Склоновые процессы центральном кавказе связи климатом. Геологические процессы на склонах

Рассмотрим более подробно некоторые процессы, происходящие на склонах, и их морфологические результаты.

Обвальные склоны. Обвалом называется процесс отрыва от основной массы горной породы крупных глыб и последующего их перемещения вниз по склону. Образованию обвала предшествует возникновение трещины или системы трещин, по которым затем происходят отрыв и обрушение блока породы. Морфологическим результатом обвалов является образованиестенок (плоскостей) срыва и ниш. в верхних частях склонов и накопление продуктов обрушения у их подножий.

Стенки срыва - довольно ровные поверхности, часто совпада­ющие с плоскостями разломов и границами пластов. Они наблюдаются на склонах крутизной 35-40° и более. Ниши формируют­ся на более крутых склонах. Крутизна их стенок достигает 90°, иногда ниши ограничены нависающими карнизами.

Для аккумулятивной части обвального склона характерен беспорядочный холмистый рельеф с высотой холмов от нескольких метров до 30 м, реже больше. Обвальные отложения сложены крупнообломочным материалом. Размер обломков колеблется от десятков сантиметров до десятков метров.

Обвалы наблюдаются как в горах, так и на равнинах. Наиболее грандиозны обвалы в горах. Так, при обвале в долине реки Мургаб (Западный Памир, 1911) объем обрушившейся породы составил более 2 км 3 , а ее масса - около 7 млрд. т. Если сравнить эту массу с твердым стоком Волги (около 25 млн. т/год), то по масштабам рельефообразующего процесса обвал в долине Мургаба эквивалентен объему материала, вынесенному Волгой за 280 лет. Еще более грандиозные по масштабам обвалы наблю­дались в Альпах. По данным А. Герхарда, объем наиболее круп­ного из них составил около 15 км 3 , а площадь, занятая обваль­ными массами, - 49 км 2 .

Обвалы в горах часто приводят к перегораживанию речных долин и образованию озер. Таково происхождение озера Рица на Кавказе, озера Иссык и Заилийском Алатау, Сарезского - на Па­мире и множества других в любом высокогорном районе мира. Крупные обвальные массы распадаются на множество облом­ков разных размеров, движутся вниз по склону, откладываются у подножья склона или по инерции продолжают перемещаться по дну долины. Известны случаи, когда обвальные массы продвига­лись по крутым уклонам узких горных долин на расстояние 7- 12 км. При движении вдоль долин каменные потоки значительно изменяют поверхность склонов долин. По данным С. Н. Матвеева, поток скалистых обломков в одной из альпийских долин выра­ботал борозду глубиной 6-10 м при ширине 10-20 м.

Обвалы небольших масс породы, состоящей из обломков раз­мером не более 1 м 3 , называют камнепадами. Обвалы и камнепа­ды вместе с осыпями и лавинами осуществляют едва ли не основную работу по денудации склонов гор. По данным М. И. Ивероновой, скорость денудации в Тянь-Шане только за счет камне­падов составляет 0,17 мм/год.

Осыпные склоны. Образование осыпей связано преимуществен­но с физическим выветриванием. Наиболее типичные осыпи на­блюдаются на склонах, сложенных мергелями или глинистыми сланцами. У классически выраженной осыпи различают осыпной склон, осыпной лоток и конус осыпи. Осыпной склон сложен обна­женной породой, подвергающейся физическому выветриванию. Продукты выветривания - щебень, дресва, перемещаясь вниз по склону, оказывают механическое воздействие на поверхность скло­на и вырабатывают в нем желоба -осыпные лотки глубиной 1-2 м при ширине в несколько метров. В нижних частях денуда­ционных участков склонов желоба объединяются в более крупные ложбины, ширина которых может достигать десятков метров. Та­лые и дождевые воды еще более углубляют желоба, расчленяют денудационную часть склонов, бровка склона становится фестон­чатой (рис. 40). Иногда рельеф денудационной части осыпных склонов оказывается очень сложным, образованным системой ба­шен, колонн и т. п.

Движение обломков на осыпных склонах продолжается до тех пор, пока уклон поверхности не станет меньше угла естествен­ного откоса. С этого момента начинается аккумуляция обломков, формируется конус осыпи. Осыпные конусы могут сливаться друг с другом. К ним примешивается грубообломочный обвальный ма­териал. В конце концов у подножья склона образуется сплошной шлейф из крупных и мелких обломков породы. Формируются от­ложения, которые называют коллювиальными или просто коллювием (colluvio - скопление). Коллювий отличается плохой сорти­ровкой материала. Одна из особенностей строения коллювиальных отложений заключается в том, что наиболее крупные обломки продвигаются дальше всего по аккумулятивной части осыпного склона и слагают подножье осыпей.

В образовании обвалов и осыпей принимает участие вода. Дождевые и талые воды разрабатывают трещины, по которым происходит срыв обвально-осыпных масс, способствуют разруше­нию породы при замерзании в трещинах. Разрушение усиливается и за счет изменения объема породы при увлажнении и высыхании. При сильных ливнях стекающие по склону осыпей потоки воды подхватывают и приводят в движение не только мелкие частицы, но и дресву, мелкий щебень. Возникает грязекаменная масса - микросель. При незначительном изменении уклона микросель от­лагает несомый материал в виде небольшого «языка» с расширен­ной и утолщенной частью в основании. Такие как бы застывшие в своем движении «потоки» нередко можно видеть в нижних частях и у подножья осыпей сразу после ливня. В этом процессе пример­но равное участие принимают гравитация и вода.

Лавинные склоны. Скользящие и низвергающиеся вниз со склона снежные массы называют лавиной. Лавины - характерная особенность горных склонов, на которых образуется устойчивый снежный покров. В зависимости от характера движения снега по склонам Г. К. Тушинский выделяет три типа лавин: осовы, лотко­вые и прыгающие.

Осовами называют соскользнувший широким фронтом снег (вне строго фиксированных русл). При осовах в движение во­влекается слой снега толщиной 30-40 см. Геоморфологическая роль такого типа лавин незначительна. Лишь иногда у подножья склонов формируются небольшие гряды, состоящие из материала, захваченного осовом со склона.

