Działalność wód płynących

Wody opadowe, spływając po pochyłościach terenu, spłukują najdrobniejszy materiał zwietrzelinowy i przenoszą go w dół stoku. Oddziaływanie wody deszczowej na lite skały jest niewielkie. W połączeniu z wietrzeniem chemicznym woda deszczowa może powodować powstawanie różnych form w postaci bruzd, czy zagłębień. W luźnych utworach strugi wód opadowych żłobią formy erozyjne żłobki deszczowe, wąwozy, a wyniesiony materiał osadza się w postaci stożków na spłaszczeniu stoku lub u jego podnóża. Na obszarach lessowych wąwozy osiągają niekiedy znaczne głębokości i długości. Inną formą powstałą na skutek erozji deszczowej są piramidy ziemne. Stanowią one stożkowe słupy ziemne, których wysokość może przekroczyć czasem kilkanaście metrów. Powstają one, gdyż wody deszczowe rozmywają miękki materiał, natomiast kamienie ochraniają materiał leżący pod nimi. Piramidy ziemne można podziwiać w Alpach, bądź w Himalajach. Na pustyniach sporadycznie pojawiające się wody płynące po nawalnych deszczach przyczyniają się do przenoszenia nagromadzonej zwietrzeliny, szczególnie w korytach suchych dolin. Doliny te nazywane są wadi w Afryce, bądź ued w Australii. Proces niszczącej działalności wód deszczowych nazywa się ablacją deszczową. Rzeźbotwórcza działalność rzek prowadzi do powstawania dolin rzecznych. Efekty tej działalności zależą m.in. od spadku rzeki i ilości niesionej przez nią wody. Dolina rzeki jest to podłużne obniżenie o dnie nachylonym w jednym kierunku, utworzone na skutek niszczącej działalności wód płynących, przeobrażone przez inne procesy Spadek rzeki jest to stosunek zmniejszania wysokości bezwzględnej do przyrostu długości rzeki. Wyrażany jest on w merach na kilometr [‰]. Spadek rzeki w jej górskim odcinku jest zwykle duży i nie wyrównany. Przy dużym spadku i obfitości wody rzeka może transportować dużo luźnego materiału, pochodzącego zarówno ze zboczy, jak i z koryta.

Działalność erozyjna rzek

Działalność wód płynących należy do głównych czynników rzeźbotwórczych na powierzchni Ziemi. Efekty tej działalności zależą od spadku rzeki, ukształtowania terenu, ilości płynącej wody, a także od budowy geologicznej podłoża. Woda w rzece może płynąć ruchem laminarnym, bądź turbulentnym. Ruch laminarny polega na przesuwaniu się równoległych do siebie warstw. Ruch ten w praktyce bardzo rzadko występuje, gdyż woda w rzekach porusza się przede wszystkim ruchem turbulentnym, czyli niejednolitym,  zaburzonym przez tarcie cząsteczek wody o brzegi, oraz nierówne dno koryta rzecznego. W zdecydowanej mierze ruch turbulentny odpowiada za erozyjną działalność rzek. Erozja rzeczna polega na żłobieniu koryta rzeki przez niesiony materiał rzeczny. Rzeka, która nie transportuje żadnego materiału może erodować wyłącznie miękkie skały. W różnych odcinkach biegu rzeki zaznaczają się odmienne formy erozji.  Zależnie od kierunku, w którym działa erozja można wyróżnić trzy rodzaje erozji:

• wgłebną
• boczną
• wsteczną

Erozja wgłębna dominuje głównie w górnym biegu rzeki, gdzie spadek jest znaczny i wody są w stanie transportować dużą ilość materiału skalnego. Erozja wgłębna prowadzi do pogłębienia koryta rzecznego, a także całej doliny rzecznej. Proces ten zachodzi głównie wskutek tarcia o dno koryta przez głazy wleczone po nim. Działalność taka nazywana jest także abrazją rzeczną. Krawędzie wleczonych głazów zaokrąglają się i w ten sposób powstają różnej wielkości otoczaki. W miarę zmniejszania się spadku rzeki zmniejsz się prędkość płynięcia wody, a więc maleje zdolność transportowa rzeki. Okruchy skalne niesione przez rzeki są wtedy mniejsze. Kiedy dno jest nierówne u podstawy wodospadów znajdują się często zagłębienia, w które wpadają duże głazy. Głazy te obracane są przez wodę, która spada z dużą prędkością i na skutek tarcia pogłębiają dno. Zagłębienia w korytach rzecznych powstałe w ten sposób nazywa się kotłami eworsyjnymi a proces w wyniku którego są one tworzone eworsją.  Kotły eworsyjne występują w większości potoków górskich.

Erozja wgłębna może także zachodzić w wyniku kruszenia i wyrywania okruchów z dna i brzegów przez wodę. Intensywność erozji wgłębnej uzależniona jest od prędkości wody, wytrzymałości transportowanego przez rzekę materiału, a także od twardości podłoża. Na skutek erozji wgłębnej powstają głębokie doliny o stromych ścianach, w kształcie przypominającym literę V. Aby rzeka mogła płynąć potrzebny jest choćby minimalny spadek. Istnieje, więc pewna głębokość poniżej której erozja wgłębna zanika. Jest to tzw. podstawa erozyjna. Dla rzek głównych podstawą erozyjną jest poziom morza, natomiast dla dopływów poziom ten stanowi wysokość bezwzględna rzeki głównej u ujścia dopływu. Podstawa erozyjna może ulegać zmianom pod wpływem ruchów tektonicznych, oraz na skutek obniżenia się, bądź podwyższenia poziomu zbiornika, do którego wpływa rzeka główna.  Na obszarach pustynnych i stepowych stoki dolin mogą być bardzo strome, a sama dolina głęboka. Taka dolina nosi wtedy nazwę kanionu. Kaniony powstają na obszarze o budowie płytowej. Najbardziej okazały kanion na świecie to kanion rzeki Kolorado w Stanach Zjednoczonych. Jego głębokość niekiedy przekracza 2000 m a szerokość waha się od 800 m do 29 km.

Erozja boczna dominuje na odcinku rzeki, gdzie spadek maleje. Powoduje to zmniejszenie się jej siły transportowej. W środkowym brzegu rzeki erozja wsteczna nie odgrywa dużej roli, przeważa natomiast erozja boczna, transport i akumulacja. Jeśli zmiany ilości wody rzecznej są znaczne, to także zmienia się ilość transportowanego przez nią materiału. Kiedy nadchodzi wezbranie materiał jest niesiony w dół rzeki. W miarę opadania wody rzeka unosi coraz mniej materiału. Nadmiar materiału zasypuje koryto rzeki. Dzieli się ona wtedy na wiele ramion i odnóg i staje się rzeką roztokową. Prędkość rzeki nie jest jednakowa na całej szerokości jej koryta. Najszybciej rzeka płynie w nad najgłębszym miejscem swojego koryta, czyli w nurcie. Nurt rzeki przerzuca się z jednej strony koryta na drugą. W wyniku kontaktu brzegów rzeki z jej nurem są one są one nieustannie podmywane. Niszczone brzegi koryta stopniowo przemieszczają się. Materiał pochodzący z niszczenia brzegu rzeki nie jest w całości transportowany przez wodę, ale osadza się w miejscu, gdzie woda ma mniejszą prędkość i niej jest w stanie unieść materiału. W wyniku tego procesu brzeg będzie się cofał na obszarze, gdzie biegnie nurt. Na drugim brzegu natomiast będzie on narastał w wyniku działalności akumulacyjnej. Na skutek tego powstają zakola rzeczne zwane także meandrami. Podcinany brzeg spowoduje, że zakola stają się coraz bardziej zaokrąglone i pełniejsze. Z czasem sąsiadujące zakola zbliżą się do siebie tak, że między nimi pozostanie tylko wąski przesmyk zwany szyją meandrową.  W wyniku erozji bocznej dolina rzeki znacznie się rozszerza. W ten sposób powstaje dolina płaskodenna. Doliny tego typu rozwijają się także w wyniku postępującego zasypywania doliny osadami rzecznymi. Ustawiczne erodowanie podciętych brzegów meandrów może w końcu doprowadzić do przerwania zakola i powstania starorzecza. Jest to jeziora leżące na dnie doliny rzecznej, które jest fragmentem jej byłego koryt.. Ma ona zwykle sierpowaty kształt.

