėjimo upė ne kartą keitė savo vagą ir vietą, kur įteka į Meksikos įlanką – šis reiškinys žinomas kaip „klajojimas deltoje“.
Sudėtingi slėniai, tarsi sudaryti iš skirtingos struktūros ir kilmės atkarpų, būdingi beveik visoms pagrindinėms upėms: Amazonei, Nilui, Dunojui, Volgai, Jenisiejui ir daugeliui kitų.
Slėnių klasifikavimas pagal skersinius profilius
- V formos slėnis skyriuje yra trikampio formos. Toks profilis dar vadinamas neišvystytu. Tokio tipo slėniai, kaip taisyklė, yra jauni, juose intensyviai gilėja dugnas, naikinami šlaitai dėl griuvimo procesų, slėnių ir kt. Šiuose slėniuose nėra terasų ir ryškios salpos.
- Slėnis su paraboliniu profiliu. Jo dugnas gana suapvalintas, šlaitai ilgi, tačiau juose nesimato laiptuotos-terasinės konstrukcijos. Jų susidarymas yra susijęs su galingų vandens srautų darbu, sukuriančiu daug įvairių laisvų nuosėdų.
- Trapecijos formos slėnyje yra gerai išvystytos terasos ir storos nuosėdos. Laiptuotos terasinės konstrukcijos buvimas liudija apie sudėtingą ir ilgą istoriją, kurios metu keitėsi erozijos vyraujančios eros, kurios plėtė ir pagilino slėnio dugną.sedimentacijos periodai. Slėnio plotis gali būti eilės tvarka didesnis nei upės vagos plotis.
- Slėnis latako pavidalu skiriasi nuo ankstesnio tipo dar didesniu pločiu ir švelnesniais šlaitais. Tokių slėnių istorijoje vyravo nuosėdinių nuosėdų kaupimosi epochos.
- Planimorfinis slėnio tipas su neaiškiomis ribomis, daug kanalų ir atšakų būdingas didelėms, labai senoms upėms.
Upių slėnių geologija ir struktūra
Apylinkės tektonika vaidina labai svarbų vaidmenį formuojant upės slėnio ypatybes. Tokių konstrukcijų, kaip gedimai ar gedimai, buvimas prisideda prie jo susidarymo, o gniuždymo zonos, su kuriomis susiduria vandens srautas, pagreitina erozijos procesą. Tektoninių raukšlių pobūdis ir jų orientacija slėnio ašies atžvilgiu turi įtakos jo skersinio profilio simetrijai. Taigi slėniai, susidarę išilgai lūžių, dažnai yra asimetriški, o slėniai, einantys išilgai antiklininės arba sinklininės klostės, priešingai, yra simetriški.
Slėnio struktūra taip pat priklauso nuo uolienų, sudarančių jo dugną, sudėties, nes įvairių tipų uolienos yra nevienodo laipsnio jautrios erozijai. Tinkamos molingos uolienos palengvina eroziją, dugno gilėjimą ir krantų išplovimą. Jei srautas pasiekia uolėtas stabilių uolienų atodangas, išilginiame slėnio profilyje susidaro slenksčiai.
Praktinė klausimo reikšmė
Žinoti slėnio sandarą būtina projektuojant hidrotechnikos statinius, pavyzdžiui, skaičiuojant užtvankų stiprumo charakteristikas ir hidroelektrinių galią. Tai ne mažiau svarbu tiesiant tiltus, kelius, plėtojant teritorijas prie upių.
Slėnių morfologijos tyrimas taip pat svarbus norint teisingai įvertinti upių slėnių žemės atsparumą vandens erozijai. Tiriant požeminio vandens ir aliuvinių mineralų telkinius, tiriama senovinių, palaidotų upių slėnių struktūra.
Kvartero telkinių stratigrafijos nustatymas, paleogeografinių rekonstrukcijų vykdymas ir daugelis kitų mokslinių klausimų savo ruožtu neapsieina neatsižvelgdami į upių slėnių struktūrą. Kaip nesunkiai matote, jis reikalingas sprendžiant pačias įvairiausias akademines ir taikomąsias problemas.
