РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ

РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ
“ЮНОСТЬ, НАУКА, КУЛЬТУРА”
Секция Географии
Овраги урочища Мурашиха.
Заякин Иван, Заякин Юрий
МОУ ДОД «Центр образования»
Зеленогорск, Красноярский край
Руководитель:
Заякин А.Ю.
педагог доп.обр.
г. Обнинск, 2005
2
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Содержание
Введение .................................................................................................. стр.3
Литературный обзор................................................................................ стр.4
Справка о местности ............................................................................... стр.4
Овраги как форма рельефа ..................................................................... стр.4
Породы слагающие территорию. Лёсс. Почвы .................................... стр.5
Особенности берегов.............................................................................. стр.6
Методика и результаты исследований ................................................. стр.6-11
Выводы ..................................................................................................... стр.12
Литература ............................................................................................... стр.13
Приложения.............................................................................................. стр. 14-16
3
Введение
Размыв берегов - природный процесс, свойственный любому водоёму.
Скорость размыва колеблется от долей метра до десятков метров в год, в
зависимости от стадии развития процесса, который воз никает,
активизируется, затухает, прекращается и вновь возобновляется с хаотичной
или упорядоченной цикличностью.
От этих процессов страдают населённые пункты, инженерные
коммуникации, разрушаются водозаборы, опоры линий электропередач,
мостовые переходы, утрачиваются сельскохозяйственные угодья, происходит
потеря леса. Для борьбы с этим явлением или его предотвращения
производят дорогостоящее укрепление берегов, возводят дамбы,
осуществляют разнообразные регуляционные мероприятия, часто не дающие
весомых результатов.
Цель настоящей работы заключается в том, чтобы ответить на два
вопроса:
1. Что является причиной развития овражной сети в прибрежной части
Красноярского водохранилища (конкретно - в урочище Мурашиха»)?
2. Что необходимо предпринять для того, чтобы избежать потерь
сельскохозяйственных и лесных угодий на вышеназванном участке?
4
Справка о местности
Урочище «Мурашиха» располагается на левом берегу водохранилища
Красноярской ГЭС, между Куртакским и Ижульским заливами, на границе
Новосёловского и Балахтинского районов Красноярского края, прилегая к
точке 55°10/с.ш., 91°35 в.д., (см. приложение 1). Территория полузаселённая,
большей частью используемая для зернового и кормопроизводства, а также
для выпаса скота. Территория достаточно освоена и видоизменена. Лесные
массивы разрежены и засорены. Урез вод водохранилища определяется в 243
м, максимальные высоты урочища 355 м. Большое количество полевых
дорог, рельеф овражно - балочный. Рек и ручьёв, ключей нет.
Овраги как форма рельефа
Овраги, отрицательная форма рельефа, создаваемая временными и
мелкими постоянным» водотоками. Протяжение достигает нескольких
километров, глубина до 10-15 и более метров. Обычно овраги
закладываются у крутых берегов рек и склонов балок и в результате
ежегодного роста пятящейся эрозии врезаются своими верховьями в
приводораздельные склоны, образуя запутанную сеть. Быстрота роста
оврагов достигает 3-5 и даже 25 м в год. Особое образование - вторичные
овраги - возникают на дне сформировавшихся балок.
Развитие оврага (1-я стадия) начинается с неглубокой рытвины
(промоины), которая не может быть сглажены обычной обработкой почвы.
Поперечный профиль оврага на этой стадии имеет треугольную форму, а
затем прямоугольную или трапециевидную в зависимости от пород. Откосы
крутые, голые, развиваются обвалами и осыпями, материал которых
выносится водой в устье, где образует конус выноса (пролювий). На второй
стадии развития овраг начинает врезаться вершиной и расти к водоразделу
путём обвалов вершинного обрыва. При подтоке поверхностных вод с боков
вершина оврага ветвится, а в долине его образуются боковые отвершки. Ниже
вершины происходит углубление русла и подмыв стенок, дно оврага
расширяется и вдоль крутых стенок образуется неустойчивая осыпь. На 3-й
стадии вырабатывается продольный профиль предельного уклона (профиль
равновесия), устье оврага врезается до базиса эрозии, дно расширяется, но
осыпь остаётся неустойчивой. На 4-й стадии долина оврага расширяется ,
на дне его отлагается аллювий и делювий, обрыв растущей вершины
сглаживается, вдоль откосов формируется устойчивая осыпь под углом
естественного откоса 30-45°, который постепенно выполаживается под
влиянием плоскостного смыва, на дне и откосах формируется почвеннорастительный покров. Овраг превращается на этой стадии в балку.
