ЭРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

текучих вод временных или постоянных поверхностных водотоков Рассматривать эрозионные процессы

только как разрушительную деятельность текучих вод было бы неверно, так как параллельно с разрушением горных пород водными потоками осуществляется их аккумулятивная деятельность Эрозия является основным экзогенным рельефообразующим процессом, во многом регулирующим и определяющим развитие рельефа на огромных площадях суши

материала по поверхности склона) временных струйчатых водотоков - ОВРАЖНАЯ ЭРОЗИЯ процесс

размыва горных пород текучими водами временных водотоков, сопровождающийся образованием малых эрозионных форм рельефа – борозд, промоин, оврагов - речная эрозия разрушение берегов и дна русла постоянных водных потоков

во время дождей формируются струйки воды ламинарного режима движения, которые

прокладывают первые бороздки в почвенном слое – почвенная эрозия. Сплошной плоскостной смыв проявляется уже при углах наклона склонов в 5-10. При углах склонов более 8-10 начинает проявляться другой тип эрозии в песчано-глинистых породах – оврагообразование. В реках, ручьях происходит непрерывное взаимодействие между горными породами и текучей водой в виде речной (русловой) донной и боковой эрозии.

взаимодействия геологической среды с поверхностными водотоками Интенсивность воздействия водотока определяется энергией

(силой) движущейся воды, величина которой зависит от климатических и гидрологических условий Подверженность территории эрозионным процессам определяется, в первую очередь, геологическими и геоморфологическими условиями, а также тектоническими условиями, плотностью растительного покрова

строение
Неотектоническая обстановка
Растительный покров
Техногенное
изменение
орогидрогра-
фических
условий,
степени
расчлененности
рельефа
Техногенное
изменение
степени
залесенности
и задернованности,
изменение
свойств
горных

пород

выполняющей эрозионную работу, зависит от количества выпадающих осадков, их вида,

интенсивности и распределения в течение года Эрозия может быть связана с ливневыми и дождевыми осадками и талыми водами. Наибольшую опасность представляют ливни, т.е. сравнительно кратковременные дожди с интенсивностью более 0,5-1 мм/мин. Ливни в пределах водосборных бассейнов быстро формируют бурные потоки с большой размывающей силой, вызывая интенсивный плоскостной смыв и рост оврагов со скоростью 40-45, иногда до 60-70 м/год. Благоприятны для развития эрозии также длительные дожди умеренной интенсивности. Они быстро насыщают приповерхностные горизонты рыхлых отложений на водосборной площади, и в дальнейшем инфильтрация происходит медленно. В результате масса выпадающих осадков формирует поверхностные потоки, которые вызывают заметный размыв и рост оврагов. Развитие овражно-балочных явлений связано также с талыми водами, особенно в районах, где снежный покров значительный и ложится на промерзшую почву. В этих районах при быстром снеготаянии возникают интенсивный поверхностный сток и, соответственно, развитие эрозии. Интенсивность речной эрозии возрастает в периоды половодий и паводков, т.к. при этом возрастают и водная масса, и скорость ее перемещения.

почв, их механического и минерального состава, засоленности, карбонатности, сил межагрегатного

сцепления и ряда других параметров. Почвы легкого механического состава (песчаные и супесчаные) характеризуются непрочной структурой и слабой связностью и легко смываются водой. Однако, значительная часть осадков, выпадающих на такие почвы, инфильтруется в их толщу и не участвует в размыве. Почвы более тяжелого состава, благодаря присущей им связности, лучше сопротивляются эрозии, но значительная часть энергии стекающих по склонам микропотоков, возникающих при выпадении дождей и таянии снега, расходуется на размыв, так как инфильтрация здесь мала. В результате именно такие почвы, при прочих равных условиях, чаще и сильнее подвергаются эрозии, чем песчаные

легко размокаемыми и размываемыми горными породами. Если на склонах и

водоразделах нет с поверхности легко размокаемых и размываемых горных пород, образование оврагов невозможно. На разных горных породах может развиваться делювиальный процесс – плоскостной смыв, могут возникнуть промоины (первая стадия оврагов), но полное развитие овражно-балочные явления получают только в определенных геологических условиях, когда с поверхности распространены горные породы определенного состава (обычно глинистые), определенного состояния (малой плотности) и определенных свойств (легко размокаемые и размываемые)

(ДНС) 1. Комплекс рыхлых немерзлых, преимущественно четвертичных отложений с ДНС от

0,3 до 2,0 м/с: - пески 0,3-0,6 м/с; - лессовидные суглинки 0,6-0,8 м/с; - безвалунные суглинки 0,6-1,0 м/с; - суглинки валунные 1,3-1,5 м/с; - плотные глины 1,0-1,6 м/с; - щебнистые грунты и галечники 1,5-2,0 м/с.