Erozja wsteczna przebiega najintensywniej w górnym biegu rzeki. W biegu środkowym i górnym odznacza się jedynie na progach skalnych i na wodospadach. Może ona doprowadzić do cofnięcia się progów skalnych (stopni skalnych w korycie rzeki, powstałych w wyniku różnic w prędkości przebiegu erozji skał). Przykładem takiej działalności może być Wodospad Kamieńczyka, bądź Wodospad Szklarki w Sudetach. Erozja wsteczna na obszarach źródłowych powoduje stopniowe cofanie się źródła. Może to doprowadzić do przecięcia działu wodnego i przechwycenia rzeki erodującej przez rzekę płynącą szybciej. Zjawisko to nosi nazwę kaptaż.

Transport rzeczny

Ilość materiału transportowanego przez rzekę zależy przede wszystkim od prędkości wody, a więc także od spadku terenu, ilości wody, oraz tarcia wody o dno i brzegi koryta. Transport materiału przeważa w środkowym biegu rzeki. Może on odbywać się na różne sposoby. Materiał może być wleczony, toczony, unoszony, bądź poruszać się skokowo. Substancje mogą być także rozpuszczone w wodzie, bądź też transportowane w stanie zawieszonym. Materiał zawieszony przeważa w wodzie nad substancjami rozpuszczonymi. Są to najczęściej drobne cząsteczki o średnicy poniżej 1 mm. Skutkiem działalności transportowej jest szlifowanie dna i brzegów rzeki przez niesiony materiał, a także rozdrabnianie i obtaczanie okruchów skalnych. Materiałem wleczonym po dnie rzeki są kamienie, żwiry i piaski. Ich ilość i wielkość zmniejsza się wraz ze spadkiem rzeki. Ilość materiału transportowanego przez Wisłę szacuje się na 1,5 mln ton, natomiast Amazonka przenosi ponad 1 mld ton substancji rocznie. Do rzek niosących największą ilość materiału należy Rzeka Żółta- Huang-he płynąca w Chinach. W środkowym biegu rzeka ta rozcina Wyżynę Lessową, pokrytą grubą warstwą lessu. Wody tej rzeki żłobią w pokrywie głębokie wąwozy, wypłukując tym samym ogromne ilości żółtego pyłu lessowego. Szacuje się, że rzeka żółta transportuje rocznie ok. 1, 4 mld ton materiału.

Na skutek wahań podstawy erozyjnej rzeki powstają terasy rzeczne. Są to spłaszczone stopnie terenowe w dnie doliny oddzielone od siebie krawędziami. Materiał niesiony przez rzekę podczas wysokich wezbrań gromadzi się wzdłuż koryta, budując w dnie doliny tzw. równinę zalewową. Gdy erozja wgłębna rzeki powiększa się równina zalewowa zostaje rozcięta i ograniczona wyraźnymi krawędziami. Tworzy się wtedy terasa rzeczna. Terasy mogą występować symetrycznie po obu stronach koryta rzecznego, lub też po jednej stronie doliny. Często tworzą one kilka stopni, na skutek czego dolina odznacza się kształtem schodowym. Można wyodrębnić trzy rodzaje teras rzecznych. Terasy akumulacyjne zbudowane są z osadów rzecznych. Terasy erozyjne są wcięte w skałach. Tworzą się one na skutek gwałtownego obniżenia podstawy erozyjnej. Terasy akumulacyjno- erozyjne zbudowane są ze skał podłoża, jak również z osadów rzecznych. Rzeki mają najczęściej kilka poziomów teras. Najniższy z nich znajdujący się na poziomie niewiele wyższym, niż poziom wody nosi nazwę terasy zalewowej. Terasy polskich rzek zostały utworzone w plejstocenie, kiedy duża część obszaru pokryta byłą lodem.