В принципе, подчиняясь описанным выше закономерностям, развиваются и
овраги урочища Мурашиха, но то, что берега водохранилища сложены
мощными толщами лёссов, а уровень поверхности воды в водохранилище
постоянно изменяется, определяет и некоторые особенности процесса
разрушения берегов и прибрежных участков.
5
Породы слагающие территорию. Лёсс. Почвы.
Крутизна овражных склонов определяется характером слагающих их
пород. Овраги, врезанные в песчаные породы, имеют неустойчивые, легко
осыпающиеся склоны. Склоны оврагов, сложенные лёссом или
лёссовидными суглинками, отличаются большой крутизной, в то время как
склоны, сложенные жирными глинами, пологие.
Типичный лёсс повсюду характеризуется одними и теми же признаками.
Это рыхлая, пористая жёлто-палевая, карбонатная, неслоистая, легко
размывающаяся горная порода. Обваливаясь лёсс образует вертикальные
стенки. На лёссе формируются наиболее плодородные почвы.
Вопрос происхождения лёссов и поныне остаётся достаточно спорным.
Наиболее известна гипотеза П.А. Тутковского (1899). Он объясняет
происхождение лёссов следующим образом. В эпоху оледенения над
ледниковым щитом вследствие сильного охлаждения формировался
устойчивый антициклон. В результате на окраине ледника постоянно дули
суховеи и холодные ветры (фены Тутковского), которые иссушали
приледниковые районы, превращая их в пустыню. Из образовавшихся таким
образом пустынь ветер выносил пыль и откладывал её на некотором
расстоянии от ледника, в степях. Так возникла толща однородного лёсса. По
мере отступания ледника на север в том же направлении смещался и пояс,
приледниковых пустынь.
Значительную ясность в проблему лёсса внесла почвенная гипотеза Л.С.
Берга. Согласно этой гипотезе, в проблеме лёсса следует различать два
вопроса: способ образования материнской породы и процесс превращения её
в лёсс. Происхождение материнской породы может быть самым различным от морского и озёрного до речного и делювиального. Образовавшаяся
разными путями материнская порода должна была пройти длительный
геохимический процесс облёссовывания, сходный с процессом
почвообразования. Различают две фации лёссов: тёплую и холодную. К
тёплой фации относят среднеазиатский лёсс. Он характерен для пустынь,
существующих с неогена. К холодной фации принадлежат лёссы и
лёссовидные породы более северных районов, лёссообразование в которых
ограничивалось холодными и сухими ледниковыми эпохами. В
межледниковье в условиях более влажного климата начиналась деградация
лёсса, завершавшаяся образованием почв.
Помимо мощных толщ лёсса береговая линия и обрывы имеют выходы
песчаников, сланцев. Галечные отложения представлены различными
породами.
Лёссы - легкопроницаемая для поверхностной влаги порода, что создаёт
предпосылки для формирования оползневых процессов под воздействием
силы гравитации. Кроме того, процесс выноса грунтовыми водами
мельчайших частиц породы и растворённых веществ - суффозия - приводит
к просадке поверхности, что на краях обрывов создаёт дополнительные
условия для образования краевых провалов, оползней (см. рисунок
6
приложения 2). Вносят свою долю в разрушение лёссовых обрывов
и гляциальные процессы.
Особенности берегов
В связи с возведением Красноярской ГЭС и заполнением
водохранилища, на участке от плотины до города Абакана значительно
изменились природные комплексы. В частности подъём и пульсация вод
обусловили размыв участков склонов ранее не подвергавшихся волновому
воздействию и защищенных в определённой мере от размыва текучими
водами растительностью. Сформировавшаяся вновь береговая полоса, так же
как и приморские берега, развивается по определённым правилам.
Береговая полоса - область современного взаимодействия воды и
суши, в результате которого не только формируется особый рельеф, но и
весь природный комплекс в её пределах отличается своеобразием.
Воздействуя на берег, волны производят огромную разрушительную
работу, сопровождающуюся переносом продуктов разрушения и их
аккумуляцией. В разрушении берега участвуют гидравлический удар волн и
удар обломков горных пород, захваченных волнами. Разрушительную
деятельность волн называют абразией.
Процесс создания абразионного берега начинается с появления выемки у
основания склона берега. Волны постепенно увеличивают выемку и
превращают её в волноприбойную нишу. Породы, нависающие над нишей,
обрушиваются, возникает береговой обрыв - клиф. Продолжая углублять
волноприбойную нишу, волны вызывают отступание обрыва в сторону суши
и создают выровненную поверхность - подводную абразионную террасу.
Между клифом и абразионной террасой образуется неширокая полоса
покрытая обломочным материалом - пляж (см. рисунок приложения 3).
Методика исследования
Для определения скорости и особенности роста оврагов проводилась
тахеометрическая съёмка западного участка залива в урочище в июле 2002 и
2003 годов, определены породы, слагающие клиф и пляж, участниками
археологической экспедиции п/р А.Н. Шавкуна произведены описания
шурфов на предмет определения залегания погребённых почв.