цементированных мерзлых пород с ДНС от 2,0 до 6,0 м/с: -

осадочные породы типа мергелей 2,1-3,1м/с; - известняки 2,5-4,5 м/с; - песчаники 3,7-5,5 м/с; - мерзлые сцементированные породы 5,0-6,0 м/с. 3. Комплекс скальных кристаллических пород с ДНС > 16 м/с.

строения. В районах широкого развития карста, большой тектонической раздробленности и

трещиноватости горных пород, распространения рыхлых, хорошо водопроницаемых пород в пределах водосборной площади рек поверхностный сток затруднен и расходы рек имеют минимальные значения, так как большие массы воды расходуются на инфильтрацию и инфлюацию. Состав и состояние горных пород, слагающих русло и берега реки. На участках, сложенных легко размокаемыми и размываемыми горными породами, эрозионные процессы проявляются резко и развиваются интенсивно. Современные тектонические движения. При подъеме или опускании территории на определенном участке реки изменяется уклон ее русла и, соответственно, меняется скорость течения воды.

и чем выше они расположены относительно местных базисов эрозии, чем

выше и круче склоны, т.е. сильнее расчленен рельеф, тем интенсивнее должен развиваться эрозионный процесс Почвенная эрозия более интенсивно развивается на возвышенностях и менее интенсивно – в низменных областях Влияние крутизны склонов на развитие эрозионных процессов: - до 2° смыв рыхлого материала идет слабо, промоины редки; - от 2 до 4-5° смыв и размыв становятся достаточно заметными; - от 4-5 до 7-8° плоскостная и линейная эрозия проявляются интенсивно и повсеместно; - более 8° промоин много и они быстро превращаются в овраги Чем больше уклоны поверхности рельефа, тем более благоприятны условия для формирования поверхностного стока и соответственно для формирования больших расходов рек, скоростей потоков и развития эрозионных процессов. Равнинный рельеф обычно сдерживает поверхностный сток, благоприятствует расходованию влаги на испарение, инфильтрацию, развитие растительного покрова и т.д. и тем самым не способствует развитию эрозии.

препятствует ее развитию. Древесная растительность оказывает большое влияние на регуляцию поверхностного

стока, препятствует формированию бурных потоков и, соответственно, развитию эрозии. Растительный покров закрепляет рыхлые образования на склонах и водоразделах и этим также препятствует их размыву и смыву. Задернованная поверхность практически полностью защищена от плоскостного смыва

защитного растительного покрова в процессе сельскохозяйственного освоения земель, - формирование

искусственного рельефа местности при строительстве дорог, каналов, горнодобывающей деятельности и пр., - интенсивному размыву горных пород способствует их разрыхление при выполнении разнообразных работ при прокладке дорог и других линейных сооружений

на техногенных откосных сооружениях

эрозионных процессов

берега верхнего бьефа из объекта эрозионных изменений в объект абразионного

процесса, а в нижнем бьефе происходит только глубинная русловая эрозия - гидромелиоративные системы часто осушают болота и горизонты подземных вод, что в конечном итоге уменьшает водную массу, поступающую в реку - при строительстве мостовых переходов через реки, создаются защитные сооружения, которые выводят отдельные участки из-под воздействия речного потока. Аналогичная ситуация, но в бóльших масштабах, складывается в населенных пунктах, в пределах которых организуются набережные, пристани, подпорные стенки и другие защитные сооружения

для инфильтрации площадей; - увеличение количества и скорости поступления поверхностного стока

с площадей нарушенного растительного покрова; - дополнительное питание реки промышленными и хозяйственными стоками, а также стоками с ирригационных и мелиоративных земельных площадей и шахтными водами при осушении разрабатываемых месторождений полезных ископаемых; - перетекание вод из соседних долин, где созданы искусственные водохранилища и построены запруды; Увеличение скорости речного потока - увеличением крутизны речного русла при разработке запасов строительных материалов гидроспособом

последующим выносом разрушенного материала в виде твердой минеральной фазы и

растворенных соединений; 2) транспортировка и аккумуляция разрушенных горных пород в виде аллювиальных, делювиальных и пролювиальных отложений; 3) формирование естественных форм рельефа территории (русел, долин, оврагов, балок);

