Курсовая работа по теме
«Геологическая деятельностьвременных водотоков»
Введение
Под влияниемсолнечного тепла в природе осуществляется непрерывный круговорот воды. Споверхности суши и водных бассейнов постоянно происходит испарение, и пары водыпоступают в нижние слои атмосферы, образуя там облака. Конденсация паров ватмосфере приводит к образованию осадков, которые в виде дождя или снегавыпадают на поверхность Земли. Часть текущих вод суши по долинам рек и овраговвозвращается в моря и океаны. Этот процесс повторяется непрерывно.
Атмосферные воды,проникающие в трещины и поры горных пород, образуют там подземные воды. Однакосо временем часть подземных вод выходит на поверхность, питает ручьи и реки, и такимобразом, тоже участвует в круговороте воды.
Итак,атмосферные воды частично расходуются на сток, частично на испарение и частичнона питание подземных вод. Соотношение между этими частями колеблется в широкихпределах и зависит от количества выпадающих в один приём осадков, от рельефаземной поверхности, от водопроницаемости пород, от температуры и ряда другихпричин.
Текучие водына своём пути к морю проделывают огромную работу: разрушают сушу, изменяя еёрельеф, перемещают и отлагают рыхлые продукты разрушения.
Разрушительнаядеятельность проточной воды обусловлена перемещением её от более высоких мест вболее низкие. Чем больше разница в высотных отметках между начальным и конечнымпунктами движения воды, тем больше скорость, следовательно, и разрушающая силаводы. Движущиеся массы воды захватывают продукты разрушения и уносят с собой.Размер обломков, подхваченных водой, зависит от скорости потока. Разрушительнаясила текучих вод, содержащих обломки пород, во много раз возрастает. Еслимелкие обломки находятся в текучей воде во взвешенном состоянии, то крупныеперекатываются водой по дну водотока, шлифуя и стачивая ложе, а также другдруга. Значительная часть минерального вещества переносится в воде врастворённом виде.
Разрушениегорных пород текучими (проточными) водами называется эрозией. Под воднойэрозией понимают не только разрушение горных пород силой потока, но такжешлифование и царапание дна русла обломками, переносимыми водой, и химическоерастворение горных пород водой.
1. Временные водные потоки
Вряде районов, особенно с засушливым климатом, встречаются сухие долины, вкоторых водные потоки появляются только периодически во время сильных ливней,затяжных дождей или быстрого снеготаяния. К таким долинам относятся овраги.Однако в горных местностях деятельность временных потоков проявляется иногдаспецифично. В горных районах уклон сухих, периодически увлажняющихся долинобычно достаточно крут, а в длинные промежутки между дождями в нихнакапливается большое количество продуктов выветривания, сползающих со склонов.Эти процессы особенно интенсивны в засушливом климате, так как в районах сбольшим количеством атмосферных осадков развивается богатая растительность,закрепляющая верхние слои грунта.
Разрушительнаяработа текучих вод проявляется в виде плоскостного смыва и линейного размыва.
1.1 Плоскостнойсмыв
Дождевые водына ровных пологих склонах растекается в виде многочисленных струй, покрывающихсклоны густой переплетающейся сетью. Сила воды тонких струек или пеленыспособна захватывать часть рыхлого, мелкого материала и перемещать его вниз посклону, у основания которого этот материал накапливается. Процесс плоскостногосмыва получил название делювиального, а формирующиеся при этомосадки называются делювием. Максимальные мощности делювия 15–20и более метров, а ширина шлейфа может достигать сотни метров. Под влияниемплоскостного смыва постоянно уменьшается крутизна склонов, они приобретаютплавные очертания и характерный вогнутый профиль. В вершине делювиальногошлейфа откладывается относительно более глубокий материал – песчаный. В концешлейфа скапливаются только тонкие пылеватые и глинистые частицы. Наиболееблагоприятные условия для делювиального процесса создаются в пределах равнинныхстепных районов умеренного и субтропического поясов и зоне сухих саванн, где вкратковременные сезоны выпадения дождей или таяния снега по склонам смываютсярыхлые продукты выветривания.
1.2 Линейный размыв
Со временем плоскостной смыв сменяется линейнымразмывом и начинается разрушение горных пород в глубину, т.е. развиваетсяглубинная эрозия. Начало линейного размыва выражается в том, что текучие водысобираются в едва заметные промоины или рытвины, которые со временемразрастаются.
Выделяютсявременные потоки оврагов равнинных территорий и временные горные потоки. Верховьявременных горных потоков расположены в верхней части горных склонов ипредставлены системой множества сходящихся рытвин и промоин, образующихводосборный бассейн. Из этого бассейна вниз по склону вода движется уже ведином русле, которое называется каналом стока. В периодвыпадения дождей или снеготаяния все промоины и канал стока заполняются водой,которая с большой скоростью движется вниз по склону. При этом движении водазахватывает обломочный материал, который усиливает разрушительную работупотока. При выходе его на подгорную равнину скорость течения резко уменьшается,откладывается обломочный материал, образуя конус выноса. В Средней Азии идругих горных странах аридной зоны конусы выноса, сливаясь друг с другом,образуют широкие предгорные шлейфы. В строении конусов выноса наблюдаетсядифференциация материала от более крупного до тонкого по мере удаления отвершины конуса. Отложения конусов выноса образуют генетический типконтинентальных отложений и названы пролювием. Названиепролювий произошло от лат. proluo – выношу течением,рыхлые образования, представляющие собой продукты разрушения горных пород,выносимые водными потоками к подножиям возвышенностей; слагают конусы выноса (рис. 1)и образующиеся от их слияния пролювиальные шлейфы. От вершины конусов к ихподножию механический состав обломочного материала изменяется от гальки и щебняс песчано-глинистым цементом (фангломераты) до более тонких и отсортированныхосадков, нередко лёссовидных супесей и суглинков (пролювиальные лёссы).Наиболее полно развит пролювий в предгорьях аридных и семиаридных областей, гдепо периферии области распространения пролювий иногда откладываютсяалеврито-глинистые осадки временных разливов (такыры, соры), частозагипсованные и засоленные.
2. Геологическая работа временных водотоков
Исходнаяформа временно действующих водотоков – эрозионная борозда, возникающая наделювиальных склонах при переходе плоскостного смыва в линейный. Глубина бороздот 3 до 30 см, ширина равна или немного превосходит глубину. Поперечныйпрофиль эрозионных борозд имеет V-образную или ящикообразную форму. Стенкиборозд крутые, часто отвесные. После прекращения стока склоны быстровыполаживаются, ширина борозд увеличивается. Обычно борозды, располагаясь внескольких метрах, друг от друга, образуют разветвленные системы. Глубина иморфологическая выраженность борозд вниз по склону постепенно увеличивается помере увеличения количества стекающей воды.
Нараспаханных склонах и склонах с разреженным растительным покровом борозды стечением времени превращаются в эрозионные рытвины(промоины), глубинакоторых может достигать 1,0 – 2,0 м, ширина – 2,0 – 2,5 м. Склонырытвин также характеризуются большой крутизной, местами они отвесные,поперечный профиль их чаще всего V-образный. Однако не каждая эрозионнаяборозда превращается в промоину. Для образования последней нужен более мощныйводоток, а следовательно, и большая площадь водосбора. Поэтому рытвинывстречаются на склонах значительно реже эрозионных борозд и обычно отстоят другот друга на десятки метров. Эрозионные борозды и рытвины в легко поддающихсяразмыву породах (песок, суглинок, лесс и др.) могут образоваться в течениеодного ливня или за несколько дней весеннего снеготаяния. В дальнейшем рытвиныслужат коллектором для дождевых и талых вод. При достаточном водосборе частьрытвин, углубляясь и расширяясь, в процессе вреза, постепенно превращается вовраги. Глубина оврагов 10 – 20 м, но может достигать 80 м, ширина(от бровки до бровки) 50 и более метров. Склоны оврагов крутые, часто отвесные.Поперечный профиль оврагов V-образный. Иногда овраги характеризуются плоскимдном, ширина которого не превышает нескольких метров. Овраг отличается отрытвины не только своими размерами, но и тем, что он имеет свой собственный продольныйпрофиль, отличный от профиля склона, который он прорезает. Продольный профильрытвины, как правило, повторяет продольный профиль склона, хотя и в несколькосглаженном виде. Овраг – активная эрозионная форма. Наиболее подвижной являетсяего вершина, которая в результате регрессивной (пятящейся) эрозии может выйтиза пределы склона, на котором возник овраг, и продвинутся далеко в пределымеждуречий. Поэтому овраги характеризуются значительной длиной, исчисляемойсотнями метров и даже километрами. С ростом оврага в длину и выработкойпродольного профиля эрозионная сила стекающей воды уменьшается. Склоны оврагавыполаживаются, на них появляется растительность. Расширяется дно оврага, какза счет продолжающейся боковой эрозии, так и за счет отступания склонов врезультате склоновых процессов. Овраг превращается в балку. Переходоврага в балку совершается не сразу на всем его протяжении. Процесс этотначинается с нижней, наиболее древней части оврага и постепеннораспространяется вверх.
В дно балки вдальнейшем может снова врезаться овраг. При неоднократном врезании донныховрагов в балке образуются площадки-ступени, сложенные балочным аллювием, –балочные террасы.
Следующейстадией развития эрозионных форм, создаваемых временными водотоками, являетсяречная долина с постоянным водотоком. Все более углубляющаяся эрозионная формаможет достигнуть уровня грунтовых вод, которые дают начало речке.
Однако вописанном генетическом ряду: эрозионная борозда – рытвина – овраг – балка –речная долина – вовсе не обязателен переход одних форм в другие иливозникновение одних форм из других. Выше уже говорилось, что не каждаяэрозионная борозда превращается в рытвину и не каждая рытвина – вовраг.Овраг еще в период энергичной глубинной эрозии может врезаться до уровня грунтовыхвод и, минуя балочную стадию, превратиться в долину ручья с постояннымводотоком. Точно так же не каждая балка может превратиться в речную долину, ине каждая балка в своем развитии проходила овражную стадию. Так, в условияхгумидного климата на территориях, покрытых лесом, многие эрозионные формы типабалок никогда не были оврагами и формировались изначально по типу балок илиложбин.
Определеннуюспецифику имеет деятельность временных водотоков в горах. В горах в верховьяхводотоков обычно образуются четко выраженные в рельефе водосборные воронки–углубления в виде амфитеатров, склоны которых прорезаны эрозионнымибороздами и рытвинами, ветвящимися кверху и сходящимися к основанию воронки,откуда начинается канал стока.Канал представляет собой тянущуюся внизпо склону глубокую и узкую рытвину овражного типа с V-образным поперечнымсечением. У нижнего конца канала стока формируется конус выноса. Значительнаякрутизна продольных профилей и большие перепады высот между верховьями и устьямиобусловливают интенсивную разрушительную работу временных потоков гор.
Особеннобольшую работу временные горные водотоки осуществляют в условиях жаркого исухого климата. Здесь на склонах, лишенных растительного покрова, процессывыветривания протекают очень интенсивно. Этому в значительной мере способствуетудаление рыхлых продуктов выветривания с крутых склонов гор.
Временныеводотоки, зарождающиеся на склонах гор аридных стран, при выходе из горобразуют обширные пролювиальные равнины, окаймляющие подножья гор. Равниныформируются за счет слияния многочисленных конусов выноса и имеют обычноволнистый продольный профиль (вдоль подножья гор). Состав пролювия ираспределение в нем материала зависит от тех же факторов, которые определяютстроение конусов выноса оврагов.
Есливременные горные водотоки впадают в реку, их конусы выноса способны оттеснитьили даже перегородить долину реки, образовав временную плотину. Прорыв такойплотины скопившейся выше по течению водой может привести к возникновению селя вдолине реки.
Подрезанныерекой конусы выноса временных водотоков образуют в долинах горных рекпсевдотеррасы, которые морфологически похожи на настоящие речные террасы.Отличаются от них строением и составом слагающего их материала. Существеннойособенностью псевдотеррас является их невыдержанность по простиранию изначительные колебания относительных высот на коротких расстояниях.
водный поток овраг сель оползень
2.1 Сели и борьба с ними
Название Сель произошло отарабского слова «сейль» –бурный поток.
Сель– временный стремительный горный поток смеси воды с большимсодержанием камней, песка, глины и других частиц (50–60% объема потока).
Сель – нечто среднее между жидкой и твердой массой. Это явлениекратковременное (обычно оно длится 1–3 ч), характерное для малых водотоковдлиной до 25–30 км и с площадью водосбора до 50–100 км2.
Селиобразуются высоко в горах после выпадения необычно сильных дождей, как вЛос-Анджелесе, или при бурном таянии горных снегов и ледников, как не раз было,например, в районе Алма-Аты. На крутых склонах в верховьях горных рек массыснега и рыхлые от избыточной воды отложения срываются вниз и со скоростью 10–14 км/ч,а иногда и больше, несутся по долинам, все, более переполняясь наносами. Повыходе из ущелийна предгорные равнины высота передовых валов этих грязекаменныхпотоков достигает нескольких метров. Сель представляет собой грозную силу.Поток, состоящий из смеси воды, грязи и камней, стремительно несется вниз пореке, выдергивая с корнем деревья, срывая мосты, разрушая плотины, обдирая склоныдолины, уничтожая посевы (рис. 2). Находясь вблизи от селя, можно ощущатьсодрогание земли под ударами камней и глыб, запах сернистого газа от трениякамней друг о друга, слышать сильный шум, подобный грохоту камнедробилки.
Опасность селей не только в их разрушительной силе, но и вовнезапности их появления. Ведь ливень в горах часто не охватывает предгорья, ив обжитых местах сель появляется неожиданно. Из-за большой скорости течения,время от момента возникновения селя в горах до момента выхода его в предгорьеисчисляется подчас 20–30 минутами. Вся площадь зарождения и воздействия селяназывается селевым бассейном.
Для возникновения селя требуется одновременно совпадение трехобязательных условий:
· наличие на склонах селевого бассейна достаточного количествалегко перемещаемых продуктов разрушения горных пород (песка, гравия, гальки,небольших камней);
· наличие значительного объема воды для смыва со склонов камней игрунта и их перемещения по руслу;
· достаточная крутизна склонов (не менее 10–15°) селевого бассейнаи водопотока (русла селя).
Непосредственным толчком для возникновения селя могут быть:
· интенсивные и продолжительные ливни;
· быстрое таяние снегов и ледников;
· землетрясения и вулканическая деятельность и др.
К возникновению селевых потоков часто приводят и антропогенныефакторы: проводимые на склонах вырубка лесов, взрывные работы, разработкакарьеров, массовое строительство.
В селеопасных районах устраиваются противоселевые дамбы и плотиныдля задержки твердого стока и пропуска смеси воды и мелких фракции пород.Сооружается каскада запруд для разрушения селевого потока и освобождения его оттвердого материала, подпорных стенок для укрепления откосов, нагорныхстокоперехватывающих и водосборных канав для отвода стока в ближайшие водотокии др. Строятся обводные каналы, снижается уровень горных озер, укрепляетсяземля на склонах путем посадки деревьев. Проводятся наблюдения, организуетсясистема оповещения и планируется эвакуация.
Методов прогноза селей в настоящее время не существует. Вместе стем для некоторых селевых районов установлены определенные критерии,позволяющие оценить вероятность возникновения селей. Так, для районов с большойвероятностью селей ливневого происхождения определяется критическая суммаосадков за 1–3 суток, селей гляциалъного происхождения (т.е. образующихся припрорывах ледниковых озер и внутриледниковых водоемов) – критическая средняятемпература воздуха за 10–15 суток или сочетание этих двух критериев. Созданыспециальные селе-оползневые станции, где ведут наблюдения за селями иразрабатывают методы борьбы с ними. К селеопасным районам относятся горыКавказа, Карпаты, горы Средней Азии, Казахстан, Прибайкалье.
2.2 Оползни
В результате одновременной геологической деятельности подземных итекучих вод в природе часто происходит и другое явление – образование оплывин иоползней. Оплывины – небольшие смещения на склонах рек и других водоёмоввыветрелых масс, вследствие чрезмерного их увлажнения. Оползнем называетсясмещение значительных масс пород по склонам оврагов, берегам рек, озёр и морей,вызванное одновременным действием подземных и проточных вод. Оползни возникаютобычно тогда, когда в крутых обрывах выходит водоносный слой, прикрываемыйсверху рыхлыми породами, а водоупором для него служит глина, слои которой залегаютвыше базиса эрозии, обычно со слабым наклоном в сторону обрыва. При такихусловиях устойчивость склона нарушается и начинается скольжение вышележащихпород по увлажнённой подземными водами поверхности глин. В связи с этим частьберегового откоса, находящегося выше водоупорных глин, смещается вниз посклону. Оползни обычно развиваются весной, когда под влиянием таяния снега илиобильных дождей толщи пород, залегающие над водоупорным слоем, наиболее сильнонасыщаются влагой (рис. 3)
Оползни могут повторяться на одном и том же участке неоднократноиз года в год. Сползшие массы, если они не уносятся с подножья склона речнымиводами или морскими волнами, могут препятствовать дальнейшему развитию оползня.Деревья на оползневых склонах приобретают наклон и образуют так называемый«пьяный лес». Протяжённость отдельных оползней может достигать несколькихкилометров, а ширина – до нескольких тысяч метров. Движение оползней иногдапроисходит очень быстро, но чаще они сползают достаточно медленно. Например,оползень горы Соколовой в г. Саратове происходил в течение почти суток.
Для борьбы с оползнями стремятся увеличить прочность склонов. Этодостигается лесонасаждением, искусственным выполаживанием склона путём срезанияи подсыпки, путём покрытия склона дерном с прошивкой сваями и шпильками. Болеенадёжно склон закрепляется террасированием и постройкой бетонных и каменныхстенок. Однако все эти мероприятия дают эффект лишь при закреплениисравнительно небольших оползней. Значительно надёжнее мероприятия, преобразующиефизические свойства пород на склонах и коренным образом меняющие режимподземных вод. К их числу относится устройство поверхностного и подземногодренажа: перехват воды нагорными канавами, осушение подземными галереями изабивными фильтрами. Применяются также замораживание и цементация оползневыхучастков.
2.3 Образование и развитие оврагов
Овраги – узкие, крутосклонные, довольнокороткие, молодые отрицательные линейные формы рельефа. В естественных условияхони возникают во время дождей или таяния снегов из промоин по высоким берегамрек, на крутых склонах при уничтожении растительности, при увлажнении климата.Оврагообразование происходит наиболее интенсивно на территориях сконтинентальным климатом. В развитии оврага выделяют три стадии:
Возникаетмелкая рытвина. Водяные потоки ее постепенно углубляют. На этой стадииоврагообразование идет очень быстро. В степях России годовой прирост оврагов вдлину составляет десятки и сотни метров, а во влажных субтропиках оврагиудлиняются до 1000 и более метров за год.
Приуглублении в начале (на вершине) оврага образуется уступ. Во время таяния снегаи выпадения дождей вода падает с него водопадом, подмывая основание уступа.Вскоре он обваливается, и овраг медленно растет от вершины, образуяответвления. Рост его может продолжаться до тех пор, пока вершина оврага недостигнет водораздела (рис. 4)
Постепенноовраг собирает со склона всю воду. Его рост прекращается, склоны становятсяпологими, исчезает перепад в устье. Склоны оврага начинают зарастать. На дненакапливаются рыхлые отложения, которые вода уже не может вынести. Зарастаниеоврагов характерно для влажного климата, в засушливом же климате овраги долгосохраняются в «свежем» состоянии. Зарастающий овраг постепенно превращается вбалку, которая часто используется как сенокосные угодья, под огороды, сады,сельские населенные пункты.
Чащевсего овраги развиваются в степной и лесостепной ландшафтных зонах. В связи снеравномерным выпадением атмосферных осадков на иссушенные почвы. Дляобразования оврагов необходимы вязкие горные породы: глина, суглинки, лёсс,возвышенный и волнистый рельеф.
Оврагинаносят стране большой ущерб: они выводят из строя большие массивы земель,особенно сельскохозяйственных, разрушают почвенный покров. Только через 400–500лет на склонах оврагов формируются настоящие почвы. От оврагов страдают дороги,трассы трубопроводов и многие города, расположенные на возвышенностях и повысоким речным берегам. В 1300 году в Торжке овраг, образовавшийся за один часво время ливня, снес до основания несколько домов. Быстро идетоврагообразование в тундре. При таянии грунтов в населенных пунктах, вдольдорог, трубопроводов образуется сеть оврагов. Это явление часто сопровождаетсяобразованием оползней и течением грунтов, связанных с их переувлажнением.
Известныслучаи, когда за год овраги удлинялись на 40–50 и даже 100–150 м. Всреднем же вершины большинства оврагов продвигаются на 1–3 м в год.
Внекоторых районах оврагов так много, они так близко располагаются друг к другу,что образуется труднопроходимое смешение резких и узких гребней и разделяющихих глубоких врезов и небольших ущелий. Такой рельеф называется бедлендом илидурными землями. Такие земли ни для чего не пригодны. Они не редкость в Канаде,в предгорных холмах Средней Азии и Кавказа, а также в некоторых другихобластях.
Овражнаяэрозия наносит огромный ущерб, разрушая дороги, сокращая площадисельскохозяйственных земель. Причины овражной эрозии кроются главным образом внеразумном ведении хозяйства – распашке крутых склонов, уничтожении лесов.Учеными разработана система противоэрозионных мероприятий, с успехомприменяемая для ограждения почвы полей от разрушения.
По подсчетамученых, за последнее столетие оврагами, а также выдуванием почв ветром(ветровой эрозией) на земном шаре уничтожена почва на площади около 2 млрд. га.Это площадь, 15% всей суши, или 27% сельскохозяйственных земель планеты.
3. Борьбас оврагами
Разработанасистема мероприятий по предупреждению оврагообразования, прекращению илиуменьшению роста существующих оврагов. При организации борьбы с оврагамиследует исходить из того, что образование и рост оврагов вызываетсяконцентрированными потоками воды, поступающей с водосборной площади. Наиболеечасто они образуются в нижней, самой крутой части склонов балок, лощин и речныхдолин, или на откосах донных оврагов, в местах, куда стекающая вода поступаетконцентрированными потоками. Большинство промоин и береговых оврагов, а такжечасть склоновых и концевых размывов в современный период возникает поддействием воды, накапливающейся за искусственными рубежами (дорогами, межами,канавами) и стекающей вдоль этих рубежей в понижения местности. В этих местах,как правило, наблюдается прорыв искусственной преграды и зарождение размыва.Предупредить оврагообразование, прекратить или уменьшить рост существующиховрагов можно такими мероприятиями, которые сокращают величину стока воды сводосборной площади, исключают формирование крупных потоков или безопасноотводят концентрированные потоки на специально выбранные участки склона. Применениекомплекса организационных, агротехнических, луголесомелиоративных игидротехнических мероприятий на водосборной площади в состоянии радикальноповлиять на сокращение интенсивности эрозионных процессов и предупреждение образованияи роста оврагов.
Кроме того,существует ряд мероприятий, проводимых непосредственно в оврагах дляпрекращения их роста и предупреждения нового оврагообразования, вдоль бровкибалок и лощин, на нижних наиболее крутых частях склонов балок и речных долиндля защиты их от разрушения, а пойменные земли, реки и водоемы от заиленияпродуктами овражного размыва. Из гидротехнических сооружений наиболее частоприменяются:
1. Для прекращения ростаоврагов в длину – водозадерживающие валы, водоотводящие валы и канавы,перепады, консоли и быстротоки различныхконструкций. Водозадерживающие валы – применяютдля приостановки роста оврагов и предупреждения повторного оврагообразованияпри их засыпке и выполаживании. Они представляют собой земляные сооружения,ограниченные на концах «шпорами», создающими емкость (прудок) для задержаниястекающей воды. Наиболее часто применяемые размеры валов: строительная высота1,3–2,2 м, ширина по гребню 2–2,5 м, заложение мокрого откоса –1:2,сухого откоса – 1:1,5. Валы, рассчитываемые на полное задержание стока 10%-нойобеспеченности, целесообразно размещать в степной зоне на склонах крутизной до9–10 градусов, в лесостепной зоне – до 6–7 градусов, в лесной зоне – не более 4–5градусов. Их, как правило, размещают по горизонтали непосредственно у вершиноврагов на расстоянии от них, равном трех-кратной высоте перепада. В видеплотин-перемычек водозадерживающие валы размещают непосредственно на оврагах.При этом часть оврага выше плотин-перемычек засыпают или выполаживают, еслиовраги врезались в пашню, или сохраняют в прежнем виде в качестведополнительного резервуара для задержания воды и смываемой почвы, если оврагиразмещаются на пастбищах или облесяемых участках. Водоотводящие валыпредназначаются для отвода воды от вершин оврагов на соседние залуженные участки,чтобы прекратить их дальнейший рост. Их рассчитывают на пропуск наибольшегорасхода воды 10%-ной обеспеченности. Типовые конструкции водоотводящих валоврассчитаны на пропуск воды с расходом от 0,1 до 1 м3/с Наиболеечасто в практике борьбы с оврагами строят водоотводящие валы в сочетании сканавами следующих размеров: глубина канавы 0,5–1 м, ширина канавы поверху2–4 м, высота вала 0,4–0,7 м, ширина вала у основания 2,2–4,3 м.Ступенчатые перепады и быстротоки используются для прекращения роста активнодействующих оврагов. Перепады и быстротоки в основном строят из сборногожелезобетона, реже из монолитного бетона или других материалов. При закрепленииоврагов с небольшой высотой у вершины обычно применяют одноступенчатые илимногоступенчатые перепады. При глубине вершинного обрыва 1–3 м хорошийэффект достигается при сооружении одно-двухступенчатых перепадов, а при большейглубине – многоступенчатых перепадов или быстротоков. При закреплении оврагов сперепадом высот более 5–7 м чаще всего используют быстротоки различнойконструкции (открытые, трубчатые, наклонные и висячие).
2. Для прекращения ростаоврагов в глубину применяют поперечные запруды и плотины (бетонные, каменные,земляные, фашинные и плетневые). В запрудах устраивают водосливные отверстия ввиде трапецевидных вырезов, рассчитанных на пропуск максимального расходаливневых и паводковых вод. Пространство вблизи запруды, выше и ниже ее, мостяткамнем. В дальнейшем проводят облесение. 3. Для укрепления откосов ипредупреждения роста оврагов в ширину используют подпорные стенки. Клесомелиоративным мероприятиям в борьбе с овражной эрозией относятся закладкаприовражных лесополос, сплошное облесение склонов и дна оврагов. Классификацияоврагов по их местоположению в рельефе с выделением трех типов (вершинные,береговые, донные) достаточно полно отражает различный характер формированияконцентрированного стока, а в связи с этим определяет принципиальныеособенности основных приемов по борьбе с ними. Борьба с береговыми оврагамидолжна быть направлена в первую очередь на ликвидацию последствий хозяйственнойдеятельности человека, приведшей к созданию на поверхности искусственныхрубежей, которые обусловили усиленный концентрированный сток на ранее нерасположенных к размыву участках.
Многообразиепричин образования береговых оврагов определяет и большое количество приемовборьбы с ними. В первую очередь необходима правильная противоэрозионнаяорганизация территории, при которой особое внимание следует уделитьпроектированию линейных рубежей, правильному размещению на местности границугодий, полей, лесных полос и особенно дорог, а также выбору мест длябезопасного сброса с сельскохозяйственных угодий концентрированных потоковталых и дождевых вод. Основная цель мероприятий, применяемых для борьбы с береговымиоврагами на водосборной площади, – это максимальное задержание стока иповышение накопления влаги в почве. Эту роль выполняет комплексагротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. Дляпредупреждения возникновения береговых оврагов на эрозионнопасных участках,естественных водосборов оврага, с успехом применяют приовражные и прибалочныелесные полосы в сочетании с водозадерживающими гидротехническими сооружениями.При концентрации стока у профилированных дорог (шоссейных, железнодорожныхнасыпей и т.д.) в населенных пунктах и около промышленных объектов, где оврагигрозят разрушением дорогостоящих объектов, гидротехнические сооруженияводосборного типа необходимы, так как позволяют быстро прекратить рост оврагов.Но в данном случае эффективность, надежность их во многом определяетсямероприятиями по регулированию стока на участках его формирования. Последующееоблесение оврагов еще больше закрепляет их; кроме того, лес является одним извидов хозяйственного использования овражных площадей. Мероприятия по борьбе свершинными оврагами должны быть направлены на максимальное задержание стока наводосборе, поскольку они развиваются в результате размывающего действияпотоков, концентрирующихся в естественных понижениях рельефа (водоподводящихложбинах) на площади естественного водосбора собирающего типа. Концентрациястока здесь происходит регулярно и достигает незначительных размеров.Искусственные рубежи на таком водосборе влияют на величину стока незначительно.Не задержанная на водосборе и достигшая вершины оврага часть стока должна бытьзадержана гидротехническими сооружениями (водозадерживающие валы и канавы) илиотведена водоотводящими валами-канавами в места сброса, безопасные в отношенииразмыва.
Гидротехническиесооружения на участках с вершинными оврагами действуют наиболее эффективно, таккак сток с естественных водосборов наблюдается, как правило, ежегодно. Прибезопасном сбросе части стока в овраг (лотки, быстротоки) внутри негоустраиваются донные запруды, перепады, подпорные стенки и т.д., чтобыпредотвратить возможный размыв русел и подмыв откосов.
Эффективностьдействия гидротехнических сооружений значительно повышается при сочетании их слесомелиоративными насаждениями. Борьба с донными оврагами наиболее сложна.Такие овраги часто имеют водосборные площади, полностью задержать сток скоторых не представляется возможным. Кроме того, невозможно проводить работы позадержанию стекающих вод с помощью гидротехнических сооружений непосредственноперед его вершиной. Водорегулирующие мероприятия агротехнического порядка наводосборе, задержание стока перед устойчивой главной вершиной материнской формымогут снизить интенсивность роста донного оврага, но не прекратить его.Овражная вершина может разрушаться стоком, формирующимся в пределах самойматеринской формы (балка, лощина) и на ее боковых водосборах. В зависимости отинтенсивности развития донного оврага и хозяйственной ценности территорииприменяется широкий набор гидротехнических водосборных и донных сооружений какпростейших (фашинных, плетневых), так и более сложных (из кирпича, железобетонаи т.д.). Сооружения по дну оврага способствуют прекращению размыва дна, откосови задержанию наносов. Чаще всего донные сооружения располагают на размываемыхучастках, т.е. в вершинной и средней частях русла оврага. Для закрепления днаоврагов рекомендуются в основном запруды (бетонные, каменные, каменно-земляные,земляные, фашинные, плетневые), которые устраивают поперек оврагов. Расстояниемежду соседними запрудами зависит от уклона русла (дна) оврага и высоты самихзапруд. При благоприятном сложении почвогрунтов эффективно строительствопрудов. Кроме рассмотренных мероприятий по борьбе с оврагами, в 1950-е годыначали проводиться работы по их выполаживанию. Учитывая опыт работ по борьбе сними, можно рекомендовать для коренной мелиорации следующие овраги. 1.Береговые и склоновые «висячие» длиной до 400 м, максимальной глубиной до6 м, объемом вынесенного грунта до 15 тыс. м3, расположенные насклонах с максимальной крутизной 15 градусов, повреждающие землисельскохозяйственных угодий с водосборной площадью менее 56–10 га. 2. Береговыеи вершинные с аналогичными параметрами, но соединившиеся с донными оврагами приусловии устройства гидротехнического сооружения (подпорной стенки и т.д.) вместе соединения устья с руслом донного оврага. 3. Донные овраги коренноймелиорации подвергать не рекомендуется. Отечественный и зарубежный опытпоказывает, что затраты на закрепление оврагов и освоение разрушенных имиземель окупается быстрее, когда овраги не достигли 19 крупных размеров. Вцелом закрепление, выполаживание и засыпка оврагов помимо чисто хозяйственногоэффекта, имеют огромное экологическое и эстетическое значение.
Заключение
Водныепотоки производят огромную геологическую работу на поверхности суши. Реки,ручьи, ручейки переносят основную массу продуктов выветривания, вынося их возера, моря и океаны. Ежегодный твердый сток (вынос) всех рек в миреоценивается цифрой около 17 млрд. т, что намного больше, чем переносится всемидругими геологическими агентами, например, ветром и ледниками.
Придлительной эрозионной деятельности текучих вод, особенно в условиях обильноговыпадения атмосферных осадков, происходит вначале усложнение, расчленениерельефа, а затем общее его сглаживание, выравнивание и понижение. Этот процесспроисходит в сочетании с другими геологическими процессами. Возникшая такимобразом поверхность выравнивания называется пенепленом (от латинского слова«пенеплен», что означает «почти равнина»). В качестве пенеплена можнорассматривать, например, территорию Казахского мелкосопочника. Древниеповерхности выравнивания, перекрытые впоследствии толщами морских осадков,образуют современные обширные равнины или плоскогорья, например: Среднесибирскоеплоскогорье, Западносибирская низменность, Русская равнина. Следы выравниванияобнаружены и в горных областях – в Тянь-Шане, на Памире.
Списоклитературы
1. Горбачёв А.М. Общаягеология. М., Высшая школа – 1981.
2. Козьменко А.С. Борьбас эрозией почв, 2-ое изд. – М. – 1949.
3. Левитес Я.М. Общаягеология, 3-е изд. М. «Недра» – 1986.
4. Рожков А.Г. Борьбас оврагами. – М.: Колос. – 1981.
5. Серпухов В.И. [идр.] Курс общей геологии – Л. «Недра» – 1976.