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).

10. . 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 овраговпроисходит 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.

11. Геологическая деятельность ветра. Эоловые отложения.

Ветром называется движение воздуха в горизонтальном направлении вследствие разности атмосферного давления, которая возникает от неравномерного нагревания воздуха. Ветер – это могучая, чрезвычайно распространенная планетарная сила. Скорость ветра, характеризующая его энергию, достигает 50-60 м/сек, или 200 км/час. При ураганах скорость достигает 650 км/ч, а в смерчах – до 1200 км/ч, т.е. превышает звуковую (331,8 м/с=1194 км/ч).

Энергию ветра характеризуют следующие факты: при 18-20 м/с ветер срывает черепицу, вырывает деревья, срывает кирпичи с дымовых труб. Энергия среднего урагана равна 500000 атомных бомб Нагасаки. Ветер со скоростью 40 м/с оказывает давление Р=100 кгс/м², при скорости 80 м/с – Р=400 кгс/м², при V=120 м/с – Р=1т/м². При таких ветровых нагрузках разрушается большинство зданий. Число жертв от ураганов, бурей, смерчей достигает тысяч и десятков тысяч человек. Великий ураган в США в 1780 году унес 20 тыс. жизней. Тайфун во Вьетнаме (1881 г.) убил 300 тыс. чел. Огромный материальный ущерб от ураганов (до 2 млрд. долларов).

Смерч страшнее землетрясения. При землетрясении на месте остаются развалины зданий, сохраняются сады, деревья. Смерч может унести все, оставив только очень прочные здания. Смерч может поднять железный подвесной мост весом Р=108т, пассажирский вагон весом 65 т со 117 пассажирами (всего 72 т), перенести на 25 м автомашину с 4-мя пассажирами - на 300 м, церковь с 50 молящимися – на 4 м, животных (лошадь) - на сотни м, людей – на 3-4 км и даже 11 км. В 1940 г. смерч в Москве перенес без ушибов Петю Селезнева из Мытищей в Сокольники. Известны дожди с разными предметами. 17 июня 1940 года в деревне Мещеры Горьковской области из тучи выпало около 1 тысячи серебряных монет 16 века. Их механика переноса не ясна.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: