Развитие инженерного дела в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)»

КАФЕДРА: Инженерная геология и геотехника

ЗАОЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Геология

• На тему «Развитие инженерного дела в России»

Москва 2020



Содержание

геологический литосфера земной плита

1. Строение земли и типы литосферы

1.1 Строение земли

1.1.1 Внутреннее строение Земли

1.1.2 Типы Земной коры

1.1.3 Проблема формирования земной коры

1.1.4 Литосферные плиты и их движение

Заключение

2. Геологическая деятельность поверхностных вод: овраги, сели, формирование делювия и пролювия

2.1 Геологическая деятельность поверхностных вод

2.1.1 Формирование делювия

2.1.2 Формирование пролювия

2.1.3 Овраги

2.1.4 Селевые потоки

Заключение

3. Флювиогляциальные отложения

3.1 Условия формирования и свойства

3.2 Процесс формирования

3.3 Свойства

Вывод

Литература



1. Строение земли и типы литосферы

На протяжении многих веков вопрос о происхождении Земли оставался открытым для философов, так как фактический материал в этой области практически отсутствовал. Первые научные гипотезы относительно происхождения Земли и солнечной системы были выдвинуты только лишь в 18 веке. Гипотезы были основанные лишь на астрономических наблюдениях. С тех пор не переставали появляться все новые и новые теории.

Чтобы понять каким образом геологи создали модель строения Земли, надо знать основные свойства и их параметры, характеризующие все части Земли. К таким свойствам (или характеристикам) относятся: 1. Физические - плотность, упругие магнитные свойства,, давление и температура. 2. Химические - химический состав и химические соединения, распределение химических элементов в Земле.

Вопрос изучения литосферы актуален с каждым годом все больше. Экологическое изучение литосферы обусловлено тем, что литосфера является средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные изменения которого развивается глобальный экологический кризис.

Литосферой называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.



1.1 Строение земли

1.1.1 Внутреннее строение Земли

Чтобы понять каким образом геологи создали модель строения Земли, надо знать основные свойства и их параметры, характеризующие все части Земли. К таким свойствам (или характеристикам) относятся:

· Физические - плотность, упругие магнитные свойства,, давление и температура

· Химические - химический состав и химические соединения, распределение химических элементов в Земле

Исходя из этого, определяется выбор методов исследования состава и строения Земли. Кратко рассмотрим их.

Прежде всего, отметим, что все методы разделяются на:

1. прямые - опираются на непосредственное изучение минералов и горных пород и их размещении в толщах Земли

Прямыми методами мы можем изучить лишь верхнюю часть Земли, т.к. самая глубокая скважина (Кольская) достигла~12 км. О более глубоких частях можно судить по вулканическим извержениям

2. косвенные - основаны на изучении физических и химических параметров минералов, пород и толщ с помощью приборов

Глубинное внутреннее строение Земли изучается косвенными методами, в основном комплексом геофизических методов. Рассмотрим основные из них.

1. Сейсмический метод

Опирается на явление возникновения и распространения упругих колебаний (или сейсмических волн) в различных средах. Упругие колебания возникают в Земле при землетрясениях, падениях метеоритов или взрывах и начинают распространяться с разной скоростью от очага их возникновения (очага землетрясения) до поверхности Земли. Выделяют два типа сейсмических волн:

· продольные

P-волны (самые быстрые), проходят через все среды - твердые и жидкие

· поперечные Sволны, более медленные и проходят только через твердые среды

Сейсмические волны при землетрясениях возникают на глубинах от 10 км до 700 км. Скорость сейсмических волн зависит от упругих свойств и плотности горных пород, которые они пересекают. Достигая поверхности Земли, они как бы просвечивают ее и дают представление о той среде, которую пересекли. Изменение скоростей дает представление о неоднородности и расслоенности Земли. Кроме изменения скоростей, сейсмические волны испытывают преломление, проходя через неоднородные слои или отражение от поверхности, разделяющей слои.

2. Гравиметрический метод

Основан на изучении ускорения силы тяжести Dg, которое зависит не только от географической широты, но и от плотности вещества Земли. На основании изучения этого параметра установлена неоднородность в распределении плотности в разных частях Земли.

3. Магнитометрический метод

Основан на изучении магнитных свойств вещества Земли. Многочисленные измерения показали, что различные горные породы отличаются друг от друга по магнитным свойствам. Это приводит к образованию участков с неоднородными магнитными свойствами, которые позволяют судить о строении Земли.

Сопоставляя все характеристики, ученые создали модель строения Земли, в которой выделяют три главные области (или геосферы):

1. Земная кора.