Akumulacja rzeczna

W dolnym biegu rzeki przepływ wody jest bardzo duży, a spadek bardzo mały. Rzeka coraz wolniej transportuje  niesiony materiał, który jest akumulowany na równinie zalewowej, lub przy ujściu. Akumulacja to proces gromadzenia się osadów rzecznych w wyniku działania wody. Osadzanie się materiału niesionego przez rzekę następuje wtedy, gdy prędkość rzeki jest zbyt mała, aby mogła ona unieść cały transportowany materiał. Utwory osadzane przez rzekę na jej dnie, bądź na brzegach nazywane są aluwiami. W korycie rzecznym gromadzi się zwykle materiał gruboziarnisty, tworząc podłużne nasypy czasem wielometrowej długości. Noszą one nazwę mielizny. Na terasach zalewowych następuje gromadzenie materiału w trakcie wysokich stanów wody.  W korycie osadza się wtedy grubszy materiał., natomiast na terasie zalewowej, po której wody płyną wolniej, gromadzi się materiał drobniejszy zawierający dużo materii organicznej. Gleby aluwialne (mady) są z tego powodu bardzo urodzajne. Jeżeli do rzeki głównej wpada rzeka boczna, która ma większy spadek, niż rzeka główna, wówczas u ujścia dopływu następuje gwałtowne zahamowanie prędkości wody. Na obszarze ujścia następuje intensywna akumulacja transportowanego przez dopływ materiału. Tworzy się rodzaj stożka, który wystaje ponad poziom rzeki głównej. Taki stożek nazywany jest stożkiem napływowym. Stożki napływowe mogą mieć wielkość nawet do kilku kilometrów.

Głębokość zbiornika wodnego, do którego uchodzi rzeka decyduje w dużej mierze o rodzaju ujścia rzeki. Kiedy rzeka uchodzi do zbiornika, niesiony przez nią materiał okruchowy będzie przez zrzucony, gdyż przy ujściu prędkość wody drastycznie spada. Jeżeli przy ujściu nie działa silny prąd, który mógłby usunąć zgromadzony materiał, oraz kiedy dno ujścia nie jest zbyt głębokie, wtedy z akumulowanego materiału tworzą się wielkie stożki napływowe zwane deltami. Część delty wystaje na powierzchni wody, lecz większość materiału znajduje się pod wodą. Osady delty stanowią przeszkodę dla wód rzecznych. Na skutek tego rzeka przy ujściu deltowym rozgałęzia się na szereg ramion a na powierzchni delty tworzą się jeziora i rozlewiska. Największe delty świata tworzą rzeki: Amazonka, powierzchni około 100 tys. km2, Ganges i Brahmaputra- ok. 86.500 km2, Nil- około 22 tys. km2. Dla porównania powierzchnia delty Wisły wynosi około 2500 km2.

Kiedy zbiornik wodny, do którego wpada rzeka jest głęboki i odznacza się dużymi amplitudami pływów, wówczas woda morska wnika głęboko w ujściowy odcinek doliny rzecznej niszcząc i rozszerzając jego brzegi. Tworzy się ujście o charakterystycznym kształcie lejka. Ujście takie nazywa się estuarium, bądź ujście lejkowate.