возникновению и развитию на них гравитационных процессов в результате эрозионной

подрезки

полезные площади Овраги, вскрывая и дренируя водоносные горизонты и истощая

ресурсы подземных вод, наносят огромный вред сохранению источников водоснабжения Овраги нарушают влажностной режим зоны аэрации, иссушают почвы и тем самым снижают их плодородие Овраги, создавая расчлененный рельеф и увеличивая уклоны его поверхности, вызывают энергичное развитие делювиального процесса, проявляющегося в интенсивном смыве почвенного покрова с сельскохозяйственных угодий. Поверхностный смыв разрушает плодородный горизонт почв, ухудшает физические и водные свойства почв, разрушает их агрегатное строение. Следствие – резкое снижение урожайности, удорожание обработки почв.

собой относительно глубокий, вытянутый в длину, извилистый или ветвящийся размыв

(врез), образующий своеобразную долину временных потоков в паводок или небольших ручейков, пересыхающих в засушливое время года Длина оврагов – от первых десятков метров до многих десятков километров Глубина – от первых метров до 20-25 и даже 30 м Каждый овраг имеет днище с выраженным или невыраженным руслом временного потока и склоны, напоминающие искусственные откосы и обычно примыкающие к нему отвершки I, II, III и других порядков. По периферии к вершине оврага и его отвершков нередко в рельефе наблюдаются понижения – ложбины стока

и более крутой к вершине. Поперечное сечение зависит от стадии

формирования. В начальной стадии их формирования и в вершинах действующих оврагов и их отвершков сечение имеет V-образную форму (треугольную); днище как таковое отсутствует, а по узкому извилистому тальвегу стекает вода. По мере выработки продольного профиля равновесия происходит расширение оврага, формируется днище и его сечение приобретает U-образную (трапецеидальную) форму или близкую к ней. Ширина днища может достигать нескольких десятков метров, обычно оно вогнутое.

вершиной 3) выработки профиля равновесия 4) затухания

Поперечный профиль промоины имеет V-образную форму. В ней обычно концентрируются

потоки талых и дождевых (ливневых) вод. Продольный профиль промоины повторяет профиль склона, на котором она образовалась, а устье ее часто располагается высоко над основанием склона (висячее).

вершиной. Рост оврага идет вверх, и промоины испытывают дальнейшее углубление.

Устье оврага находится над местным базисом эрозии. Глубина оврага на этой стадии становится значительнее и достигает 25-30 м, склоны – крутыми, треугольная форма его начинает переходить в трапецеидальную. Здесь же возникают ответвления от основного оврага, называемые отвершками. Продольный профиль днища постепенно отклоняется от профиля склона, но еще сильно отличается от профиля равновесия.

профиля равновесия – устье оврага достигает местного базиса эрозии. Продольный

профиль оврага на этой стадии представляет собой плавную вогнутую кривую. Происходят дальнейшие углубление и расширение оврага, но рост заметно замедляется. Склоны оврага имеют обрывистый характер. На них часто формируются осыпи. Овраг постепенно зарастает растительностью

рост прекращается, наблюдается затухание процесса оврагообразования. Продольный профиль и склоны

достигают некоторого равновесия, выполаживаются, задерновываются, зарастают кустарником. В конечной стадии оврагообразования создается балка

В течение незначительного периода времени происходит резкое увеличение основных параметров

оврага (длины, ширины, объема и глубины), а после достижения максимума следует длительный спад темпов оврагообразования - быстрее всего овраг вырабатывает свою длину. Когда объем оврага достигает 40 % своей предельной величины, его удлинение практически прекращается. В этот период овраг расширяется, происходит формирование отвершков - минимальные уклоны профиля равновесия формируются при больших водосборных площадях, на легко размываемых породах в условиях избыточного увлажнения. На склонах незначительной длины образуются овраги с профилями равновесия значительной крутизны. Крутые профили равновесия характерны также для оврагов, врезанных в породы с высокими прочностными характеристиками

ширина по верху и по низу в разных сечениях, глубина

оврага в этих сечениях, боковые ответвления. Отмечаются места размыва, разрыва дернины на склоне, уступы в русле оврага, мощность и характер овражного пролювия. Классификация оврагов по величине (по А.С. Козьменко): Промоины – до 10 м3; Овраги: мелкие – 10-100 м3; средние – 100-1000 м3; большие – 1000-10 000 м3; очень большие – более 10 000 м3.

приращения общего объема растущих оврагов за определенный период времени к

площади их водосборов 2) Коэффициент овражно-балочного расчленения – отношение суммарной длины оврагов, балок и мелких речных долин к общей площади исследуемой территории Показатель густоты овражной сети: Г = L / S, где L – суммарная длина овражных эрозионных форм; S – исследуемая площадь 3) Показатель плотности оврагообразования: П = N / S, где N – количество овражных эрозионных форм

переноса рыхлого материала и его отложения (аккумуляции). Соотношение всех этих

явлений на разных участках речной долины, так же как и во времени, неодинаково на разных стадиях ее формирования. В конечном счете, они формируют продольный и поперечный профили речной долины. При формировании речных долин ведущее значение имеет донная и боковая эрозия. Формирование нормального профиля реки достигается размывом ее русла в одних местах и накоплением рыхлого материала в других

участках: - сложенных слабыми горными породами, более легко размываемыми по сравнению с

участками долины, сложенными породами более стойкими, - испытывающих погружение в связи с новейшими тектоническими движениями, - интенсивного накопления рыхлого материала вследствие резкого изменения скорости течения реки при ее подпоре образовавшимся обвалом, оползнем или селевыми выносами притоков, расположенными ниже по течению, - понижений и котловин, располагающихся на закарстованных участках. Увеличение крутизны продольного профиля рек обычно происходит на участках: - сложенных прочными коренными породами, трудноразмываемыми, - испытывающих поднятия в связи с новейшими тектоническими движениями, - образовавшихся завалов русла реки обвалами, оползнями, селевыми выносами и др.

профиля более широкие, боковая эрозия здесь преобладает над донной. Именно

здесь река образует излучины, меандры, подмывает и разрушает берега. Склоны долины на таких участках более пологие, террасированные, одностороннего или двустороннего развития, мощность рыхлых отложений повышенная или большая. Долины рек здесь часто сложены мощными толщами рыхлых отложений (долины в рыхлых отложениях). Долины рек на участках увеличения уклона обычно более узкие, часто каньонообразные. Здесь преобладает донная эрозия, мощность рыхлых отложений мала, река часто непосредственно размывает коренные породы (долины в коренных породах). На таких участках встречаются водопады, пороги, перекаты, в руслах рек преобладает грубый, а на горных реках крупнообломочный валунно-глыбовый материал. Склоны речных долин здесь высокие, крутые, террасы отсутствуют или развиты слабо.

– прирусловые отмели,
I-IV – поперечные профили русла,
АБ –

шаг меандрирования,
ВГ – амплитуда меандров

Более интенсивному размыву подвергаются вогнутые берега меандр. На противоположных берегах происходит накопление рыхлого материала и образование отмели.

и подготавливают геологическую среду к новым, не менее сложным, процессам

и явлениям (оползням, обвалам и др.)

развития боковой эрозии

отношению среднего размера частиц (dср) в мм, слагающих берега и

русло реки, к величине уклона реки (I) в м/км (В.М. Лохтин): Куст = dср / I - Коэффициент стабильности (Н.И. Маккавеев): Кс = dср / b×I где b – ширина русла, м

степени устойчивости русел

создание искусственного растительного покрова - ограничение площади искусственных обнажений - регулирование поверхностного

стока - соблюдение норм землепользования

на откосах

хаотичной трехмерной структуры из полимерных волокон, беспорядочно переплетенных в виде

мочалки

биологически разлагающаяся основа, между слоями которой уложена рекультивационная смесь, включающая

семена многолетних растений, питательные вещества (минеральные и органические удобрения, стимуляторы роста растений, почвообразующие бактерии) и влагоудерживающие компоненты (в виде синтетических полимеров)

1, 3 - биоразлагаемая основа 2 - смесь многолетних семян, питательных веществ

и гидротехнические; - рекультивационные: засыпка эрозионных форм с последующей планировкой территории;

мощение их камнем; укрепление бетонными плитами или асфальтом

по склонам многолетних трав, прекращение вырубки кустарников и лесов, планировка

местности и упорядочение поверхностного стока путем устройства водоотводящих сооружений На второй стадии – работы по укреплению русла оврагов: мощение дна, устройство по дну лотков, обвалование в устье оврагов

направлены на предотвращение бокового размыва, лесомелиоративные мероприятия На последней стадии

оврагообразования естественному процессу укрепления берегов может способствовать посев многолетних трав и кустарников

эрозионной деятельности рек, а в связи с необходимостью обеспечения безопасности

жизнедеятельности в речных долинах и придолинных полосах Наиболее распространенный метод защиты берегов от размыва – создание различных берегоукрепительных сооружений Для регуляции руслового потока с целью изменения направления его течения устраивают разнообразные струенаправляющие сооружения