3.3. Геологическая деятельность рек
Полноводные реки совершают большую геологическую работу – разрушение (эрозию) грунтов, перенос и отложение (аккумуляцию) этих продуктов (рис. 23), которые называют аллювиальными (aQ).
Рис. 23. Продольный профиль долины реки:
I – течение верхнее; II – то же среднее; III – то же нижнее;
1-3 – последовательные стадии выработки профиля реки;
4 – направление донной эрозии; 5 – базис эрозии; 6 – море
Интенсивность донной и боковой эрозии зависит от скорости течения. При размыве берегов русло реки блуждает (меандрирует), на равнинах возникают старицы. В русле обломки оседают интенсивно, река мелеет, появляются отмели, перекаты, косы. На развитие рек влияет производственная деятельность человека.
Строение речных долин. Долины рек разнообразны по формам, размерам, строению. В поперечных разрезах они бывают симметричные и асимметричные.
Долина имеет: дно, русло, пойму и террасы (рис. 24).
Старицы – изолированные русла рек с отсутствием движения воды подобно озерам.
Необходимо различать следующие уровни воды в реке:
• расчетный горизонт высоких вод, отвечающий средним из наибольших уровней реки, наблюдавшихся в течение многих лет;
• наивысший горизонт высоких вод, выше которого по многолетним наблюдениям вода не поднималась;
• меженный горизонт – низкий уровень воды.
На береговом участке поймы, вдоль русла, образуется прирусловый вал из песка. Центральная часть поймы содержит притоки, старицы, озера, старые прирусловые валы.
Рис. 24. Элементы строения долины реки:
1 – коренные породы; 2 – склон; 3 – русло; 4 – пойма;
5 – первая надпойменная терраса; 6 – то же, вторая;
7 – старица; 8 – дно долины
Террасы – уступы (поперечные и продольные)на склонах долин рек. По слагающему материалу их подразделяют на эрозионные, цокольные и аккумулятивные (аллювиальные) (рис. 25). Дальнейшее углубление дна долины поднимает надпойменные террасы.
Эрозионные террасы возникают в верхнем течении реки. Эти террасы, перекрытые маломощным аллювием, называют цокольными. Аккумулятивные террасы из аллювия в долинах равнинных рек подразделяются на вложенные и наложенные (рис. 26).
Борьба с эрозией рек. Для зданий и сооружений в речных долинах подмыв берегов и древних террас с заглублением дна реки весьма опасны. Это приводит к обрушению берегов, обвалам, оползням и другим нежелательным явлениям (рис. 27).
С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва устраивают набережные, подпорные стенки, набрасывают бутовые камни свободно или в фашинных тюфяках, укладывают железобетонные плиты и т. д. Берега защищают струенаправляющими стенками (рис. 28).
Рис. 25. Типы надпойменных террас:
а – эрозионные; б – цокольные; в – аккумулятивные; 1 – русло; 2 – пойма; 3 – первая надпойменная терраса; 4 – то же, вторая, 5 – коренные грунты
Рис. 26. Виды надпойменных аккумулятивных террас:
а – вложенные; б – наложенные; 1 – русло; 2 – пойма;
3-5 – надпойменные террасы; 6 – коренные породы
Рис. 27. Размыв берега реки
|
Рис. 28. Струенапра-вляющая стенка в русле реки: 1 – здание; 2 – размываемый берег; 3 – стру-енаправляющая стенка; 4 – течение реки |
Аллювиальные отложения рек и их строительные свойства. Реки выносят обломки к морю и откладывают в районе дельт. Много аллювия скапливается в русле рек и на поймах с мощностью в долинах рек от нескольких до десятков метров. В состав аллювия входят глыбы, валуны, галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы, органический материал. В горных реках преобладают крупноблочные, в равнинных – пески и более мелкие осадки. По характеру и месту накопления речные отложения бывают дельтовые, русловые, пойменные и старичные.
В дельтах накапливаются песчано-глинистые осадки. Русловый аллювий состоит из песка, галечника, гравия, валунов. Пойменный аллювий откладывается в период паводка и представляет собой суглинки различного состава, глины и мелкие пески, которые обычно обогащены органическим материалом. Старичный аллювий возникает в виде ила с органическими веществами. При паводке в старицы поступают мелкие илистые пески, чаще всего в форме линз.
Внизу аллювия залегают галечники, гравий, крупные пески.
Долины рек содержат делювий, пролювий и эоловые накопления.
К оценке аллювиальных отложений как оснований следует подходить дифференцированно. Русловые отложения в долинах крупных рек служат хорошим основанием для мостовых переходов. Если они перекрыты пойменными и старичными отложениями, используют свайные фундаменты.
Древние пойменные суглинки и твердые глины являются хорошим основанием. Но на древних террасах аллювиальные суглинки часто бывают лёссовидными и могут обладать просадочными свойствами.
Современный пойменный аллювий обладает высокой влажностью, либо вообще находится в водонасыщенном состоянии с низкой несущей способностью. Суглинки и глины легко переходят в пластичное и даже текучее состояние. Наиболее слабыми являются иловатые старичные. Под подошвой фундамента на иловатом грунте устраивают песчаные подушки или свайные фундаменты.
В силу многослойности толщ, наличия линз и пропластков аллювиальные отложения обладают различной сжимаемостью с проявлением плывунности песчаных и набухания глинистых грунтов.