Геологическая деятельность временных водотоков

Процесс плоскостного смыва получил название делювиального, а формирующиеся при этом осадки называются делювием. Максимальные мощности делювия 15-20 и более метров, а ширина шлейфа может достигать сотни метров. Под влиянием плоскостного смыва постоянно уменьшается крутизна склонов, они приобретают плавные очертания и характерный вогнутый профиль. В вершине делювиального шлейфа откладывается относительно более глубокий материал – песчаный. В конце шлейфа скапливаются только тонкие пылеватые и глинистые частицы.

На равнинных участках, сложенных рыхлыми толщами, и где проявляются ливневые осадки, деятельность временного линейного стока сводится к оврагообразованию. Процесс образования оврагов можно разделить на стадии. Первая стадия: образование на склоне рытвины или промоины. Постепенно промоина увеличивается вниз и вверх по склону. На всем протяжении ее происходит интенсивная глубинная эрозия. Таким образом, овраг удлиняется вверх по течению потока. Такой процесс роста оврага называется регрессивной или попятной эрозией. Следующая стадия - это стадия быстрого роста. На этой стадии идёт интенсивная глубинная эрозия. Вырабатывается профиль динамического равновесия, принимая V-образную форму. Донная эрозия идёт до тех пор, пока не будет достигнут базис эрозии, после чего наступает третья стадия – стадия зрелости оврага или стадия затухания. На этой стадии прекращается донная эрозия и начинается боковая эрозия, в результате чего профиль вырабатывается до U-образной формы. Когда же овраг достигает профиля равновесия, он переходит на последнюю стадию развития. Дальнейшее существование оврага зависит от достижения грунтовых вод. Если дно зрелого оврага достигает уровня грунтовых вод, то возникает молодая (речная) долина, если нет – то овраг может оставаться в таком виде очень долго, склоны его выполаживаются, зарастают растительностью и он превращается в сухую балку.

Условия, необходимые для возникновения оврага:

1. Наличие рыхлых пород

2. Влажный гумидный климат

3. Наличие крутого склона

Все эти условия присутствуют на горе Каштачная.

Фото 8. Овраг на горе Каштачной

Судя по профилю оврага, а именно по обнажениям рыхлых отложений, мы можем сделать вывод о продолжении эрозионных процессов в овраге. Мы наблюдаем пятящуюся эрозию – овраг растет в направлении его вершины. Рост оврага вызывается временными водотоками, во время ливневых дождей и таяния снега. На первых порах работает донная эрозия. Когда овраг достигает своего продольного профиля равновесия, донная эрозия заканчивается и начинается боковая.

В бортах оврага обнажаются отложения II и III надпойменных террас.

Базисом эрозии является I надпойменная терраса.

Вообще, область горы Каштачная имеет разветвленную сеть оврагов. Для их предупреждения и ликвидации производятся следующие меры:

1. Засадка оврагов и территории перед оврагами древесной и кустарниковой растительностью.

2. На территории, вблизи оврагов, были запрещены любые земляные работы, чтобы не нарушить слой дерна.

3. Была сооружена насыпная дамба вдоль вершин всех оврагов.

Но и эти меры не мог предотвратить дальнейшее разрастание сети оврагов. Об этом свидетельствует зарождение множества небольших овражков.

Описание разреза отложений, обнажающихся в бортах оврага.

Самым нижним горизонтом является слой галечников и гравелитов. Наиболее отчетливо он виден в тех оврагах, где по, дну течет постоянный водоток; выше залегает слой бурых глин. Еще выше – слой песков (примерно 1/3 разреза по мощности). Венчает разрез слой лессовидных суглинков, на котором располагается слой современных почв.

В рельефе лессовидные суглинки образуют вертикальную стенку, так как пылеватые частицы, из которых они состоят, имеют зазубренные края, которые зацепляются друг за друга. Благодаря этому сцеплению они не образуют оплывины, как другие отложения.

Лессовидные суглинки имеют, характерный только им палевый цвет.

Лессовидные суглинки – это продукты эолового переноса обских элювиальных отложений. Они переносились одновременно с песчаным материалом дюн левобережья.

Лессы – переносимые ветром частицы. Характеризуются массивной, а не слоистой, текстурой. Этим они и отличаются от лессовидных суглинков.

Временные горные потоки. Верховья их расположены в верхней части горных склонов и представлены системой множества сходящихся рытвин и промоин, образующих водосборный бассейн. Из этого бассейна вниз по склону вода движется уже в едином русле, которое называется каналом стока. В период выпадения дождей или снеготаяния все промоины и канал стока заполняются водой, которая с большой скоростью движется вниз по склону. При этом движении вода захватывает обломочный материал, который усиливает разрушительную работу потока. При выходе его на подгорную равнину скорость течения резко уменьшается, откладывается обломочный материал, образуя конус выноса.

