Подвижные пески. Песчаные частицы как более тяжелые перекатываются под действием ветра по поверхности земли. Встречая на своем пути какие-либо препятствия (растения, камни, бугры и пр.), песок задерживается и накапливается за преградой в виде бугорка. В дальнейшем этот бугорок служит препятствием и является местом накопления новых песчаных масс. Таким путем образуются песчаные холмы и гряды, называемые дюнами. Различают дюны береговые и континентальные, или барханы.
Береговыми дюнами называют песчаные холмы высотой до 30 м, образующиеся по берегам морей и крупных рек. Они не имеют строго выраженной формы: их наветренный склон —• обычно весьма пологий (5—12), противоположный же — подветренный крутой (30—33°). Песок береговых дюн преимущественно мелкозернистый.
В СССР береговые дюны распространены главным образом по берегам Северного Ледовитого океана, по побережью Балтийского моря, в некоторых местах вдоль крупных рек — Днепра, Дона, Волги и др. Многие дюны покрыты древесной и кустарниковой растительностью.
Барханами называют песчаные холмы пустынь, имеющие в плане форму полумесяца с вогнутостью на подветренной стороне. Высота барханов колеблется в очень широких пределах — от 2 до 30 м. Барханные пески обычно мелкие с размерами зерен от 0,05 до 0,25 мм. Скорость перемещения барханов в пустынях может достигать 20 м в сутки.
Барханы весьма широко распространены в песчаных пустынях Средней Азии, Китая, Ирана и пр.
Закрепление сыпучих песков. Сыпучие пески, переносимые ветром, могут засыпать культурные поля, железные и автомобильные дороги, здания и др. В связи с этим возникает необходимость закрепления подвижных песков. Способы закрепления песков могут быть разделены на две группы: а) механические; б) насаждением растительности.
Механические способы заключаются в постановке переносных щитов или в разбрасывании на развеваемой площади ветвей деревьев. В последнее время для закрепления песков применяется также обработка их поверхности мазутом или битумными эмульсиями.
Насаждение растительности на сыпучих песках в ряде мест является наиболее эффективным средством борьбы с их подвижностью.
В условиях Средней Азии такими растениями являются травянистый злак селин, названный пионером заселения сыпучих песков, белый или песчаный саксул, песчаная акация, джузгун и др.
Глава VII. ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
§ 24. Образование подземных вод и их классификация
Подземными называются воды, находящиеся в порах и трещинах горных пород ниже поверхности земли. Изучением происхождения подземных вод, движения, состава и их свойств занимается наука гидрогеология.
В народном хозяйстве подземные воды имеют исключительно большое значение. Они являются важнейшим источником водоснабжения. При возведении наземных, а особенно подземных сооружений необходимо учитывать возможность встретить подземные воды, с наличием или отсутствием которых связаны условия производства и стоимость производимых работ.
Неглубокое залегание подземных вод, как правило, осложняет строительные работы: при заложении опор мостов и других сооружений возникает необходимость откачки воды из котлованов и принятия специальных мер* повышающих устойчивость водонасыщенных рыхлых горных пород. При возведении земляного полотна дорог приходится устраивать насыпи различчой высоты или проводить специальные осушительные работы. Весьма часто подземные воды являются причиной сползания земляных масс на косогорах (оползни). С деятельностью подземных вод связано образование больших пустот и провалов в толще земной коры (карст).
Подземные воды образуются преимущественно за счет просачивания в горные породы атмосферных осадков. Наряду с этим, как доказано , в образовании грунтовых вод также участвует и конденсационная вода, т. е. вода, образующаяся путем конденсации водяных паров из воздуха.
На территории СССР атмосферные осадки выпадают крайне неравномерно. Наибольшее их количество выпадает на Черноморском побережье Кавказа (1400—2200 мм в год), наименьшее — в Туранской низменности, особенно в устье р. Амударьи (80—200 мм). На обширной территории Европейской равнины осадков выпадает всего 400—600 мм в год.
Выпадающие на поверхность земной коры атмосферные осадки распределяются следующим образом: часть их испаряется, возвращаясь обратно в атмосферу; другая часть стекает по поверхности в реки и озера (поверхностный сток); третья часть просачивается (фильтруется) в толщу горных пород под действием силы тяжести и передвигается в них (подземный сток).
Испарение выпавших осадков в основном зависит от температуры и влажности воздуха над смоченной поверхностью, от наличия и характера растительности и от плотности горных пород. Чем выше температура воздуха и чем больше сила ветра, тем больше воды будет испаряться с поверхности, тем быстрее будет просыхать эта поверхность.
