6.3. Геологическая работа атмосферных вод

Выпадающие на землю осадки частично инфильтруют в почву и затем в породы, частично испаряются. Наибольшую же геологическую работу производит часть осадков, стекающая на поверхности в направлении ее уклона. Она захватывает и переносит частицы пород, отлагая их затем в местах падения скорости стока. Разрушающая работа текущей воды называется эрозией. Применительно к стоку атмосферных вод различают поверхностную эрозию, или смыв и глубинную – размыв.

А) Смыв и делювиальные отложения.

При смыве сток равномерно распределен по поверхности склона, так что вниз по склону сносятся глинистые, пылеватые и мелкие песчаные частицы. Отлагаясь и накапливаясь у основания склона или в его неровностях (рис.6.2), они образуют делювиальные отложения (делювий ), представленные обычно супесями и суглинками, часто с включениями полуокатанных обломков. Мощность отложений обычно первые метры; в горных районах до десятков метров. Генетически делювий связан с вышележащими по склону породами, наследуя их минералогический состав и морфологию частиц. Слоистость прерывистая и слабовыраженная, сортировка и окатанность частиц незначительные из-за малого переноса, плотность невысокая.

Рис. 6.2. Смыв и образования делювия:

1 – первоначальная поверхность склона;

2 – поверхность после смыва; 3 – делювий

Для практики очень важным свойством делювия является неустойчивое положение его на склоне и опасность смещений вниз (оползни) под действием природных (подмыв, землетрясение и др.) и техногенных факторов (подрезка склона, пригрузка насыпью и т.д.)

Б) Размыв. Оврагообразование, селевые потоки (сели).

Глубинная эрозия связана с двумя неблагоприятными, а зачастую опасными природными явлениями – оврагообразованием и селями.

Рост оврага может начаться с небольшой рытвины, промоины, нарушения почвенного покрова. Овраг растет вершиной (рис.6.3) по мере углубления и приближения к профилю равновесия при данном базисе эрозии (БЭ). После этого рост оврага прекращается, склоны его выполаживаются, он зарастает, превращаясь в балку. Однако при понижении БЭ (например, при земляных работах в этой зоне) рост оврага возобновляется, размыв усиливается, особенно в приустьевой зоне и постепенно будет вырабатываться новый профиль равновесия. Такое развитие называют омоложением оврага.

Вынесенный временными потоками воды материал отлагается в устье оврага, образуя конус выноса. Оврагообразование сокращает посевные площади, усложняет строительство дорог, увеличивая количество искусственных сооружений. В борьбе с оврагами большое значение имеют профилактические меры – лесомелиорация и регулирование поверхностного стока.

Рис. 6.3. Схема роста оврага и изменение поперечного сечения:

1 – промоина; 2 – устье; 3 – вершина; 4 – ложе; 5 – направление роста оврага; 6 – профиль равновесия; 7 – базис эрозии; 8 – конус выноса

В) Сели и пролювиальные отложения

Сели – это водо- или грязекаменные потоки, периодически возникающие в горных и предгорных областях после ливневых дождей, интенсивного таяния снега или ледника. Стекающая со склонов вода захватывает и переносит самый различный обломочный материал – от валунов и глыб до мелкозема . Все это выносится и отлагается в долинах и на предгорных равнинах, образуя обширные конусы выноса. Сливаясь, они создают сплошные шлейфы пролювиальных отложений большой мощности (до 100…150 м). К пролювию относятся также отложения конусов выноса оврагов, имеющие меньшие распространение и мощность.

Сели представляют большую опасность для сооружений, повреждая дороги, разрушая искусственные сооружения. В РФ насчитывается около пяти тысяч селеопасных бассейнов – Кавказ, Саяны, Прибайкалье, горные хребты по трассе БАМ.

В зоне действия селя выделяются: бассейн селя, т.е. площадь сбора воды и обломочного материала; русло; область отложения. Соответственно зонируются и противоселевые мероприятия. В первой зоне это лесомелиорация, способствующая закреплению обломочного материала, создание систем водосбора и водоотведения. При расположении сооружений во второй зоне применяют селеотбойники, селеуловители, селенаправляющие дамбы, а при известном русле селя – селедуки для пропуска селя над дорогой. Для второй и третьей зон может быть конкурентоспособным и тоннельный вариант трассы дороги.