В строении конусов выноса наблюдается дифференциация материала от более крупного до тонкого по мере удаления от вершины конуса. Отложения конусов выноса образуют генетический тип континентальных отложений и названы пролювием.

Сели. В горных районах периодически возникают бурные грязекаменные потоки, низвергающиеся с большой скоростью, содержащие огромное количество обломочного материала (до 75-80% от общего объема).

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД.

К подземным относятся воды, находящиеся в недрах Земли в жидком, парообразном и твердом состоянии и заполняющие поры, пустоты и трещины в горных породах.

По происхождению различают воды:

1. Инфильтрационные, образованные в результате проникновения атмосферных осадков в толщу горных пород;

(Выходы инфильтрационных вод у подножия III надпойменной террасы на г.Каштачная).

2. Конденсационные, образованные из влаги атмосферного влажного воздуха, проникающего в почву или выходящие на дневную поверхность породы, обычно в засушливых областях;

3. Седиментогенные, образованные в результате захоронения вод морского происхождения, высокоминерализованные и сильно измененные под влиянием давления и температуры;

4. Метаморфогенные, образованные в результате дегидратации под действием температуры и давления минералов, содержащих в своем составе воду.

Вода в горных породах может находиться в парообразном, жидком и твердом состоянии, в связном (кристаллизационная, конституционная, гигроскопическая, плёночная и капиллярная вода) и свободном (гравитационная) виде.

Гравитационная вода содержится в порах пород, может перемещаться и выполнять механическую и химическую работу, поэтому собственно эта вода и является подземной.

Различают подземные воды, принадлежащие к зонам аэрации и насыщения.

В зоне аэрации различают воды:

почвенные, связанные с инфильтрацией атмосферных осадков и различных поверхностных вод;

верховодку – воды, образующиеся на небольшой глубине, задерживающиеся линзами и прослоями водоупорных пород.

В зоне насыщения различают воды:

грунтовые, залегающие на первом водоупорном горизонте, из-за отсутствия водоупорной кровли, подпитывающиеся атмосферной влагой;

межпластовые воды (не напорные) – залегают между двумя водоупорными толщами с областями питания, значительно удаленными от водоносного горизонта и выходят на поверхность. Режим грунтовых вод из-за сезонных колебаний подвержен значительным колебаниям. В сельской местности – источник водоснабжения. Верхняя граница грунтовых вод – уровень или зеркало грунтовых вод. Порода, насыщенная водой, называется водоносным горизонтом. По направлению уклона местности подземные воды движутся под действием собственного веса по порам и трещинам. Разгрузка происходит в пониженных участках в виде исходящих источников (родников).

напорные подземные воды (артезианские) залегают между двумя водоупорными толщами, насыщают весь водоносный горизонт и обладают гидростатическим напором. Большие скопления напорных вод - артезианские бассейны, находятся обычно в прогибах. При снятии напора вода поднимается выше уровня грунтовых вод. Артезианские воды способны образовывать восходящие источники, «бьющие ключи». Не загрязнены. Область питания находится на значительном расстоянии от области распространения. Артезианские скважины в г.Томске являются основным источником питьевой воды.

Разрушительная деятельность подземных вод проявляется главным образом в химическом разрушении и выщелачивании горных пород, что связано с содержанием в них кислорода, углекислоты, различных органических и неорганических веществ. Суффозии – подземные воды подмывают горные породы у своего выхода, и те осыпаются.

В прошлом, суффозионные процессы в Лагерном саду достигли угрожающих размеров. Под угрозой был не только Лагерный сад, а также строения, находящиеся вблизи. Например, радиофизический корпус ТУСУРа.

Из-за суффозионных процессов, в его фундаменте образовались трещины, что угрожало жизни людей.

Корпус был отремонтирован, фундамент укреплен, с учетом суффозионных процессов.

Для борьбы с суффозией были произведены следующие меры:

1. Искусственное террасирование склона

2. Проходка канав для сбора поверхностных временных вод

3. Постройка водосборных колодцев с выводом подземных вод в р. Томь

4. Проходка штольни (подземная горизонтальная выработка)

Штольня проходит по рыхлым водоносным горизонтам: пескам и лессовидным суглинкам, непосредственно над водоупорным слоем глин.

Все подземные воды подсекаются многочисленными мелкими скважинами, по которым они стекают и собираются в водосборную канаву, которая проходит по дну штольни. По этой канаве воды спускаются и собираются в водосборный колодец, из которого они затем поступают в р. Томь.

Так как штольня расположена выше по течению реки, чем Лагерный сад, подземные воды, в большей своей части, не достигают территории Лагерного сада и его окрестностей (это касается С-В части штольни). Грунтовые воды непосредственно над Лагерным садом контролируются Ю-З частью штольни. Так как штольня пройдена в рыхлых отложениях, то для ее укрепления использовались специальные бетонные блоки (чтобы не размывало стенки и пол).

Вынутый грунт вагонетками, по рельсам, доставлялся на поверхность и увозился с территории Лагерного сада.