Диденков Ю.Н., Чернов А.Ю. Полевые методы гидрогеологических исследований. Методическое пособие - файл n1.doc

Диденков Ю.Н., Чернов А.Ю. Полевые методы гидрогеологических исследований. Методическое пособие
Скачать все файлы (2485.3 kb.)

Доступные файлы (2):
n1.doc2283kb.06.12.2012 08:01скачать
n2.doc203kb.06.12.2012 08:02скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9

Гравитационные и эрозионные процессы и явления



Оползни.

При оползании происходит смещение крупных блоков горных пород вниз по склону, чаще всего при переувлажнении поверхности скольжения. Оползни возникают в случаях, когда водопроницаемые породы подстилаются горизонтом водоупорных пород (чаще глинистого состава), особенно если наклон залегания последних совпадает с уклоном поверхности. Обычно оползни образуются на склонах с крутизной 150 и более.

Для оползней различают следующие геоморфологические элементы:

Первоначальное положение склона;

Ненарушенный склон;

Оползневой блок;

Поверхность скольжения;

Площадка оползневой террасы;

Стенка срыва;

Нагорный оползневой вал;

Урез воды.

При описании оползня характеризуется каждый из этих элементов.

Признаки развития на склонах оползневых процессов:

От обычных речных террас оползневые террасы отличаются более неровным рельефом, запрокинутостью в сторону берега, выдержанностью по простиранию и высоте, отсутствием характерным другим террасам генетических (озерных, аллювиальных, морских) отложений. Строение оползневых террас идентично строению склонов, на которых они образуются.


Рис. 2. Схема строения оползня в разрезе (а) и в плане (б):
1 - трещины растяжения, 2 - стенка отрыва, 3 - оползневые тела, 4 - валы выдавливания, 5 - трещины вспучивания, 6 - трещины скольжения, АА - линия разреза.

При описании отдельных морфологических элементов отмечаются следующие параметры:

  1. Описание склона, на котором возник оползень:

а) форма в плане и в разрезе, крутизна, экспозиция склона, высота, генезис;

б) состав и условия залегания пород в коренном склоне; углы залегания пород относительно склона; физико-механические свойства пород (пластичность, консистенция, трещиноватость);

в) процессы, наблюдаемые у основания склона – подмыв поверхностными водами, обрывистость, наличие эрозии и т.д.

  1. Описание оползня:

а) расположение оползня на склоне (захватывает ли весь склон, его верхнюю, среднюю или нижнюю части); базис оползня;

б) форма и размеры в плане, в продольном и поперечном профиле; уклон поверхности (средний и в отдельных частях);

в) морфология поверхности оползня и его границ (стенки срыва в голове оползня, очертание его бортов и языка, размеры); наличие трещин, их расположение, амплитуда смещения пород; следы надвигания и смятия в языке оползня; наличие и облик террас, их высота, ширина, наклон;

г) возраст оползневых деформаций:

д) причины возникновения (при наличии данных) – действие подземных вод, эрозия или комплексные;

При описании растительности обращается внимание на наклон деревьев, на отличительные признаки растительности на оползневом теле.


Склоны отседания.

Развиваются на крутых (не менее 150) склонах значительной относительной высоты. Интенсивно протекают в зоне распространения траппов, залегающих на осадочных породах, способных к пластическим деформациям (глина, мергели, алевролиты).

Рвы отседания могут достигать 2 м в глубину и до 10 в ширину, тянутся параллельно склону, при этом длина их может достигать несколько сот метров.

Кроме траппов (диабазы, базальты, долериты и т.д.), отседания склонов может происходить у известняков, песчаников, а также в суглинках с четко выраженной вертикальной отдельностью. Склоны и рвы отседания часто залесены, задернованы; распознавание их требует определенного навыка.

При документации следует отмечать следующие показатели:

  1. выраженность в рельефе;

  2. геологическая обстановка – состав и строение жестких и пластичных пород;

  3. высота склонов, их крутизна, степень устойчивости;

  4. параметры рвов отседания;

  5. состав и состояние грунтов – заполнителей рвов;


В целом описание ведется по схеме оползней.


Осыпи и обвалы.

Образование осыпей связано преимущественно с физическим выветриванием. В результате образуются следующие морфометрические элементы: осыпной склон, осыпной лоток и конус выноса.

Осыпной склон сложен продуктами выветривания – щебнем, дресвой.

