4. Речная эрозия.

Речная эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. Одновременно вода оказывает и растворяющее действие. Эрозией собственно называется углубление водотоком своего русла и расширение его в стороны. Поэтому, обычно различают глубинную и боковую эрозию. Глубинная и боковая эрозия всегда протекают одновременно, но боковая может продолжаться и тогда, когда глубинная уже замедлилась, либо сменилась аккумуляцией.

Базис глубинной эрозии — уровень, ниже которого река, имеющая неизменное падение к устью, нигде не может углубить свое русло. Он зависит от базиса озера, моря, в которое впадает река. На изменение базиса эрозии влияют вертикальные колебательные движения земной коры (неотектоника).

Речные долины бывают симметричные и асимметричные, имеют следующие элементы: дно долины, русло, пойму и террасы.

Дно - низшая часть долины, заключенная между подошвами склонов. Русло - часть долины, занятая водными потоками. Пойма - часть речной долины, заливаемая водой в период паводка. Террасы - уступы на склонах (бортах) долин рек. Они могут быть эрозионными, цокольными, аккумулятивными.

Боковая эрозия приводит к расширению долины реки. Происходит это за счет делювиального сноса по склонам долины, за счет образования оползней, осыпей, обвалов.

По данным многолетних наблюдений выявлено, что по побережью Волги и Оки размываемые участки составляют около 70% протяженности берегов. Учитывая, что в пределах Нижегородской области преобладает общее поднятие (предполагаемая скорость 1-2 см в год), неудивительно, что преобладает размыв берегов, особенно основания высокого правобережного борта долины.

Величина размыва пород и отступления бровки эрозионного уступа зависят от направленности течения рек по отношению к берегу и от литологии размываемых пород. На участках интенсивно размываемых пород (излучины рек) величина отмытых в год пород с 1п.м. берега колеблется от 11 до 65м³, при средней интенсивности размыва — 3-7М³, при слабой интенсивности размыва - 0,8-5,0м³,

Средняя величина отступания бровки эрозионного уступа около 1,0м, но в зависимости от интенсивности размыва и литологии пород она изменяется от 0,1-0,2 до 3-4 м/год. Примерно с такой же скоростью происходит и рост аккумулятивных отмелей.

Для зданий и сооружений, расположенных в речных долинах, подмыв берегов, в том числе и древних террас, и углубление реки представляет значительную опасность. Это приводит к обрушению берегов, появлению обвалов, оползней. С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. Способы различны: устройство набережных, подпорных стенок, наброска бутового камня, укладка ж/д плит и т.д. Направление течения реки регулируют с помощью струенаправляющих стенок, дамб, бун.

5.Оползни.

Оползни являются обычным явлением по бортам долин, по склонам оврагов, берегам водохранилищ.

Оползень - скользящее смещение горных пород под действием гравитации без потери контакта с поверхностью. Выделяют следующие геоморфологические элементы оползня: тело оползня (сползшая масса пород, сохранившая монолитность, либо распавшаяся на отдельные блоки), язык оползня (часть оползших пород, выдвинувшаяся за границу поверхности отделения), стенка срыва (над телом оползня возвышается крутая стенка, по которой произошел отрыв оползших масс от массива пород), поверхность или плоскость скольжения (по ней происходит скользящее движение пород), бровка оползня (бровка стенки срыва), подошва или основание оползня (нижний край, представляющий выход поверхности скольжения на поверхность), борта оползня (правый и левый^ смотря сверху вниз склона по направлению смещения).

Длина оползня измеряется от бровки срыва до нижней границы сместившихся масс, ширина — между бортами.

Классификаций оползней чрезвычайно много. Наиболее часто применяются следующие классификации:

• по характеру развития смещения (деляпсивные, детрузивные оползни);

• по характеру захвата горных пород (оползни 1^го порядка, оползни 2^го по.рядка);

• по стцуктуре.оползнедого склона и положению поверхности смещения ( асеквентные,¹ консеквентные, инсеквентные );

• по возрасту и фазам развития (современные, древние оползни).