Лотковые лавины движутся по строго фиксированным руслам, заложенным часто временными водотоками. У лотковых лавин, как правило, хорошо выражены лавиносборные понижения, лотки, по которым движется снежная масса, и конусы выноса. Лавино-сборными понижениями служат отмершие ледниковые кары или эрозионно-денудационные водосборные воронки.

Лавинные лотки - это крутостенные врезы с отшлифованными склонами, обычно лишенными растительности. В поперечном сече­нии они имеют нередко корытообразную форму. Продольный про­филь лотков может быть ровным или с уклонами различной вели­чины. Лавинные лотки хорошо опознаются на местности и деши­фрируются на аэрофотоснимках по ряду косвенных признаков: по «лавинным прочесам», т. е. полосам, лишенным древесной рас­тительности, изменению характера растительности и т. д.

Конусы выноса лавин состоят из снега, перемешанного с обло­мочным материалом. Обломочный материал, вытаивающий из ла­винного снега и скапливающийся из года в год у основания лавинных лотков, образует своеобразную рыхлую толщу, которую часто называют лавинным «мусором». Лавинные конусы выноса состоят из несортированного обломочного материала и большого количества органических остатков - обломков деревьев, дерна и т. д. Поверхность лавинных конусов выноса из-за неравномер­ного содержания обломочного материала в снежной массе лавины неровная, бугристая.

При движении лавин по ровной или слегка наклонной поверх­ности дна долин иногда происходит выпахивание аллювия. В ре­зультате создаются гряды, похожие на снежные валы, образую­щиеся после прохода снегоочистительного клина. В зависимости от мощности аллювия высота гряд может колебаться от 10 см до 5 м. За счет выброса аллювия сошедшей со склона лавиной на противоположном берегу реки могут образоваться бугры высотой 2-3 м.

К прыгающим лавинам относят лотковые лавины, продольный профиль которых характеризуется наличием отвесных участков. Морфологические признаки прыгающих лавин мало отличаются от лотковых.

Рельефообразующая роль лавин определяется их размером и частотой схода. Размер и частота схода, в свою очередь, зависят от размера лавиносборных понижений, длины и крутизны склонов, количества выпадающих осадков, а также погодных условий в мо­мент схода лавин. Сухой и мокрый снег лавин по-разному воздей­ствуют на подстилающее ложе.

Оползневые склоны. В отличие от рассмотренных выше про­цессов при оползании происходит перемещение монолитного блока породы. Процессы оползания всегда гидрогеологически обусловле­ны. Они возникают в случае, если водопроницаемые породы под­стилаются горизонтом водоупорных пород, чаще всего глин. Образованию оползней особенно благоприятствует такое залега­ние пород, при котором падение кровли водоупорных пород совпадает с направлением уклона поверхности. Водоупорный го­ризонт при этом служитповерхностью скольжения, по которой более или менее значительный блок породы соскальзывает вниз по склону. При оползании порода частично дробится, превращает­ся в бесструктурную массу. Скопления оползневых масс у под­ножья склонов называют деляпсием. Размеры оползней сильно варьируют. Встречаются громадные оползни, захватывающие сот­ни тысяч кубических метров породы, и малые, объем которых не превышает нескольких десятков кубометров.

Оползни образуются как в горах (в областях развития слабо-сцементированных пород), так и на равнинах, где они приурочены к берегам рек, морей, озер. Возникают оползни на крутых склонах, наклон которых равен или превышает 15°. При меньших углах оползни образуются редко.

При оползании формируется определенный комплекс форм рельефа: оползневой цирк, ограниченный стенкой срыва оползня (оползневым уступом), оползневой блок, характеризующийся в боль­шинстве случаев запрокинутостью верхней площади (оползневая терраса) в сторону оползневого склона и крутым уступом, обра­щенным в сторону реки, моря или озера по направлению движения оползня. В некоторых случаях в результате деформации поверх­ностных слоев породы движущимся оползневым блоком возникает напорный оползневой вал. Такие оползни называютдетрузивными в отличие от деляпсивных, свободно соскальзывающих к урезу реки или моря. Морфологические элементы оползня показаны на рис. 41.

Оползни описанного типа встречаются наиболее часто. Их на­зывают блоковыми или структурными. Встречаются и другие виды оползней, например оползни-оплывины.

Оползни-оплывины - мелкие оползни, захватывающие толщи пород от 0,3 до 1,5 м. Ведущее значение в их образовании имеет увлажнение верхнего горизонта рыхлых осадков, слагающих скло­ны, иногда только почвенного слоя. Образованию оползней-оплывин способствуют также крутизна склона (15° и больше) и залегание водоносного горизонта в основании рыхлой толщи. В результате оползней-оплывин у подножья склона накапливаются массы оплывшего материала со сложным бугристым микрорелье­фом.

Для выявления оползневых склонов исключительно важное значение имеет изучение морфологии склонов. Свидетелями раз­вития на склоне оползневых процессов служат появление беспо­рядочной бугристости на поверхности и в основании склона, нали­чие террасовидных площадок, запрокинутых в сторону берега, свежих стенок срыва, замкнутых западин и других форм, чуждых обычному склону реки или берегу моря (рис. 41, Б). Следует заме­тить, что крупные оползневые тела на склонах могут быть приняты за речные, озерные или морские террасы. Это один из видов так называемых псевдотеррас. От обычных речных, озерных или морских террас оползневые псевдотеррасы отличаются более не­ровным рельефом, запрокинутостью в сторону берега, невыдержанностью по простиранию и высоте. Одним из основных отличий оползневых псевдотеррас от обычных является отсутствие на их поверхности речных, озерных или морских отложений. Строение псевдотеррас идентично строению склонов, на которых идут ополз­невые процессы.

Склоны отседания по условиям образования близки к блоковым оползням. Они развиваются на крутых склонах (не менее 15°) значительной относительной высоты. Отседание склонов возможно в кристаллических и достаточно прочных осадочных породах. Этот процесс широко распространен на Среднесибирском плос­когорье, где отседание развивается особенно интенсивно при зале­гании траппов на осадочных породах, способных к пластическим деформациям (глины, мергели, алевролиты). Пластические де­формации пород, подстилающих траппы, способствуют образова­нию в траппах все более и более расширяющихся и углубляющих­ся трещин (рис. 42). Рост трещин приводит к отделению и после­дующему дроблению (в результате обвала) отделившихся блоков. Объемы блоков могут колебаться от десятков до тысяч кубических метров. С отседанием связано распространение «рвов отседания» - глубоких (до 20 м) и широких (до100 м) трещин, идущих параллельно склону. Длина рвов отседания исчисляется сотнями метров. В плане они имеют прямолинейные или ломаные очертания.

В суглинках с четко выраженной вертикальной отдельностью блоки отседания, часто соскальзывая вниз, не опрокидываются, а прислоняются к «материнскому» склону. Такие формы отседания получили название «осовов».

Солифлюкционные склоны. На равнинах и в горах с сезонным промерзанием поверхностного грунта и особенно в областях с веч­ной мерзлотой распространенным типом склоновых процессов является солифлюкция. Она протекает только в так называемом деятельном слое - слое сезонного промерзания и оттаивания. На­личие на некоторой глубине водоупора (вечномерзлого или еще не оттаявшей части сезонно-мерзлого слоя) обусловливает сильное увлажнение протаявшего слоя или его нижней части за счет со­держащегося в нем льда и фильтрации влаги сверху. В результате грунт приобретает жидко-текучую консистенцию, способность течь тонким слоем. Солифлюкционное течение грунта происходит на склонах разной крутизны, начиная с углов наклона 2-3°. Скорость солифлюкционного движения измеряется миллиметрами и даже сантиметрами в секунду. Преобладающие скорости от 3 до 10 м/год. Такую солифлюкцию называют быстрой в отличие от медленной солифлюкции. Мощность солифклюкционных потоков невелика - 20-60 см. Лишь в нижней части склона, где движение солифлюкционного потока замедляется, мощность медленно те­кущей массы может увеличиваться до метра и больше. В резуль­тате образуются натечные солифлюкционные терраски (рис. 43), языки, фестоны (рис. 44). Ширина языков -террасок может до­стигать нескольких десятков метров. В высоких широтах соли­флюкция - один из основных поставщиков материала в долины рек и временных водотоков.

Склоны медленной солифлюкции. Медленная солифлюкция - движение массы грунта, обладающего вязко-текучей консистенци­ей, т. е. способностью растекаться толстым слоем. Возникает мед­ленная солифлюкция в случае, если рыхлые песчано-глинистые массы, насыщенные водой, не в состоянии длительное время сохранять уклон своей поверхности. К склонаммедленной соли­флюкции относится большинство склонов в арктических и суб­арктических районах. В умеренных широтах с гумидным климатом медленная солифлюкция наиболее характерна для нижних, лучше увлажненных частей склонов. Таким образом, склоны медленной солифлюкции широко распространены. Процессы медленной соли­флюкции могут происходить даже на пологих склонах, крутизна которых всего 3-4°.

Скорость движения грунта при медленной солифлюкции зави­сит от длины, крутизны и характера поверхности склонов, меха­нического состава и мощности рыхлого чехла, наличия или отсутствия подстилающих водоупорных пород. Преобладающие скорости - от нескольких сантиметров до десятков сантиметров в год.

С процессами медленной солифлюкции связаны такие формы рельефа, как солифлюкционные валы и гряды, приуроченные к основаниям увлажненных склонов, и сопряженные с ними«гофри­рованные» участки склонов - солифлюкционные покровы с харак­терными формами полосной солифлюкции, а также делли. Делли - неглубокие (0,25-0,5 м) понижения, расстояние между ко­торыми колеблется от 20 до 60 м (рис. 45). В рельефе они выражены нечетко и часто бывают заметны только благодаря изменению характера растительного покрова. В большинстве слу­чаев делли прямолинейны и в отличие от мелких эрозионных форм не ветвятся, а следуют параллельно друг другу. Возникают они на склонах крутизной от 10 до 25°.

Процессы медленной солифлюкции наблюдаются и во влажных тропических районах, где вязко-текучая консистенция грунта обу­словлена обильными атмосферными осадками в течение всего года или значительной его части. Такую солифлюкцию называют медленной «тропической» солифлюкцией. Благоприятствуют ей (кроме обилия осадков) интенсивное химическое выветривание, дающее большое количество глинистого материала, а также при­сутствие коллоидных растворов, связанных с пышным развитием растительного покрова.

Дефлюкционные склоны. Дефлюкция (лат. defluo - исте­каю)- пластичное движение в виде медленного выдавливания слабо увлажненных грунтовых масс под почвенно-растительным покровом. Наблюдается преимущественно в областях гумидного климата. Смещение пород протекает со скоростью от 0,2 до 1,0 см/год на склонах крутизной от 8-10° (иногда меньше) до 35°. Дефлюкция тесно связана с другими склоновыми процессами, в частности с крипом (англ. creep - ползти, сползать), который возникает под влиянием периодического изменения объема грун­товой массы, вызываемого колебанием температуры (температур­ный крип), попеременным промерзанием и оттаиванием (мерзлот­ный, или криогенный, крип), набуханием и усадкой глинистой, составной части при увлажнении и высыхании (гигрогенный крип), развитием и отмиранием корней растений. Крип, подобно дефлюк­ции, вызывается действием силы тяжести.

Механизм медленного массового перемещения материала вниз; по склону можно рассмотреть на примере температурного крипа. Частица грунта, нагреваясь, расширяется. Находясь на наклонной поверхности, она испытывает действие силы тяжести, которая в этом случае может быть разложена на два вектора - один на­правлен вниз по склону, второй - по нормали к поверхности скло­на. Расширяясь, частица как бы поднимается ближе к поверхности. Выведенная из состояния равновесия, она успевает переместиться на некоторое расстояние вниз по склону. При понижении темпе­ратуры частица опускается, но уже не на то место, с которого она сдвигалась при нагревании. При неоднократном нагревании части­ца, перемещаясь каждый раз на микроскопически малое расстоя­ние, очень медленно сползает вниз по склону. Механизм движения частицы за счет изменения увлажненности в принципе тот же, добавляется только эффект пластичности грунта. Скорость такого медленного смещения коры выветривания (при ее глинистом или суглинистом составе) от 0,2 до 1,0 см/год. Криогенный крип про­исходит за счет изменения объема грунта при его попеременном промерзании и оттаивании. Крип распространен во всех климати­ческих зонах и в грунтах разного гранулометрического состава.

О наличии на том или ином склоне медленного движения ма­териала в результате дефлюкции и крипа можно судить по таким признакам, как «слоистость течения», обнаруживаемая на верти­кальном разрезе коры выветривания, направление «щебневых кос» в местах близкого залегания к поверхности коренных пород (рис. 46), изгибание по склону корней растений, и некоторым другим. Дефлюкционные склоны характеризуются ровной поверх­ностью и специфических морфологических черт рельефа не имеют. Поэтому задернованные или занятые лесом ровные склоны с первого взгляда могут показаться «мертвыми», неразвивающи­мися.

Если скорость движения превышает указанные выше пределы (что может быть при высокой степени увлажнения поверхностных слоев грунта), дефлюкционное смещение может привести к раз­рыву дернового покрова. Тогда массы движутся уже не в виде медленно сползающего сплошного слоя, а в виде прерывистого сползания отдельных блоков поверхностного слоя, напоминающего в миниатюре оползневой процесс. Эта разновидность дефлюкции называется децерацией. О существовании децерационного движе­ния можно судить по микроступенчатости на склоне. Дерновый покров оказывается разорванным, и на вертикальных гранях сту­пенек обнажаются почва или кора выветривания.

Определенную роль при децерационных процессах играет уве­личение нагрузки на грунт, в частности выпас скота. Следует заметить, что скот не только способствует увеличению децерации, но и появлению рельефа «коровьих троп». Используя горизонталь­ные площадки микроступенек, животные протаптывают тропы. В результате на склоне образуются волнистые микротерраски, тя­нущиеся на десятки и даже сотни метров.

Курумовые склоны. Поверхности, образованные скоплением глыб размером от десятка сантиметров до 1 м и более в попереч­нике, с незаполненными мелкоземом межглыбовыми полостями, называются курумами. Курумы широко распространены в горных районах и на плоскогорьях, в строении которых участвуют скаль­ные породы. Образуются они в результате интенсивных процессов физического (главным образом, морозного) выветривания. Размер первоначальных обломков курумов зависит от свойств исходной породы. Наиболее крупные обломки (>1 м в поперечнике) воз­никают при разрушении интрузивных пород, обломки несколько меньших размеров (<1 м) - при выветривании эффузивных пород и песчаников. При выветривании сланцев образуется щебнистый материал. С. С. Воскресенский делит курумы на курумы-осыпи, возникающие как осыпь и развивающиеся потом как курумы, и «настоящие курумы», питающиеся снизу за счет разрушения подстилающих пород. Курумы встречаются и на крутых (15-35°), и на пологих склонах, и на горизонтальных поверхностях вершин и горных седловин. Границы курумов с соседними задернованны­ми склонами довольно четкие. Поверхность курумов неровная, колебание ее относительных высот зависит от размеров обломков и характера их залегания. Заглубление верхней и приподнятость нижней части курума по отношению к поверхности задернованного склона свидетельствуют о более быстром смещении материала курума вниз по склону, чем на соседнем задернованном склоне. Текстурные особенности курумовых отложений дают основание говорить о том, что материал в них движется не только вниз по склону, но и по нормали к нему, следствием чего является неплот­ная упаковка глыб, миграция крупных глыб к поверхности курума. Каменный материал курумов движется вниз по склону под дейст­вием криогенного крипа. Поэтому на пологих днищах ложбин (служащих путями стока воды), к которым приурочены курумы, каменный материал движется, как правило, быстрее, чем на кру­тых склонах.

Линейно вытянутые курумы называют каменными реками. Длина каменных рек, по данным С. С. Воскресенского, на Средне­сибирском плоскогорье достигает 500 м, а в Забайкалье и Восточ­ном Саяне превышает 1 км. Ширина их различна - от десятков до сотен метров. Скорости движения каменных рек могут достигать 1,5 м/год, чаще 0,2-0,3 м/год. «Истоками» каменных рек часто являются обширные по площади «настоящие» курумы, именуемые иногда «каменными морями».

Массовое движение грубообломочного материала на склонах широко развито в аридных и семиаридных (semi - полу-, aridus- сухой) областях, где главными действующими факторами, вызы­вающими образование обломков и движение их вниз по склону, являются температурное выветривание, сила тяжести и темпера­турный крип.

Делювиальные склоны. Склоны, на которых перемещение ма­териала вниз по склону происходит в результате стока дождевых или талых вод в виде тонких переплетающихся струек, густой сетью покрывающих всю поверхность склонов, называют делю­виальными. Энергия («живая сила») таких струек очень мала. Однако и они в состоянии проводить большую работу, смывая мелкие частицы продуктов выветривания и отлагая их у под­ножья склонов, где формируется особый тип континентальных отложений, называемых делювиальными или просто делювием (лат. deluo - смываю). Делювий чаще всего представлен суглинка­ми или супесями. Однако состав его может меняться в широких пределах в зависимости от факторов, обусловливающих делюви­альный смыв. Делювий характеризуется отсутствием слоистости или грубой слоистостью, параллельной склону, слабой сортированностью слагающих его частиц, крупность которых, как правило, уменьшается по мере удаления от подошвы склона. Часто делю­виальные отложения бывают окрашены в различные оттенки серого цвета. В результате делювиального смыва уничтожается верхний, наиболее плодородный горизонт почвы, который и прида­ет сероватую окраску отложениям. Делювиальный смыв наносит большой вред почвенному покрову.

Интенсивность делювиального смыва зависит от целого ряда факторов: от крутизны, длины склона и состава слагающих его пород, режима атмосферных осадков, интенсивности весеннего снеготаяния, от микрорельефа и характера поверхности склонов (занят ли склон лугом, пашней или лесом). Следует отметить, что характер растительного покрова (наличие или отсутствие дернины на склоне) более чем любой из перечисленных выше факторов влияет на интенсивность делювиального смыва. В лесу и на по­верхностях с плотной травянистой дерниной делювиальный смыв гасится полностью, в том числе на крутых склонах. Делювиаль­ный смыв идет очень интенсивно на пашнях даже при очень малых углах наклона (2-3°). Так, на Придеснинском опытно-ов­ражном участке на пашне и на посевах овса и кукурузы при углах наклона 17°, интенсивности осадков 2 мм/мин и общем их количестве 120 мм (один дождь) смыв достиг 47 т/га. Рядом в тех же условиях, но на целинных участках смыва не наблюдалось даже при углах наклона 24°. Неправильная распашка склонов, вырубка леса, неумеренный выпас скота резко увеличивают интен­сивность склоновой денудации.

Равномерный плоскостной смыв может быть лишь на ровных склонах. Таких «идеальных» условий в природе нет. На поверх­ности склонов всегда есть неровности, понижения различных раз­меров. Встречая на своем пути такие понижения, отдельные струйки сливаются, образуют более мощные струи. Эти струи, обладая большей «живой силой», уже используют не только имеющиеся понижения, но и начинают прокладывать свой собст­венный путь, врезаясь в поверхность склона и образуя борозды. Так на склонах начинается процесс размыва - эрозия. Часть бо­розд с течением времени превращается в промоины, а некоторые из промоин - в овраги. Переход плоскостных склоновых процес­сов в линейные наблюдается не только на делювиальных склонах. Выше говорилось о переходе «каменных морей» в «каменные ре­ки». Такой процесс наблюдается на солифлюкционных склонах, где линейность движения выражается в форме безрусельных ложбин - деллей.

На дне морей и океанов склоновые процессы имеют свою спе­цифику (см. гл. 20, разд. «Гравитационные подводные процессы»).

К этой группе процессов относятся водная эрозия, оползни, оплывины, осыпи, обвалы, лавины и сели.

При оценке инженерно-геологических условий какой-либо территории наличие или возможность развития большинства склоновых процессов рассматривается как отрицательное обстоятельство.

Каждый процесс в своем проявлении отчасти уникален, отчасти сходен с аналогичными процессами, развивающимися в других местах. По этой причине в одних случаях со склоновыми процессами можно успешно бороться, в других случаях их можно только ослабить, замедлить или частично предотвратить, а в третьих случаях воздействие на эти процессы малоэффективно.

Мероприятия по борьбе с развитием склоновых процессов в большинстве случаев сходны и чаще всего заключаются в уменьшении антропогенной и техногенной нагрузки, консервации склона, дополнительной высадке растений, организации поверхностного стока. Реже, при необходимости, выполняются различные инженерные работы.

Эрозия – процесс разрушения поверхностного слоя почв и горных пород текучими водами или ветром. Механизм развития эрозионного процесса может быть весьма разнообразным и для обозначения особенностей его протекания, места, характера воздействия на горные породы используются дополнительные термины плоскостная, линейная, боковая, донная, овражная и т.п. эрозия. Иногда используются слова, обозначающие провоцирующие факторы, послужившие толчком для начала процесса – транспортная, пастбищная, антропогенная эрозия.

Водная эрозия на склонах может развиваться по распределенной или сосредоточенной схеме в виде плоскостного смыва или линейного воздействия с образованием промоин и оврагов.

Плоскостной смыв (струйчатая эрозия) происходит за счет дождевых и талых вод по всей площади склона. Мелкими струйками вниз по склону переносятся и переоткладываются продукты выветривания преимущественно песчано-глинистого состава. Накопленный на склоне материал принято называть делювиальным чехлом (рис. 2.9).

Рис. 2.9.Формирование делювиального слоя

Его мощность обычно увеличивается вниз по склону и составляет от первых сантиметров до первых метров. Делювий является ценным почвообразующим материалом, а залегающие под ним коренные породы, особенно скальные, обладают этим свойством в значительно меньшей степени.

Скорость плоскостного смыва целиком зависит от крутизны склона и густоты растительного покрова, особенно травянистого. В естественных условиях скорость поступления материала с водораздела и плоскостного смыва вниз находятся в некотором равновесии, и мощность делювия остается неизменной или же медленно нарастает.

В нарушенных условиях, обычно в результате деятельности человека, растительный и почвенный покров нарушаются, скорость плоскостной эрозии возрастает и происходит сначала смыв почвенного, а потом и всего делювиального слоя, что наносит невосполнимый вред природе.

Линейная эрозия на склонах проявляется в форме образования промоин и оврагов. Процесс начинается с нарушения почвенно-дернового слоя. Причиной могут являться сильные потоки воды при таянии снега, ливневые дожди или антропогенные факторы – чрезмерный выпас скота, передвижение техники, земляные работы и т.п. Первоначально промоина имеет небольшую глубину и протяженность, однако стекающая по ней вода довольно быстро удлиняет и углубляет промоину, прорезает сначала делювиальный покров, а потом и коренную породу.

По мере своего развития промоина превращается сначала вV - образный овраг с интенсивной донной и боковой эрозией, растущий в сторону верховьев. Постепенно овраг углубляется до уровня, соответствующего местному базису эрозии, его рост в глубину прекращается, а продолжается только рост в ширину и его форма теперь называетсяU -образной.

Далее по мере расширения оврага стенки его выполаживаются и он приобретает еще более широкую корытообразную форму. В этом случае овраг принято называть балкой. При рассмотрении продольной схемы оврага в нем могут наблюдаться участки со всеми тремя типами поперечного профиля (рис. 2.10).

Рис. 2.10.Продольный и поперечный профили оврага:

а –V -образный профиль в верховьях;б –U- образный профиль в среднем течении;в – корытообразный профиль в нижней части склона

В верхней части оврагV -образный, в средней частиU -образный, в нижней – корытообразный.

