Г л а в а 21

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА

На земной поверхности постоянно дуют ветры. Скорость, сила

и направление ветров бывают различны. Нередко они носят ура­

ганный характер. Так, у Новороссийска на Мархотеком перевале были зарегистрированы во время бури норд-оста скорости ветра,

превышающие 50-60 мjс. Известны случаи, когда ураганные вет­

ры достигали скорости свыше 60-70 мjс. Чтобы представить себе

последствия таких ураганов, достаточно сказать, что уже при

16-18 мjс ветер может сорвать кирпичи с дымовых труб, черепицу

с крыш, а при 19-21 мjс вырвать с корнями деревья.

Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности (выдувание, или дефляция, обтачивание, или

коррозия), перенос продуктов разрушения и отложение (аккумуля­

ция) этих продуктов в виде скоплений различной формы.

Все эти процессы носят общее название эоловых. Наиболее

ярко эоловые процессы проявляются в пределах пустынь, полу­

пустынь, долин рек и морских побережий. В наши дни нагляд­

ное представление об этих процессах дают пьmьные бури в степ­ ных районах. Примерам могут служить пьmьные бури на Северном Кавказе, в Ростовской области и соседних территори­ ях. В отдельные дни пьmь закрывала небосвод, повисала в возду­

хе желто-серыми тучами. В г. Ростове-на-Дону в дневные часы

стоял полумрак. Пьmь в ряде случаев полностью засыпала ороси­

тельные каналы, на дорогах образавывались заносы из пьmи со

снегом высотой 3-4 м. Многие лесные полосы превращались в

холмы из пыли и снега.

Выдувание (дефляция) возникает в результате воздействия меха­

нической силы ветра. Наиболее ярко этот процесс проявляется в

районах, сложенных рыхлыми или мягкими породами. От пород отрываются и уносятся частицы. Ветер выдувает котловины, бо­

розды и траншеи в солончаках, суглинках, песках. Котловины вы­ дувания могут иметь значительные размеры (рис. 99), например,

длину до 140 км, ширину от 2 до 10 км, глубину 100-150 м.

Весьма интенсивно выдуваются почвенные слои в пределах

пахотлого слоя. Замечено, что вьщувание значительно усиливает­

ся после нарушения дернового покрова, вырубки кустарников и

деревьев.

Механическая сила ветра сушественно влияет на здания и соо­

ружения, которые являются для него препятствием. Создается так

называемая ветровая нагрузка, что выражается в дополнительном

343

На Куртекой косе (Литва) располагается самая высокая в Ев­ ропе дюна до 280 м высотой и протяженностью до 3 - 4 км от Балтийского моря до Куртекого залива.

Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры преимущественно одного направления. Это песчаные хол­ мы серповидной формы. Поперечный профиль барханов асим­

метричен, наветренный склон пологий, его угол откоса не пре­

вышает 12•; подветренная сторона более :крутаяугол откоса достигает 30-40·. Крутой склон всегда приурочен к вогнутой, а пологий- к выпуклой стороне (рис. 101). Высота барханов в пу­ стынях достигает 60-70 м при ширине крыльев в десятки и даже сотни метров. В пустыне Сахаре барханы имеют высоту до 200 м.

Барханы сложены весьма подвижным песком. Скорость их пе­

редвижения зависит от силы ветра, длительности его действия и

величины бархана. Наиболее подвижны отдельно стоящие барха­

ны. Они мшуr перемещаться со скоростью от 5-6 до 10-70 мjrод.

Известны случаи, когда скорость движения небольтих барханов

составляла несколько метров в сутки.

Подвижные пески опасны именно своим движением. Переме­ щаясь, они заносят поля, оазисы, каналы, дороги (рис. 102), зда­ ния, селения и даже города, например на побережье Франции,

где под песками погребены деревни и города.

Подвижные пески часто появляются вследствие уничтожения

травянистого покрова при выпасе скота. Оживлению перемещения песков способствует движение транспорта и работа землеройных

машин.

Строительство и эксплуатация зданий и сооружений требует постоянной борьбы с подвижными песками. Для этой цели испо­

льзуют следующие методы:

• установку на пути движения песков деревянных щитов по­

добно тем, которые ставят зимой против снежных заносов; этот метод не всегда эффективен в районах, ще ветер часто меняет свое

направление; против выдувания песка щиты можно укладывать на

землю;

Рис. 101. Бархан:

а - план; б- продольный разрез

346

Делювий (dQ) покрывает все склоны и их подошвы, за исклю­

чением обрывистых участков. По своему составу делювий разно­ образен и в противоположность элювию отличается от подстила­

ющих его коренных пород. В минералогическом отношении

делювий связан с породами, расположенными выше по склону.