Для классификации оползней Нижегородско-Чебоксарского Поволжья наиболее приемлема классификация К.А.Гулакяна, В.В.Кюнтцеля, которая наиболее полно отражает особенности развития оползней в породах татарского яруса и отложениях четвертичной системы. Она позволяет учитывать факторы — условия образования оползней (крутизна поверхности, геологическое строение, гидрогеологические условия, физико-механические свойства пород) и факторы — процессы, обусловливающие их динамику (климатические условия, режим подземных вод, подмыв основания склонов), т.е. в конечном итоге кинематику и динамику оползневого процесса. Существующие представления о механизме оползневых процессов позволяют разделить все многообразие оползней на 2 группы. Согласно указанной классификации,к I группе относятся оползни, приуроченные к породам коренной основы, отличающиеся относительной сохранностью первоначальной структуры смещающихся пород, ко П группе относятся оползни, характеризующиеся полным изменением структуры, состояния и свойств всей массы смещающихся пород четвертичных отложений.

Оползни I группы происходят сравнительно редко, захватывают часть склона, иногда весь склон от плато до уреза реки и ниже.

В" этой группе выделяют 3 типа оползней, отличающк^!ся основными оползнеобразующими факторами и морфологическими особенностями.

Оползни выдавливания производят большое впечатление своими размерами. Происходят они вследствие раздавливания пород в глубине массива и последующего их выдавливания. Подготовка оползня происходит скрытно, смещение происходит буквально за несколько минут и часто носит катастрофический характер. Под оползшими породами могут оказаться здания и люди. Если появляются трещины за 1-3 суток до основного смещения и их удается обнаружить, то жертв и большого материального ущерба удается избежать.

Длина оползней выдавливания > 80-100м, ширина > 50-60м, глубина захвата смещением до 20-40м, в отдельных случаях до 50-60м. Для оползней выдавливания характерна крутая, почти вертикальная стенка срыва высотой до 15-20м, наличие крутых ступенчатых блоков с почти горизонтальной поверхностью и вала выпирания (вала выдавливания) у подошвы оползня.

Оползни выплывания образуются при выплывании песчаных разностей пород вследствие действия веса вышележащих пород и при высоких гидравлических градиентах. Основным деформируемым

горизонтом (ОДГ) чаще всего являются алевролиты глинистые, реже песчаники глинистые тонкозернистые. Оползни выплывания происходят редко, признаки начавшегося смещения фиксируются за несколько дней по начавшемуся выносу песчаных частиц вместе с выклинивающимися подземными водами. Длина оползней выплывания от 20 до 50м, ширина может достигать 60-100м, глубина захвата смещением 6-10м, стенка срыва почти вертикальная, но высота её обычно не превышает 5-7м. Ступенеобразные блоки имеют различную направленность поверхности (в сторону склона, в сторону смещения, почти горизонтальное).

Оползни скольжения наиболее распространены среди оползней I группы. Смещением захватывается выветрелая зона коренных пород и покрывающих её четвертичных отложений. Смещение происходит быстро, вследствие хрупкого разрушения пород, переходящего в срез. Длина оползней 30-80м, ширина 50,-60м, иногда >60м, глубина захвата смещением от 5 до 15-20м. Для оползней выдавливания характерно наличие мелких ступенеобразных блоков пород, запрокинутых в сторону склона.

Оползни I группы обычно происходят на склонах -с коэффициентом устойчивости 1 и менее, при крутизне склонов 18-28° и более, при наличии в разрезе пород с пониженными прочностными характеристиками (чаще всего это глины). Конфигурация склонов может быть вогнутой, прямолинейной и выпуклой. Оползни выдавливания чаще всего происходят на вогнутых склонах, в январе — феврале, когда снеговой покров достигает максимальной высоты*оползни выплывания образуются обычно в весенний период, оползни скольжения могут происходить в любые сезоны года, но как правило, при значительном увлажнении пород на значительную глубину.