Интенсивность развития овражно-балочной сети зависит от климата, высоты местности над уровнем моря, возраста рельефа и размываемости пород, слагающих склоны. Наиболее быстрый рост оврагов происходит в районах с редкими, но обильными осадками. На территории Восточно-Европейской равнины – это центральные области России, южной Украины и Молдавии.

Оврагообразование наносит ощутимый вред народному хозяйству, в первую очередь аграрному сектору. Для предотвращения роста оврагов применяются различные мероприятия, такие как засыпка верховьев привозным грунтом, дополнительное насаждение растительности (особенно кустарниковой), построение перемычек из местных материалов и соблюдение технологии возделывания земель.

Итак, главным отрицательным итогом эрозионного процесса, является постоянная утрата материала почвенного покрова. Восстановление почв происходит значительно медленнее, чем их потеря, при том, что в масштабах всей планеты и отдельных регионов, темпы потерь почвенного покрова постоянно возрастают, в связи с ростом населения и развитием цивилизации. Быстрее всего эрозия развивается в аридных районах с горным рельефом. Плоскостная эрозия приводит к большим потерям почвенного материала, чем линейная, - суммарно многочисленные мелкие дождевые и талые потоки разрушают и переносят взвешенного материала больше, чем разрушают ручьи, образующие овраги.

С геологической точки зрения эрозия развивается стремительно, но не настолько, чтобы быть заметной на памяти одного человека, поэтому долгое время эрозия почв не считалась чем-либо опасным, пока не были проанализированы исторические материалы, указывающие на то, что в прежние века площадь плодородных земель на заселенных людьми территориях была больше.

Историки считают, что в районах Средиземноморья и Ближнего Востока сохранилось лишь 10-20% земель, покрытых полноценным почвенным покровом по сравнению с аналогичными площадями, существовавшими здесь 2-3 тысячи лет назад. О продолжении этого процесса свидетельствует также современная статистика многих стран мира, отмечающая постоянный вывод из оборота земель сельскохозяйственного назначения и сокращение площадей с сохранившейся дикой природой.

Главными противоэрозионными мероприятиями, позволяющими сберечь почвенный покров, считаются правильная организация поверхностного стока и соблюдение необходимых требований в земледелии – правильное расположение борозд, правильная технология полива и обработки почв, планирование и террасирование территорий, ликвидация оврагов.

Еще одним значительным отрицательным фактором эрозии является ее воздействие на уже возведенные инженерные сооружения. При развитии оврагов и интенсивной эрозии по берегам рек возможны сильные размывы грунтов. Известны многочисленные случаи аварий и разрушений, происходивших в таких условиях. Случаи наступления эрозии на застроенные территории обычно хорошо заметны и при своевременном проведении противоэрозионных мероприятий отрицательного воздействия не оказывают.

Оползни – это медленное смещение вниз по склону крупных масс глинистых пород. Главной причиной оползневого процесса является наличие в природе крутых склонов, сложенных целиком или имеющих в разрезе песчано-глинистые породы. Если вес некоторого объема грунта в составе склона будет превышать силы его сцепления с основной массой породы, то оползневое смещение будет неизбежным. Оползневой блок будет сдвигаться вниз до тех пор, пока не займет более устойчивое положение.

Другие факторы, способствующие оползневому процессу – это искусственная подрезка или размыв основания склона, дополнительное увлажнение, удаление части растительности, сотрясения склона при работе техники, транспорта, при землетрясениях.

Авторы предлагают различные классификации оползней в зависимости от размеров и формы оползневого тела, состава пород, слоистости, называя при этом следующие элементы геологической среды - тело оползня (оползневой блок или оползень-поток) и поверхность скольжения (рис. 2.11).

Рис. 2.11.Оползень блокового типа:

а - оползневое тело;б - поверхность скольжения;в - оползневой цирк (поверхность срыва);г - оползневая ступень;д - вал выпирания;е - "пьяный" лес

Чуть выше тела оползня формируется оползневой цирк, а в земле могут образовываться трещины, называемые заколами. Если оползень произошел сравнительно недавно, в рельефе часто проявляется оползневая ступень, которая постепенно сглаживается, и в итоге может получиться ровный или бугристый склон. В случае, когда в результате смещения нижняя часть оползня слегка поднимается над поверхностью склона, это место называют валом выпирания.

Базисом оползания называется уровень, к которому стремится спуститься оползневой массив (фактически – нижняя точка поверхности скольжения). Для современного процесса – это подножье склона или дно долины реки. Вместе с тем в долинах рек, имеющих переуглубления или просто мощные толщи аллювия, встречаются древние оползни с базисом оползания, расположенным ниже поверхности земли. Такие оползни сформировались в предыдущие геологические времена, когда уровень реки и базис оползания располагались ниже современных.

Длиной оползня называется его размер сверху вниз вдоль по склону, шириной – размер по горизонтали поперек склона, а мощностью – расстояние вглубь от поверхности земли до поверхности скольжения. Размеры оползневых блоков могут варьировать от первых метров в длину и ширину до многих сотен метров. Размер отдельно взятого оползня зависит от высоты и крутизны склона, а также от состава пород в разрезе.

Смещение оползня обычно составляет несколько миллиметров или сантиметров в год, однако известны случаи, когда смещения составляли многие десятки метров. Особым, хотя и редким случаем, является срыв оползня, похожий на обвал, когда тело оползня перемещается на десятки метров за считанные секунды. По-видимому, аналогичным образом происходят подводные оползни - см. раздел "Абразия".

В обычных же условиях срыв оползня на склоне в населенном пункте может привести к разрушению построек и человеческим жертвам. Вместе с тем оползни способны стабилизироваться и не перемещаться в течение многих лет, а потом снова активизироваться при возникновении благоприятных условий. На местности современные оползневые участки нередко узнаются по произрастающему на них «пьяному лесу». Вследствие смещения грунтовых масс стволы деревьев приобретают наклоненную форму, которая через некоторое время изменяется на изогнутую, так как дерево стремится вернуть своему стволу вертикальное направление.

