Эрозия абразия

Защити свою планету!

Меню сайта

Геологические факторы развития биосферы

Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Геологические факторы развития биосферы

Водная эрозия берегов рек и абразия озерных и морских побережий представляет собой процесс разрушения горных пород под воздействием текущей воды и волнений. Непременным условием развития водной эрозии и абразии является вынос разрушающегося материала течением и его последующее переотложение в форме речных островов или накопления осадков на озерном или морском дне. Особенно активна водная эрозия и абразия на берегах рек и морских побережьях, сложенных льдистыми породами. Когда вода играет не только транспортирующую, но еще и отепляющую роль.

Суффозия – процесс выноса из почвогрунтов наиболее тонких фракций с последующим образованием понижений на поверхности почвы, нередко блюдцеобразной формы. В случае. Если процессы суффозии охватывают значительную по мощности толщу покровных отложений, возможно ухудшение их несущей способности и затруднения со строительством и эксплуатацией зданий и сооружений, в том числе – разного рода трубопроводов

Карст – процесс химического растворения (выщелачивания) ставнительно легко растворимых карбонатных или сульфатных пород (известняков, доломитов, гипсов, песчаников, сцементированных карбонатным или сульфатным цементом) с образованием на поверхности разного рода понижений, а в недрах земли – пустот, являющихся путями движения подземных вод. Карст приводит к разрушению и иссушению поверхности, нарушению почвенного покрова, ухудшению условий сельскохозяйственного производства, а порой – строительства и эксплуатации зданий и сооружений. В терригенно-карбонатных породах, например лессех, карст может развиваться совместно с суффозией.

Термокарст – процесс вытаивания подземных льдов в результате изменения водно-теплового баланса поверхности с образованием соответствующих термокарстовых понижений. На этом фоне возможны разрывы и полное уничтожение почвенно-растительного слоя с образованием термокарстовых озер либо байджарахов – всхолмлений, остающихся на месте наименее льдистых грунтов. Процессы термокарста существенно осложняют строительство и эксплуатацию зданий и сооружений в криолитозоне.

К аккумулятивным процессам относятся перенос и накопление рыхлого терригенного материала, а в криолитозоне также и подземных льдов. В соответствии с энергетическими факторами, аккумуляция может быть морской, речной, озерной, ледниковой, водноледниковой, ветровой, гравитационной, и криогенной.

Морская аккумуляция проявляется в переработке морским волнением, течением и организмами терригенного, органогенного и хемогенного (компоненты природных растворов, попадающие в морскую акваторию) материала, поступающего с суши с речным стоком или с побережий в результате береговых денудационных процессов, с последующим его отложением в шельфовой зоне моря, простирающейся обычно до глубин в 200 м и на больших глубинах. На низких побережьях морская аккумуляция захватывает также зону приливов, отливов и сгонно-нагонных явлений. Частично морские осадки связаны с накоплением органики морских организмов (например, органогенные известняки), а на значительных глубинах – также космического вещества.

Речная аккумуляция состоит в переработке речным потоком материала, сносимого с водосбора притоками более низких порядков, а также материала, сносимого со склонов долин процессами водной эрозии и гравитации. Она проявляется в образовании аллювиальных отложений, формировании и переформировании речного ложа образовании перекатов, отмелей, островов, речных дельт.

Эрозия почв

Под этим общим названием – эрозия (лат.еrosio– разъединение), рассмотрим неблагоприятные и опасные процессы воздействия водных потоков, волн и ветров на рельеф: плоскую и линейную (овражную) эрозию, дефляцию (ветровую) эрозию, переформирование русел рек. Сели, абразия берегов морей и водохранилищ, рассмотренные выше, также относятся к эрозии почв. На земной поверхности нет таких мест, где бы ни выпадали атмосферные осадки. Текущая вода производит работу повсеместно в пределах суши, а формы рельефа, ею созданные, универсальны. Выпахивающая деятельность текущей водыназывается эрозией. Эрозия бывает нескольких типов и видов (табл. 2.48), каждый из которых характеризуется физическими процессами, происходящими, в основном, в почве.

Эрозия почв(плоская эрозия) – процесс разрушения верхних, наиболее плодородных слоев почвы и подстилающих пород талыми и дождевыми водами (водная эрозия почв) или ветром (ветровая эрозия почв, дефляция, выдувание). В ряде мест от эрозии почв утрачивается больше плодородных земель, чем вновь осваивается. Естественная эрозия почв – очень медленный процесс. Например, снос поверхностными водами 20 см почвы под пологом леса происходит за 174 тыс. лет, под лугом за 29 тыс. лет. При правильных севооборотах поля теряют 20 см почвы за 100 лет, а при монокультуре кукурузы – всего за 15 лет. В последних двух случаях скорость разрушения почвенного покрова намного превышает скорость почвообразования.

Эрозия почв привела к полной или частичной, но хозяйственно значимой потере плодородия более половины всей пашни мира (1,6–2 млн км 2, при современном использовании 1,2–1,6 млн км 2 ). Ежегодно из-за эрозии выбывает из сельскохозяйственного использования от 50 до 70 тыс. км 2 земель (более 3 % эксплуатируемой пашни в год). В разной степени эродировано 73 % земель России. Потери России от эрозии оцениваются в 10,7 млрд рублей в год.

Плоская эрозия(эрозия почв) распространена повсеместно, где бывают сколь-нибудь интенсивные осадки. Скорость плоской эрозии измеряется толщиной слоя, сносимого в среднем за год, или массой материала, сносимого с единицы площади. Естественная скорость плоской эрозии на междуречьях равнин умеренного климатического пояса измеряется сотыми долями миллиметра в год; скорость эрозии до 0,5 мм/год отвечает скорости накопления гумуса в почве; более высокие величины означают срезание почвы.

Интенсивность эрозии есть функция от количества и интенсивности осадков, распределения и скорости снеготаяния, а также от механических свойств почвы, угла наклона микрорельефа поверхности склона. Значительная эрозия оголенных поверхностей почвы начинается при осадках более 10 мм/сут и 2 мм/мин на склонах с наклоном более 3°. Особенно усиливается эрозия (до 4 –10 мм/год) при осадках более 30 мм/сут, при ливнях с диаметром капель более 1,5 мм, на склонах круче 10–12°. По мере смыва относительно водопроницаемого и прочного гумусового горизонта почвы сток при дождях возрастает до шестикратного, скорость эрозии возрастает в 10 раз.

Антропогенная эрозияпочв сопровождает земледелие в течение всей его истории, но особенно возросла в ХIХ–ХХ вв., с применением механической тяги и стандартной агротехники на огромных полях с различными местными значениями потенциальной эрозии. Темп эрозии оголенного грунта местами возрастает в сотни раз в сравнении с эрозией в лесах. За время сельскохозяйственного производства средняя величина эрозии поднялась приблизительно втрое. В бывшем СССР из 225 млн га пашни заметно эродированы 152 млн га, в том числе сильно эродированы 64 млн га. Ежегодно полностью эродируются почвы в среднем на 2 млн. га, смывается около 2 млрд т почвы. Эрозия сильна также на 175 млн га сенокосов и пастбищ, что ведет к опустыниванию 40–50 тыс. га земель в год.

Ветровая эрозия(выдувание) почв легкого состава возможна при скорости ветра уже 4–6 м/с, если почва сухая (что достигается при относительной влажности воздуха около 50 % и менее) и не слишком защищена растительностью. Скорость дефляции пропорциональна третьей степени скорости ветра: при ветре более 6 м/с дефляция может достичь характера пыльной бури. Например, в Туркмении 40 % пыльных бурь происходит при скорости ветра 7–10 м/с, остальные – 15–20 м/с и более. Наиболее характерна дефляция для территорий с сухим климатом (годовая сумма осадков около 200 мм и менее): для Сахары, стран Ближнего Востока, Афганистана, Индии, Центральной Азии, Китая, Мексики и др.

В Средней Азии ежегодно отмечаются сотни пыльных бурь, обусловленных в основном циклонами, приходящими с юга («афганец»). В некоторых районах повторяемость бурь превышает 50 за год. Особо сильные бури отмечаются раз в 30–40 лет; слой дефляции при них – до 20–25 см. На юге Восточноевропейской равнины среднегодовое число дней с пыльными бурями 8–23, в отдельные годы (1960, 1969 и др.) – до 70. От 10 до 50 % пыльных бурь длятся более чем по 6 часов и при скорости ветра более 16 м/с относятся к категории сильных и разрушительных. Существенную дефляцию здесь могут производить и смерчи. Например, на Украине ширина полосы, где смерчем выдувается несколько сантиметров почвы, достигает 500–700 м, длина – 15 км, площадь – 1000 га; в ветровой тени рядом с такой полосой толщина наноса почвы – до 10 –15см.

Овражная (линейная) эрозия сменяет плоскую на склонах с наклоном более 15°. В природных условиях современное оврагообразование – редкое явление, поскольку подходящие для этого склоны давно эродированы. Оно возможно при стечении обстоятельств, например, при выпадении осадков вскоре после выгорания растительности. Почти все растущие ныне овраги и преобладающая доля их общего числа антропогенны. В России человеческой деятельностью порождено 3/4 оврагов. На пахотных землях в последние 10 лет площадь оврагов увеличилась с 5 до 6,6 млн га, что означает потери приблизительно 150 тыс. га в год.

В предгорьях Средней Азии на пастбищах скорость удлинения оврагов достигает 4–6 м/год, углубления – 1 м/год, что в 2–3 раза выше, чем в Нечерноземье. В степной зоне рекордные скорости удлинения оврагов – до 100 м/год, а на поливных землях – до 165 м/год.

На льдосодержащих многолетнемерзлых породах наблюдается термоэрозия – род овражной эрозии, провоцируемой антропогенным усилением стока (талый сток от снегозаносов, сброс бытовых вод и т. п.), а также механическим нарушением теплоизолирующего растительного покрова. В районе Воркуты термоэрозия на суглинках при наклоне поверхности 3–5° за один дождь может создать рытвины длиной до 10–15 м, шириной до 2,5 м, глубиной до 1,5 м. Они закладываются с интервалом 30–50 м, намного гуще, чем в Нечерноземье, и полностью развиваются лишь за 20–35 лет, в 5 раз быстрее, чем в Нечерноземье. На севере Западной Сибири термоэрозионный рост оврагов по следам гусеничных машин имеет скорость до 30 м/год.

Последствия эрозии отрицательно сказываются во многих странах. В Болгарии водной эрозии подвержено 72 % обрабатываемых площадей. Ежегодно с них теряется около 40 млн м 3 мелкозема, что равнозначно потере 60 млн т плодородной земли. В Венгрии различная степень эрозии угрожает 2,3 млн га земель или около 30 % сельскохозяйственных площадей. В Польше поверхностная эрозия наблюдается на 13 % территории страны. В Англии опасности выдувания ежегодно (с марта по июнь) подвержено от 4 до 6 тыс. га посевов сахарной свеклы, выращиваемых на торфяных и песчаных почвах. В отдельные годы до 50 % этих площадей пересеивают несколько раз. В Индии в результате развития процессов эрозии ежегодно с сельскохозяйственными культурами из почв выносится около 4,2 млн т азота, 2,1 фосфора, 7,3 калия, 4,3 млн т извести. Большой ущерб эрозия почв наносит странам Азии, Африки и Латинской Америки. В Мексике лишь 19% территории страны можно считать не подверженной эрозии, в то время как умеренная и ускоренная эрозия охватывает 24 – 26 %, 17 % территории превращены в бросовые земли, а на 15 %, где эрозия только начинается, требуется принятие срочных мер.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

21 – Суффозия, эрозия и карст

Тема: Суффозия, эрозия и карст.

1. Просадочность лессовых грунтов.

2. Ирригационная эрозия.

3. Суффозия и карст.

1. Просадочность лессовых грунтов.

Под лессами и лессовидными грунтами понимают породы, сформировавшиеся в условиях засушливого климата и обладающие одним общим свойством – недоуплоиненной структурой, неотвечающей напряженному состоянию, в котором эти грунты находятся в условиях их естественного залегания. Недоуплотненность обусловливает значительную пористость этих пород, иногда более 50 %. Помимо обычной пористости лессам присуще также наличие крупных пор – макропор – размером иногда более 1мм, хорошо видимых невооруженным глазом, обычно в виде вертикальных трубочек. Состоят лессы и лессовидные грунты преимущественно из фракций пыли и имеют характерную палево-желтую или желто-бурую окраску. В пределах СНГ эти породы распространены на большей части Украины, на юго-востоке европейской части страны, в Закавказье, Средней Азии, Сибири и на Дальнем Востоке. Залегают лессы на водоразделах в виде покрова, плащеобразно, перекрывая более древние образования. Мощность их обычно составляет 15 – 20 м, иногда достигает многих десятков метров. Ввиду значительной распространенности лессы во многих случаях служат основанием самых различных сооружений или средой для строительства.

В естественных условиях лессы при малой влажности обладают значительной механической прочностью и устойчивостью в откосах, сохраняя почти вертикальное положение при высоте откоса иногда более 10 м. При увлажнении их прочность существенно уменьшается и они доуплотняются; это свойство называется просадочностью и сопровождается необратимым изменениям структуры грунтов.

Просадки лессовых грунтов в основании сооружений обычно неравномерны, что обуславливает неравномерную осадку сооружений, величина которой колеблется от нескольких десятков сантиметров до 1,5 – 2,0 м и более. Чтобы предохранить сооружения, возводимые на просадочных грунтах, от различных деформаций, необходимо заранее знать степень их просадочности, в соответствии с чем осуществляются различные защитные мероприятия, обеспечивающие устойчивость сооружений на весь срок их эксплуатации. Методика определения степени просадочности лессовых грунтов изложена в СНиП 11 – 15 – 74 «Нормы проектирования. Основания зданий и сооружений».

а) Почему лессы дают просадки?

Большую роль в разрушении лессовых пород играют коллоидные явления. Основными структурными элементами лесса являются агрегаты пылеватых и песчаных зерен. Значительная часть из них соединена между собой коллоидно-дисперсными минеральными частицами. Вода разрушает эти частицы и переводит в состояние жидкого коллоидного раствора. Такой

переход твердых коллоидных частиц в жидкий раствор называют пептизацией. Пептизация является одной из причин разрушения агрегатов. Отдельные пылеватые и песчаные зернышки перемещаются и заполняют поры, чем создают условия для механического уплотнения. На процесс осадки оказывает воздействие растворения солей, цементирующих частицы.

б) Меры борьбы с просадками.

1. Обжиг горных пород. Такие лессы становятся неразмокаемыми. Резко возрастает прочность породы. Она может выдержать нагрузку в 100 – 1 ООО тонн на 1 м 2. Интересно, что при обжиге сохраняется высокая пористость и водопроницаемость лессов.

2. Силикатизирование лессов. В породу нагнетается жидкое стекло, которое превращает ее в камень. Силикат натрия в течение 30 суток твердеет.

3. Предварительное замачивание.

2. Ирригационная эрозия.

Ирригационной эрозиейназывают размыв горных пород при утечки воды из неисправных оросительных каналов и сооружений, а также размыв сбросными водами при неупорядоченном отводе их. Этот инженерно- геологический процесс возникает на косогорных участках при пересеченном рельефе и больших уклонах его. В результате на склонах образуются глубокие промоины, происходит смыв почвы, сокращается площадь пашни. Ирригационная эрозия вблизи сооружений грозит их устойчивости. Наибольшей интенсивности эрозия достигает в легкоразмываемых отложениях, в частности в лессовых породах, особенно в предгорных районах. Для предупреждения ирригационной эрозии почв область применения поверхностных способов полива ограничивается площадями сi2, гипсов и ангидридов 7 млн.км 2 и карбонатных пород около 40 млн.км 2. В бывшем союзе карбонатные породы составляют около 40% территории страны. Наиболее распространен карст в карбонатных породах. Однако скорость карстообразования в соленосных отложениях и сульфатах выше, чем в карбонатах.