Оползни II группы составляют 80-95% от общего количества оползней, происходят ежегодно, особенно активны в весенний период. Происходят на склонах крутизной 8° и выше. Основные оползнеобразуюшие факторы — атмосферные осадки, подземные воды, подмыв основания склона. В этой группе выделяется также 3 типа оползней:

Оползни течения наиболее распространены. Основной деформируемый горизонт атмосферными осадками, либо различного вида водами (подземными в период высокого положения уровня, техногенными и др.) приобретает текучее состояние и начинается медленное смещение пород, которое может продолжаться от нескольких суток до 1-2 месяцев. Поверхность оползней имеет бугристый характер, реже мелкоступенчатый. Размер оползней довольно различен: длина до 12-20м, ширина до 20-50м, глубина захвата смещением от 3 до 5-8м. Иногда, в аномальные годы, происходит массовая активизация оползней и границы между соседними оползнями трудно установить. На первый взгляд представляется^что это единый крупный оползень, захватывающий весь склон и достигающий размеров 200-500 х 500-600 м². Такое явление наблюдается в годы с

большим количеством осадков в предшествующий осенний период,, с большой высотой снежного покрова к концу февраля, с медленным снеготаянием в весенний период и высоким подъемом уровня подземных вод в апреле — мае.

Оползни течения развиваются в элювиально-делювиальных, аллювиальных, озерно-аллювиальных отложениях.

Оползни проседания встречаются редко и поражают только лессовидные суглинки и супеси, для которых характерным признаком является их просадочность. Размер оползней небольшой: длина редко превышает 20-30м, ширина 30-40м, глубина смещения чаще до 3-4 м, реже до 5-6м. Стенка срыва оползней обычно почти отвесная высотой 1,5-4,0м. Тело оползня одноступенчатое, реже двухступенчатое. Ступени представляют террасы с почти горизонтальной поверхностью.

Основным оползнеобразующим фактором являются атмосферные осадки в виде затяжных дождей.

Оползни разжижения — смещение пород в виде грязевого потока, вследствие мгновенной потери прочности. Оползням этого типа подвержены только лессовидные суглинки, возможно это связано с их макропористостью и столбчатой отдельностью. Смещение происходит быстро (1-3 минуты) и на месте оползших пород остаются лишь пустые колбы выплывания. Разжиженные породы устремляются вниз по незатронутому смещениемеклону и растекаются по встреченным террасам, либо по дну оврагов. Длина оползней 20-50м, ширина 10-30м. Глубина захвата смещением не превышает 3-5м. Причиной разжижения грунтов могут быть интенсивные атмосферные осадки. Оползни часто происходят во время ливней.

Оползни II группы столь многочислены, что несмотря на свои преимущественно небольшие размеры, поражают склоны с большей интенсивностью, нежели оползни I группы. Коэффициент площадной пораженности ими в десятки раз выше, чем оползнями I группы.

Борьба с оползнями во многих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной. Легче оползни предотвратить, нежели бороться с начавшимся смещением. Для успешного применения противооползневых мероприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно-геологических изысканий.

Основными факторами в образовании оползней являются следующие: предельная крутизна склонов, наличие водоносных горизонтов, подмыв основания склонов, сосредоточенная инфильтрация атмосферных осадков. На нейтрализацию воздействия этих факторов и направлены защитные мероприятия: планировка и террасирование склонов с последующим одернованием и травосеянием, устройство подпорных стенок, проходка дренажных штолен и обустройство дренажей неглубокого заложения, берегоукрепительные мероприятия и сооружения (защитные покрытия, контрбанкет, контрфорс, набережные и т.д.), водоотводные лотки-перехватчики, лотки быстротоки, каптаж источников и др., искусственное уплотнение и закрепление пород путем инъекций ( цементация, силикатизация, бутумизация, глинизация).