Сток и просачивание (фильтрация) зависят от условий выпадения атмосферных осадков, рельефа местности, характера горных пород и от испарения. Атмосферные осадки могут выпадать в виде ливней или мелких затяжных дождей. В первом случае будет преобладать сток, просачивание же будет незначительным. Во втором случае просачивание чаще будет весьма значительным, а сток очень мал.
При равнинном характере рельефа атмосферная влага будет или просачиваться в толщу грунтов, или испаряться; при холмистом или же гористом рельефе будет преобладать сток, а испарение и просачивание будут крайне незначительными.
Весьма важным фактором в распределении атмосферных осадков, выпавших на поверхность Земли, является состав и свойства пород, слагающих поверхностную толщу земной коры. Многие горные породы состоят из твердых частиц различной крупности, между которыми содержатся пустоты или поры. Общий объем и размеры этих пор и пустот в разных породах весьма различны и зависят от размера частиц и степени их уплотнения. Так, например, глины могут содержать пустот 45—55%, а песок 27—40%. Однако по своим размерам пустоты могут быть крупными и мелкими Просачивание воды в толщу горных пород происходит главным образом по крупным пустотам.
В мелких пустотах вода находится под влиянием частиц, составляющих породу. Особенно этим отличаются мельчайшие глинистые частицы (размером менее 0,001 мм). Эти частицы способны прочно удерживать на своей поверхности пленку воды, получившей название связанной воды.
В глинах и суглинках, содержащих в себе много глинистых частиц, значительная часть пустот при увлажнении заполняется физически связанной водой; поэтому, несмотря на большой общий объем пустот, эти породы воду не пропускают.
В песках общий объем пустот меньше, но эти пустоты имеют более крупные размеры, вследствие чего вода в них свободно может перемещаться.
Вода в горных породах может перемещаться также по трещинам различных размеров. Способность горных пород пропускать воду называется водопроницаемостью, которая главным образом зависит от характера пустот и трещин. В зависимости от водопроницаемости горные породы делятся на три группы:
1) водопроницаемые — галька, гравий, песок, трещиноватые горные породы;
2) полупроницаемые—лёсс, супеси, легкие суглинки, некоторые сильнопористые песчаники и известняки;
3) водонепроницаемые, или водоупорные — глины, тяжелые суглинки, плотные не трещиноватые горные породы.
При наличии в данной местности водопроницаемых горных пород атмосферные осадки будут хорошо просачиваться в их толщу, питая этим подземные воды. Наоборот, при залегании водонепроницаемых пород вода будет стекать по поверхности или же испаряться. Количество воды, идущей в сток, на испарение и просачивание, весьма сильно колеблется в зависимости от местных условий. Вода, стекающая по поверхности земли в ручьи и реки, снова возвращается в моря и океаны То же происходит и с подземными водами, которые выходят на дневную поверхность в виде ключей и родников, питая поверхностные воды. Так совершается непрерывный кругооборот воды в природе.
Просочившаяся в толщу горных пород вода под действием силы тяжести опускается по крупным порам или трещинам все глубже и глубже, пока не достигнет водонепроницаемых пород. Там она задерживается и заполняет пустоты вышележащей породы, создавая водоносный пласт (горизонт). Свободная поверхность воды этого водоносного пласта получила название уровня, или зеркала подземных вод, а та глубина от земной поверхности, на которой залегает зеркало подземных вод, называется глубиной залегания подземных вод. Водонепроницаемые породы, на которых задерживаются подземные воды, образуют водоупорный пласт.
Так образуется верхний водоносный пласт, вмещающий грунтовые воды. Более глубокие водоносные пласты образуются главным образом за счет просачивания поверхностных вод (рис. 18).
Подземные воды делятся:
1) по условиям залегания в земной коре — на грунтовые, межпластовые, трещинные и карстовые,
2) по гидравлическим признакам — на безнапорные и напорные;
3) по температуре — на холодные (с температурой менее 20° С), теплые (20—40° С) и горячие (при температуре более 40° С).
Подземные воды разделяются также по химическому и газовому составу, происхождению и т. д
Грунтовыми называются воды самого верхнего водоносного пласта, лежащего на первом водоупоре. Эти воды имеют исключительно важное значение для дорожного строительства, так как от глубины залегания их во многом зависит высота поднятия земляного полотна дорог и целый ряд других мероприятий, направленных на придание дорожным сооружениям требуемой устойчивости.
Разновидностью грунтовых вод является верховодка. Так обычно называют временное скопление грунтовых вод на небольшой глубине от поверхности. Верховодка образуется в связи с плохой водопроницаемостью пород в периоды обильного переувлажнения, когда просочившаяся вода не успевает спуститься до уровня грунтовых вод.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
