Глава 21 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА

  Главная     Учебники - Геология       Инженерная геология (Ананьев В.П.)

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

 

 

Глава 21 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА


На земной поверхности постоянно дуют ветры. Скорость, сила и направление ветров бывают различны. Нередко они носят ураганный характер. Так, у Новороссийска на Мархотском перевале были зарегистрированы во время бури норд-оста скорости ветра, превышающие 50—60 м/с. Известны случаи, когда ураганные ветры достигали скорости свыше 60—70 м/с. Чтобы представить себе последствия таких ураганов, достаточно сказать, что уже при 16—18 м/с ветер может сорвать кирпичи с дымовых труб, черепицу с крыш, а при 19—21 м/с вырвать с корнями деревья.
Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности (выдувание, или дефляция, обтачивание, или корразия), перенос продуктов разрушения и отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде скоплений различной формы.
Все эти процессы носят общее название эоловых. Наиболее ярко эоловые процессы проявляются в пределах пустынь, полупустынь, долин рек и морских побережий. В наши дни наглядное представление об этих процессах дают пыльные бури в степных районах. Примером могут служить пыльные бури на Северном Кавказе, в Ростовской области и соседних территориях. В отдельные дни пыль закрывала небосвод, повисала в воздухе желто-серыми тучами. В г. Ростове-на-Дону в дневные часы стоял полумрак. Пыль в ряде случаев полностью засыпала оросительные каналы, на дорогах образовывались заносы из пыли со снегом высотой 3—4 м. Многие лесные полосы превращались в холмы из пыли и снега.
Выдувание (дефляция) возникает в результате воздействия механической силы ветра. Наиболее ярко этот процесс проявляется в районах, сложенных рыхлыми или мягкими породами. От пород отрываются и уносятся частицы. Ветер выдувает котловины, борозды и траншеи в солончаках, суглинках, песках. Котловины выдувания могут иметь значительные размеры (рис. 99), например, длину до 140 км, ширину от 2 до 10 км, глубину 100—150 м.
Весьма интенсивно выдуваются почвенные слои в пределах пахотного слоя. Замечено, что выдувание значительно усиливается после нарушения дернового покрова, вырубки кустарников и деревьев.
Механическая сила ветра существенно влияет на здания и сооружения, которые являются для него препятствием. Создается так называемая ветровая нагрузка, что выражается в дополнительном боковом давлении на строительные конструкции. Высотные здания и особенно заводские дымовые трубы под действием ветровой нагрузки постоянно колеблются, создавая вибрацию конструкций.
Корразия. Движение ветра часто сопровождается переносом пыли, песка и даже гравия. Наибольшую разрушительную работу совершают песчаные частицы. Ударяясь о твердые породы, они перетирают, сверлят и обтачивают их поверхность. Появляются борозды, желоба, углубления. Этот процесс обтачивания получил название корразии.
За счет корразии в районах пустынь быстро приходят в негодность телеграфные столбы, провода, разрушаются фасады зданий. Корразия воздействием на поверхность зданий подобна работе пескоструйного аппарата, применяемого в строительном деле.
Совместные действия дефляции и корразии разрушают не только мягкие, но и твердые породы, превращая их в обломки различного размера. Одновременно эти процессы порождают многие формы рельефа. Кроме отрицательных форм, образующихся за счет дефляции, эти процессы формируют причудливые формы положительного рельефа. В этом отношении особенно характерны различные останцы в виде столбов, грибообразных форм, качающихся камней и т. д. (рис. 100). Останцы образуются в пустынных областях, сложенных слоями твердых пород, имеющих различную сопротивляемость истиранию.
Эоловые отложения. Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или путем перекатывания в зависимости от скорости ветра и размера частиц.
Во взвешенном состоянии переносятся глинистые, пылеватые и тонкопесчаные частицы. В зависимости от скорости ветер уносит их на сотни и даже тысячи километров. Песчаные частицы переносятся в основном перекатыванием по земле, иногда они перемещаются на небольшой высоте.
 

При меньшей скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала (аккумуляция). Так образуются ветровые (эоловые) отложения. Современные эоловые отложения на картах обозначают eoQIv. В большинстве случаев это накопления песка и пыли. Для строительства большое значение имеет закрепленность песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и закрепленные (грядовые, бугристые) пески. Подвижные пески не закреплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются.
Дюны образуются по берегам рек и морей в результате навева- ния песка ветром возле какого-нибудь препятствия (кустарников, неровностей рельефа, зданий и т. д.). Это холмовидные накопления песка высотой до 20—40 м и более. Характерной особенностью дюн является движение за счет перекатывания песчинок ветром с одной стороны холма на другую. Скорость движения дюн определяется силой господствующих в данной местности ветров и колеблется от 0,5—1 до 20—22 м в год. Дюны обычно образуют цепь холмов.
На Куршской косе (Литва) располагается самая высокая в Европе дюна до 280 м высотой и протяженностью до 3 — 4 км от Балтийского моря до Куршского залива.
Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры преимущественно одного направления. Это песчаные холмы серповидной формы. Поперечный профиль барханов асимметричен, наветренный склон пологий, его угол откоса не превышает 12°; подветренная сторона более крутая — угол откоса достигает 30—40°. Крутой склон всегда приурочен к вогнутой, а пологий — к выпуклой стороне (рис. 101). Высота барханов в пустынях достигает 60—70 м при ширине крыльев в десятки и даже сотни метров. В пустыне Сахаре барханы имеют высоту до 200 м.
Барханы сложены весьма подвижным песком. Скорость их передвижения зависит от силы ветра, длительности его действия и величины бархана. Наиболее подвижны отдельно стоящие барханы. Они могут перемещаться со скоростью от 5—6 до 10—70 м/год. Известны случаи, когда скорость движения небольших барханов составляла несколько метров в сутки.
Подвижные пески опасны именно своим движением. Перемещаясь, они заносят поля, оазисы, каналы, дороги (рис. 102), здания, селения и даже города, например на побережье Франции, где под песками погребены деревни и города.
Подвижные пески часто появляются вследствие уничтожения травянистого покрова при выпасе скота. Оживлению перемещения песков способствует движение транспорта и работа землеройных машин.
Строительство и эксплуатация зданий и сооружений требует постоянной борьбы с подвижными песками. Для этой цели используют следующие методы:
• установку на пути движения песков деревянных щитов подобно тем, которые ставят зимой против снежных заносов; этот метод не всегда эффективен в районах, ще ветер часто меняет свое направление; против выдувания песка щиты можно укладывать на землю;
 

• посадку растительности, прививающейся на песках (кустарники, травы) и закрепляющей своей корневой системой верхние слои песка;
• обработку песков различными растворами и веществами — битумом, цементом, жидким стеклом, глинистыми суспензиями и т. д.; эти методы дорогостоящие, к тому же защитные корки оказываются недолговечными и сравнительно легко разрушаются при скорости ветра более 20 м/с;
• применение геосинтетических материалов (сеток, пленок, ячеистых каркасов и т. п.);
• проектирование «безаккумуляционных» форм сооружений, которые облегчают пропуск движущегося песка, не давая ему возможности накапливаться в пределах сооружения (например, на дорогах).
Закрепленные пески распространены достаточно широко, особенно в районах полупустынь. Грядовые пески представляют собой вытянутые формы высотой 10—20 м; бугристые пески — неподвижные холмы (редко высотой более 10 м) с пологими склонами. Их движение остановлено растительным покровом.
Пылеватые накопления встречаются обычно за пределами пустынь. Такие накопления древнего возраста приняли участие в формировании лессовых образований, широко распространенных на земной поверхности.