Толщина Земной коры (внешней оболочки) изменяется от нескольких километров (в океанических областях) до нескольких десятков километров (в горных районах материков). Сфера земной коры очень небольшая, на ее долю приходится всего около 0,5% общей массы планеты

От низлежащей мантии земную кору отделяет во вмогом еще загадочный Слой Мохо (назван так в честь сербского сейсмолога Мохоровичича, открывшего его в 1909 году), в котором скорость распространения сейсмических волн скачкообразно увеличивается.

2. Мантия Земли подразделяется на верхнюю и нижнюю.

На долю Мантии приходится около 67% общей массы планеты. Твердый слой верхней мантии, распространяющийся до различных глубин под океанами и континентами, совместно с земной корой называют литосферой - самой жесткой оболочкой Земли. Под ней отмечен слой, где наблюдается некоторое уменьшение скорости распространения сейсмических волн, что говорит о своеобразном состоянии вещества. Этот слой, менее вязкий и более пластичный по отношению к выше и ниже лежащим слоям, называют астеносферой. Считается, что вещество мантии находится в непрерывном движении, и высказывается предположение, что в относительно глубоких слоях мантии с ростом температуры и давления происходит переход вещества в более плотные модификации.

В нижней мантии на глубине 2900 км отмечается резкий скачок не только в скорости продольных волн, но и в плотности, а поперечные волны сдесь исчезают совсем, что указывает на смену вещественного состава пород. Это внешняя граница ядра Земли.

3. Ядро - подразделяется на внешнее и внутреннее, между которыми располагается переходная зона.

Земное ядро открыто в 1936 году. Получить его изображение было чрезвычайно трудно из-за малого числа сейсмических волн, достигавших его и возвращавшихся к поверхности. Кроме того, экстремальные температуры и давления ядра долгое время трудно было воспроизвести в лаборатории.

Железо - элемент, который соответствует сейсмическим свойствам ядра и обильно распространен во Вселенной, чтобы представить в ядре планеты приблизительно 35% ее массы. По современным данным, внешнее ядро представляет собой вращающиеся потоки расплавленного железа и никеля, хорошо проводящие электричество. Именно с ним связывают происхождение земного магнитного поля, считая, что, электрические токи, текущие в жидком ядре, создают глобальное магнитное поле. Слой мантии, находящийся в соприкосновении с внешним ядром, испытывает его влияние, поскольку температуры в ядре выше, чем в мантии. Местами этот слой порождает огромные, направленные к поверхности Земли тепломассопотоки - плюмы.

Внутреннее твердое ядро не связано с мантией. Полагают, что его твердое состояние, несмотря на высокую температуру, обеспечивается гигантским давлением в центре Земли. Высказываются предположения о том, что в ядре помимо железоникелевых сплавов должны присутствовать и более легкие элементы, такие как кремний и сера, а возможно, кремний и кислород. Вопрос о состоянии ядра 3емли до сих пор остается дискуссионным. По мере удаления от поверхности увеличивается сжатие, которому подвергается вещество. Расчеты показывают, что в земном ядре давление может достигать 3 млн. атм. При зтом многие вещества как бы металлизируются - переходят в металлическое состояние

Границей между мантией и ядром называется раздел Гуттенберга

О химическом составе Земли и ее геосфер дают представление:

· химический состав земной коры

· химический состав метеоритов

Химический состав земной коры изучен достаточно детально - известен ее валовый химический состав и роль химических элементов в минерало- и породообразовании. Труднее обстоит дело с изучением химического состава мантии и ядра. Прямыми методами мы этого пока сделать не можем. Поэтому применяют сравнительный подход. Исходным положением является предположение о протопланетном сходстве между составом метеоритов, упавших на землю, и внутренних геосфер Земли.

Все метеориты, попавшие на Землю, по составу делятся на типы:

· железные, состоят из Ni и 90% Fe

· железокаменные (сидеролиты) состоят из Fe и силикатов

· каменные, состоящие из Fe-Mg силикатов и включений никелистого железа

На основании анализа метеоритов, экспериментальных исследований и теоретических расчетов ученые предполагают (по таблице), что химический состав ядра - это никелистое железо. Правда, в последние годы высказывается точка зрения, что кроме Fe-Ni в ядре могут быть примеси S, Si или О. Для мантии химический спектр определяется Fe-Mg силикатами, т.е. своеобразный оливино-пироксеновый пиролит слагает нижнюю мантию, а верхнюю - породы ультраосновного состава.

