bài giảng địa chất đại cương chương 6 tác dụng của nước chảy dòng và lũ lụt

A/ NƯỚC CHẢY TRÀN Nước chảy theo triền dốc, sườn núi làm xói mòn và vận chuyểnvật liệu rất lớn nhưng không thường xuyên:nước chảy tràn • *Lũ tích • *Ống khói tiên • NGUỒN CUNG CẤP VẬT LI

CHƯƠNG 6 TÁC DỤNG CỦA NƯỚC CHẢY DÒNG VÀ LŨ LỤT

Sông suối là tác nhân quan trọng của hiện tượng

xâm thực vận chuyển và lắng tụ

Evaporation: sự bốc hơi nướcPrecipitation: mưa, sự kết tủa, chất kết tủa

Vegetation: thực vậtStream: suối

Soil: đấtSurface run off: dòng chảy mặt

Cloud: mâyInfiltration = Percolation: sự thấm qua, sự lọc

A/ NƯỚC CHẢY TRÀN

Nước chảy theo triền dốc, sườn núi làm xói mòn và vận chuyểnvật liệu rất lớn nhưng không thường xuyên:nước chảy tràn

• *Lũ tích

• *Ống khói tiên

• NGUỒN CUNG CẤP VẬT LIỆU TRẦM TÍCH CHO SÔNG SUỐI

• TÁC HẠI

B/ SÔNG, SUỐI

Chảy theo: rãnh lòng máng

Sông ≠ Suối

I/ Lưu vực

là tòan bộ một vùng mà nơi đó suối và phụ lưu đã tiếp nhận được một lượng nước cung cấp cho sông chánh

tributary= Sông, suối phụ; drainage basin = bồn chứa; river = sông; surface runoff flows downslope = các dòng chảy tràn trên mặt xuống sườn; shallow = cạn; drain = chảy; subsurface= dưới mặt

Các kiểu lưu vực chính:

1/ Hệ thống sông có có

dạng hình nhánh cây

(thụ trạng) (dendritic

pattern): chảy trong

vùng đất đá có kháng

sức đồng đều

2/ Hệ thống sông hình mạng lưới

3/ Hệ thống sông có hình dạng khác

• a/ Dạng hình tia:( radial

pattern)ở các vùng núi hệ

thống sông phụ có dạng tia

ly tâm hay hướng tâm

• b/Dạng hình có góc (rectangular): phát triển trên nền đá có hệ thống khe nứt thẳng

góc

• c/ Dạng song song:

trong khu vực nền đá

tạo 1 triền dốc các

nhánh sông có dạng

song song

II/ SỰ LƯU CHUYỂN CỦA DÒNG NƯỚC

• 1/Chuyển động của dòng chảy:

• * Chảy thành lớp (theo tầng) (laminar)

• * Chảy rối (turbulent)

*Chảy theo lớp (chảy

theo tầng):

Đọan sông thẳng

Đáy sông phẳng, trơn

láng

Lưu tốc chậm.

• Chảy rối (turbulent flow)

khi

• - lưu tốc tăng

• - đáy sông không phẳng,

gồ ghề

• - nước chảy theo cách xóay lộn

• Kết quả: vận chuyển mạnh

• Chảy rối cuốn vòng:lưu tốc rất lớn, lòng sông nhiều vật cản.

2/ Lưu lượng và lưu tốc của dòng nước

• Lưu lượng (m3/s): là

lượng nước chảy ngang

qua thiết diện tại một

điểm của dòng sông

trong 1 giây

• Lưu tốc tại vị trí của dịng sơng là đoạn đường mà nước chảy qua trong thời gian định trước,lưu tốc tính bằng m/s.Lưu tốc phụ thuộc vào:

• *độ lồi lỏm C của đáy sơng

• *bán kính R của thiết diện lịng sơng

• Triền dốc I

• V= C√RI

• Lưu tốc:

• *chậm: vài dm/s

• *tốc độ cao: 10m/s

• Lưu tốc cực đại: giữ dòng và gần trên mặt

• Cực tiểu : ở đáy sông và

cạnh hai bên bờ

• Lưu tốc tăng lên khi cùng 1 lưu lượng nhưng tiết diện

dòng giảm

3/ TRẮC DIỆN LÒNG SÔNG

Trắc diện dọc theo lòng sông thường biểu diễn bằng đường cong với độ dốc thay đổi từ thượng lưu đến hạ lưu.