На Европейской части СНГ оползни развиты по долинам крупных рек – Волги, Оки, Москвы-реки, Дона, Днепра и др., а также по морским побережьям и на горных склонах Крыма, Кавказа, Карпат. Оползневые участки имеются в Москве, Нижнем Новгороде, Самаре, Саратове, Волгограде, Киеве, Одессе, на Южном берегу Крыма, Черноморском побережье Кавказа и многих других густо населенных местах.

Оползни доставляют немало неудобств, сложностей и даже аварий при строительстве и эксплуатации сооружений. Здание, построенное на оползневом массиве, будет испытывать недопустимые деформации и неизбежно трескаться (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Схема деформации сооружения, выстроенного на оползне

С учетом высокой стоимости земель в населенных пунктах оползневые участки могут успешно использоваться для различных целей за исключением многоэтажного строительства. Здесь могут быть разбиты парки и скверы, сады и виноградники, построены автомобильные стоянки и некрупные легкие сооружения.

Противооползневые мероприятия.

1. Необходимо выполнить крупномасштабное инженерно-геологическое картирование территории с выделением оползневых и устойчивых участков.

2. Наиболее действенная мера по стабилизации оползня – это отсыпка грунта в его нижней части (рис. 2.13).

3. Организация поверхностного стока – прокладка канав, лотков, ливневой канализации. За счет этого не происходит ни дополнительного увлажнения поверхности скольжения, ни роста массы оползня из-за инфильтрации поверхностной влаги.

4. Сохранение растительного покрова и дополнительная высадка деревьев и кустарников на оползневых склонах.

Рис. 2.13.Схема укрепления оползня за счет отсыпки грунта в нижней части склона

Если оползневой участок обладает особенной ценностью для населенного пункта, то могут выполняться еще два типа дорогостоящих инженерных мероприятий.

5. Устройство дренажа склона.

6. Укрепление массива оползня с помощью буронабивных свай.

Оплывинами называются смещения вниз по склону небольших приповерхностных масс грунта (рис. 2.14).

Рис. 2.14.Оплывина

Внешне оплывины обычно проявляются в виде небольших бугров и трещин, протянувшихся поперек склона. Над свежей оплывиной бывает хорошо видна поверхность отрыва. Оплывины имеют сравнительно небольшие размеры от нескольких метров в длину и ширину до первых десятков метров. Под длиной оплывины подразумевается размер сверху вниз по склону, под шириной – размер по горизонтали. Мощность оплывины обычно не превышает одного метра.

Причины возникновения оплывин такие же, как и оползней – воздействие силы тяжести на породу, слагающую склон, дополнительное увлажнение, уничтожение растительности, нарушение почвенно-дернового покрова, подрезка и сотрясения склона.

Нередко оплывины возникают при весеннем оттаивании грунтов на склонах южной экспозиции. Сильно увлажненный оттаявший грунт сползает по границе с еще мерзлым грунтом, залегающим глубже. У подножья склона при этом накапливаются массы грунта очень характерного облика.

В области распространения многолетней мерзлоты данный процесс даже получил отдельное название –солифлюкция, от словsoil – земля иflow – течь. Отрицательным результатом оплывания грунтов является то, что оно может положить начало эрозионному процессу на склонах.

Трещины в дерново-почвенном слое, возникающие при оплывании, способны быстро разрастаться, превращаясь в промоины и овраги. По этой причине возникновение оплывин считается нежелательным процессом и для его предупреждения рекомендуется проведение мероприятий, сохраняющих и укрепляющих склон, аналогичных мероприятиям, проводимым для борьбы с водной эрозией и оползнями – консервация склона, высадка растений, организация стока, соблюдение требуемых уклонов при закладке насыпей и выемок и т.п.

Осыпи – это процесс падения и постепенного накопления на склонах обломков скальных пород, образующихся при выветривании (рис. 2.15).

Рис. 2.15.Осыпь

Размеры осыпей могут варьировать от первых метров в длину и ширину до многих сотен метров и даже первых километров сверху вниз по склону. Мощность осыпи может изменяться от десятков сантиметров до первых метров. В зависимости от крутизны склона и состава разрушающихся пород осыпи могут быть крупно-, средне- и мелкощебнистыми, содержать или не содержать песчано-глинистый заполнитель.

Движение осыпи может состоять в перекатывании отдельных обломков и в постепенном смещении вниз по склону всего массива. С поверхности осыпь может быть, как свежей, так и задернованной и даже залесенной. Причины подвижки осыпей те же, что и других склоновых процессов - сила тяжести, дополнительное увлажнение, сотрясения и подрезка склона, нарушение растительности.

Довольно распространенным является отрицательное воздействие осыпей на эксплуатируемые дороги. Оно проявляется в виде толкающего воздействия массива осыпи на сооружение и особенно часто в виде высыпания камней на дорожное полотно. В последнем случае с нагорной стороны дороги возводится и при необходимости надстраивается улавливающая стенка, а служба эксплуатации регулярно убирает упавшие на дорогу камни (рис. 2.16).

Рис. 2.16.Осыпь (улавливающая стенка)

Непосредственно на массиве осыпи строительство обычно не производится вследствие ее неустойчивости. В случае необходимости материал осыпи удаляется и основание сооружения располагается на коренных породах.

Возможно использование щебня осыпи как местного строительного материала, но при этом камни могут быть трещиноватыми, выветрелыми, местами покрытыми мхом, содержать глинистый заполнитель. Запасы незначительные.

Обвал - одновременное падение большого количества каменного материала. Главная причина обвалов - мощные сотрясения - естественные и искусственные, такие как землетрясения и взрывы. Прочие причины те же, что и других склоновых процессов.

Обвалы могут случаться с частотой от нескольких лет до многих тысяч лет. Для правильного освоения территорий необходимо выявить обвалоопасные и необвалоопасные участки. Обвалоопасные участки узнаются по распространению на них свежих глыб горных пород, коренное залегание которых находится выше по склону, по наличию утесов и останцов, по историческим данным и опросу местного населения.

Лавина - обвал снега в горах. К весне снег уплотняется, перекристаллизовывается небольшими гранулами и становится тяжелым. Человек, заваленный таким снегом, самостоятельно выбраться из-под него не может и быстро погибает от удушья. Имеются направления, называемые лавиноопасными, на которых лавины случаются почти каждый год.

