Геологическая деятельность поверхностных текучих вод

Текучие воды производят большую геологическую работу, и неважно, текут ли они по склону холма после сильного дождя или мчат свои воды в виде бурных горных рек. Именно текучие воды являются той мощной силой, которая изменяет рельеф, понижая его, вырабатывая овраги и долины. Вместе с тем реки переносят огромное количество песка, глины, органических веществ, которые выносят в моря, озера и океаны, образуя мощные толщи осадков.

Хорошо известен полный круговорот воды в природе: вода испаряется с поверхности водоемов, превращаясь в облака, из которых выпадают осадки в виде дождя и снега, причем часть выпавшей влаги просачивается в землю, а другая ее часть стекает по поверхности Земли и снова попадает в водоемы (рис. 3.3).

Ежегодно с поверхности Земли, включая и океаны, испаряется огромный объем воды — около 517 тыс. км³. При этом с суши испаряется 62 тыс. км³, а выпадает на нее 108 тыс. км³, в то время как с поверхности океанов испаряется 455 тыс. км³, а выпадает на нее 409 тыс. км³. Отсюда следует, что на сушу выпадает осадков больше, чем испаряется. Именно эти как бы лишние 46 тыс. км³ воды и стекают по земной поверхности, а также и под ней в виде подземных вод, снова попадая в моря и океаны.

Текучие воды производят двоякую работу. С одной стороны, они размывают породы. Этот процесс называют эрозией (от лат. erosio — разъедание). С другой стороны, они намывают, накапливают обломочный материал, переносимый водой. Этот процесс называют аккумуляцией (от лат. akkumulatio — накопление).

Плоскостной сток. Когда идет дождь, то по любому склону холма, горы, оврага текут тоненькие струйки воды. Они увлекают с собой мелкие частицы почвы, маленькие обломки пород и переносят их вниз, к осно;

Рис. 3.3. Схема гидрологического цикла (содержание воды в океанах, ледниках, озерах и подземных водах дано в процентах) ванию склона. Так накапливаются делювиальные отложения (от лат. deluo — смываю), образующие шлейф в нижней части склона холма, где наблюдается их максимальная мощность. Делювий очень широко распространен повсюду, но особенно он развит в районах умеренного и субтропических поясов.

Геологическая деятельность временных водных потоков. Дожди выпадают периодически. Иногда бывают сильные ливни, и тогда бурные потоки воды устремляются по оврагам.

Рост оврага происходит постепенно, но неотвратимо. Если на его склоне образуется хотя бы небольшая рытвина, то в дальнейшем она будет расти как бы вспять, размывая склон. Такой размыв называют эрозией. Эрозия временных водотоков углубляет дно (тальвег) оврага, происходит глубинная эрозия. Новые водотоки размывают его вершинную часть, и овраг растет в сторону водораздела склона. Такую эрозию называют пятящейся или регрессивной. Постепенно овраг увеличивается и растет как вниз по склону, так и вверх. Дно его со временем становится более пологим, а устье стремится приблизиться к уровню либо более глубокого оврага, либо речки, озера (рис. 3.4). Этот уровень называют базисом эрозии. Достигнув его, овраг вырабатывает свой профиль равновесия в виде вогнутой кривой, имеющей более крутой уклон в верховьях и пологий у базиса эрозии.

Рис. 3.4. Рост оврага в результате регрессивной (пятящейся) эрозии. 1 —4 — стадии роста оврага, начиная с самой ранней Овраги растут очень быстро, до 2—3 м в год, особенно там, где на поверхности залегают рыхлые горные породы. По мере роста одиночного оврага его форма усложняется, на склонах возникают боковые овражки, которые тоже начинают разрастаться. При этом для них базисом эрозии будет днище главного оврага.

Овражная сеть может занимать огромные площади, полностью выводя из сельскохозяйственного оборота тысячи гектаров пашни. Например, на Среднерусской возвышенности развита очень интенсивная овражная сеть, так как рыхлые породы легко размываются. Здесь резко сокращаются площади полей. Они расчленяются на все более мелкие.

В некоторых районах, сложенных легко размываемыми лёссами, овраги могут расчленять рельеф таким образом, что между ними остаются только острые водоразделы. Такие районы называют бэдлендами (от англ, badland — дурные земли).

С ростом оврагов ведут непрерывную борьбу. Чтобы препятствовать развитию оврагов, их перегораживают стенками из плетня, бетона, столбов, металлических решеток. Необходимо любыми способами уменьшить эрозионную силу текущей воды, задержать ее на разных уровнях. Дело это дорогое и хлопотное, но необходимое, иначе пашни будут уменьшаться и могут совсем исчезнуть.

Селевые потоки. Во время сильных грозовых ливней в горах выпадает так много осадков, что вода, скатываясь по склонам, ущельям, рытвинам, образует в долинах рек мощные потоки. Уровень воды в реках поднимается на несколько метров, а сила потока в них такова, что он легко перемещает валуны диаметром в несколько метров. Этот внезапно возникший грязекаменный поток называют селем, что в переводе с арабского означает «бурный поток». Сели возникают и в случаях прорыва высокогорных приледниковых озер и бурного таяния снегов.

Сели бывают разные. В одних случаях это просто вода, перекатывающая огромные камни, в других — жидкая грязь такой плотности, что в ней камни плывут.

Внезапность возникновения селей и их колоссальная разрушительная сила приносят много бед.

Так, сели постоянно возникают на Кавказе, в долинах рек Баксан, Чегем, Арагви. На Баксане они разрушают шоссе, ведущие к Эльбрусу, угрожают городу Тырныауз, сносят мосты. Возникают сели, как правило, летом, во время сильных ливней. Летом 2000 г. катастрофические сели обрушились на Тырныауз, разрушив в нем многоэтажные здания, мосты, шоссе. Погибли люди. Жизнь в городе была парализована.

Рис. 3.5. Конус выноса в предгорьях. Пролювиальные отложения, слагающие конус выноса, — результат деятельности временных водных потоков.

Часты сели в Средней Азии. В районе города АлмаАты в Казахстане периодически летом сходили мощные сели по реке Алмаатинке из-за того, что при таянии ледников высоко в горах Заилийского Алатау переполнялись озера в моренах. Прорыв такого озера и создавал селевой поток, который производил в городе большие разрушения. Особенно разрушительным был сель в ночь с 8 на 9 июля 1921 г., когда более 80 (!) раз сходили сели высотой до 6 м, переносящие валуны весом более 25 т. Позднее долину реки перегородили высокой плотиной, образованной направленными взрывами. Для этого на двух склонах долины выкопали длинные штольни, в них заложили много сотен тонн взрывчатки, и выброшенные при взрыве горные породы в мгновение ока перегородили долину. Насыпная плотина, или дамба, много раз спасала город, так как сели не выходили за пределы ловушки. Когда она почти заполнилась, плотину еще нарастили в высоту.

В горных районах Таджикистана каждое лето сходят сели, разрушающие кишлаки и дороги. Даже в Крыму после летних ливней ручейки становятся бурлящими потоками, а уровень воды в них внезапно повышается на не;

Рис. 3.6. Поперечный профиль пролювиального конуса выноса сколько метров. В 1933 г. мощный сель очень сильно разрушил город Лос-Анджелес в США. В 1963 г. произошла катастрофа в Казахстане, на озере Иссык, в которое сошел сель. Было много жертв.

Выходя из горных долин на равнину, селевые потоки теряют свою мощь и растекаются веером, оставляя крупные валуны и камни (рис. 3.5). Эти грубые, несортированные отложения временных водных потоков называют пролювием (от лат. proluo — выношу течением). Пролювиальные конусы выноса — характерные отложения всех горных долин (рис. 3.6).

Бороться с селем очень трудно, но главное, что надо сделать, — это погасить его живую силу, воздвигнув на его пути перемычки, стенки, дамбы (рис. 3.7). И что особенно важно, нужно предвидеть селевую опасность и вовремя оповещать о ней население. Для этого создают специальные посты наблюдений.

Рис. 3.7. Борьба с селевыми потоками путем строительства дамб поперек долины, по которой они двигаются.

Вопросы

• 1. Как осуществляется круговорот воды в природе?
• 2. Что такое эрозия и аккумуляция?
• 3. Как происходит плоскостной смыв? Что такое делювий?
• 4. Каким образом зарождается овраг? Как он развивается?
• 5. Что такое пятящаяся, или регрессивная, эрозия?
• 6. Какие меры предпринимают для предотвращения роста ов рагов?
• 7. Что такое селевой поток? Как он зарождается?
• 8. Как образуется пролювий?
• 9. Каким образом борются с селевыми потоками?
• — ВЫВОДЫ —

Плоскостной смыв приводит к накоплению делювиальных отложений, а сильные ливни и бурное таяние снегов — к образованию грязекаменных потоков (селей). Рост оврагов наносит большой ущерб полям.

КАК РАСТУТ ОВРАГИ

Пологие склоны только что распахали. Ровные, слегка наклоненные поля радуют глаз. Но вот прошел сильный ливень. Ручейки, которые текли-то всего чуть больше часа, прочертили небольшие канавки, глубиной в несколько сантиметров, устремившиеся к небольшой речушке. Следующий ливень эти канавки углубил. И так происходит постоянно, когда идут дожди или тает снег. Постепенно эти канавки становятся рытвинами, превращаются в небольшие овражки, а потом и в овраги. В начальной стадии своего развития овраги растут очень быстро, от нескольких сантиметров до сотен метров в год. Их верховья «ползут» вверх по склону, овраг как бы пятится. Такой процесс называют регрессивной (пятящейся) эрозией. Если не бороться с ростом оврагов, не ставить преграды поперек их русел, то через какое-то время вся бывшая пашня уже будет изрезана ими и поле станет непригодным для сельскохозяйственных работ.

НОЧНАЯ КАТАСТРОФА (из воспоминаний геолога)

Лето 1959 г. в Южной Осетии, на южном склоне Большого Кавказа, выдалось жарким, с сильными и частыми грозами. Наш лагерь — две палатки и машина — находился близ бб устья небольшой речки, впадавшей в реку В. Лиахва неподалеку от села Нижние Роки, возле деревянного моста, переброшенного через маленькую речушку, почти ручеек.

Однажды ночью в горах разразилась страшная гроза, ливень падал стеной. Где-то в четыре часа утра в верховьях речки послышался нарастающий шум, и через несколько минут вода уже шла по днищу палатки, а она стояла на два метра выше ручья. Когда мы выскочили из палатки, трудно было определить, что происходит. Мы бросились к машине, когда вода была уже в кабине. Шофер успел завести мотор и рывком выбросил машину вверх на дорогу. В этот момент мимо нас со страшным грохотом пронесся вал воды с глыбами камней. Деревянный мост всплыл и исчез в темноте с потоком. Классический сель высотой около 5—6 м накрыл наш лагерь в мгновение ока. Вместо безобидного ручейка бушевал поток воды. Еще более мощный сель пошел по долине Б. Лиахвы. Вплоть до села Джава, а это в 40 км, были снесены все мосты, во многих местах подмыта и обрушена дорога. И остались мы, несколько человек, в машине посреди дороги на крутом склоне, без палаток, без еды и, самое главное, без документов, так как сумки унес сель. Но через пару дней, когда вода сошла, мы пошли по завалу из камней, стволов и грязи и увидели ремешок, потянув за который вытащили полевую сумку с документами. Хотя они были все мокрые и слиплись, радость была большая.

После этой катастрофы дорогу и мосты восстанавливали месяца три, и только в октябре наша машина смогла выбраться из долины Б. Лиахвы.

Появление селей предвидеть можно, и наша ошибка была в том, что мы разбили лагерь слишком низко, на первой речной террасе, не подумав о том, что сель может ее накрыть. Вот так наша экспедиция училась на своих ошибках.