Химический состав земной коры включает максимальный спектр химических элементов, который выявляется в многообразии минеральных видов, известных к настоящему времени. Количественное соотношение между химическими элементами достаточно велико. Сравнение наиболее распространенных элементов в земной коре и мантии показывает, что ведущую роль играют Si, Al и О_2.

Таким образом, рассмотрев основные физические и химические характеристики Земли, мы видим, что их значения неодинаковы, распределяются зонально. Тем самым, давая представление о неоднородном строении Земли.

1.1.2 Типы Земной коры

Выделяют 3 вида горных пород:

1. Магматические. Образуются путем кристаллизации магмы под высокой температурой и давлением:

o глубинные ( интрузивные) - затвердение происходит в толще коры (гранит)

o излившиеся (эффузивные) - затвердение происходит вследствие извержения магмы на поверхность (базальт)

2. Осадочные. Образуются путем скопления осадков на земной поверхности. Физико-химические изменения ранее образованных пород дает начальный материал осадочным породам:

o обломочные - образуются из пород, которые подверглись механическому воздействию, перемещению и отложению;

o химические - формируются из веществ с хорошей растворимостью, в основном соли;

o органические - появляются путем разложения живых организмов;

3. Метаморфические - являются следствием изменения других горных пород под действием температуры и давления на глубине.

По своим физико-химическим параметрам все породы земной коры группируются в три крупных слоя. Снизу вверх это: 1-базальтовый, 2-гранито-гнейсовый, 3-осадочный. Эти слои в земной коре размещены неравномерно. Прежде всего, это выражается в колебаниях мощности каждого слоя. Кроме того, не во всех частях наблюдается полный набор слоев. Поэтому более детальное изучение позволило по составу, строению и мощности выделить четыре типа земной коры: 1-континентальный, 2-океанский, 3-субконтинентальный, 4-субокеанский

Такие горные породы как: магматические, осадочные и метаморфические участвуют в строении земной коры. По своим физико-химическим параметрам все породы земной коры группируются в три крупных слоя. Снизу вверх это: 1-базальтовый, 2-гранито-гнейсовый, 3-осадочный. Эти слои в земной коре размещены неравномерно. Прежде всего, это выражается в колебаниях мощности каждого слоя. Кроме того, не во всех частях наблюдается полный набор слоев. Поэтому более детальное изучение позволило по составу, строению и мощности выделить четыре типа земной коры: 1-континентальный, 2-океанский, 3-субконтинентальный, 4-субокеанский.

1. Континентальный тип- имеет мощность 35-40 км до 55-75 км в горных сооружениях, содержит в своем составе все три слоя. Базальтовый слой состоит из пород типа габбро и метаморфических пород амфиболитовой и гранулитовой фаций. Называется он так потому, что по физическим параметрам он близок базальтам. Гранитный слой по составу - это гнейсы и гранито-гнейсы.

2. Океанский тип - резко отличается от континентального мощностью (5-20 км, средняя 6-7 км) и отсутствием гранито-гнейсового слоя. В его строении участвуют два слоя: первый слой осадочный, маломощный (до 1 км), второй слой - базальтовый. Некоторые ученые выделяют третий слой, который является продолжением второго, т.е. имеет базальтовый состав, но сложен ультраосновными породами мантии, подвергшихся серпентинизации.

3. Субконтинентальный тип - включает все три слоя и этим близок к континентальному. Но отличается меньшей мощностью и составом гранитного слоя (меньше гнейсов и больше вулканических пород кислого состава). Этот тип встречается на границе континентов и океанов с интенсивным проявлением вулканизма.

4. Субокеанский тип - располагается в глубоких прогибах земной коры (внутриконтинентальные моря типа Черного и Средиземного). От океанского типа отличается большей мощностью осадочного слоя до 20-25 км.

1.1.3 Проблема формирования земной коры

По Виноградову- процесс формирования земной коры происходил по принципу зонной плавки. Суть процесса: вещество Протоземли, близкое к метеоритному, в результате радиоактивного прогрева расплавлялось и более легкая силикатная часть поднималась к поверхности, а Fe-Ni концентрировалась в ядре. Таким образом, происходило формирование геосфер.

Следует отметить, что земная кора и твердая часть верхней мантии объединяются в литосферу, ниже которой располагается астеносфера.

Тектоносфера - это литосфера и часть верхней мантии до глубин 700км (т.е. до глубины самых глубоких очагов землетрясений). Названа так потому, что здесь происходят основные тектонические процессы, определяющие перестройку этой геосферы

1.1.4 Литосферные плиты и их движение

Литосфера состоит из массивных блоков - литосферных плит, движение которых видоизменяет очертания суши и океанов. Впервые предположение о перемещении частей земной коры выдвинул в начале XX века Альфред Вегенер. Исследования ученого указывали на возможность дрейфа материков, но как это происходит, ученому не удалось объяснить. В начале 40 -х годов было доказано, что изменение земной поверхности напрямую связано с движением литосферных плит.



Литосферные плиты в движении расходятся или двигаются навстречу друг другу. В местах столкновения материковых плит горные породы собираются в складки и формируются горные хребты. Так возникла горная система Гималаи. Если произошло сближение материковой и океанической плит, то вторая опускается под первую. Тяжелая, материковая плита возвышается с образованными по краям складками. Вблизи берега появляются подводные желоба. На границах, где расходятся литосферные плиты, образуются зоны растяжения. Эти участки характерны для тонкой коры дна океана, где возникают разрывы и трещины. Чаще в зонах растяжения расположены срединно-океанические хребты, для которых свойственны извержения. Через расколы на поверхность изливается вещество магмы, и образуются новые участки коры. Зоны растяжения существуют и на материках. На суше их называют рифтовыми разломами.

Земная поверхность представлена не только подвижными участками (сейсмические пояса), которые являются зонами повышенной сейсмичности и вулканизма. Существуют стабильные участки - платформы. Они расположены посередине тектонических плит, поэтому процессы на границах не оказывают влияние на них. На платформах находятся равнины.

Процессы, связанные с движениями литосферных плит, напрямую влияют на внешний облик земной поверхности.

Заключение

Земля выделена самой природой: в Солнечной системе только на этой планете существуют развитые формы жизни, только на ней локальное упорядочение вещества достигло необычайно высокой ступени, продолжая общую линию развития материи. Именно на Земле пройден сложнейший этап самоорганизации, знаменующий глубокий качественный скачок к высшим формам упорядоченности.

Земля - самая большая планета в своей группе. Но, как показывают оценки, даже такие размеры и масса оказываются минимальными, при которых планета способна удерживать свою газовую атмосферу. Земля интенсивно теряет водород и некоторые другие лёгкие газы, что подтверждают наблюдения за так называемым шлейфом Земли.

Атмосфера Земли кардинально отличается от атмосфер других планет: в ней низкое содержание углекислого газа, высоко содержание молекулярного кислорода и относительно велико содержание паров воды. Две причины создают выделенность атмосферы Земли: вода океанов и морей хорошо поглощает углекислый газ, а биосфера насыщает атмосферу молекулярным кислородом, образующимся в процессе растительного фотосинтеза. Расчёты показывают, что если освободить всю поглощённую и связанную в океанах углекислоту, убрав одновременно из атмосферы весь накопленный в результате жизнедеятельности растений кислород, то состав земной атмосферы в своих основных чертах стал бы подобен составу атмосфер Венеры и Марса.

В атмосфере Земли насыщенные водяные пары создают облачный слой, охватывающий значительную часть планеты. Облака Земли входят важнейшим элементом в круговорот воды, происходящий на нашей планете в системе гидросфера - атмосфера - суша.

Тектонические процессы активно протекают на Земле и в наши дни, её геологическая история далека от завершения. Время от времени отголоски планетной деятельности проявляются с такой силой, что вызывают локальные катастрофические потрясения, отражающиеся на природе и человеческой цивилизации. Палеонтологи утверждают, что в эпоху ранней молодости Земли её тектоническая активность была ещё выше. Современный рельеф планеты сложился и продолжает видоизменятся под влиянием совместного действия на её поверхности тектонических, гидросферных, атмосферных и биологических процессов.



2. Геологическая деятельность поверхностных вод: овраги, сели, формирование делювия и пролювия

Поверхностные текучие воды - струи, возникающие при выпадении дождя и таяния снега, ручьи и реки. Движение поверхностных вод производит огромную геологическую работу (смыв, размыв, перенос продуктов разрушения горных пород и отложения флювиальных продуктов). Чем больше масса, тем больший объем рыхлого материала она может переместить, тем большую геологическую работу она производит. По характеру и результатам деятельности поверхностных вод можно выделить три их вида: плоскостной безрусловый склоновый сток; сток временных потоков; сток постоянных водотоков.

2.1 Геологическая деятельность поверхностных вод

В процессе круговорота воды в природе атмосферные осадки выпадают на земную поверхность и частично стекают по ней, образуя временные водные потоки. Такие же потоки возникают при сезонном таянии выпавшего снега и образовавшегося в зимний период льда. Вода этих потоков в течение относительно короткого отрезка времени растекается по поверхности земли в сторону естественных понижений рельефа, совершая при этом значительную геологическую работу -- разрушает горные породы, переносит и откладывает продукты разрушения, создает специфические формы рельефа.

В общем виде любое разрушающее (размывающее) действие текучей воды носит наименование «эрозия».

По характеру движения временные потоки поверхностных вод делят на плоскостные и струйчатые.

При плоскостных потоках вода по поверхности земли стекает в виде многочисленных мелких струек, которые образуют фактически сплошной поток. Такой поток одновременно размывает всю поверхность земли. Это явление называют «плоскостная эрозия». Плоскостной поток в соответствии с рельефом местности постепенно разбивается на отдельные струи (ручьи), которые начинают размывать землю по отдельным полосам. Это уже струйчатая эрозия, которая приводит к образованию промоин и оврагов.

Струйчатая эрозия

В процессе геологической деятельности поверхностные воды формируют современные наносы, образуют овраги, создают сели и снежные лавины.

Схема образования современных наносов: Э -- элювий; Д -- делювий; П -- пролювий; 1 -- атмосферные осадки; 2 -- плоскостной смыв; 3 -- коренные породы; 4 -- первоначальная поверхность

Продукты выветривания пород или, иначе говоря, элювий плоскостными потоками воды смываются с возвышенностей на склоны и к их подножию. В перемещении принимают участие глинистые, пылеватые и песчаные частицы и даже более крупные обломки. Со временем на склонах и в пониженных частях рельефа образуются наносы.

2.1.1 Формирование делювия

Наносы, образованные в результате плоскостной эрозии и отложенные преимущественно на склонах, носят название делювиальных отложений (делювия), а образованные струйчатой эрозией и отложенные в понижениях, примыкающих к склонам, носят название пролювиальных отложений (пролювия).

Делювий (с!(3) покрывает пологие склоны и литологически представлен суглинками, супесями, иногда песками с включениями щебня. На равнинах это обычно суглинки и супеси. Мощность делювия возрастает к основанию склонов, достигая в горных районах десятков метров, а на равнинах -- нескольких метров.

Делювиальные наносы практически всегда входят в сферу строительства автодорог. Для этих отложений характерны оползневые процессы.

2.1.2 Формирование пролювия

Пролювий представляет собой разнохарактерные по литологическому составу и геологическому строению наносы. В многометровых толщах суглинки и супеси нередко переслаиваются песками, щебнем. Пролювиальные отложения имеют большое развитие в подошвах горных склонов (предгорные шлейфы). Большое количество пролювиального материала своим образованием обязано грязекаменным потокам (селям), а также временным потокам в оврагах.



2.1.3 Овраги

Это глубокие промоины на склонах рельефа, которые образуются в результате эрозионной деятельности временных потоков поверхностных вод. Овраги типичны для равнин и наиболее активно образуются в легко размываемых осадочных породах. Так, в степных районах, где очень большое распространение на поверхности Земли имеют лессовые образования, овраги имеют исключительно широкое развитие. В тех случаях, когда овраг достигает значительной глубины, вскрывается подземная вода. В таком овраге возникает постоянный водоток, что усиливает его развитие.

На рисунке показан овраг в плане и продольном разрезе. В овраге различают вершину, устье, ложе и борта. Растет овраг движением от устья вверх по склону и при этом углубляется и расширяется за счет размыва ложа и бортов. Развитие оврага заканчивается, когда дальнейший размыв ложа становится невозможным в связи с тем, что абсолютная отметка низшей точки устья сравнялась с уровнем бассейна (озеро, река и т. д.), в который впадает водоток оврага. Этот уровень называют базисом эрозии.

Все овраги разделяются на активные, т. е. развивающиеся, и не-развивающиеся, которые называют балками. Активный овраг имеет небольшую ширину в сравнении с глубиной, борта обрывистые, без растительности. Балки -- это овраги, которые прекратили свое развитие, но оно может возобновиться, если снизится уровень базиса эрозии.

Поперечный разрез активного оврага (а) и балки (б)

На следующем рисунке показана балка в степном районе.



В устье оврагов и балок всегда располагаются наносы, так называемый конус выноса, состоящий из продуктов размыва в виде песчано-глинистого материала. Скорость размыва оврагов зависит от рельефа местности, характера размываемых пород и активности водотоков. На равнинах в лессовом покрове она может быть от нескольких метров до десятков метров в год.

Активные овраги опасны для автодорог и аэродромов. На сегодня существует много способов борьбы с оврагами. Меры борьбы можно разделить на два вида. С одной стороны, они являются профилактическими, т. е. останавливают развитие оврагов, с другой -- направлены на ликвидацию оврагов. В первом случае осуществляют следующие мероприятия:

· вершины оврагов оконтуривают системой водоотводящих (нагорных) облицованных канав, что исключает доступ воды в овраги;

· вершины оврагов бетонируют;

· вдоль продольной оси оврагов ставят поперечные стены, которые гасят скорость размывающей воды;

· рядом с дорожными насыпями, которые пересекают овраги и имеют водопропускные трубы, борта оврагов укрепляют стенами или облицовывают плитами.

Мелкие овраги глубиной до 2 м можно засыпать землей, но это дает эффект только в том случае, если этот участок окружен хорошей системой отвода поверхностных вод. В противном случае овраг может возобновить свое развитие.

В борьбе с оврагами всегда следует использовать посадку древесной растительности. В период эксплуатации автодорог и аэродромов необходимо проводить постоянное наблюдение за состоянием оврагов и балок.

2.1.4 Селевые потоки

Сель или силь -это горный, быстро несущийся поток. Сели типичны для горных районов и возникают высоко в горах в результате обильных ливней или быстрого таяния снегов и ледников. При этом в русле относительно небольшой горной речки в результате оползней, обвалов или осыпей может возникнуть естественная плотина, за которой образуется горное озеро. Плотина с течением времени не выдерживает все возрастающего напора воды и прорывается. В результате масса воды вместе с массой пород, слагавших тело плотины, собирается в единый поток в главном ущелье, смывает и захватывает по дороге элювий и делювий. В результате водный поток обогащается твердым материалом и превращается в грязекаменную массу.

Селевые потоки возникают внезапно, особенно для районов, расположенных у подножия гор, действуют в течение короткого промежутка времени, не превышающего несколько часов. Общий объем г рязекаменных материалов, смываемых одним селем, может достигать 20 000 м³ с 1 км². Диаметр переносимых валунов иногда достигает 1--1,5 м и более.



(Сель в горах Кавказа)

История помнит немало случаев катастрофических селей. Так, например, в 1921 г. селевым потоком была разрушена значительная часть города Алма-Ата (Казахстан), на территорию которого было вынесено около 1,5 млн т каменных обломков. Иногда возникают ледниковые сели. Так было в 1832 г. у подножия Казбека (Кавказ) и в 2000 г. в районе Новороссийска.

Строители и эксплуатационники автодорог должны знать, что селевые потоки очень коварны. Это можно показать на примере селевого потока, который произошел в прошлом веке на Северном Кавказе (рис. 61). Сель возник, как всегда после обильных дождей высоко в горах. Рано утром раздался гул, и на селение обрушился вал воды с камнями и грязью. Деревья и дома были снесены. Таких валов было несколько с интервалом 5--10 мин, шестой вал имел высоту 15 м, он сокрушил трехэтажное здание, разрушил во многих местах на десятки метров автодорогу, превратив ее в глубокие траншеи. Такие тяжелые последствия связаны с тем, что сель на этом участке не ожидали, и никаких защитных сооружений не было.



Селевый бассейн: 1 --селевый бассейн; 2-- транзитная зона (канал стока); 3-- конус выноса; 4--автодорога

Район, где возникает сель, в целом называют селевым бассейном. На рисунке показана схема бассейна, в котором выделяют три зоны:

1) площадь водосбора (область питания), 2) путь движения селя (канал стока или транзитная зона) и 3) область отложения каменного материала в виде конуса выноса, состоящего из пролювия.

Разрушительное действие селевых потоков обусловлено большими скоростями движения и наличием в них обломков горных пород. Скорость движения может достигать 6--8 м/с. На своем пути сели вырабатывают глубокие русла. В сухое время года эти русла бывают сухими или содержат небольшие ручьи.

Селевые потоки бывают связные и несвязные. К связным относят грязекаменные потоки, в которых вода практически не отделяется от твердой части, они имеют плотность 1,5--2 т/м³ и обладают сокрушительной силой разрушения. Несвязные сели называют водокаменными. Вода переносит каменный материал и по мере уменьшения скорости оставляет его в русле (ущелье) или в области конуса выноса в предгорной части. Полезные площади, населенные пункты и дороги оказываются погребенными под толщей грязи, песка и камней.