По литологическому составу делювий в горных и предгорных районах - это, главным образом, суглинки, супеси, пески с вклю­

чениями щебня и более крупных обломков. На равнинах более

широко распространены суглинки, супеси, реже глины. Особен­

но большое развитие имеют делювиальные суглинки в лессовых

районах.

Делювиальные отложения в большинстве случаев представля­

ют собой несортированный материал. Небольтую сортирован­

ность имеют делювиальные лессавидные суглинки. Мощность де­

лювия возрастает к основанию склонов, достигая в горных

районах иногда несколько десятков метров, а на равнинах - не­

скольких метров.

Делювиальные отложения часто служат основанием для зда­

ний и сооружений. Общим для них отрицательным свойством

является способность к движению в виде сползания вниз по склонам. Интенсивность сползания зависит от крутизны склонов и состава наносов. Наиболее легко подцается сползанию глини­ стый делювий особенно при значительном увлажнении. Несорти­ рованность делювия обуславливает пестроту свойств даже в пре­

делах небольших участков. Плотность делювиального наноса

зависит от материала, времени его отложения и климатических

условий территории. Например, делювиальные суглинки севера всегда плотнее делювиальных суглинков южных районов.

Пролювий (pQ) представляет собой рыхлые образования неод­

нородного состава, особенно по вертикали. В толщах пролювия суглинки и супеси могут пересnаиваться с более крупнозерни-

Рис. 104. Схема образования наносов на склоне рельефа:

смыв; 3 - коренные породы; 4- первонача-

льная поверхность

349

Предельной отметкой, до которой возможен размыв ложа оврага,

является уровень бассейна: озеро, река и т. д., в который впадает

водоток овраг<;I. Этот уровень называют базисом эрозии.

В начале своего развития овраг имеет сравнительно неболь­ тую ширину при большой глубине, с обрывистыми бортами и без растительностиэто активный овраг (рис. 107). При дости­ жении оврагом максимальной глубины рост оврага прекращается, склоны приобретают устойчивый естественный откос, задерновы­ ваются. Ширина оврагов уже превышает глубину. Такой овраг не развивается и носит название балки.

Дальнейшая жизнь оврага зависит от положения базиса эро­ зии. Если базис будет понижаться, например, вследствие падения

уровня реки, то овраг получит возможность к дальнейшему раз­

витию, что следует учитывать при оценке оврагов.

Размывающая деятельность овражных водотоков приводит к

накапливанию наносаовражного аллювия, который накаплива­ ется в районе устья оврага в виде конуса выноса.

Размеры оврагов и балок самые различные. Длина их колеб­ лется от десятков метров до многих километров. Глубина от 1-2 до 30-40 м. Скорость роста оврагов зависит от активности водо­

токов и характера размываемых пород и колеблется от 0,5-1 до

40 м в год.

Овраги имеют большое распространение, особенно в районах лессовых отложений. Они наносят значительный ущерб хозяйст­

венной деятельности, сокращают полезные площади, разрушают

дорожные сооружения.

Предотвратить появление оврагов можно проведением ряда профилактических мероприятий. Следует запрещать распахивать

склоны и устраивать необлицованные канавы, ориентированные вниз по склону, вырубать на склонах растительность и нарушать

дерновый покров.

Мелиоративные мероприятия на землях, подверженных ов­

ражной эрозии, включают:

•планировку приовражных и прибалочных склонов с мелко­

бугристыми оползнями и другими неровностями, засыпку мелких

оврагов глубиной 1,5-2 м и их залужение;

•выполаживание оврагов с устройством гидротехнических соо­

ружений, предотвращающих новые размывы (лотков, быстротоков,

перепадов);

• устройство распылителей стока и противоэрозионных гидро­

технических сооружений (водозадерживающих и водоотводящих

валов, нагорных канав, дамб-перемычек, донных запруд и полуза-·

пруд и др.) на вышележащем перед оврагом склоне (рис. 108);

352

ми. Вода переносит обломочный материал и по мере уменьшения скорости откладывает в русле или в области конуса выноса.

Селевые потоки обычны для гор Алтая, Кавказа, Урала и т. д. При инженерно-геологических изысканиях для строительства объ­ ектов необходимо выявлять районы, где возможно появление се­ лей. В селевом бассейне выделяют следующие зоны:

•площадь водосбора (область питания);

•возможный путь движения (канал стока);

•область, где происходит отложение каменного материала с

образованием конуса выноса (рис. 110).

При определении селеопасных направлений следует учитывать

возможность появления селей в районах, где они раньше не воз­

никали. Чаще всего это связано с вырубкой горных лесов. Начи­ ная с XIX в. и особенно в ХХ в. количество таких районов зна­

чительно возросло.

Каждое селеопасное направление изучается. Определяют ко­

личественные показатели селевых потоков - скорость движения,

плотность массы и ударную силу. Плотность показывает насы­

щенность селя данного участка твердым материалом, а ударная

сила дает представление о количестве воды и твердого материала,

проходЯщих каждую секунду через данное сечение русла.

Борьбу с селями проводЯт по нескольким направлениям:

• организационно-хозяйственные мероприятия: прогнозирова­

ние селей, оповещение населения об опасности; медопущение в

пределах селеопасных русел строительства дорог, зданий, водоза­ боров;

2

Рис. 110. Зоны селевого бассейна:

1- площадь водосбора; 2- канал стока воды; 3- район конуса выноса обп'омочноrо мате­

риала

355

• агротехнические и nесомелиоративные мероприятия: прави­

льное использование горных склонов; сохранение дернового слоя

на пастбищах; устранение пересыхания верхнего слоя почвы; не­

допущение поверхностей эрозии почв при осадках; регулирование

пастбищного хозяйства; лесопосадки на склонах;

• строительство специальных гидротехнических сооружений

(например, см. табл. 34) и террасирование склонов.

Таблица 34

Сnециальные гидротехнические сооружения

для защиты территорий от селей

Сооружение Конструкция

Селерегулирующие: селепропускные, Селеспуски, селеотводы. Дамбы, под- селенаправляющие, селесбрасывающие порные стенки. Запруды, пороги, перепа-

и селеотстойные ды, каналы

Селерегулирующие сооружения позволяют пропускать сель в обход защищаемого сооружения над или под ним (под оросите­ льным каналом), селенаправляющие сооружения устраивают для пропуска селя вдоль защищаемого объекта; селеотстойные - пе­ ред сооружениями защитными дамбами и подпорными стенками.

Селеделительные сооружения позволяют задерживать крупные и пропускать мелкие фракции селевого потока. Их используют

как временные защитные сооружения и делают в виде металли­

ческих заанкеренных сеток из толстого троса.

Глухие селезадерживающие сооружения задерживают сель пол­ ностью и обычно это железобетонные, реже грунтовые селехрани­

лища. Плотины с отверстиями задерживают крупные камни и пре­ вращают поток в водный.

Селетрансформирующие сооружения позволяют при помощи подачи воды из водохранилища по трубам или каналам разжи­

жать сель.

Снежные лавины. Это обрушение больших масс снега с кру­ тых склонов гор. На высоких горных хребтах постоянно накап­

ливается снег, образуя нависающие над склонами большие кар­ низы. Под действием собственной тяжести масса снега находится

356

вины двигаются по определенным ложбинам сравнительно узкой

полосой. У подошвы склонов они создают снежные накопления, после таяния которых на месте остается разнообразный обло­ мочный материал, остатки деревьев. Прыгающей называют снеж­

ную лавину, которая при своем движении падает с обрыва в до­

лину.

В нашей стране снежные лавины возникают в горах Кавказа,

Алтая, Кольского полуострова и в других районах. История знает

много примеров лавин катастрофического характера. Так, снеж­

ная лавина в 1812 г. запрудила Дарьяльекое уmелье. Обвал из

снега и льда остановил течение р. Терека на 3 дня, уничтожил 14 км Боенно-Грузинской дороги. В мае 1970 г. в Перу с горы Уаскарак сошла лавина объемом 50 млн м3 , прошла она 15 км со

уmелье пассажирский поезд (погибло 100 человек). Лавина, со­

шедшая в 1966 г. в бассейне р. Хелино (Алтай), уничтожила лес

на площади 40 га. Зафиксированы случаи (Приэльбрусье, Кав­ каз), когда уничтожался лес с диаметром сосен в 90 см.

При инженерно-геологических изысканиях определяют лави­ ноопасные районы и направления, устанавливают пути и гра­

ницы движения лавин. Область действия воздушной волны определяют расчетом. В настоящее время строители могут руко­

водствоваться картой, на которую нанесены все лавиноопасные

районы России. Для изучения лавин оборудованы наблюдатель­

ные станции.

Там, где снежные лавины представляют опасность для зда­ ний и сооружений, с ними активно борются. Способы защиты разнообразны и зависят от особенностей местности и характера движения лавин. Большое внимание уделяется мерам преду­ преждения. Чтобы снег не соскальзывал, склоны террасируют,

производят посадку леса, ставят подпорные стенки. В лавино­

опасных местах не допускают опасного скопления снега, перио­

дически его обрушивают взрывапатронами или обстрелом из

орудий.

В населенных пунктах организуют инженерную защиту. Для отвода лавин строят отбойные и направляющие стенки, устраива­ ют специальные дамбы и стены для прикрытия зданий от удара

снежных масс. Дороги на склонах перекрывают каменными или

железобетонными галереями, что обеспечивает надежное и безо­

пасное движение транспорта.

358