6.3. Геологическая деятельность озер и водохранилищ. Озерные отложения.

Озера – замкнутые углубления суши, заполненные водой и не имеющие связи с Мировым океаном. Они могут быть весьма крупными – Каспий (Н=945 м), Байкал (Н=1741 м), Ладожское, Сенгилеевское. Происхождение озер различное: 1) тектонические впадины-сбросы в земной коре (Байкал, Иссык-Куль), 2) вековые опускания суши (Каспий), 3) ледниковые и речные озера с плотинами-запрудами, образованные в результате обвалов, 4) карстовые. По условиям питания могут быть: 1) атмосферными, 2) за счет стока поверхностных вод, 3) за счет подземного питания.

По химическому составу озера могут быть хлоридными, сульфатными, содовыми. По содержанию солей: 1) пресные - до 1 г/л, 2) солоноватые - 1-3,5 г/л, 3) соленые – более 3,5 г/л.

Разрушение берегов озер менее значительное, чем морей, т.к. меньше волны. Борьба с разрушением берегов – та же, что и на морских побережьях (подпорные и волноотбойные стенки, волноломы, буны и другие сооружения, но меньшего размера). Созидательная деятельность озер состоит в накоплении озерных осадков – обломочных, химических и биогенных. В пресноводных озерах по мере удаления от берега образуются галечники, пески, глины, озерный мергель. Органические породы в виде торфа образуются у берегов, а в центре мелководных озер идет осаждение органического (гнилостного) ила – сапропеля. Сапропель – это вязкая студнеобразная масса темно-серого цвета, насыщенная микроорганизмами. Есть гипотеза образования нефти из сапропели.

Мелководные озера обычно заиливаются, заторфовываются, и затем переходят в болота (пример Кравцова озера). Заболачивание начинается с берегов озера в результате разрастания болотной растительности – осоки, тростника, кувшинки, водяного хвоща. Отмирая, растения падают на дно водоема, но не сгнивают, а скапливаются и образуют торф. Водоем (зеро) постепенно мелеет, его водная поверхность сокращается и полностью заторфовывается. Под торфом обычно находится сапропель. Иногда на поверхности озер образуется сплавина – растительный покров из мха, осоки, кустарников (Кравцово озеро). Так образуются низинные болота. Но есть и верховые болота, которые образуются за счет избытка атмосферных осадков и талых вод. Кроме этого, могут быть и мелиоративное, техногенное заболачивание территорий, когда грунтовые воды выходят на поверхность (Ставропольский край).

Строительство на заболоченных участках, которые занимают 10 % страны. Два негативных фактора – высокий уровень грунтовых вод с выходом их на поверхность и низкая несущая способность болотных отложений, а также их высокая сжимаемость и неоднородность. Расчетное сопротивление торфяников составляет R=0,1-0,5 кгс/см², т.е. доли кг. Болотные отложения способны выдавливаться из-под фундаментов. Основные способы строительства: 1) сваи, 2) песчано-гравийные подушки, 3) песчаные сваи для армирования и ускорения консолидации нагруженных оснований (с песчаными подушками).

6.4. Сезонная и вечная мерзлота. Явления, связанные с промерзанием и оттаиванием грунтов.

Грунты, имеющие отрицательную температуру, называются мерзлыми. Их изучает мерзлотоведение (геокриология). Сезонное промерзание в России – повсеместное явление. Глубина промерзания Н_пром – от долей м до 3-4 м. В Ставропольском крае нормативная глубина промерзания Н_пром=0,8 м, в Бурятии – до 3,6 м. Почему? Н_пром зависит от климата, растительного и снежного покрова, экспозиции склона, состава и влажности пород (сухие пески промерзают до 3-4м).

Вечная (многолетняя) мерзлота в России – 57%, на Земном шаре – 20% суши. Н_в.м. до 1-2,6 км (побережье моря Лаптевых). В Воркуте – 100 м, в Якутске – 185 м. Но есть талики – под крупными реками (Обь и др.) и озерами. Температура вечной мерзлоты – в Якутии – 8-10^оС, ниже – повышается до 0^о, в Антарктиде – 17^о. в Воркуте – около 0^оС. Вечная мерзлота сплошной, с таликами и островной (в южной части зоны вечной мерзлоты). Происхождение вечной мерзлоты: 1) реликтовая (со времени последнего ледникового периода, т.е. 10 тыс. лет, голоцен), 2) дефицит тепла, т.к. среднегодовая температура воздуха ниже 0^о. Строение вечной мерзлоты в разрезе (по вертикали): 1) сливающаяся, и 2) несливающаяся.

По физическому состоянию мерзлые грунты могут быть: 1) твердомерзлые (низкотемпературные), 2) пластичномерзлые (суглинки и глины около 0^о), 3) сухая (сыпучая) мерзлота – пески, при отрицательной температуре и не сцементированные льдом.