Осыпной лоток – это желоб, глубиной 1-2 м при ширине в несколько метров. В нижних частях склона, сливаясь, лотки образуют ложбины шириной в несколько десятков метров.
При документации процессов даются следующие характеристики:

  1. Положение осыпного склона и лотка в рельефе.

  2. Морфология осыпного склона (крутизна, высота, экспозиция, очертание бровки и т.п.).

  3. Форма, длина и ширина, крутизна осыпи и конуса.

  4. Состав и свойства горных пород коренного склона и осыпи, для последней – размер и форма обломков, наличие и состав заполнителя, процентное соотношение обломков и заполнителя, плотность сложения, распределение обломков по склону по фракциям.

  5. Происхождение осыпи – за счет гравитационных сил, поверхностных временных водотоков, смешанное.

  6. Водопроявления на поверхности осыпи.

  7. Возраст осыпи: действующая («живая») или старая, заросшая (для последней – имеются ли признаки омоложения).


Обвалы характеризуются по аналогичной схеме.
Лавины.

Лавины – скользящие и обрушивающиеся вниз по склону снежные массы. Возникают в горной местности, где крутизна склонов не менее 200; мощность снежного покрова более 8 см.

При документации необходимо отмечать:

  1. Положение, экспозицию, относительную высоту, форму в профиле и в плане, крутизну склона; геологическое строение, условия залегания пород, их состояние; размеры лавиносбросов, характер растительности на этих участках.

  2. Пути схода лавин.

  3. Влияние лавин на состояние растительного покрова.

  4. Следы разрушений, причиненных лавинами различным объектам.

  5. Участки возможной лавиноопасности.


Сели.

К селевым относят такие бассейны, где сели уже наблюдались или имеются благоприятные для этого условия. В этой связи в бассейнах отмечаются зоны формирования, транзита, временного затухания и накопления (конуса выноса).

По составу селевые потоки бывают: грязевые, грязекаменные, водокаменные.

При документации селей необходимо отмечать: наличие в устьях рек конусов выноса, загромождение русла рыхлообломочным материалом и наличие боковых валов вдоль русла; следы грязи на бортах русла; наличие очагов зарождения крупнообломочного материала.
Курумы.

Курумы представляют собой крупнообломочные дресвяно-щебе-нисто-глыбовые накопления на склонах различной крутизны (от 3-5 до 40-450), сложенных скальными породами и образующиеся за счет разрушения последних.

Схема документации:

  1. Положение курума в рельефе (на водоразделе или на склоне).

  2. Наличие области питания, ее характеристика.

  3. Морфология поверхности, на которой образовался курум – геологическое строение, крутизна, протяженность, экспозиция слона.

  4. Форма проявления курума – «каменные поля» на водоразделах, курумные склоны, потоки, «каменные реки», конусы, валы, террасы, шлейфы; их плановое очертание, размеры в различных частях.

  5. Описание пород, слагающих курум – состав, размеры и форма обломков, наличие и состав заполнителя.

  6. Генезис курума – физическое выветривание, вымораживание камней, подповерхностный смыв, соскальзывание и сползание глыб, смешанный.

  7. Наличие выходов подземных вод, их характеристика; содержание льда.

  8. Степень активности курума: активный или бездействующий. Об этом косвенно свидетельствует наличие или отсутствие растительности на куруме, наползание отдельных глыб на основание стволов деревьев; неустойчивость и неплотное залегание глыб; выдвижение языков курумов на террасы и днище долины.


Формы рельефа, связанные с временными водотоками.
Основные термины.

Борозда эрозионная – исходная форма временно действующего водотока, возникающая на склонах при переходе плоскостного смыва в ливневый. Глубина обычно 3-30 см, ширина равна или немного превосходит глубину. Поперечный профиль V-образный или ящикообразный.

Промоины (эрозионные рытвины) – глубина до 1-2 м, ширина до 2-2,5 м, склоны крутые, местами отвесные, профиль чаще всего V-образный.

Овраги - отрицательная форма рельефа глубиной 10-20 и более метров, шириной (между бровками) до 50 м и более. Склоны крутые, часто отвесные. Обычно выделяют следующие формы оврагов, формирующиеся в зависимости от профиля склона: ромбовидную, ланцетовидную, линейную, булавовидную, яйцевидную, четковидную (от «четки» - бусы).

Второстепенные овраги, развивающиеся на склонах основных и соединяющиеся с ними, называются отвержками.

Донные овраги – образуются в днищах крупных понижений в результате возобновления глубинной эрозии.

В поперечном профиле выделяют:


При документации оврагов отмечаются следующие параметры:

  1. Положение в рельефе, морфология склона, направление депрессии, ориентированное к частям света.

  2. Форма оврага в плане и в поперечном профиле, его длина, глубина, ширина между бровками и по днищу, крутизна склонов, симметричность или асимметричность бортов, наличие террас.

  3. Существование на дне оврагов водотоков; их описание.

  4. Наличие на днище снесенного рыхлого или обломочного материала,

  5. Описание пород, вскрываемых оврагом.

  6. Степень задернованности склонов и покрытие их травянистой и древесной растительностью.


Процессы, связанные с деятельностью подземных вод.

Карст. По литологическому составу пород, в которых протекает процесс, различают карст: карбонатный, сульфатный, сульфатно-карбонатный, соляной.

По структурно-геоморфологическому признаку – эрозионный, водораздельный, тектонически поднятый, зон тектонических разломов, эрозионно-тектонический, приконтактовый (растворимые и нерастворимые породы), антропогенный.

По степени обнаженности – обнаженный, прикрытый (элювием, дерном), перекрытый (под корой выветривания).

При описании карстового процесса необходимо отмечать геологию, геоморфологию структурных элементов и гидрогеологические условия территории; состав пород, их мощность, структуру, слоистость, трещиноватость (ее генезис, морфологию и закономерности развития трещин).
Геоморфологические точки наблюдения.

Некоторые понятия.

Равнины – обширные участки с ровной или слабоволнистой поверхностью, обычно слабо наклоненной в одну сторону. Различают:

Холмистый (сопочный) рельеф представляет собой сочетание чередующихся возвышенностей (сопок) и понижений (ложбин, котловин) с относительными превышениями до 200 м. Горный рельеф – более 200 м.

Склоны могут иметь выпуклую (крутизна в нижней части больше, чем в верхней), вогнутую (крутизна в нижней части меньше, чем в верхней) или сложную (волнистую, ступенчатую) формы.

Подошвенная линия ограничивает основания склонов различных форм рельефа.

Бровка – линия, по которой происходит резкий перегиб склона.

По крутизне склоны делятся на: крутые > 350;

средней крутизны – 35-150;

пологие – 15-50;

очень пологие – < 50.

По длине склоны подразделяются на: длинные - > 500 м;

средней длины – 500-50 м;

короткие - < 50 м.

По особенностям процессов, протекающих на склонах:

  1. склоны собственно гравитационные – крутизна 35-400 и более. При этом обломки, образовавшиеся при выветривании, под действием силы тяжести скатываются к подножию склона (обвалы, осыпи, лавины).

  2. склоны блоковых движений – образуются при смещении вниз по склону блоков горных пород разных размеров под действием главным образом силы тяжести, но при участии и других факторов, например, подземных вод; крутизна склонов – 10-200 (оползни, сплывы, склоны отседания).

  3. склоны массового смещения чехла рыхлого материала – крутизна 5-100; характер смещения зависит от консистенции грунта, обусловленной количеством содержащейся в нем воды (солифлюкция, дефлюкция).

Солифлюкция – см. раздел «Криогенные процессы».

Дефлюкция – чрезвычайно медленное (1-2 см в год) движение грунта (глин, суглинков) по склонам крутизной 10-350 под действием различных факторов: температуры (попеременное промерзание и оттаивание), изменения степени увлажнения и т.д. Дефлюкционные склоны характеризуются обычно ровной поверхностью, задернованы, залесены. При увеличении влажности поверхностных слоев грунта скорость смещения может увеличиваться, что приводит к разрывам дернового покрова. На склоне образуются волнистые микротерраски, тянущиеся на десятки и сотни метров, на вертикальных гранях ступеней обнажается почва или кора выветривания (рельеф «коровьих троп»).

  1. Склоны делювиальные (плоскостного смыва). Плоскостной смыв может наблюдаться как на крутых, так и на очень пологих склонах (2-30).

Лог (лощина) – долина с мягкими очертаниями пологих задернованных склонов; бровки часто выражены неясно; глубина обычно незначительна.

Долина (падь) – вытянутое углубление со склонами различной крутизны и формы; часто прорезанное оврагами и промоинами. Долины делятся на сухие и речные.

Завалины (блюдца) – небольшие котловины, имеющие незначительную глубину и плоское дно.

Речные долины.

Дно долины часто имеет сложный рельеф, включающий русло и пойму.

Русло - наиболее углубленная часть речной долины, по которой протекает водный поток в межень.


Рис. 2. Поперечный разрез речной долины:
I - пойменная терраса, II,III - надпойменные террасы; 1 - аллювиальные отложения поймы, 2 - аллювиальные отложения надпойменных террас, 3 - тыловой шов террасы, 4 - бровка террасы, 5 - уступ террасы, 6 – коренной (нетеррасированный) берег реки, 7 - коренное ложе аллювия.

Пойма – часть днища, заливаемая в период половодий.



Рис. 3. Схема строения поймы (по Е.В. Шанцеру):
А - русло, В - пойма, С - старица, D - прирусловой вал, H - уровень полых вод, h - уровень межени, M - нормальная мощность аллювия. Русловой аллювий: 1 - грубые пески, гравий, галька; 2 - мелко- и тонкозернистые пески; 3 - старичный аллювий; 4 - пойменный аллювий.
Коренные берега – участки склонов речной долины, расположенные выше поймы и террас и переходящие в поверхность водораздела.

Речные террасы – горизонтальные или слегка наклонные поверхности на склонах долины, представляющие собой остатки ее прежнего дна.

Аккумулятивные – террасы, сложенные от бровки уступа до его подножья аллювием.

Эрозионные – террасы почти полностью сложены коренными породами, лишь сверху прикрыты маломощным чехлом аллювия (который может и отсутствовать).

У цокольных террас нижняя часть уступа (цоколь) сложена коренными породами, верхняя – аллювием.


Описание геоморфологических точек.

  1. Макроформа рельефа – плоскогорье, кряж, равнина. Абсолютные отметки, относительные превышения, степень расчлененности.

  2. Мезоформы рельефа – террасы, овраги, долины, распадки и т.п.

  3. Микроформы – западины, кочки. Рытвины, береговые валы и т.п.

  4. Для всех форм рельефа указываются относительные превышения или понижения, форма, размеры, генезис.

  5. Для речных и озерных террас указывается тип, высота над урезом воды (в межень), количество, степень выраженности в рельефе; развитие – повсеместное или фрагментарное; наличие размывов и разрушений; приводятся размеры –точные или глазомерные; дается геолого-литологическое описание слагающих пород; наличие и степень развития различных процессов и явлений.

  6. Влияние, оказываемое рельефом на формирование ресурсов и химического состава подземных вод – благоприятное, неблагоприятное, а также на развитие инженерно-геологических процессов и явлений.


Геологические точки наблюдения.

Описание ведется по естественным обнажениям пород; в бортах оврагов, промоин, рытвин, по выбросам из нор животных, в выворотнях упавших деревьев, по искусственным выработкам - копушам, шурфам, карьерам, скважинам. При описании отмечаются следующие параметры:

  1. Вид обнажения или выработки.

  2. Размеры, форма.

  3. Геологическое описание разреза горных пород послойно сверху вниз:

а) название горной породы;

б) цвет – преобладающий и оттеночный, интенсивность окраски (светлая, темная), для сложного цвета последовательность указывается в порядке возрастания (например, светлый, зеленовато-серый с редкими желтыми пятнами);

в) состав породы с указанием процентного соотношения: песок кварцпалевошпатовый (кварца – 40 %, полевых шпатов – 50 %, темноцветов – 10 %);

г) структура –массивная, зернистая, слоистая; для рыхлых отложений – гранулометрический состав;

д) текстура – листовая, горизонтально-слоистая, косослоистая, сетчатая;

е) включения;

ж) реакция с соляной кислотой – бурная, вскипает, бурно вскипает, не реагирует. Скол породы должен быть свежий, не загрязненный.

  1. Элементы залегания – азимут падения и угол падения;

  2. Трещиноватость – размеры трещин, их направление (системы трещин), зияющие или закрытые, состав заполнителя (кварц, кальцит, глина и т.п.);

  3. Вторичные изменения: выветрелость, крепость, ожелезнение, омарганцевание (в виде пленок, натеков, дендритов, примазок и т.д.)

  4. Гидрогеологическая характеристика (степень обводненности): порода сухая, влажная, водонасыщенная, водосодержащая, водоносная.


Результаты маршрутных наблюдения и исследований отражаются на составляемых полевых гидрогеологических и инженерно-геологических картах.

Литература к разделу 1.
1. Климентов П.П., Кононов В.М. Методика гидрогеологических исследований. М., Высшая школа, 1989.-448 с.

2. Бондарь Н.Я., Охрименко В.И. Гидрогеологическое и инженерно-геологическое картографирование. М., Недра, 1987.-168 с.

1   2   3   4   5   6   7   8   9
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации