2015-02-24
4061
| На поверхности Земли постоянно дуют ветры, совершая при этом определенную геологическую работу. Процессы, изменяющие поверхность земной коры под действием ветров, называют эоловыми (по имени древнегр. бога ветра – Эола). |
Геологическая работа ветра свойственна всей поверхности Земли, но наиболее сильно она проявляется в пустынях, долинах рек и на морских побережьях. Нередко ветры носят ураганный характер. В качестве примера можно привести район г. Новороссийска, где была отмечена скорость ветра 50-60 м/с. Чтобы представить последствия таких ураганов достаточно сказать, что уже при 16-18 м/с ветер может срывать крыши домов, а при 19-21 м/с – вырывать с корнями деревья.
В целом процесс геологической деятельности ветра можно разделить на три вида работы: 1) разрушение земной поверхности, 2) перенос и 3) отложение продуктов разрушения.
Разрушительная деятельность ветра проявляется в виде дефляции и корразии.
| Дефляция– это разрушение горных пород за счёт выдувания из неё отдельных частиц механической силой ветра. |
Выдувание наиболее сильно проявляется в рыхлых и мягких породах, таких как суглинки, супеси, пески, солончаки. Выдуваются котловины, борозды, каналы. Имеются случаи, когда котловина имела длину до 140 км, ширину от 2 до 10 км и глубину 100-150 м. Интенсивно могут выдуваться слои почв. Активность выдувания возрастает после нарушения дернового покрова и вырубки кустарников и деревьев. Котловина выдувания показана на рис. 48. На этом фото также видны выветрелые скалы.
Рис. 48. Котловина выдувания
| Корразия (обтачивание) – это разрушение горных пород, строительных материалов и сооружений под постоянными (или периодическими) ударами частиц песка, пыли, а иногда и гравия, переносимых ветром. |
Ударяясь о препятствия, частицы обтачивают поверхность, выбирают углубления. За счёт корразии в пустынях разрушаются столбы электропередач, дорожные насыпи, железобетонные элементы дорог, здания.
| Перенос продуктов разрушения. Во взвешенном состоянии ветер переносит глинистые, пылеватые и тонко пылеватые частицы. |
Перенос может достигать сотни и тысячи километров. Более крупные частицы песков ветер перемещает перекатыванием по поверхности земли. Длина пути составляет и сотни метров и несколько километров - всё зависит от скорости ветра.
| Отложение продуктов разрушения (аккумуляция). При уменьшении скорости (или вообще после прекращения) ветра происходит отложение переносимого материала. |
Так образуются ветровые (эоловые) отложения. В большинстве случаев это отложения песка или пыли.
| Передвижение в воздухе пыли приводит к потере его прозрачности, но это бывает непродолжительное время. Передвижение в воздухе (или перекатыванием по земле) и накопление песков имеет существенное значение. Эоловые пески разделяют на закреплённые и подвижные. |
Закреплённые пески распространены в полупустынях. Это так называемые грядовые и бугристые пески. Их движение остановлено растительным покровом.
Подвижные пески под действием ветра могут перемещаться, что делает их опасными. В пустынях это барханы, (рис. 49) сложенные подвижным песком. Известны случаи, когда скорость движения барханов составляла несколько метров в сутки. Такие пески легко засыпают не только дороги, но и здания, а также целые территории. На берегах морей и в речных долинах подвижные пески образуют дюны в виде холмообразных накоплений, высота которых иногда бывает значительной (до 20-40 м и даже более 150 м – дюна на Куршской косе в г. Неринга-Нида), эти холмы передвигаются за счёт перекатывания песчинок с одной на другую сторону холма. Скорость движения небольшая (до 10 метров в год). Дюны обычно образуют цепь холмов.
Рис. 49. Схематическое изображение бархана
В конце ХХ века при изучении пустыни Сахары было установлено, что пески под действием ветров могут перемещаться не только в виде барханов и дюн, имеются другие способы движения – площадные. Эти площадные формы песков были названы «шевронами». Они имеют длину несколько километров, ширину в сотни метров и толщину слоёв песка до 10 см. Шевроны слагаются из очень тонких песков и могут перемещаться в отличие от барханов и дюн со скоростью до 500 метров в год.
| Строительство и эксплуатация сооружений в районах, где дуют сильные и постоянные ветра, требуют применения защитных мероприятий, т.к. возведение сооружений изменяет условия движения ветропесчаного потока. В образовавшихся зонах затишья возникают песчаные отложения, а в местах образования воздушных завихрений возможно выдувание песка и глинистых частиц, из которых отсыпаны насыпи. Поэтому откосы земляного полотна и выемок необходимо укреплять слоями глины, камнем, плитами. Все конструкции должны обладать повышенной прочностью для того чтобы они могли противостоять корразии. |
С подвижными песками следует бороться постоянно. Движение дюн можно останавливать посадкой деревьев. Хорошо приживаются на них хвойные деревья. Сложнее останавливать движение барханов. Для этого используют следующие мероприятия:
1) в пределах полосы отвода хорошо планируют поверхность земли, насыпи делают не высокие; это позволяет ветру переносить песок через препятствия;
2) вдоль трасс осуществляют посадку широкой полосы трав и песколюбивых кустарников (саксаул, черкез или кандым); это создаёт долговременную защиту, но для создания таких полос требуются годы;
3) создание механической защиты в виде ограждений щитами, создающих зоны затишья, в которых откладывается песок; за работой таких щитовых ограждений необходимо постоянное наблюдение;
4) в отдельных случаях для закрепления движущихся песков возможна пропитка их твердеющими растворами, например, даёт хороший эффект пропитка битумными эмульсиями.
| Важное значение имеет определение направления ветров. Для этого при проектировании используют розу ветров, представляющую собой схему, показывающую направление основных ветров на данной территории в какой-то отрезок времени (года, ряда лет, постоянно). |
Глава 14. Геологическая деятельность поверхностных вод.
14.1. Геологическая деятельность атмосферных осадков
| В процессе круговорота воды в природе атмосферные осадки выпадают на земную поверхность и частично стекают по ней, образуя временные водные потоки. Такие же потоки возникают при сезонном таянии выпавшего снега и образовавшегося в зимний период льда. Вода этих потоков в течение относительно короткого отрезка времени растекается по поверхности земли в сторону естественных понижений рельефа, совершая при этом значительную геологическую работу – разрушает горные породы, переносит и откладывает продукты разрушения, создаёт специфические формы рельефа. |
| В общем виде любое разрушающее (размывающее) действие текучей воды носит наименование «эрозии». |
По характеру движения временные потоки поверхностных вод делят на: плоскостные и струйчатые.
| При плоскостных потоках вода по поверхности земли стекает в виде многочисленных мелких струек, которые образуют фактически сплошной поток. Такой поток одновременно размывает всю поверхность земли. Этот процесс называют «плоскостная эрозия». Плоскостной поток в соответствии с рельефом местности постепенно разбивается на отдельные струи (ручьи), которые начинают размывать землю по отдельным полосам. Это уже «струйчатая эрозия», которая приводит к образованию промоин и оврагов (рис. 50). |
В процессе геологической деятельности поверхностные воды формируют современные наносы, образуют овраги, создают сели и снежные лавины.
Рис. 50. Овраг
Продукты выветривания пород (т.е. элювий) плоскостными потоками воды смываются с возвышенностей на склоны и к их подножию. В перемещении принимают участие глинистые, пылеватые и песчаные частицы и даже более крупные обломки. Со временем на склонах и в пониженных частях рельефа образуются наносы:
а) образованные в результате плоскостной эрозии и отложенные преимущественно на склонах, носят название делювиальных отложений (делювия);
б) образованные струйчатой эрозией и отложенные в понижениях, примыкающих к склонам, носят название пролювиальных отложений (пролювия).
| Делювий(dQ) покрывает пологие склоны и литологически представлен суглинками, супесями, иногда песками с включениями щебня. |
На равнинах это обычно суглинки и супеси. Мощность делювия возрастает к основанию склонов, достигая в горных районах десятки метров, а на равнинах – нескольких метров. Для этих отложений характерны оползневые процессы.
| Пролювий (рQ) представляет собой разнохарактерные по литологическому составу и геологическому строению наносы. |
В многометровых толщах суглинки и супеси нередко переслаиваются с песками, щебнем. Пролювиальные отложения большое развитие имеют в подошвах горных склонов (предгорные шлейфы). Большое количество пролювиального материала своим образованием обязаны грязекаменным потокам (селям), а также временным потокам в оврагах.
| Овраги – это глубокие промоины на склонах рельефа, которые образуются в результате эрозионной деятельности временных потоков поверхностных вод. |
Овраги типичны для равнин и наиболее активно вырабатываются в легко размываемых осадочных породах (песках, лёссах, супесях). Так, в степных районах, где очень большое распространение на поверхности Земли имеют лёссовые образования, овраги имеют исключительно широкое развитие. На том этапе, когда овраг достигает значительной глубины -вскрывается подземная вода и в овраге возникает постоянный водоток, что усиливает его развитие, но теперь уже преимущественно вширь.
На рис. 51 показан овраг в плане и продольном разрезе. В овраге различают вершину, устье, ложе и борта. Растёт овраг движением от устья вверх по склону и при этом углубляется и расширяется за счёт размыва ложа и бортов. Развитие оврага заканчивается, когда дальнейший размыв ложа становится невозможным в связи с тем, что абсолютная отметка низшей точки устья сравнялась с уровнем бассейна (озеро, река и т.д.), в который впадает водоток оврага. Этот уровень называют базисом эрозии.
Рис. 51. Схема развития оврага
Все овраги разделяются на активные, т.е. развивающиеся, и неразвивающиеся, которые называют балками. Активный овраг имеет небольшую ширину в сравнении с глубиной, обрывистые борта, часто без растительности.
| Балки– это овраги, которые прекратили своё развитие, но оно может возобновиться, если снизится уровень базиса эрозии. |
На рис. 52 показана балка в степном районе. В устье оврагов и балок всегда располагаются наносы, так называемый конус выноса, состоящий из продуктов размыва в виде песчано-глинистого материала. Скорость размыва оврагов зависит от рельефа местности, характера размываемых пород и активности водотоков. На равнинах в лёссовом покрове скорость размыва может достигать от метров до десятков метров в год.
Рис. 52. Балка
| Активные овраги опасны для сооружений. На сегодня существует много способов борьбы с оврагами. Меры борьбы (мероприятия), прежде всего, носят профилактический характер, т.е. останавливают развитие оврагов: 1) вершины оврагов оконтуривают системой водоотводящих (нагорных) облицованных канав, что исключает доступ воды в овраги; 2) вершины оврагов бетонируют; 3) вдоль продольной оси оврагов ставят поперечные стены, которые гасят скорость размывающей воды; 4) рядом с насыпями, которые пересекают овраги и имеют водопропускные трубы, борта оврагов укрепляют стенами или облицовывают плитами. Мелкие овраги глубиной до 2 м можно засыпать землёй, но это даёт эффект только в том случае, если этот участок окружен хорошей системой отвода поверхностных вод. В противном случае овраг может возобновить своё развитие. |
В борьбе с оврагами всегда следует использовать посадку древесной растительности. В период эксплуатации необходимо проводить постоянное наблюдение за состоянием оврагов и балок.