Капитальные сооружения без специальной защиты здесь не возводятся. Наибольший ущерб лавины наносят автодорогам, участки которых закрываются на лавиноопасный период. Для упорядочения графика движения с помощью взрывов и обстрела производят искусственный сход лавин. Задача геологической службы - составить карты и определить периоды опасности лавин.

Сель - горный грязе-каменный поток большой разрушительной силы. Периодичность - раз в несколько десятков лет. На территории СНГ сели чаще случаются на Кавказе и в горах Средней Азии и редко в горах с более холодным климатом. Твердым материалом для селя служат скопившиеся на склонах продукты выветривания горных пород - песчано-глинистые и щебнисто-глыбовые накопления.

В случае затяжной весны или долгого периода дождей минеральный материал увлажняется до текучего состояния. В какой-то момент за счет ливневых дождей или сотрясения минеральный материал срывается со склонов и устремляется вниз по долине ближайшей реки горной реки, где образуется единый грязе-каменный поток, сильно превышающий уровень самой реки.

Мощный сель имеет большую скорость и разрушающую силу. Он сносит и полностью перекрывает жилые постройки, вырывает с корнем деревья, сдвигает насыпи, приводит к гибели людей. В месте выхода горной реки на равнину селевой поток теряет силу, растекается по большой площади и откладывается в форме, сходной с пролювиальными отложениями.

Из истории известны случаи катастрофических селей, жертвами которых стали тысячи людей. После схода очередного селя количество продуктов выветривания на склонах уменьшается и для их восстановления требуется несколько десятков лет, когда создадутся условия для следующего селя.

Противоселевые мероприятия. В первую очередь необходимо определение площадей питания, транзита и отложения селей. Для этого выполняются геолого-съемочные работы, а также изучаются исторические материалы. Вблизи населенных пунктов в случае необходимости возводятся специальные плотины, дамбы, селеуловители, селепропуски, проводится лесомелиорация склонов.

Крип - этим термином принято называть смещение вниз по склону массы породы (осыпи, оплывины), вызванное периодическим изменением объема. При дневном нагревании солнцем склоновая масса чуть увеличивается в объеме, в том числе удлиняется, но растягивается только вниз. При ночном остывании происходит сжатие, при этом вниз подтягивается верхняя часть геологического тела. Аналогичным образом крип может развиваться при сезонном промерзании-оттаивании или при набухании глинистых грунтов.

Скло́новые проце́ссы

процессы, происходящие на склонах, их формирующие и преобразующие. Все они осуществляются под действием силы тяжести и перемещают частицы грунта или крупные блоки горных пород вниз по склону, частично откладывая этот материал в нижней части склона и у его подножия. В зависимости от агента, производящего перемещение материала, различают: гравитационные процессы – оседание крупных глыб, осыпание, обвалы, оползни; водные (флювиальные) – смыв и аккумуляция поверхностным стоком (эрозия почв) , размыв (образование склоновых промоин и оврагов), подмыв склонов рекой, группа процессов, обусловленных наличием и миграцией в грунте подземных вод (течение и сползание грунтов); мерзлотные (криогенные) – движения грунтов на склонах при их попеременном замерзании и оттаивании (солифлюкция, мерзлотное сползание); эоловые – выдувание сухих глинистых и песчаных частиц, их аккумуляция на склоне; береговые – разрушение береговых склонов волнением моря или озера (абразия), аккумуляция у их подножий пологих пляжей.

• - выдели́тельные проце́ссы, экскреция, выделение из организма конечных продуктов обмена, чужеродных веществ и избытка воды, солей, органических соединений, образовавшихся в организме или поступивших с кормом...

  Ветеринарный энциклопедический словарь

• - процессы, порождаемые живым веществом, связанные с ним...

  Экологический словарь

• - в металлургии - способы переработки рудного сульфидного сырья, при к-рых плавка шихты ведётся за счёт теплоты, выделяющейся в результате окисления сульфидов при продувке воздухом, обогащённым кислородом...

  Большой энциклопедический политехнический словарь

• - процессы образования и изменения земной коры. Изучение результатов Г. п. при изысканиях и постройке жел.-дор. линий совершенно необходимо, т. к., только зная строение района трассы и отдельных участков...

  Технический железнодорожный словарь

• - Совокупность абиотических процессов в ландшафте...

  Словарь бизнес терминов

• - см. Викарные процессы...

  Большой медицинский словарь

• - выработанные в процессе эволюции заместительные приспособительные процессы в органах и тканях, возникающие в ответ на функциональную или структурную недостаточность тех же или других органов и тканей...

  Большой медицинский словарь

• - - процессы миграции хим. элементов сфер Земли. Наиболее изучены Г. п. в литосфере, гидросфере и ниж. слоях атмосферы, меньше данных о Г. п. в верх. мантии Земли, а о поведении хим. элементов в...

  Геологическая энциклопедия

• - совокупность абиотических процессов в ландшафте...

  Экологический словарь

• - Процессы, порождаемые живым веществом, связанные с...

  Словарь бизнес терминов

• - "......

  Официальная терминология

• - процессы, вызванные внешними силами Земли; то же, что Экзогенные процессы...
• - процессы, происхождение которых связано с недрами Земли, то же, что Эндогенные процессы...

  Большая Советская энциклопедия

• - процессы изменения химического состава горных пород и минералов, а также расплавов и растворов, из которых они образовались...

  Большая Советская энциклопедия

• - обработка отпечатанных листов при изготовлении брошюр, журналов, книг. Основные операции: разрезка и фальцовка листов, присоединение дополнительных элементов, комплектование тетрадей в блок и их скрепление...

  Большой энциклопедический словарь

• - циклогенез. атмосферный фронт - переходная зона в тропосфере между воздушными массами с разными физическими свойствами; граница атмосферного вихря. фронт погоды. фронтальный. теплый фронт. холодный фронт. анафронт...

  Идеографический словарь русского языка

"склоновые процессы" в книгах

ПРОЦЕССЫ