liqutio разжижение плавление процесс разделения первоначально однородного магматического расплава при пони

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Ликвация (от лат.liquatio — разжижение, плавление) процесс разделения первоначально однородного магматического расплава при понижении температуры на две разные по составу несмешивающиеся жидкости. В результате кристаллизации последних образуются разные по составу минеральные агрегаты (горные породы и руды). Многие исследователи допускают ликвацию при образовании магматических сульфидных руд. Ликвационный способ образования допускается также в отношении камерных пегматитов, вариолей в вариолитах, некоторых рудообразующих растворов и пр. Явления Ликвации в силикатных расплавах, особенно в богатых летучими компонентами (фтор, вода, бор), подтверждены экспериментально американскими (О. Ф. Татлом и Дж. Фридманом) и советскими (Д. П. Григорьевым, О. А. Есиным, Я. И. Ольшанским и др.) геологами.

Процесс ассимиляции

Ассимиляция — процесс взаимодействия магмы с вмещающими породами. В результате ассимиляции магма полностью или частично растворяет вещество вмещающих пород и изменяет свой состав. Согласно ассимиляционной гипотезе, вплавление больших посторонних масс в жидкую магму обусловливает разнообразие магматических пород, а также состав послемагматических рудоносных растворов. Ассимиляция может быть причиной, вызывающей дальнейшую дифференциацию магмы. Благоприятными условиями для ассимиляции являются контрастный состав магмы и вмещающих пород, перегрев магмы и обилие в ней летучих компонентов. Широкое развитие ассимиляции с образованием габбро и диоритов известно в краевых частях гранитных интрузивов, залегающих в толщах известняков и основных эффузивных пород.

Какие формы залегания называют батолитом, штоком, лакколитом?

Батолит (от греч. bathos— глубина и lithos— камень), форма залегания глубинных изверженных пород (главным образом из группы гранитов), имеющая преимущественно секущие контакты и площадь более 100 км2. Форма в плане обычно удлиненная, иногда изометричная. Часто батолиты имеют площадь, измеряемую десятками тысяч км2. Слово батолит происходит от греческих слов «батос» — глубина и «литос» — камень, Так называли батолиты, так как считали их бездонными — уходящими вглубь земной коры на неопределенное расстояние. Однако с появлением геофизических методов исследования было установлено, что мощность батолитов, составляет 3 — 15км. Таким образом, батолит имеют форму гигантской линзы. По глубине формирования относятся к классу абиссальных интрузий. Основная фаза внедрения в батолитах представлена интрузивными породами кислого или среднего состава — гранитами, гранодиоритами, диоритами.

Шток (нем. Stock — палка, ствол) — интрузивное тело, в вертикальном разрезе имеющее форму колонны. В плане форма изометричная, неправильная. Штоки относятся к типу несогласных интрузий. От батолитов отличаются меньшими размерами.

Лакколит (греч. lakkos— яма, углубление и lithos— камень) — интрузивный массив, имеющий в разрезе грибообразную или куполообразную форму кровли и относительно плоскую подошву. Они образуются вязкими магмами, как правило, кислого состава, поступающими либо по дайкообразным подводящим каналам снизу, либо из силла, и, распространяясь по слоистости, приподнимают вмещающие вышележащие породы, не нарушая их слоистости, Лакколиты встречаются поодиночке, либо группами. Размеры лакколитов сравнительно небольшие — от сотен метров до нескольких километров в диаметре. Особую разновидность лакколитов представляют бисмалиты (греч. bysma— пробка и lithos— камень) представляет собой позднюю стадию формирования лакколита.

Что такое дайка, апофиза, некк?

Дайка — интрузивное тело с секущими контактами, длина которого во много раз превышает ширину, а плоскости эндоконтактов практически параллельны. По сути дайка представляет собой трещину, которая была заполнена магматическим расплавом. Дайки обладают длиной от десятков метров до сотен километров и шириной от нескольких сантиметров до 5—10 км. Дайки относятся к классу малоглубинных (гипабиссальных) интрузий. Породы, их слагающие, имеют неполнокристаллические, порфировые или афировые структуры, что связано с быстрым охлаждением и кристаллизацией расплава. Дайки характерны для любых областей проявления магматических процессов: ассоциируют с силлами и вулканическими покровами, являются подводящими каналами вулканических аппаратов, прорывают гранитные батолиты на поздних стадиях формирования последних. Однако наиболее распространены дайки в океанической коре, формирующейся в результате спрединга.

Многочисленные субпараллельные дайки пород основного состава характерны также для внутриконтинентальных рифтовых зон и пассивных континентальных окраин. Внедрение таких даек является показателем рифтогенеза и раскола континентальной литосферы.

Апофиза — жилоподобное ответвление, отходящее от магматического тела во вмещающие породы, связь с которым можно непосредственно проследить. Она обычно сложена породой, сходной с главным магматическим телом, но отличается мелкокристаллическим или порфировидным строением. Апофизами иногда называют и мелкие рудные жилы, отходящие от главной жилы.

Некк (англ. «neck» — горлышко, шея) — столбообразное тело, выполняющее жерло вулкана (лаво- или магмоподводящий канал) вулканическим материалом — лавой, пирокластолитами, туфолавой, туфами, лавобрекчиями, вулканическими брекчиями и др. В поперечном сечении некки бывают округлыми, овальными и неправильных очертаний размером от нескольких метров до 1,5 км и более. При разрушении рыхлого вулканического материала некки, сложенные обычно более твердыми породами остаются, образуя характерные столбы. Породы, слагающие некки, обычно сильно изменены постмагматическими газо-гидротермами. Нередко некки являются рудовмещающими.

 

Какие формы залегания характерны для эффузивных пород?

Эффузивный магматизм сопровождается излиянием лавы на земную поверхность. Однако нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла — расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. «эксплозио» — взрывать). Излившаяся на поверхность магма образует различные эффузивные тела, среди которых выделяются: лавовый покров, лавовый поток, некк (жерловина), вулканический (экструзивный) купол (пик, игла) и диатрема (трубка взрыва), вулканический конус, стратовулкан, щитовидный вулкан.

По типу извержений выделяют трещинные, или линейные, и центральные извержения, что также находит отражение в форме тел. По выражению в рельефе формы залегания эффузивных пород могут быть как положительными (покровы, потоки, жерловины, вулканические купола, диатремы, вулканические конусы, стратовулканы, щитовидные вулканы), так и отрицательными (кратеры, маары, лавовые колодцы, кальдеры).

 

Что такое мигматиты ?

Мигматит(от греч. migma, родительный падеж migmatos — смешение, смесь) - горная порода, состоящая из метаморфического вмещающего вещества с жилками гранита. Возникает вследствие проникновения жидких слоев гранитной магмы вдоль сланцеватости метаморфических пород. Гранитная магма может образоваться в результате частичного плавления (Анатексиса) метаморфических пород в условиях глубокого погружения (регионального метаморфизма) и отжимания расплава от нерасплавленного метаморфического остатка. Многие докембрийские М. образовались в подобных условиях. Другие М., находящиеся вблизи крупных интрузивных тел гранитоидов, возникли при инъекции (См. Инъекция) гранитного расплава в смежные метаморфических породы (инъекционные гнейсы). М. широко распространены в древних гранито-гнейсовых комплексах.

За счёт чего образуются осадочные породы?

Образование осадочного материала происходит за счет действия различных факторов — влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы и т. д. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание.

 

Процесс выветривания?

Выветривание — совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к образованию почвы. Происходит за счет действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы, Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (лёд, водопад и ветер)(механическое), химическое и биологическое. Чем больше разница температур в течение суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объеме на 1/10 своего объема, что способствует еще большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадут, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землятресения, извержения вулканов так же содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создает благоприятные условия для химического выветривания.

 

Что такое гальмиролиз?

Гальмиролиз — совокупность процессов механического, хим. и биохим. преобразования (разрушения) минер. зерен и г. п. на поверхности дна водоемов. В результате В. п. образуются глинистые м-лы, цеолиты, карбонаты, гидроокислы Fе и Мn и вторичный гипс за счет сульфидов при смене восстановительной и окислительной среды природных вод и др. м-лов. В. п. достигает наибольшего развития в условиях малых (или нулевых) скоростей осадконакопления (в пелагических обл., на подводных хребтах).

 

Какие полезные ископаемые генетически связаны с ультраосновными интрузиями?

Дуниты и оливиниты (в которых вместо хромита присутствует магнетит), перидотиты и пироксениты. Эффузивные разновидности ультраосновынх пород: пикриты, меймечиты, кимберлиты и лампроиты.

 1   2   3  Удалить зубной камень и ОТБЕЛИТЬ зубы за пару дней...

Очень ПРОСТО! Дома в течение 1 часа нужно...

1 Геология как наука

Объектами, которые изучает геология, являются земная кора и литосфера. Задачи геологии:

  изучение вещественного состава внутренних оболочек Земли;

  изучение внутреннего строения Земли;

  изучение закономерностей развития литосферы и земной коры;

  изучение истории развития жизни на Земле и др.

Методы науки включают как собственно геологические, так и методы сопряженных наук (почвоведения, археологии, гляциологии, геоморфологии и проч.). В числе главных методов можно назвать следующие.

1. Методы полевой геологической съемки  изучение геологических обнажений, извлеченного при бурении скважин кернового материала, слоев горных пород в шахтах, изверженных вулканических продуктов, непосредственное полевое изучение протекающих на поверхности геологических процессов.

2. Геофизические методы  используются для изучения глубинного строения Земли и литосферы. Сейсмические методы, основанные на изучении скорости распространения продольных и поперечных волн, позволили выделить внутренние оболочки Земли. Гравиметрические методы, изучающие вариации силы тяжести на поверхности Земли, позволяют обнаружить положительные и отрицательные гравитационные аномалии и, следовательно, предполагать наличие определенных видов полезных ископаемых. Палеомагнитный метод изучает ориентировку намагниченных кристаллов в слоях горных пород. Осаждающиеся кристаллы ферромагнитных минералов ориентируются своей длинной осью в соответствии с направлениями силовых линий магнитного поля и знаками намагниченности полюсов Земли. Метод основан на непостоянстве (инверсии) знака полярности магнитных полюсов. Современные знаки намагниченности полюсов (эпоха Брюнес) Земля приобрела 700 000 лет назад. Предыдущая эпоха обратной намагниченности  Матуяма.

3. Астрономические и космические методы основаны на изучении метеоритов, приливно-отливных движений литосферы, а также на исследовании других планет и Земли (из космоса). Позволяют глубже понять суть происходящих на Земле и в космосе процессов.

4. Методы моделирования позволяют в лабораторных условиях воспроизводить (и изучать) геологические процессы.

5. Метод актуализма  протекающие ныне в определенных условиях геологические процессы ведут к образованию определенных комплексов горных пород. Следовательно, наличие в древних слоях таких же пород свидетельствует об определенных, идентичных современным процессах, происходивших в прошлом.

6. Минералогические и петрографические методы изучают минералы и горные породы (поиск полезных ископаемых, восстановление истории развития Земли).

^ 10 метаморфические горные породы

Метаморфические горные породы - результат преобразования пород разного генезиса, приводящего к изменению первичной структуры, текстуры и минерального состава в соответствии с новой физико-химической обстановкой. Главными факторами (агентами) метаморфизма являются эндогенное тепло, всестороннее (петростатическое) давление, химическое воздействие газов и флюидов. Постепенность нарастания интенсивности факторов метаморфизма позволяет наблюдать все переходы от первично осадочных или магматических пород к образующимся по ним метаморфическим породам. Метаморфические породы обладают полнокристаллической структурой. Размеры кристаллических зерен, как правило, увеличиваются по мере роста температур метаморфизма. Для метаморфических пород наиболее типичны ориентированные текстуры. К ним относятся, например, сланцеватая текстура, обусловленная взаимно параллельным расположением минеральных зерен призматической или пластинчатой форм; гнейсовая, или гнейсовидная текстура, характеризующаяся чередованием полосок различного минерального состава; в случае чередования полос, состоящих из зерен светлых и цветных минералов, текстура называется полосчатой. Внешне эти текстуры напоминают слоистость осадочных пород, но их происхождение связано не с процессом накопления осадков, а с перекристаллизацией и переориентировкой минеральных зерен в условиях ориентированного давления. Если метаморфическая порода мономинеральна и слагающий ее минерал имеет более или менее изометричные формы (кварц, кальцит), то в этом случае порода имеет неупорядоченную массивную текстуру. Все метаморфические породы имеют плотную текстуру.Поскольку сходные по составу, структурам и текстурам метаморфические породы могут образоваться за счет изменения как магматических, так и осадочных пород, к названиям метаморфических пород, возникших по магматическим породам, прибавляется приставка "орто" (например, ортогнейсы), а к названиям метаморфических, первично-осадочных пород - приставка "пара" (например, парагнейсы).Процессы метаморфизма могут быть развиты на огромных площадях в десятки и даже сотни тысяч квадратных километров (региональный метаморфизм), но могут проявляться и на очень небольших площадях (локальный метаморфизм).

^ 2 Форма и размеры Земли

Земля – двухосный эллипсоид. Радиус земли 6370км.Выделяют 3 оболочки Земли: ядро, мантию и земную кору. Ядро – наиболее плотная оболочка Земли. Полагают, что внешнее ядро находится в состоянии, приближающемся к жидкому. Температура вещества достигает 2500 – 3000 0С, а давление ~ 300Гпа. Внутреннее ядро, предположительно находится в твердом состоянии. Состав внешнего и внутреннего ~ одинаков – Fe – Ni, близкий к составу метеоритов. Мантия – самая крупная оболочка Земли. Масса – 2/3 массы планеты. Верхняя мантия характеризуется вертикальной и горизонтальной неоднородностью. Под континентами и океанами ее строение существенно отличается. В океанах на глубине ~ 50 км., а материках – 80 – 120 км. начинается слой пониженных сейсмических скоростей, который носит название сейсмического волновода или астеносферы ( т.е. геосфера «без прочности») и отличается повышенной пластичностью. (Волновод распространяется под океанами до 300 – 400 км., под материками - 100- 150 км. ) К ней приурочено большинство очагов землетрясений. Полагают, что в ней возникают магматические очаги, а также зона подкорковых конвекционных течений и зарождение важнейших эндогенных процессов. В. В. Белоусов объединяет земную кору, верхнюю мантию, включая астеносферу в тектоносферу.Промежуточный слой и нижняя мантия отличаются более однородной средой, чем верхняя мантия. Верхняя мантия сложена преимущественно ферро-магнезиальными силикатами (оливин, пироксены, гранаты), что соответствует перидотитовому составу пород. В переходном слое С основной минерал – оливин. Химический состав: оксиды Si, Al? Fe (2+, 3+), Ti, Ca, Mg, Na, K, Mn. Преобладают Si и Mg. Земная кора.Земная кора – это верхняя оболочка Земли, сложенная магматическими, метаморфическими и осадочными породами, мощностью от 7 до 70 – 80 км. Это наиболее активный слой Земли. Для нее характерен магматизм и проявления тектонических процессов. Нижняя граница земной коры симметрична поверхности Земли. Под материками она глубоко опускается в мантию, и под океанами приближается к поверхности. Земная кора с верхней мантией до верхней границы астеносферы ( т.е. без астеносферы) образует литосферу. В вертикальном строении земной коры выделяют три слоя, сложенных различными по составу, свойствам и происхождению породам. 1 слой – верхний или осадочный (стратосфера) сложен осадочными и вулканогенно-осадочными породами, глинами, глиняными сланцами, песчаными, вулканогенными и карбонатными породами. Слой покрывает почти всю поверхность Земли. Мощность в глубоких впадинах достигает 20 – 25 км., в среднем – 3 км. Для пород осадочного чехла характерна слабая дислоцированность, сравнительно низкие плотности и небольшие изменения, соответствующие диагенетическим. 2 слой – средний или гранитный ( гранито – гнейсовый), породы имеют сходство со свойствами гранитов. Сложена: гнейсами, гранодиоритами, диоритами, окализами, а так же габбро, мраморами, силинитами и др. Породы этого слоя разнообразны по сотаву и степени их дислоцированности. Они могут быть неизменными и метаморфированными. Нижняя граница гранитного слоя называется сейсмический раздел Конрада. Мощность слоя – от 6 до 40 км. На отдельных участках Земли этот слой отсутствует. 3 слой – нижний, базальтовый состоит из более тяжелых пород, которые по свойствам близки к магматическим породам, базальтам. В отдельных местах между базальтовым слоем и мантией залегает так называемый эклогитовый слой с более высокой плотностью, чем базальтовый. Средняя мощность слоя в континентальной части ~ 20 км. Под горными хребтами достигает 30 – 40 км., а под впадинами снижается до 12 – 13 и 5-7 км.

^ 7 горные породы

Горная порода - это природный минеральный агрегат более или менее определенного состава и строения, являющийся продуктом геологических процессов и образующий в земной коре самостоятельные тела. Горные породы являются главным источником для получения строительных материалов, их используют в промышленности строительных материалов как сырье для изготовления керамики стекла, теплоизоляционных и других материалов, а также для производства неорганических вяжущих веществ цемента, извести и строительного гипса. Сотни миллионов кубометров песка, гравия и щебня применяют ежегодно в качестве заполнителей для бетонов и растворов.Широко используют природные изменённые материалы и изделия, получаемые механической обработкой горных пород (раскалыванием, распиливанием, шлифованием, полированием, дроблением и т.п.). Это плиты из гранита, мрамора, известняка и других горных пород для декоративной облицовки и защиты строительных конструкций от коррозии.Россия по запасам и разнообразию горных пород не имеет себе равных. Изыскания, проведенные в больших масштабах дают полное представление о запасах и географическом размещении минерального сырья. В зависимости от условий формирования горные породы делят на три генетические группы (классификация горных пород по условиям их образования (генетическому признаку): магматические породы, образовавшиеся в процессе кристаллизации сложного природного силикатного расплава - магмы; осадочные, возникшие в поверхностных условиях из продуктов разрушения любых других пород; метаморфические, являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления пород к изменившимся в пределах земной коры физико-химическим условиям.

^ 3 общие понятия о минералах

Минерал – природное вещество, состоящее из одного элемента или из закономерного сочетания элементов, образующееся в результате природных процессов, протекающих в глуби земной коры или на поверхности. Каждый минерал имеет определенное строение и обладает присущими ему физическими и химическими характеристиками.

В зависимости от агрегатного состояния, минералы подразделяются на твердые (кварц), жидкие (ртуть), газообразные (метан). Наибольшим распространением пользуются твердые минералы, среди которых, в свою очередь, преобладают кристаллическими (атомы в них расположены упорядоченно), и гораздо реже встречаются аморфные (с хаотичным расположением атомов).

В зависимости от пространственного расположения элементарных частиц, составляющих кристаллическую решетку, все многообразие форм кристаллов можно свести к нескольким группам симметрий, или сингоний. Выделяют семь сингоний: моноклинную, триклинную, ромбическую, тригональную, тетрагональную, гексагональную, кубическую. Огромное влияние на структуру кристаллической решетки оказывают физико-химические условия минералообразования: кристаллы одного и того же минерала, возникшие в разных условиях, будут отличаться сингонией.

От внутреннего строения напрямую зависят физические свойства минералов. Так, обладающие кубической сингонией октаэдрические кристаллы алмаза – модификации углерода – характеризуются наивысшей твердостью. Другая же модификация углерода – графит – кристаллизуется в гексагональной сингонии и отличается минимальной твердостью. Кристаллическим минералам свойственна анизотропность – физические свойства в них отличаются по разным направлениям в кристалле. Наоборот, аморфным минералам характерна изотропность – сохранение физических характеристик, независимо от направления. К числу важнейших физических свойств, позволяющих производить макроскопическое определение минералов, относят следующие: твердость, блеск, цвет в куске, цвет в порошке (цвет черты), спайность, излом, прозрачность, удельный вес.

По занимаемому в составе горных пород объему минералы делятся на породообразующие и акцессорные. Породообразующими (их около 50) являются минералы, играющие первостепенную роль в составе горных пород. Состав породообразующих минералов служит одним из критериев, по которым определяют название горной породы. Акцессорные минералы встречаются в виде незначительных примесей (не более 5 % от объема породы) и их наличие не влияет на название породы. Кроме того, выделяют обширную группу рудообразующих минералов, использующихся человеком для производства металлов.

По происхождению минералы делятся на типы, которые объединяются в две группы: эндогенные – возникают в глуби земной коры благодаря процессам магматизма и метаморфизма, а также экзогенные – образующиеся в верхней части земной коры в результате выветривания и осаждения из водных растворов. Последовательность формирования минералов от эндогенных до экзогенных можно представить следующим образом.

1. Магматический тип минералообразования имеет место в пределах магматического очага, возникающего в глуби земной коры. По мере остывания и гравитационного разделения магмы, из нее последовательно кристаллизуются вначале тугоплавкие, а затем все более легкоплавкие минералы.

2. Пегматитовый тип проявляется на последних стадиях остывания магмы, при температурах 500 – 700 С, когда в расплавленном виде остаются лишь самые легкие фракции, обогащенные кислотами и щелочами и насыщенные газами. В этих условиях формируются своеобразные породы – пегматиты, сложенные крупными и гигантскими кристаллами кварца, ортоклаза, слюд. На данной стадии возникают многие драгоценные камни, рудные и радиоактивные минералы.

3. Пневматолитовый тип заключается в кристаллизации перенасыщенного газами вещества магмы, поднимающегося по трещинам земной коры. Из летучих соединений формируются руды висмута, вольфрама, молибдена, мышьяка и др. Когда температура понижается до 500 С, пневматолитовый тип начинает сопровождаться гидротермальными процессами, ведущими к накоплению рудообразующих минералов: галенита, сфалерита, киновари, халькопирита, пирита, золота, а также кальцита и др.

4. Гидротермальный тип начинается при охлаждении газов и растворов до 375 С, что обуславливает образование как самородных минералов, так и хлоридных, сульфатных и других соединений: серы, галита, сильвина и др.

5. Гипергенный тип минералообразования проявляется на земной поверхности в воздушной или водной среде, или на небольших глубинах в земной коре. Здесь неустойчивые ко внешним воздействиям минералы разрушаются

6. Метаморфический тип обусловлен воздействием на горные породы высоких температур, давления, а также магматических газов и растворов. При этом возникает обширный перечень минералов, как хлорит, тальк, графит, магнетит и др.

^ 4 Физические свойства минералов и способы их определения

Цвет. Для большинства минералов цвет изменяется в зависимости от различных примесей. Например, кварц бесцветный, но может быть дымчатого, черного цвета, фиолетового, желтого. Значительно меньшее число минералов имеет постоянный цвет, обусловленный его собственной окраской. Например, малахит зеленый, сера желтая, лазурит синий, халькопирит медно-желтый и др. У медьсодержащих минералов в результате различных химических реакций на поверхности часто возникает пестро окрашенная пленка. Это явление связано с интерференцией света и называется побежалостью.

^ Цвет черты. Это цвет минерала в порошке. Дело в том, что не все минералы в куске и в порошке имеют одинаковый цвет. Для того чтобы получить порошок, достаточно провести минералом по неглазурованной поверхности фарфоровой пластинки. Цвет черты дают только те минералы, твердость которых ниже твердости фарфоровой пластинки. Например, красный, бурый и магнитный железняки в куске могут иметь почти одинаковый цвет, а цвет черты соответственно различный; вишнево-красный, бурый и черный. Медно-желтый халькопирит дает черную черту, черный в штуфе сфалерит имеет коричневую черту и т. д.

Прозрачность. По степени прозрачности, минералы делятся на группы: (прозрачные гипс пластинчатый, мусковит, галит), через которые ясно просматриваются предметы; полупрозрачные (халцедон, опал, киноварь), через которые видны лишь контуры предметов; просвечивающие (полевые шпаты), которые пропускают свет, а контуры предметов неразличимы; непрозрачные (пирит, магнетит, графит), через которые свет не проходит.

Блеск. Блеск минералов связан с различной способностью их поверхности отражать свет. Различают блеск металлический и неметаллический.

Металлический блеск свойствен обычно минералам непрозрачным, дающим черную черту на фарфоровой пластинке (пирит, магнетит). Исключениями являются золото, серебро, платина и медь, которые дают цветную черту, хотя и относятся к минералам с металлическим блеском.

Неметаллический блеск подразделяется на полуметаллический или металловидный (гематит, черная цинковая обманка); стеклянный (очень распространенный среди прозрачных минералов: кварц, кальцит, гипс, апатит, галит); жирный (кварц на изломе, нефелин); перламутровый (обусловленный отражением света от внутренних поверхностей: слюды, иногда кальцит); шелковистый (характерный для тонковолокнистых минералов: гипс волокнистый, асбест); алмазный (алмаз, галенит, киноварь). Минералы, у которых блеск отсутствует, называют матовыми или тусклыми (пиролюзит, каолин, охра).

Спайность. Под спайностью понимается способность минерала раскалываться в определенных направлениях, образуя при этом ровные или зеркально-ровные блестящие плоскости спайности. Плоскости спайности могут быть в одном, двух, трех, четырех и шести кристаллографических направлениях. Различают несколько видов спайности: весьма совершенная, совершенная, средняя или ясная и несовершенная.

Весьма совершенная спайность характеризуется образованием зеркально-блестящих плоскостей в одном направлении. Совершенная спайность может быть в нескольких направлениях. Минерал раскалывается при легком ударе молотком с образованием ровных поверхностей (галит, кальцит, ортоклаз).

Средняя спайность характеризуется наличием ровных поверхностей спайности, а также хорошо заметных неровных поверхностей излома (авгит, анортит).

Несовершенная спайность характеризуется почти незаметными ровными поверхностями. При раскалывании преобладает поверхность излома (апатит, оливин).

Минералы без спайности дают при раскалывании только неровную поверхность излома (кварц, пирит).

Излом - это вид поверхности, образующейся при разламывании минерала. Излом может быть: 1)ровный - чаще всего у минералов с совершенной спайностью (кальцит, галит); 2)неровный - характеризующийся неровной поверхностью без блестящих, спайных участков (апатит); 3)занозистый - характерен для минералов волокнистого сложения (Гипс волокнистый, роговая обманка); 4)зернистый - присущ минералам зернистого строения (оливин); 5)раковистый - очень характерен для минералов окислов кремния (кварц, халцедон, опал); 6) крючковатый (малахит, самородная медь); 7) землистый (каолин, фосфорит).

Твердость. Под твердостью понимается сопротивление, которое оказывает минерал другому минералу или телу, врезающемуся в него. Это важнейший признак, так как является наиболее постоянным.

Для оценки относительной твердости пользуются шкалой Мооса, в которой десять минералов расположены по возрастающей твердости от одного до десяти баллов.

1. Тальк; 2. Гипс; 3. Кальцит; 4. Флюорит; 5. Апатит; 6. Ортоклаз. 7. Кварц.  8. Топаз; 9. Корунд; 10. Алмаз.

Плотность. В полевых условиях минералы по плотности делятся на три группы: легкие (до 2,5), средние (2,5 - 4,0) и тяжелые (больше 4). К легким относятся гипс, графит, опал, галит; к средним - кварц, корунд, лимонит, кальцит, магнезит; к тяжелым - пирит, халькопирит, магнезит, золото, серебро. Самой распространенной является группа минералов среднего удельного веса.

Вкус. Это свойство используется при диагностике легко растворимых солей: галит - соленый, сильвин, внешне очень похожий на галит, горько-жгуче-соленый, а мирабилит - горько-соленый.

^ 0птические свойства. Двойным лучепреломлением обладает разновидность кальцита - исландский шпат, лабрадор обладает синим отливом на плоскостях спайности.

5 Образование и распространение минералов. классификация

Минералами называют физически и химически однородные кристаллические тела, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.

Минералы образуются в земной коре, входят в состав мантии и более глубоких слоев планеты, рассеяны в гидросфере и атмосфере. Минералы слагают также Луну, многие планеты и их спутники, астероиды, входят в состав метеоритов и мельчайших частиц космической пыли, падающих на поверхность Земли. Они также образуются при столкновении с Землей крупных космических тел.

К минералам относят и кристаллические продукты жизнедеятельности различных организмов, например сульфит редуцирующих бактерий, благодаря которым самородная сера и карбонат кальция образуются за счет гипса. Минералы входят в состав тканей животных и растений. Минералы, образуя органоминеральные агрегаты, например, в виде апатита в костях, флюорита в зубах, тридимита в скелете радиолярий и т.д. После отмирания организмов, некоторые из этих минералов образуют скопления ценного минерального сырья, например, фосфоритов, трепека и т.д.