Результаты исследования
Нами установлено, что на участке высокого берега протяжённостью 1,4
км имеются 3 ярко выраженных оврага различной степени развития
(представлены на схеме №1).
Овраг №1 - старый, очень длинный, прошедший стадию образования
балки (схема №2), с ярко выраженным вторичным оврагом, возникшим в
результате периодических подъёмов и спадов уровня водохранилища и
размыва приустьевой части, что повлекло за собой интенсивное врезание
текучих вод даже под корни выросших растений на дне балки.
Овраг №2 - старый, короткий, с ярко выраженным вторичным оврагом,
вероятнее всего возник в результате того, что человек искусственно срыл
часть крутого склона для свободного доступа скота на водопой. Именно
поэтому,
вероятно,
широкую
крутостенную
часть
нельзя
7
собственно именовать оврагом - собственно овраг, «вторичный»,
возник на месте скотопрогонной тропы (схема №3).
Овраг №3 - молодой, короткий, интенсивно растущий за счёт, в
основном, гравитационных сил (схема №4).
Схема №1
Участок топографической съёмки с обозначением оврагов, шурфов
и профилей разрезов.
На приводимых схемах жёлтым цветом представлены уступы лёссовидных
суглинков, серым – пляжные участки галечников, лёссов, песчаников,
коричневым – выходы песчаников. Зелёным – заросшие участки
8
Схема №2
План и разрез оврага №1.
9
Схема №3
План и разрез оврага №2.
10
Схема №4
План и разрез оврага №3.
Колебание уровня воды в водохранилище приводит к ежегодным
изменениям. Наиболее явно они прослеживаются на молодом овраге – за год
его кромка сместилась на 1-1,5 метра.
Летом 2004 года мы не смогли провести рекогносцировку участка, т.к.
уровень водохранилища поднялся на максимальную отметку. Явные
результаты этого оценим летом 2005 года.
11
Приводимые ниже схемы залегания пород в разрезах
демонстрируют наличие погребённых почв и растительных остатков. Это
результат обвалов и оползней участка высокого берега и их
переотложения в результате воздействия атмосферных осадков и
почвенной влаги.
Разрез №1
Разрез №2
12
Выводы
С возникновением Красноярского водохранилища рост и развитие
оврагов проявились с новой силой. Причиной этого стало волновое
разрушение склонов ранее не подвергавшихся подобным воздействиям и, как
следствие, обнажение мощных лёссовых горизонтов.
На первое место теперь выходят процессы развития оврагов связанные с
гравитационными процессами в связи со способностью лёссов к насыщению
влагой.
Естественно замедляющаяся скорость роста оврагов связанная с
выполаживанием склонов и их зарастанием для молодых оврагов не
свойственна, а развитие вторичных оврагов усугубляет ситуацию
стабилизации балок.
Таким образом значительные колебания уровня водохранилища самым
отрицательным образом сказываются на состоянии берегов, что влечёт за
собой изъятие из хозяйственного оборота всё больших площадей
сельскохозяйственных и лесных угодий.
Возможно единственным способом замедлить рост молодых оврагов
будет искусственное выполаживание стенок их верховьев с внесением почвы
для быстрого формирования дернины, с одновременным высаживанием
растений в пляжной зоне, прилегающей к клифу.
13
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Литература
Сельскохозяйственная энциклопедия. Гл. ред. В.В. Мацкевич и П.П.
Лобанов. В 6-и томах. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Советская
энциклопедия, 1973.
Барков А.С. Словарь-справочник по физической географии: Пособие для
учителей географии. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Учпедгиз, 1958.
Мильков Ф.Н., Гвоздецкий Н.А. Физическая география СССР. Общий
обзор. Европейская часть СССР. Кавказ: Учебн. Для студ. Геогр. спец. ун
тов. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.
Неклюкова Н.П. Общее землеведение. Литосфера. Биосфера. Геогр.
оболочка. Учебн. Пособие для студентов геогрю специальностей пед. интов. Изд. 2-е, доп. - М.: Просвещение, 1975.
Якушова А.Ф. Динамическая геология. Пособие для студентов пед. интов. - М.: Просвещение, 1970
Чалов Р.С. Естественные и антропогенные изменения рек России за
историческое время // Соросовский образовательный журнал, Том 6,
2000. №1, стр. 71-78.
Чалов Р.С. Почему размываются берега рек // Соросовский
образовательный журнал, Том 6,2000. №2, стр. 99-106.
14
Приложение №1
Район исследований
15
Приложение №2
Современные процессы. Оползни и обвалы
16
Приложение №3
Современные процессы. Развитие берегов