Селевые потоки часто проявляются в горах Кавказа, Урала, Сибири, Алтая и т. д. При строительстве автодорог в районах предгорий всегда определяют селеопасные направления, но при этом следует учитывать, что в последние десятилетия сели стали появляться там, где их раньше не было. Чаще всего это связано с вырубкой горных лесов, нарушением дерновых покровов при массовом выпасе скота.

Сели разрушают автодороги в ущельях гор и на выходе из них. Особенно сильно разрушаются мосты, размываются насыпи, проезжая часть дорог покрывается слоем грязи и камней. Такие дороги нуждаются в капитальных восстановительных работах.

Борьба с селями носит защитный характер. В ущельях ставят поперечные стены для гашения скорости движения селей, создают каналы для отвода селевых потоков в соседние котловины (селехрани лища). На участках конусов выноса берега рек забирают в высокие стены, чтобы поток не разливался по площади, мосты делают с большой водопропускной способностью, над дорогами устраивают железобетонные желоба (селедуки), по которым может скатываться селевый поток, и осуществляют многие другие мероприятия.

Строительство дорог и размещение аэродромов в селеопасных районах требует тщательных инженерно-геологических изысканий. Обследованию подлежат: 1) селесборный бассейн, 2) транзитная зона, т. е. путь движения селевого потока и 3) конус выноса селевого материала.

Селевый бассейн можно обследовать аэрофотосъемкой, путь движения и конус выноса изучают геологическими разведочными работами. В местах возможного строительства противоселевых сооружений выполняют буровые скважины или шурфы. При обследовании конуса выноса определяют границы растекания селя, т. е. площадь, которую может занять обломочный материал селевого потока.

В результате инженерно-геологических изысканий селевого района создают карту конуса выноса и несколько геологических разрезов. На базе этого устанавливают место и способы пересечения конуса выноса с автодорогой (земляное полотно, мосты, защитные сооружения). Опыт показал, что наиболее рациональным решением является прокладка трассы дороги через низовой участок транзитной зоны. Для этого иногда бывает достаточно ограничиться строительством моста с одним пролетом.

Заключение

Водные потоки производят огромную геологическую работу на поверхности суши. Реки, ручьи, ручейки переносят основную массу продуктов выветривания, вынося их в озера, моря и океаны.В результате работы этих потоков происходит трансформация поверхности Земли. Меняется структура горных пород, происходит их вымывание, в россыпях концентрируются минералы большой плотности.

Перекаты формируют разные формы рельефа страны.Степень этих изменений зависит от объёма, водных масс,начального уклона и структы горных пород данной местности.

Водные потоки могут иметь катастрофический характер в случае их перехода в селевые потоки.

Основные процессы в работе поверхностных текучих вод:

· Делювиальные(смывание) в результате разрушаются горные породы,междуречные пространства снижаются, у подошвы повышаются;

· Оврагообразование(процесс эрозии в понижениях)



3. Флювиогляциальные отложения. Условия формирования и свойства

Главная Образование Наука Флювиогляциальные отложения: описание, процесс формирования, особенности Обсудить Редактировать статью 1 Такой геологический термин, как флювиогляциальные отложения, знаком не каждому, а потому не удивительно, что он вызывает затруднение в понимании, когда встречается в тексте, разговоре или является главной темой обсуждения. Несложно догадаться, что это отложения, которые накапливаются со временем в земле при определенных условиях.

Флювиогляциальные отложения создают характерные формы рельефа: озы, камы и зандровые поля. Накопление обломочного материала (песка, гравия) в виде высоких узких валов получило название озы. Длина озов колеблется от сотни метров до десятков километров, высота -- 5--10 м. Камы представляют собой беспорядочно разбросанные холмы, состоящие из слоистых отсортированных песков, супесей с примесью гравия и прослоев глины. Широкие пологоволнистые равнины, расположенные за краем конечных морен, называют зандровыми полями: в их состав входят слоистые пески, гравий и галька

3.1 Условия возникновения

Сложно будет разобраться с процессом формирования геологических пород, тем более с условиями образования флювиогляциальных отложений, не разобравшись с терминологией. Ледник, под которым происходит весь процесс, состоит из нескольких частей: Ледниковый язык - узкая часть с одной стороны ледника, образовавшаяся из-за быстрого движения его вниз. Трог - горная долина в виде «U», часто покрытая мореной. Ледниковая мельница - углубления от прохождения по ним талых вод. Ложе ледника - нижняя часть, где вода протекает медленнее всего. Прежде всего флювиогляциальные отложения наблюдаются среди ледников, которые под воздействием температуры внешней среды подтаивают и образуют небольшие каналы, чтобы талая вода могла свободно спускаться по ним вниз. Температура, а также теплые ветра, дожди, процесс инсоляции, нагреваемый постепенно воздух рядом со скалами, заставляют все время подтаивать борта ледника. Вода со всеми примесями проникает внутрь толщи льда по порам и трещинам. Там она собирает все отложения, накопившиеся со временем в изоляции от внешней среды, и попадает в ложе ледника. По пути она образует ледниковые мельницы и котлы. Итак, процесс формирования отложений начался.

3.2 Процесс формирования

Однако ледник создает не только флювиогляциальные отложения. Условия формирования этих пород являются благоприятными для появления морен. Движущиеся части ледника, которые постепенно подтаивают и создают асимметрические фигуры, находятся рядом с его языком. Здесь скапливаются булыжники, ниже - галька, песок и в конце концов ил. Они много раз перерабатываются водами, омываются и откладываются заново. Это и называется флювиогляциальными, то есть водно-ледниковыми, отложениями. Еще одно явление, которое появляется благодаря движению вод, это озы. Трещины в результате сортировки морен начинают слоями заполняться щебнем, песком, гравием и галечником, что и называется таким емким термином. Так как трещины уходят вместе с ледником, эти слои остаются по 30 - 70 км за ним, показывая, в какую сторону движется льдина. Озы не всегда ложатся ровными слоями, как они и формировались: такой «слоеный торт» распадается и щебень чередуется с песком, галькой и другими компонентами.



3.3 Свойства

Так как существуют другие отложения, которые формируются под воздействием тех же талых вод, флювиогляциальный материал можно отличить по своеобразным, свойственным только ему одному, свойствам:

· Слоистость.

· Гладкость щебня и галек.

· Отсортированность по тяжести, величине и характеру обломков.

Так, морена не обладает такой четкой слоистостью, особенно на ранних стадиях формирования флювиогляциальные отложения можно отличить по этому признаку без труда. Кроме того, морена имеет в своем составе осколки льда, порой целые глыбы, хоть и омытые водами, подтаявшие. У рассматриваемого материала таких формирований не обнаружено. Но есть два вида: внутриледниковые, находящиеся в данный момент внутри, и приледниковые. Последние из-за внешних условий принимают разную форму, а потому имеют свое название (озы, камы, занды )



Вывод

Несмотря на то что геология изучает прежде всего состав и характеристики разных видов почв, особенную роль в ней играет изучение ледников. Кроме того, флювиогляциальные отложения - это в геологии значительный раздел, который интересует не только исследователей и ученых, а еще инженеров, архитекторов, геологов и многих других научных деятелей. Исследование этих видов отложений может многое прояснить в истории формирования ледника, окружающей среде того времени и жизни.

Флювиогляциальные материалы имеют ценность также и в строительном смысле: станции, исследовательские лаборатории и технические здания могут быть спроектированы и построены только на определенных участках ледников. Немаловажную роль играют отложения на этих местах. Так или иначе, водно-ледниковые отложения являются увлекательной темой для исследования, которую многие несправедливо игнорируют.



Литература

1. Ю. Одум «Основы экологии»

2. Костенко Н.Л. геоморфология. М., 1985г.

3. С.С.Соболев. Развитие эрозийных процессов на территории европейской части России.

4. А.В. Бялко «Наша планета- Земля». М.,1989г.

5. Елисеев В.И. Закономерности образования пролювия. М.,1978г.

6. Процессы континентального литогенеза. М.,1980г.

7. Заславский М.Н. Эрозиовенедение. М.,1983г.

8. https://infourok.ru/referat-na-temu-litosfera-ee-himicheskoe-stroenie-2139962.html

9. https://otherreferats.allbest.ru/geography/00242500_0.html

10. https://www.bestreferat.ru/referat-97698.html

11. https://www.bestreferat.ru/referat-250746.html

12. https://bingoschool.ru/manual/343/

13. https://rosuchebnik.ru/material/litosfera-zemli/

14. http://znakka4estva.ru/dokumenty/geodeziya-i-geologiya/kriterii-otlichiya-prolyuviya/

15. https://www.freepapers.ru/43/geologicheskaya-deyatelnost-poverhnostnyh-vod/243316.1638617.list2.html

16. https://bookonlime.ru/lecture/glava-6-geologicheskaya-deyatelnost-poverhnostnyh-tekuchih-vod

17. https://lektsii.org/14-33972.html

18. https://studfile.net/preview/3600292/page:12/

Размещено на Allbest.ru

...