Земная кора сложена в основном полевыми шпатами и кварцем, на их долю приходится 55 и 10 % соответственно, широко распространены также пироксены, амфиболы, хлориты, слюды, глинистые минералы, карбонаты и др.

Классификация минералов.

В основу современной классификации минералов положены принципы, учитывающие наиболее существенные признаки минеральных видов – химический состав и кристаллическую структуру. В соответствии с этим классификация может быть представлена в следующем виде:

1 класс – самородные элементы или простые вещества. Кроме самородных металлов (Au, Ag, Pt, Hg, Cu), полуметаллов (As, Sb, Bi) и неметаллов (C, S), сюда условно относятся малораспространенные нитриды, карбиды, фосфиды, силициды.

2 класс- сульфиды и их аналоги – арсениды, антимониты, висмутиды, теллуриды, селениды. (S-)

3 класс – галоиды (галогениды), кроме хлоридов, фторидов, бромидов и иодидов относятся также окси- и гидрогалоиды (Cl-, Br-, I-, F-).

4 класс – окислы и гидроокислы (О2-, ОН-).

5 класс- силикаты, алюмосиликаты и их аналоги – боросиликаты, титаносиликаты, цирконосиликаты, бериллосиликаты (SiO44 -).

6 класс – бораты (ВО2)-, борацит, примеры бура (водный борат).

7 класс – карбонаты [CO3]2-.

8 класс – нитраты [NO3]-.

9 класс – фосфаты и их аналоги – арсенаты и ванадаты [РО4]3-.

10 класс – сульфиты и их аналоги – техлураты и селенаты.

11 класс – молибдаты и вольфраматы [МоО4]2- повелит, [WO4]2- вольфрамит.

Классы подразделяются на подклассы, классификационным признаком которых служит структурный тип минералов. В большинстве классов выделяются подклассы минералов с координационной, островной, цепочечной, слоистой и каркасной структурами.

Наряду с кристаллохимической существуют и другие классификации минералов, основанные на иных принципах. Например, генетическая классификация основана на типе генезиса минералов, в технологии переработке руд используют классификации на основе их физических (разделительных) свойств, например по магнитности, плотности, растворимости, плавкости и др. признакам.

^ 30 химический состав подземных вод

Основные процессы: выщелачивание, растворение, вытеснение древних вод, переход в свободное состояние, смешение вод. Могут содержать K, Mg, Na, Cl, CaO, SO4. Общие минеральные воды – сумма ионов и различных нелетучих веществ и коллоидов находящихся в воде.

Делятся на пресные (1мг/л), слабо минеральные (1-3), солоноватые (3-10), соленые (10-25), сильно соленые (25), рассолы (более 50).

Основной химический состав подземных вод определяется содержанием наиболее распространенных анионов и катионов (написаны выше). Соотношение указанных шести элементов определяет основные свойства подземных вод – щелочность, соленость и жесткость. По анионам выделяют три типа воды: гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. По соотношению с катионами они могут быть кальциевыми или магниевыми, натриевыми. По характеристике гидрохимических типов на первое место ставится преобладающий анион. В глубоких водоносных горизонтах с высокой минерализацией, помимо основных анионов и катионов, нередко содержится йод, бром, бор, стронций. особенно большое количество йода, брома и бора встречается в хлоридо-кальциевых водах нефтяных и газовых месторождений, где они местами извлекаются в промышленных количествах.

^ 31 классификация запасов подземных вод

1 естественные. общее количество подземных вод в пласте в естественных условиях, не разрушено водозабором (статические, динамические)

2 эксплуатационные. из водоносного пласта, данным водозабором в течении предусмотренного его срока эксплуатации (естественные, дополнительные)

^ 6 краткая характеристика минералов

Наибольшее распространение в земной коре получили восемь классов минералов.

1. Самородные минералы состоят только из одного химического элемента. Объединяют около 45 минералов самого разного происхождения, составляющих менее 0,1 % массы земной коры. Большинство имеет огромное хозяйственное значение (алмаз, графит, сера, золото, медь и др.). Физические характеристики самородных минералов отличаются большим разнообразием.

2. Сульфиды – сернистые соединения тяжелых металлов. Класс насчитывается около 250 минералов, составляющих 0,15 % массы земной коры. Образование сульфидов идет без доступа кислорода, большинство из них имеет гидротермальное происхождение. При окислении сульфиды легко переходят в окислы, карбонаты или сульфаты. Ценность сульфидов в том, что они являются рудами на цветные металлы, причем зачастую им сопутствует золото. Наибольшим распространением пользуются пирит (железный колчедан), халькопирит (медный колчедан), галенит (свинцовый блеск), сфалерит (цинковая обманка), киноварь и др. Подавляющему большинству сульфидов характерны металлический блеск, низкая и средняя твердость, высокая плотность.

3. Галогениды (галоидные соединения) являются солями галоидно-водородных кислот. Насчитывается около 100 представителей, как правило, гипергенного и гидротермального происхождения. Чаще всего встречаются соединения хлористые и фтористые, такие, как применяемые в химической промышленности галит (каменная соль), сильвин (калийная соль). В оптике используется флюорит. Галогениды отличаются стеклянным блеском, невысокими твердостью и плотностью, часто легкой растворимостью в воде.

4. Фосфаты образованы разного происхождения солями фосфорной кислоты. Класс насчитывает около 200 минералов, составляющих около 0,7 % массы земной коры. Чаще всего применяются для производства фосфорных удобрений магматического происхождения апатит и близкий к нему по составу, но гипергенного происхождения фосфорит (фосфат кальция). Фосфатам характерны невысокие показатели твердости и плотности.

5. Сульфаты представляют собой соли серной кислоты, накапливающиеся, в большинстве своем, в соленасыщенной водной среде. Сульфатам принадлежит большое породообразующее значение, они слагают около 0,1 % массы земной коры. Минералам свойственны низкая твердость, неметаллические разновидности блеска, светлая окраска. В земной коре широко распространены гипс, ангидрит, мирабилит (глауберова соль).

6. Карбонаты являются солями угольной кислоты, насчитывают около 80 представителей. Карбонаты имеют огромное породообразующее значение в составе осадочных и метаморфических пород, составляют до 2 % массы земной коры. Отличительной особенностью карбонатов является их активное взаимодействие с соляной кислотой, сопровождающееся бурным выделением углекислого газа. Блеск большинства карбонатов стеклянный, твердость невысокая. Наиболее распространены такие представители, как кальцит, магнезит, доломит, сидерит.

7. Окислы и гидроокислы составляют до 17 % массы земной коры. Представители этого класса объединяют минералы разного происхождения и подразделяются, соответственно названию, на два подкласса: окислов, отличающихся высокой и средней твердостью, и гидроокислов, обладающих низкой твердостью. С другой стороны, названный класс можно разделить на окислы и гидроокислы кремния и окислы и гидроокислы металлов. Окислы и гидроокислы кремния обладают исключительно важным породообразующим значением: только на долю кварца приходится до 12% массы земной коры. Скрытокристаллические модификации кварца представлены разноокрашенными халцедонами. Среди водных окислов кремния необходимо назвать опал. Этим минералам соответственно характерен стеклянный или металлический блеск. Окислы и гидроокислы металлов обладают важнейшим рудообразующим значением. Для них свойственен металлический или матовый блеск. Наибольшее значение принадлежит таким минералам, как магнетит, гематит, лимонит, корунд, боксит.

8. Силикаты и алюмосиликаты объединяют около 800 минералов, многим из которых принадлежит огромное породообразующее значение, ведь представители этого класса составляют до 80 % массы земной коры. Если же к числу силикатов относить и кварц, являющийся типичным силикатом по строению кристаллической решетки (но не по химическому составу), то доля превысит 90 %. Происхождение минералов данного класса разное. Основу кристаллической решетки в минералах составляет кремний-кислородный тетраэдр. В зависимости от сочетаний этих тетраэдров, все силикаты разделяются на большое количество групп.

– Островные силикаты сложены изолированными тетраэдрами. Самый распространенный представитель, имеющий огромное породообразующее значение – магматического происхождения оливин.

– Цепочечные силикаты объединяют минералы группы пироксенов, в которых тетраэдры соединены в непрерывные цепочки. Наиболее распространен породообразующий алюмосиликат авгит.

– Кольцевые силикаты обладают соединенными в замкнутые кольца тетраэдрами. Представитель – берилл.

– Ленточные силикаты содержат соединенные в обособленные ленты тетраэдры. Здесь выделяется группа амфиболов – минералов с непостоянным химическим составом, среди которых наиболее распространен породообразующий минерал роговая обманка.

– Листовые (слоевые) силикаты представлены минералами, в которых тетраэдры объединены в ленты, образующие единый непрерывный слой. Наибольшим распространением среди них пользуются такие породообразующие минералы, как слюды: бесцветный мусковит и его мелкочешуйчатая разновидность серицит, черный биотит. Кроме них часто встречаются метаморфического происхождения серпентин (змеевик), тальк и непостоянного состава хлориты. Эти минералы возникают при воздействии на ультраосновные породы горячих растворов и газов. Другая часть листовых силикатов образуется в результате гипергенеза – выветривания содержащих полевые шпаты и слюды магматических и метаморфических пород. Так возникают глинистые минералы каолин, монтмориллонит, бейделлит, нонтронит, а также гидрослюды – минералы непостоянного состава. Среди листовых силикатов выделяется также глауконит – водный алюмосиликат K, Fe, