книги из ГПНТБ / Финаров Д.П. Динамика берегов и котловин водохранилищ гидроэлектростанций СССР
.pdfПа Красноярском водохранилище при устье р. Бирюсы в первые годы экс плуатации существенных изменений пещер в известняках автором не уста новлено. Это объясняется их устойчивостью к растворению и волновой абра
зии.
Карстовые процессы в условиях водохранилищ активизируются не только непосредственно на береговых обрывах, но и распространяются на большие расстояния в сторону водоразделов. В. С. Лукиным [105] установлена взаимо связь между уровенный режимом и численностью провалов у п. Полазна на Камском водохранилище (рис. 17). По мнению В. С. Лукина увеличение
Рис. 17. Влияние уровня Камского водохранилища на
количество |
провалов |
в прибрежной зоне (В С. Лукин) |
|
|
[105] |
Провалы: /-н а |
нижних |
террасах; 2—на высоких террасах. Уровни |
у с. Хохловки: J - максимальные; -/-минимальные. |
численности провалов в последние годы обусловлено прежде всего обводнени ем глинистых отложений в кровле подземных пустот при колебаниях уровня воды. Слабоминерализованные воды при поступлении в массив расширяют
имеющиеся трещины и пустоты, являясь ведущим процессом в .образовании провалов.
Провалы на побережье водохранилищ могут быть в виде катастрофиче ских движений или медленных проседаний поверхности со скоростью 20 см/год в связи с вмыванием песчано-глинистых отложений в постепенно расширяющиеся трещины..
На побережье Куйбышевского водохранилища в пределах г. Казани ак тивизация карстовых процессов выразилась в образовании многочисленных провалов и проседаний поверхности земли. Скорость проседания земной по верхности до образования водохранилища изменялась от 2,7 до 12,4 мм/год, а во время его эксплуатации в среднем составила 13—18 мм/год [106].
5 |
65 |
Р азвитие обвально -абразионны х закарстованны х берегов
Обвально-абразионные из закарстованных берегов имеют наибольшее рас пространение и изучались в основном на Камском водохранилище. Эти бере га сложены легко растворимыми породами (гипсами и ангидритами), а также известняками, которые слагают берега Камского водохранилища в южной части (в Чусовском и Сылвинском разливах). Протяженность закарстованных берегов составляет 76 км или 8,8% длины береговой линии [26]. Обычно это крутые, часто отвесные обрывы, разбитые трещинами различного происхожде ния (тектонические, бортового отпора, отседания), по которым происходит развитие карста с образованием воронок и пещер.
У уреза воды на обрывах закарстованных берегов образуются волнопри бойные каминообразные ниши не только за счет механического воздействия волн, но и вследствие растворения горных пород. И. А. Печеркин различает каминообразные волноприбойные ниши, образовавшиеся при механическом воздействии волн и растворении в гипсах с прослойками некарстующихся пород, и ниши выщелачивания, образовавшиеся в массивных химически чистых гипсах и ангидритах за счет растворения.
Ниши протягиваются вдоль берега на десятки и сотни метров, высота над урезом достигает нескольких метров, а в глубь берега они распространяются на 4—8 м и более. Блоки нависших над нишей пород не выдерживают своего веса, падают к урезу, обычно разбиваются на мелкие глыбы или в виде тол стостенных блоков прислоняются к коренному берегу, а иногда отстоят от него
на |
расстоянии 5—6 м. Такие блоки наблюдаются в районе п. Полазны |
||
(р. |
Кама), |
д. |
Усть-Шалашная, Куликово (р. Чусовая), с. Кутамыш, Ниж |
няя |
Серьга |
(р. |
Сылва) и других местах. |
В развитии закарстованных берегов выделяются [26] три стадии: подго товки, обрушения и растворения. Эти стадии следует считать фазами, обра зующими цикл развития: смена их не приводит берег в другое состояние, профиль берега становится близким к исходному. В фазу подготовки образуют ся волноприбойные ниши и расширяются трещины бортового отпора. Делювий оседает в глубь трещин и создает дополнительное давление. Ориентировка тре щин, рвов, блоков и столбов отседания определяется тектонической трещинова тостью. Интенсивное растворение гипс-ангидритов у уреза воды вызывает
вертикальное смещение |
блоков |
в краевых частях склонов амплитудою 5— |
|
10 м. Размеры блоков отседания |
достигают в гипсах и ангидритах до 25 м в |
||
высоту и около 40 м в длину |
(у д. Усть-Шалашная). Между коренным бере |
||
гом и блоком трещина |
была |
шириной 4—8 м. Обычные размеры блоков от |
седания не превышают в поперечнике 3—4 м при длине 10—15 м и высоте 4—5 м. Форма блоков отседания разнообразная: столбообразная, грибовидная и др. В условиях волнения блоки сохраняются от 2—3 до 10—15 дней, а бо лее крупные сохраняются в течение всей навигации. В разрушении закарсто ванных берегов принимают участие все волны, так как отмель имеет неболь шие размеры или отсутствует.
Механизм процесса формирования абразионно-карстовых берегов сущест венно отличается от абразионных берегов. Большую роль играет растворение горных пород. Тенденция затухания переработки, характерная для абразион ных берегов по мере выработки отмели, на закарстованных берегах не вы ражена.
Формирование закарстованных берегов определяется не только абразией, но и проявлением карстовых процессов в широкой береговой полосе. На зна чительных участках, сложенных легкорастворимыми породами, ведущую роль получает не волновая абразия, а химическое растворение горных пород. Вместе
с тем на закарстованных участках, сложенных массивными слаборастворимы ми известняками, за время 3—4 года эксплуатации Красноярского водохра нилища автором не установлены существенные морфологические изменения берегов.
65
Г л а в a 111.
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АККУМУЛЯТИВНЫХ БЕРЕГОВ АКВАТОРИИ ВОДОХРАНИЛИЩ
Аккумулятивные берега на акватории водохранилищ не получили широ кого развития, что связано с двумя причинами. Во-первых, большая часть бе регов водохранилищ (более 50—60%) являются приглубыми, так как в зоне
взаимодействия воды и берега оказались преимущественно крутые коренные склоны или уступы террас.
Другой причиной является то, что участки берегов с небольшими уклона ми, как правило, хорошо задернованы и покрыты растительностью, что обус ловливает их длительное устойчивое нейтральное состояние. На равнинных долинных водохранилищах в первые годы эксплуатации протяженность ней тральных субаэральных берегов нередко достигает 40% общей длины береговой линии. Впоследствии часть нейтральных берегов становится абразионными пли аккумулятивными.
Развитие аккумулятивных берегов происходит в тесной взаимосвязи с аб разионными берегами, представляя единые морфодинамические системы. Однако, такие системы возникают не сразу, а по мере стадиального развития абразионных берегов (см. гл. 11).
Вместе с тем, аккумулятивные берега имеют специфические особенности развития, которые следует рассмотреть в данной главе.
Пологие отмелые берега акватории водохранилищ с уклонами первичного рельефа менее 2—3° в зависимости от состава слагающих пород и при доста точном количестве наносов обычно получают аккумулятивное развитие. ..Песча ные и супесчаные берега подвергаются активной абразии при уклонах более 2°. Исследования развития отмелых берегов позволили установить, что ре шающим условием развития берега по аккумулятивному пути, наряду с ма лыми уклонами подводного рельефа является наличие на дне достаточно круп ных частиц, остающихся в береговой зоне при сильном волнении. Натурные наблюдения на большинстве водохранилищ СССР подтверждают эту законо мерность.
Особенно яркое подтверждение этого получено на левобережье Волгоград ского водохранилища на участках, сложенных хвалынскими глинами, у сел Новоникольское, Рахинка, Степано-Разинское, Бережновка, Молчановка и других (рис. 18, 19, но Л. В. Кокоулиной). Здесь на значительных участках образовалась широкая абразионная отмель с уклонами 1° и. менее. Процесс переформирования берега продолжается без заметной аккумуляции осадков, так как большая часть частиц отмучивается и выносится за пределы отмели.
Сравнительно быстро образование аккумулятивных форм происходит на берегах, сложенных песчаными отложениями. По данным К- О. Ланге [65], на западном берегу Цимлянского водохранилища в первые годы его эксплуа тации незакрепленные пески (Цимлянский песчаный массив) легко размыва лись с образованием пляжей, осложненных небольшими береговыми валами.' Наибольшая ширина надводной части пляжа осенью 1954 г. составляла 35 ж. Общий уклон пляжа был равен 1°15'. Ширина песчаных валов на его поверх ности колебалась от 0,5 до 2 ж, а высота от 3—5 до 10—-15 см.
Аналогичные аккумулятивные формы (пляжи и береговые валы) наблю дались на пологой поверхности первой надпойменной террасы у хут. ВерхнеРубежного на юго-восточном берегу Чирской акватории. Абразии подвергается уступ террасы, бровка которого погружена в воду на глубину 0,5—1 ж. Про дукты разрушения уступа террасы явились материалом наносов.
При весьма малых уклонах первичного рельефа (менее 1°) процесс раз вития берега вследствие гашения энергии волны на широком мелководье происходит очень медленно. Даже при благоприятном литологическом составе донных отложений и длительной эксплуатации водохранилища в береговой полосе отсутствуют заметные морфологические изменения.
5* |
67 |
о
о
03
о
X
S
«О
и
03
о
Я <N
S
ГО '='
£ й
ч =
й s
о § er О
О а
„ Ч
5Я
3
X
X
о
пЗ О.
ѴО
»X
О
о
X
нО
ч
СО оX
о
Рис. 19. Обвально-осыцной абразионный бгргг, сложенный морскими глинами, мелкозерни стыми песками и лессовидными суглинками (у с. Молчановка) /-суглинок лессовидный; 2 —песок мелкозернистый, озерно-алліовчадьньй: і-гл н и ч морские хвальщскиа,
68
Берега такого |
характера наблюдались на |
Цимлянском |
водохранилище |
■у хут. Ольховского |
(Цымлянский песчаный массив). Здесь |
была затоплена |
|
плоская песчаная поверхность с уклоном около |
1° в сторону |
р. Дона. У бере |
говой линии максимального уровня воды образовался береговой вал, сложен ный стволами и ветвями деревьев. Между стволами деревьев наблюдались от дельные пятна песка. В других местах никаких аккумулятивных форм не было
[65].
Аналогичное развитие получил отмелый берег Красноярского водохрани лища выше пос. Краснотуранска, в районе пос. Абакан-Перевоз и др. Здесь также нет заметных следов аккумуляции. Местами здесь можно наблюдать небольшой аккумулятивный слой песков (до 2—3,5 см) с характерной волно вой рябью (рис. 20). г
Рис. 20. Волновая песчаная рябь на аккумулятивном берегу на Красноярском водохранилище.
Песчаная рябь создается при определенном волновом режиме, когда при донный турбулентный слой мал по сравнению с глубиной, а скорость волно вого потока не очень велика. На связном грунте рябь образоваться не может. Шаг грунтовой ряби связан с высотой расположения границы придонного тур булентного слоя и определяется величиной траектории движения частиц, пе редвигающихся путем сальтации вперед [55].
На пологих берегах, сложенных лессовидными суглинками, условия для образования аккумулятивных форм особенно неблагоприятны. Под воздейст вием волнения мелкоземистые частицы суглинков почти полностью переходят во взвешенное состояние я выносятся за пределы береговой зоны. В дальней шем по мере развития вдольбереговых потоков наносов может начаться про цесс формирования аккумулятивных форм. Мелкие взвешенные фракции в штилевую погоду осаждаются на поверхности подводного склона, заполняя понижения микрорельефа.
Стадии развития отмелых берегов водохранилищ рассматривались Б. А. Пышкиным [54]. Он выделяет аналогично морским берегам [33, 34] две разновидности профиля отмелых берегов: 1) с надводной террасой; 2) с бере говым валом (рис. 21).
Первая стадия отмелого берега первой разновидности начинается с обра зования надводной береговой террасы. Материал для создания террасы посту пает с размываемой полосы дна. По мере углубления дна интенсивность его размыва падает и наступает равновесие между объемом материала, подавае
69
мого на береговую террасу, и объемом, расходуемым на истирание во врем« прибоя.
В последующие стадии потеря материала на истирание превышает его по дачу и терраса начинает подвергаться разрушению. Процесс разрушения тер расы, по мере измельчения разрушаемого материала и аккумулятивной части подводного склона, постепенно затухает, наступает стадия динамического рав новесия. В условиях водохранилищ эта стадия может сохраняться до измене ния эксплуатационного уровенного режима.
В)
Рис. 21: Стадии развития отмелых берегов водохранилищ
а —стадии развития профиля отмелого берега с надводной террасой; б—стадии развития профиля отмелого берега с береговым валом [54]:
/, //, / / / —стадии развития.
При значительной ширине отмелого берега переформирование его происхо дит одновременно путем образования подводной террасы и формирования
подводного вала в зоне между местом разрушения волн (бурунами) |
и бере |
гом. Особенности вдольберегового перёмещения наносов освещены |
в I и |
II главах. |
|
Формирование отмелого аккумулятивного берега акватории с образова нием подводных песчаных валов автор в течение ряда лет наблюдал на Крас ноярском водохранилище ниже пос. Лебяжье. Здесь берегом водохранилища является слабонаклонная площадка II надпойменной террасы р. Енисей, сложенная сверху супесями и ниже песками. Поверхность площадки сплошь
70
покрыта супесчаной черноземной почвой (А + В=45—50 см). |
Уклоны площад |
ки постепенно уменьшаются по мере движения от уступа |
террасы по пло |
щадке от 2°20' до 0°40'. |
|
Участок имеет протяженность 1,4 км и расположен между двумя неболь шими заливами, являющимися непропусками вдольберегового потока наносов (рис. 22). Интенсивные абразионные процессы происходили на мыеовидных выступах у заливов. Ветровые волны достигали высоты 1,3—1,4 м при запад ных и северо-западных ветрах. После первого года (1970 г.) нормальной экс
плуатации водохранилища на |
поверхности |
площадки |
террасы шириной |
80— |
90 м, являющейся отмелью, |
образовались |
пятнистые |
скопления песка, |
имев- |
Рис. 22. Схема строения аккумулятивного берега
/ —абразионный уступ высотой 50—60 см, образованный при НПУ; 2 --абразион
ная отмель; |
3—аккумулятивная песчаная отмель; 4—аккумулятивный берег |
с песчаным |
пляжем; 5—полосы отмели между песчаными валами, с сохранив |
|
шимся почвенным слоем. |
шие удлиненную форму. Эти пятна шириной до 4—5 м и длиной до 8—9 м имели сравнительно небольшую мощность песка, достигающую 5—6 см. После второго года нормальной эксплуатации водохранилища на отмели сформирова лись два четко выраженных подводных песчаных вала. Они сложены мелким и среднезернистым песком, имеющим слоистость, близкую к горизонтальной. Мощность прослоек песка от 1 до 1,5 см.
Первый подвотный вал, расположенный на мористой части отмели, имеет ширину 6—6,5 м и мощность песка 50—55 см. Внешний уклон его 248' и внутренний 0°40'.
Второй подводный песчаный вал имеет ширину 5,5 м и мощность песка 30—35 см. Внешний уклон 2°06' и внутренний —■1°40'.
Четкое выражение песчаных валов подчёркивается наличием между ними полосы .отмели с хорошо сохранившимся слоем чернозерной почвы. Между урезом НПУ и песчаным валом также прослеживается сохранившийся поч венный слой. Непосредственно у уреза НПУ образовался первичный песчаный пляж шириной до 6—8 м. Значительная часть (40%) материала для образова ния валов принесена с соседнего абразионного участка. Следовательно, иссле дуемый участок можно рассматривать в качестве примера отмелого аккумуля тивного берега с двумя подводными валами и надводной террасой, если полу чит дальнейшее развитие первичный песчаный пляж.
Анализ существующих теорий формирования подводных валов у морских берегов, выполненный В. В. Лонгиновьш [46], показал, что все работы в этом направлении можно объединить в восемь групп, отличающихся в основном освещением вопросов о механизме возникновения валов и происхождении сла гающего их материала. Наиболее обоснованными применительно к задачам настоящей работы представляются три группы работ. К первой относятся ра боты, в которых образование подводных валов рассматривается как результат выпадения песчаных наносов при встрече обратного потока, движущегося с пляжа с надвигающейся волной (Шипард, Магенс и др.).
71
V
Во второй группе (работах В. П. Зенковича) доказывается образование подводных валов при выработке профиля равновесия берега.
В. П. Зенкович (1946 г.) считал, что образование подводных валов про исходит при глубине моря, близкой к величине двойной высоты волны. Здесь при забурунивании волны ее наносодвижущая способность снижается, и часть наносов отлагается на дне. Одновременно с ростом вала происходит перемеще ние его к берегу. В дальнейшем береговой вал может выйти на поверхность и
превратиться |
в |
надводную |
форму — бар. Неоднократная |
перестройка волны |
может привести |
к образованию 2—3 и более валов. |
свою теорию. Он |
||
Позднее |
В. |
П. Зенкович |
(1962 г.) несколько изменил |
считает, что формирование подводных валов связано с размывом дна мористее вала в результате роста прямой наносодвижущей способности волны с прибли жением ее к зоне разрушения.
В третьей группе работ обосновывается теория, вытекающая из представ
лений |
В. В. Лонгинова [46] |
об изменении наносодвижущих импульсов |
вдоль |
профиля береговой зоны. |
|
В. В. Лонгинов на основе теории Фоольбрехта (1957 г.) доказывает, что перестройка профиля склона происходит вследствие асимметрии волновых дви жений в придонном слое,, роста волновых скоростей в придонном слое с при ближением ее к зоне разрушения волн. Асимметрия волновых скоростей обес-' печивает подачу наносов к берегу в нижней части склона, а йепрерывный рост
скоростей приводит к! подъему |
частиц в более высокие горизонты. |
В этой группе работ В. |
В. Лонгиновым физически обоснована теория |
В. П. Зенковича и с элементами других теорий объединена в единую концеп цию.
Аналогично морским берегам формирование подводных валов на песча ных отмелых берегах водохранилищ происходит в связи с выработкой профиля динамического равновесия вследствие асимметрии волновых движений в при донном слое. Изменение волнового режима приводит к нарушению динами ческого равновесия, происходит перемещение валов. Передний склон возник шей подводной формы по мере роста подвергается воздействию волн, в ре зультате этого происходит перебрасывание материала на внутренний склон, обращенный в сторону берега. Такой процесс приводит к перемещению под водного вала в сторону берега и превращение его в надводный вал, а при соединение его к берегу — к образованию пересыпи. После присоединения вала к берегу образуется лагуна, эволюция которой происходит независимо от дей ствия волн и определяется речным стоком впадающих в нее рек и климати ческими условиями.
В. К- Леонтьев и О. К- Леонтьев [86, 87] установили следующие основные условия образования лагун: 1) относительная отмелость берега, обеспечивающая возможность накопления наносов в верхней части подводного берегового склона; 2) наличие достаточного количества наносного материала, поступающего со дна моря и со смежных участков берега; 3) исходная рас члененность береговой линии’ (наличие заливов и выступов берега или остро вов); 4) благоприятный волновой режим, обеспечивающий перемещение круп ных масс наносного материала вверх по склону или вдоль берега.
П. А. Каплин [88] доказал, что |
третье условие — исходная расчле |
ненность береговой линии — не является |
обязательным, так как образующиеся |
бары могут отчленять лагуны у относительно выравненных берегов: Отмечен ные условия образования лагун в условиях водохранилищ вполне реальны. Формирование лагунных берегов путем образования подводных валов и ба ров исследовалось А. В. Живаго (1954 г.) на Рыбинском водохранилище. На других водохранилищах аккумулятивные и, в частности, лагунные берега не получили широкого распространения. Это связано прежде всего с характе ром первичного рельефа. Соотношение первичного рельефа и уровня воды на большинстве долинных водохранилищ обусловило широкое распространение
приглубых берегов, где первичные «отмели» подвергаются интенсивной аб разии.
72
Г л а в а IV.
ВОДНО ГРАВИТАЦИОННЫЕ БЕРЕГА
Особенности развития водно-гравитационных берегов водохранилищ до последнего времени не исследовались. Впервые генетическая группа водно гравитационных берегов была выделена автором [109].
Водно-гравитационные берега развиваются в условиях практического от сутствия или очень слабого волнения на горных водохранилищах, на узких участках равнинных водохранилищ, в их заливах по долинам рек, где отсутст вуют вдольбереговые течения. К этой группе относятся обвально-плывунные и обвально-осыпные берега и характеризуются тем, что развитие склоновых процессов определяется колебаниями уровня воды в водохранилище.
В результате попеременного смачивания и осушения в зоне колебаний уровня происходит интенсивное выветривание, растворение и размокапие гор ных пород. Интенсивное развитие получают процессы оглинения блоков ко ренных пород в зоне попеременного смачивания и высыхания, которые при водят к нарушению устойчивости склонов. Эти процессы нельзя считать хими ческой абразией (но Г. А. Сафьянову, [103]), хотя она имеет проявление. На рушение устойчивости горных пород и склонов в целом происходит благодаря процессам, не свойственным химической абразии. Большое значение имеют взвешивание частичек горных пород при водонасыщении, процессы переноса частиц и глыб горных пород под влиянием силы тяжести вниз к основанию склона. Наличие процессов выветривания, взвешивания частичек горных по род, химической абразии и оглинения, а также проявление силы тяжести, по зволяет выделить эти берега в особую генетическую группу, не связанную в своем развитии с механической абразией.
§ 1. Развитие обвально-плывунных берегов
Обвально-плывунные берега не имеют большого распространения. Вместе с тем недоучет их развития в отдельных местах приносит большие ущербы народному хозяйству.
Развитие этих берегов определяется плывунными процессами, которые особенно интенсивно проявляются при попеременном водонасыщении и осу шении при колебаниях уровня водохранилища, при Сложении берегов песками или песчано-галечниковыми толщами значительной мощности ниже и выше уреза воды.
Наиболее характерным |
примером является |
обвально-плывунный |
берег |
.у п. Артумей на Братском водохранилище [109]. |
|
|
|
Приглубый берег на участке у п. Артумей представляет собой 40-метро- |
|||
вую надпойменную террасу |
в приустьевой части |
двух речек — притоков |
реки |
Оки и сложен аллювиальными мелкозернистыми песками мощностью более 40—50 м (рис. 23). В плане этот интенсивно обрушаемый берег представляет собой слабовогнутый амфитеатр длиной около 1,5 км. Высота надводног*
уступа от 10 до |
14—15 м. Профиль его четко |
разделяется |
на три части. |
||||
I. Верхняя |
часть — отвесный |
уступ, высотой |
до 2 м. |
Сверху серая лес |
|||
ная супесчаная |
почва, |
(А + В= 1 —1,2 м); ниже |
залегает |
горизонтально-сло |
|||
истый мелкозернистый |
песок. |
|
|
|
|
|
|
II. Средняя часть уступа высотой 6—8 м и уклоном 55—60° сложена го |
|||||||
ризонтально-слоистыми |
мелкозернистыми пылеватыми светлосерыми песками; |
||||||
в нижней части — осыпь мощностью до 1 м. |
|
|
|
2—2,5 м |
|||
III. Нижняя часть |
уступа — вертикальный обрыв высотой до |
||||||
сложен слоистыми песками. |
|
|
|
|
|
||
Фракции, м м |
|
0,5 |
0,5—0,25 |
0,25—0,05 |
0,05-0,01 |
0,01 |
|
Содержание, % |
0,3 |
8,0 |
|
22,4 |
33,6 |
35,7 |
■ -
73
Гранулометрический состав песков, слагающих берег у п. .Артумей, сле дующий [73]:
По преобладающим фракциям пески следует считать тонкозернистыми пы леватыми.
Пористость песков в предельно рыхлом состоянии 49,3%. Коэффициент фильтрации 2 м/сут.
Характерно, что сразу вблизи у обрыва берега глубины от 6—7 до 10 м, а затем увеличиваются до 30 м и более, что не свойственно для абразионных берегов, имеющих абразионную отмель (рис. 23). Переформирование берега
Оцсстояше.м •<> f-'
Рис. 23. Поперечный профиль обвально-плывунного берега Братского водохранилища у п. Артумей
У—песок аллювиальный мелкозернистый пылеватый (Q ///)
здесь достигает очень большой величины. Бровка берега на этом участке от ступила с августа 1962 г. по март 1967 г. на 759 м. Линейная величина пере работки берега достигала 150 м в сутки, а за год до 435 м. При этом самые большие величины обрушения берега происходили в штилевую погоду. Про цесс переформирования происходит вследствие проявления многих процессов, но ведущим процессом является развитие плывуна. Плывунное состояние установлено на этом участке 10/1Х 1967 г. на глубине более 47 м и имело мощ ность 22,5 м. В связи с подъемом уровня воды подпор грунтовых вод уве личился, мощность плывуна по подсчетам В. М. Лащиловой увеличилась с 22,5 м до 59,3 м. Следовательно, интенсивное обрушение берега здесь в шти левую погоду обусловлено развитием плывуна. Кроме того, нарушению ус тойчивости берега способствует ветровое волнение и наличие на этом участке дрейфового течения преимущественно юго-восточного направления, вынося щего часть продуктов разрушения на другие участки водоема. Однако веду щими являются плывунные процессы.
Сущность плывунных процессов получает удовлетворительное объяснение с позиций фильтрационной теории, разработанной Н. Н. Масловым [ПО]. Согласно этой теории основной причиной нарушения устойчивости водонасы щенного песка является возникновение в нем восходящего фильтрационного потока с изменяющимся градиентом по глубине. Фильтрационный поток осо бенно интенсивен в период первоначального наполнения водохранилища, когда происходит постепенное повышение уровня воды. В результате проявления фильтрационного потока происходит переход частичек горных пород (песков, лессовидных супесей и при определенных условиях галечников) во взвешен ное состояние. При этом на проявление плывуна оказывает влияние вес над водной части откоса. Наблюдениями установлено, что интенсивные плывун ные процессы песчаных берегов происходят при достижении такого уровня воды, когда надводная часть берега не более 15—20 м. В связи с этим взве шивание частиц горной породы происходит в момент достижения равенства:
|
I |
- - і К р , |
где I |
—гидравлический градиент; |
f — вес скелета' породы в воде, г;см3; |
Кр — коэффициент давления толщ |
горных пород выше, зоны фильтрацион |
|
ного |
поднятия. |
|
74