Bắt đầu hạ lưu độ dốc hạ xuống nhanh chóng và sau đó giảm dần cho đến mực thấp nhất, gọi là mực gốc

Mực gốc của một con sông là mặt phẳng ngang tương ứng với mực biển hay mực nước hồ mà con sông đó đổ vào.

Trắc diện của con sông gồm có ba phần: thượng lưu, trung lưu và hạ lưu.

THƯỢNG LƯU

• Thượng lưu:

• ° nơi sông bắt nguồn, ứng thời kỳ sông tre û

• ° nước chảy siết,

• ° hoạt động xâm thực mãnh liệt,

• ° đáy sông càng ngày càng được đào sâu, tạo ra hai bờ vách gần thẳng đứng, hợp thành hình chữ V

• Ở thượng lưu sông có nhiều ghềnh thác

TRUNG LƯU

• Trung lưu

có ít hay không có ghềnh thác.

thành lập

HẠ LƯU

+ Hạ lưu: là phần cuối cùng của

con sông hay đoạn sông già

Nước chảy chậm hẳn lại,

– sông không còn sức tàn phá

– chỉ lắng tụ các loại vật liệu

đã vận chuyển

– Thung lũng sông trở thành

đồng bằng rộng lớn

– Lòng sông uốn khúc ngoằn

ngoèo

– khi ra gần đến biển, sông

lại được phân chia thành

nhiều nhánh tháo nước

– Nước sông trải rộng, gần

như không phân biệt được

vách sông

– Đồng bồi được thành lập

trong giai đoạn này.

• Khi ra đến gần biển

sông lại được phân chia thành nhiều nhánh tháo nước

*KHÚC UỐN

• Ơû hạ lưu đọan sông chảy

quanh co trở nên quan

trọng, được gọi là khúc

uốn

• °Ở khúc uốn nước chảy

nhanh ở phía bờ lõm (vịnh)

và chảy yếu ở phía bờ lồi

(doi) Nên ở phía bờ lõm

chỉ có hoạt động xâm thực

(xói mòn), ngược lại ở bờ

lồi đối diện chỉ có bồi đắp

Meander = chảy chậm uốn khúc; erosion = xâm thực; deposition = sự lắng tụ flow direction = hướng chảy; rip = chỗ nước xóay

• °Sự xâm thực và bồi

đắp ở hai bên bờ khác

nhau như vậy, làm cho

sông đổi hướng chảy

và trở thành quanh co

với nhiều khúc uốn

Lòng sông cũng lệch

hẳn, rất sâu ở bờ có

nước chảy siết và rất

cạn ở bờ đối diện, nước

chảy thật yếu

• °Hoạt động xâm thực và bồi đắp tiếp tục xảy ra ở khúc uốn, dòng nước có thể cắt đứt nơi eo thắt, tạo

ra cù lao sông và sông sẽ chảy thẳng trở lại Khúc uốn cũng dần dần tách khỏi lòng sông chính trở thành ao lưỡi liềm (Oxbow) và ao này cũng cạn dần để cuối cùng là bưng lầy

SÔNG CHẺ NHÁNH

• Khi ra đến gần biển, lưu tốc của dòng chảy giảm đi rõ rệt, vật liệu thô do dòng nước vận chuyển nhanh chóng tích tụ lại thành những dải cát ngầm dọc theo lòng sông Khi dải cát nhô cao lên khỏi mặt nước thì tạo thành cù lao (cồn

sông) Dải cát ngầm và cù lao làm cho lòng sông luôn luôn

bị chia cắt ra hoặc hợp lại, khiến cho dòng nước có hướng chảy thật phức tạp

III/ TÁC DỤNG XÂM THỰC

• Xâm thực cơ học hay hiện tượng bào mòn là do các loại vật liệu cứng được dòng nước vận chuyển va chạm chà xát làm mòn nhẵn lòng sông hay đá tảng

ở đáy sông.

• Nồi khổng lồ là những hố sâu, do đất đá cấu tạo đáy sông không có kháng sức đồng đều, nơi nào mềm bị dòng nước khoét trũng xuống nhanh, sạn sỏi do dòng nước vận chuyển rơi vào trong đó, khi nước chảy nhanh đạt đến lưu tốc mười mét giây (10m/s) trở lên, sạn sỏi này xoay tròn ở đáy trũng, bào mòn bờ vách, lần hồi thành các hố sâu có dạng tương tự như những chiếc nồi to lớn.

Nồi khổng lồ cũng có thể do các xoáy nước ở trên mặt đào khoét đáy

sông tạo thành

Ngoài ra các trũng sâu ở đáy sông còn do nước từ trên triền cao đổ xuống, xoáy mạnh vào nền đá tạo ra Loại trũng sâu này thường thấy

ở chân của các ghềnh thác

Kết quả của sự xâm thực là đáy sông được đào sâu và

luôn luôn hướng về phía nguồn

• Trắc diện cân bằng: Sự đào lòng ngược về phía thượng lưu như vậy dần dần làm cho sông đạt đến sự cân bằng

• Trên lý thuyết, trắc diện cân bằng khi kháng sức của đất đá ở đáy sông cân bằng với sức mài mòn của dòng nước Hoạt động xâm thực và vận chuyển không còn nữa mà chỉ có sự lưu thông của nước

Tuy nhiên, thực tế mực gốc thay đổi luôn, có thể hạ thấp xuống hay nâng cao lên, vì mực nước biển thay đổi hay do các chuyển động của vỏ đất được nâng lên hay sụp xuống.

bằng của trắc diện sông Nếu mực gốc hạ thấp, sông hóa trẻ trở lại, sức bào mòn gia tăng, một chu kỳ xâm thực mới bắt đầu Trái lại mực gốc được nâng lên, sông trầm tích ở hạ lưu để tạo một trắc diện mới.

IV/ TÁC DỤNG VẬN CHUYỂN

• ª Hòa tan

• ª Di chuyển sát đáy sông (lớp trì)

1/ Vật liệu hòa tan

hóa học, không ảnh

chiếm hơn ½ trong

tổng số các chất hòa

tan hàng năm (3 tỷ 9

tấn/năm)

vị trên 1 triệu đơn vị (phần triệu ppm)

• Tổng cộng 119,9 đơn vị/triệu đơn vị

2 Vật liệu lơ lững trong nước = lớp treo

° Vật liệu nhuyễn không tan trong

nước,

°Vì có độ trầm lắng thật chậm nên

được dòng nước mang đi thật xa

°Vật liệu lơ lửng trong nước là

nguyên nhân làm cho nước đục

°Sét trầm tích chậm hơn bùn nên

lơ lửng lâu trong nước và chỉ rơi

xuống đáy khi nước thật yên

lặng Kết quả sét được tách rời

khỏi bùn để được dòng nước

mang đi xa hơn và thường được

trầm tích ở cửa sông hay dọc

theo bờ biển.

3 Vật liệu di chuyển sát đáy sông = lớp trì

Vật liệu:

° cát thô, sạn sỏi, ít lựa chọn

°nặng, nên chỉ hoạt động

bằng cách lăn tròn hay trợt

dài theo đáy sông

ªTrong khi di chuyển những

hạt cát, sạn sỏi luôn luôn

va chạm lẫn nhau và mài

vào đáy sông, nên càng đi

xa càng trở nên tròn trĩnh

• Ở đáy sông, khi vận tốc gia tăng, cát gom tụ lại thành gợn cát hay sóng cát (ripple), nhưng khi lưu tốc trở thành thật cao, như vào giai đoạn mưa lũ, hạt cát

di chuyển bằng cách nhảy vọt từng đoạn ngắn ở đáy sông và tạm thời lơ lửng ở lớp treo.

C/ CẢNH QUAN DO SÔNG SUỐI TẠO RA

Dòng nước:* đào khoét thung lũng,

*vận chuyển một lượng vật liệu to lớn, *trầm tích ở vùng trũng,

đã hình thành một số cảnh quan ở bề mặt của địa cầu

Năng lượng dòng nước phụ thuộc:

* Lưu tốc

* Vật liệu dòng nước vận chuyển

* Địa hình nơi dòng nước chảy qua

1/ Đặc điểm của dòng nước

• 1 / Thác và ghềnh: Đáy sông có

• ª Kháng sức không đồng đều

ª Tạo thành nhiều bậc có mực

cao thấp khác nhau

• Nếu chênh mực này quan trọng

sẽ có thác, trái lại chênh mực ít

quan trọng sẽ có ghềnh.

• Thí du:

ï Thác Prenn (Đà Lạt), dòng nước

chảy ngang qua lớp basalt cứng

rắn đổ xuống lớp phiến sét và

cát kết mềm hơn nằm bên dưới.

• Ghềnh Liêng Khàng (Đà Lạt)

nước chảy trên một triền basalt

thấp.

THÁC AN BÌNH – BẢO LỘC

CHẢY TRÊN NỀN ĐÁ ANDESITE

(Hình thực địa khóa 2004 – 2008, ảnh NPM)

THÁC PONGOUR – Đức Trọng – Lâm Đồng

Hình thực địa khóa 2006

2/ Đồng bồi (đồng lụt) (floodplain)

• Đồng bồi (floodplain)

• Đê tự nhiên (natural levee)

• Khi sông chảy đến miền hạ

lưu, lòng sông trở nên rộng

lớn với nhiều, khúc uốn

quanh co và lắm khi dòng

nước lại chẻ nhánh thành

nhiều dòng phụ Vào giai

đoạn lũ lụt nước sông vượt

qua bờ tràn vào những

cánh đồng ở hai bên Khi

nước tràn qua bờ lưu tốc

giảm đi thình lình, vật liệu

lơ lửng trong nước rơi

xuống tích tụ lại

B

Alluvial fan = quạt bồi tích, flat valley floor = nền thung lũng

• Trước tiên, cát nặng hơn rơi dọc theo bờ sông tạo thành dải cát hay đê tự nhiên Đê tự nhiên có chiều rộng và chiều cao thay đổi, tùy theo con sông và tùy theo vị trí (địa điểm) mà đoạn sông chảy qua

• Thí dụ đê tự nhiên ở sông Tiền, đoạn từ Hồng Ngự đến Cao Lãnh có bề rộng từ nửa kilomet đến vài ba kilomet và cao từ 3 đến 4 mét so với mực biển chuẩn số 0 Vật liệu cấu tạo đê gồm toàn cát mịn và bùn, nhưng thành phần cát giảm dần từ Hồng Ngự đến Cao Lãnh

B

Nằm bên trong đê tự nhiên là đồng trũng, đất thấp hơn ở đê tự nhiên từ một đến hai mét, nên nơi nào không có kênh rạch để tháo nước thì bị úng thủy quanh năm Do đó nó còn được gọi là

khô can, còn được gọi là bưng, nhưng hẹp hơn gọi là đìa

3/Thềm sông hay thềm phù sa

khi sông đào khoét thung lũng

mới ngay trong đồng bồi đã

được bồi đắp từ trước

đất bằng phẳng, bị dòng nước

cắt thành một triền dốc đứng

và có độ cao đáng kể, mà mực

nước sông không bao giờ vượt

đến, ngay cả những trận lũ lụt

to lớn

thềm sông là do hiện tượng hạ

thấp mực gốc, gây ra sự bào

mòn các loại vật liệu được

trầm tích từ trước. Sự thay đổi mực gốc theo thời gian tạo nên các bậc thềm với các độ cao khác nhau

Khi mực gốc hạ xuống sông lại đào thung lũng Mới ngay trong vật liệu đã được bồi đắp từ trước

• °Sự thay đổi mực gốc có thể do lực kiến tạo làm cho lục địa nâng lên cao, ngoài ra cũng có thể do sự thay đổi của khí hậu, ảnh hưởng đến lưu lượng để vận chuyển chất trầm tích

gốc, là có bấy nhiêu thềm sông được thành lập, với độ cao thấp khác nhau

mét, thềm bậc II cao hai mươi đến ba mươi mét và thềm bậc III cao từ bốn mươi đến năm mươi mét

lịch sử địa chất của một khu vực Ở những nơi mặt đất có nhiều xáo trộn như Nhật Bản, thềm là hậu quả của sự nâng cao lục địa, nhưng ở nơi khác nó được coi là do sự thay đổi của khí hậu

II/TAM GIÁC CHÂU(delta)

VÀ VIÊN CHÙY(nón phóng vật)

1/ Tam giác châu (châu thổ) Khi nước sông tiếp giáp với khối nước rộng lớn của biển hay hồ, lưu tốc của dòng chảy ra giảm hẳn đi Hầu hết vật liệu được dòng nước vận chuyển đều rơi xuống lắng tụ lại, dần dần tạo ra một dải đất mới lấn ra biển hay hồ Dải đất mới này thường có dạng hình tam giác đều (delta) nên được gọi là tam giác châu, như tam giác châu sông Nile (Ai Cập)

Nhưng cũng có nhiều trường hợp tam giác châu có hình dạng khác như tam giác châu sông Mêâkong, tam giác châu sông Mississippi (Hoa Kỳ) có dạng hình chân chim

Hình dạng và kích thước tam giác châu tùy thuộc vào sức mạnh của sóng và của hải lưu Sông Mississippi và Colorado (Hoa Kỳ) nằm trong vùng biển yên lặng và không có dòng hải lưu chảy gần bờ, nên lượng phù sa được sông mang đến đã bồi đắp ven bờ theo hướng tiến dần về phía biển Sự bồi đắp này khá quan trọng Trái lại phù sa của sông Mêkong mang ra biển bị dòng nước xô đẩy đem bồi đắp ở phía mũi Cà Mau, nên

Tam giác châu sông Mississippi Tam giác châu sông Mekong

Tam giác châu sông Nile có

Khác với trầm tích ở đáy hồ hay đáy biển, trầm tích ở tam giác châu vật liệu được sắp xếp khá đặc biệt Vật liệu thô lắng tụ theo một triền dốc thành lớp dày, những lớp này có tên là bộ đầu (foreset) Vật liệu mịn như bùn và sét được vận chuyển ra xa hơn và được gọi là bộ đáy (bottomset)

Kiến trúc xiên chéo thường thấy ở Sự sắp xếp của vật liệu trầm tích ở tam giác châu

• Bộ đáy thường mỏng và gần như nằm ngang với nền Tuần tự như vậy, bộ đầu phủ trên bộ đáy, làm cho tam giác châu mở rộng ra Khi tam giác châu trở thành thật dày và rộng lớn, nhánh tháo nước đổi hướng chảy, bào mòn

mặt trên của bộ đầu, chất trầm tích mới bồi đắp thay vào đó và tạo ra bộ trên (topset)

của tam giác châu Do tính cách bồi đắp đó mà vật liệu trầm tích ở tam giác châu nào

cũng có kiến trúc xiên chéo rõ ràng.

2/ Viên chùy hay nón phóng vật

• Những dòng nước ngắn từ núi cao chảy xuống đồng bằng thường mất đi hay khô cạn, vì bị đất khô hút hết nước (trong vùng sa mạc) Vật liệu không được vận chuyển đi nữa sẽ tích tụ lại theo thứ tự từ thô đến nhuyễn và trải dài từ miệng thung lũng đến đồng bằng ở chân núi và có dạng hình nón hay hình rẻ quạt, nên còn được gọi là phù sa rẻ quạt.

• Triền của viên chùy thay đổi tùy theo kích thước của dòng nước và hạt độ của vật liệu trầm tích Viên chùy có kích thước nhỏ, độ dốc của triền đến mười lăm độ (15 0 ) và vật liệu gồm có sỏi, sạn và cuội Viên chùy có kích thước to lớn, độ dốc của triền thay đổi từ ba độ đến năm độ (3 0 – 5 0 ), vật liệu gồm có cát và bùn

ít khi có sạn và sỏi.

Viên chùy Nền thung lũng bằng phẳng

Các lòng máng phu

Vùng núi

D/ LŨ LỤT

• - Do mưa lớn, tuyết tan

• - Kích thước lòng sông, suối nhỏ không đủ chứa lượng nước lớn.

I/ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LŨ LỚN

• *Lượng nước: lớn hơn sức chứa (kích thước) của

dòng sông, suối→ chảy tràn vào đồng lụt

- Lượng nước chảy tràn phụ thuộc vào tính chất vật lý (độ thấm lọc) của đất đá.

*Địa hình: độ dốc

II/ ĐẶC ĐIỂM CỦA LŨ

Lưu tốc và lưu lượng gia tăng → đỉnh lũ

có thể xảy ra trong một khu

vực năm mười kilomet dọc

theo một dòng suối hay

sông nhỏ Lũ xảy ra trong

phạm vi nhỏ hẹp như vậy

được gọi là lũ ở thượng lưu

Nó xảy ra nhanh chóng sau

cơn mưa to hay do sự vỡ

đập của hồ chứa nước

Lượng nước quá lớn đột

ngột đổ ập vào sông nên

gây ra sự tràn bờ, nhưng

sau đó nước nhanh chóng

rút xuống hạ lưu

một dòng sông rộng lớn hoặc khắp khu vực châu thổ của hệ thống sông thì được gọi là lũ ở hạ lưu

• Lũ này là do hậu quả của những trận mưa to kéo dài nhiều ngày trong một khu vực rộng lớn, đôi khi do tuyết tan hoặc do sự kết hợp giữa mưa và tuyết tan

ở thượng lưu, vì toàn bộ hệ thống sông bị nghẽn đầy nước

• Ví dụ: trận lũ tháng 9 năm 1978 và hai trận lũ năm 1995 và 1996 làm cho phần lớn diện tích của đồng bằng sông Cửu Long chìm ngập hơn hai tháng