Основы общей и инженерной геологии. Лекции

   Корразия  - обработка песчаным потоком (ветром) горных пород, разрушение телеграфных столбов, фасадов зданий подобно работе пескоструйного аппарата. При этом образуются останцы в виде столбов, грибообразные формы, качающиеся камни. Эоловые отложения могут быть в виде песков и пылевато-глинистых лессовых грунтов.

    Дюны – холмовидные накопления песка на побережьях рек, озер, морей высотой до 20-40 м возле какого-либо препятствия (здания, неровности рельефа, кустарники). Дюны распространены на Рижском взморье, на побережье Бискайского залива во Франции. Их скорость движения изменяется от 1 до 20 м/год. Песчинки перекатываются ветром с пологой стороны дюны на другую, крутую часть с углом откоса α =30-33^о. Растительность задерживает края дюны. Дюны образуют цепь холмов.

      Барханы образуются в пустынях при преобладании ветра одного направления. Это песчаные холмы серповидной формы. Их поперечный разрез также асимметричный: наветренный склон пологий – до 12^о, подветренная часть – крутая – 30-40^о. Высота барханов достигает 60-70 м, а в Средней Азии и Сахаре – до 200 м, ширина барханов – десятки и сотни метров. Барханные цепи занимают сотни и тысячи км² (пустыни Кара-Кум, Кызыл-Кум). Скорость движения барханов  - от 5-6 до 50-70 м/год, но были случаи  - несколько метров в сутки.

      Опасность подвижных песков состоит в том, что они заносят поля, каналы, железные и автодороги, дома и целые селения (Франция, Прибалтика, где в г.Лиепая дюна высотой 70 м накрыла селение).

      Борьба с подвижными песками: 1) посадка растительности и сохранение растительного покрова, ограничение выпаса скота, 2) возведение щитов и заборов, 4) покрытие песков камышом, хворостом, соломой, дерниной, 4) мелиорация (закрепление) песков силикатизацией, битумизацией, глинистыми суспензиями.

      Второй  тип эоловых отложений - лессовые породы. Их характеристика дана при рассмотрении осадочных пород.  

4. Геологическая     деятельность     поверхностных     текучих вод. Образование оврагов. Сели (грязекаменные потоки).

      На  поверхность суши Земли за год выпадает  -  112 тыс. км³ атмосферных осадков в виде дождя, снега и льда. Эти осадки распределяются на три части: 1) испарение, 2) инфильтрация в почву и горные породы, образуя подземные воды и 3) временные потоки, которые стекают по склонам, а затем сливаются вместе и образуют русловые потоки – ручьи и реки.

      При стекании вниз по склону движущаяся вода производит разрушение горных пород, которое называется эрозией (лат. – размываю, разрушаю). Интенсивность процесса разрушения зависит от живой силы воды F и определяется по формуле:

      F=mV²/2, где

m – масса воды, V – ее скорость, т.е. чем больше m и V, тем более разрушительная работа воды.

      Различают два вида эрозии: горизонтальный, или плоскостной смыв, и вертикальную эрозию, когда идет врезание в глубину. Плоский смыв происходит на начальном этапе движения поверхностной воды вниз по склону. Врезание начинается, когда водный поток (постоянный или временный) сформирует свое русло. Плоскостная эрозия называется иногда почвенной эрозией. Она сглаживает рельеф, уменьшает перепад высот. Продукты смыва откладываются у подошвы склона и называются делювием (делювио – смываю).

      Характеристика делювия: 1) отсутствует слоистость и сортировка материала, 2) смешанный и разнообразный состав (смесь всех пород, смытых со склона), 3) связь с вышележащими породами, подстилающие породы имеют другой состав, 4) небольшая мощность плаща, шлейфа делювия, 5) содержит растительные и животные остатки во вторичном, переотложенном состоянии, что может ввести в заблуждение геолога.

      Делювиальный процесс обнажает свежие участки склона для выветривания коренных горных пород. Делювий распространен почти повсеместно, т.к. нет абсолютно ровных мест, а водные осадки выпадают почти везде. Мощные на десятки и сотни метров делювиальные шлейфы распространены в горных и предгорных районах.

      Образование оврагов происходит  в процессе линейной эрозии, когда отдельные струйки воды сосредотачиваются в общие временные потоки. Если овраг вскроет грунтовые воды, возникает постоянный водоток - ручей. Овраг имеет 4 стадии жизни:

      1) промоина (небольшая рытвина), ее поперечный профиль имеет V-образный вид,

      2) врезание оврага вершиной (овраг растет вверх),

      3) выработка профиля равновесия,

      4) стадия затухания (балка).

      В верхней части оврага происходит размыв дна (линейная эрозия), в средней части – перенос продуктов размыва, в нижней части – аккумуляция отложений в виде овражного аллювия.

      Характеристика оврагов. Овраги чаще распространены на Северном Кавказе, в ЦЧО, Поволжье, где сеть рыхлые поверхностные отложения, а осадки выпадают в виде ливней. Их глубина может быть до 30-40 м и даже до 70-100 м, а скорость роста до 50-80 м/год.

      Меры  борьбы с оврагами: 1) заравнивание промоин, 2) не делать канав (особенно вниз по склонам), 3) посадка деревьев, кустарников, сохранение растительности, 4) плотины – земляные, деревянные, каменные и др., продольные и поперечные подпорные стенки, 5) организованный сток воды в ж/б лотках с перепадами и водоотводах (пример, ул. Космонавтов, 12 в начале р. Мамайки).

      Селевые (грязекаменные) потоки (местное название сель в Закавказье, силь или мур в Средней Азии) возникают периодически в горных и предгорных областях. Обладают огромной разрушительной силой.

Причины и условия возникновения селей: 1) наличие в верховьях горной долины рыхлых продуктов выветривания и отсутствие растительности, 2) крутое падение долины (уклон > 0,02-0,06), 3) ливни или резкое таяние снега и льда, дающие внезапные большие потоки воды. В результате образуется пересыщенная водой, тяжелая, текучая масса с плотностью ρ =1,2-1,5 т/м³ и даже до 1,5-2,0 т/м³. Скорость грязекаменного потока – от 2-4 до 6-8 м/сек. В массе селевого потока обычно плавают большие камни-глыбы. Селеопасные районы: горы и предгорья (Кавказ, Средняя Азия, Алтай, Крым). Например, в 1921 году в Алма-Ате за 4 часа от селя погибло 400 чел., а город был завален грязью в объеме 665 тыс. м³. Для спасения города выше Медео по р. Алмаатинке был выполнен большой комплекс мероприятий.

      Прогноз селей: 1) выделяют область питания (по площади водосбора), 2) наличие селевого материала и возможный путь его движения, 3) определяют ударную силу селя по объему и скорости потока, 4) определяют конус его выноса (область отложения).

Меры  борьбы: 1) лесонасаждения и сохранение леса (это очень важное профилактическое мероприятие), 2) плотины и запруды, селехранилища, направляющие дамбы, 3) организованный водосток, селеспуски. Уникальный направленный взрыв был произведен для устройства плотины выше высокогорного катка Медео для спасения г. Алма-Ата.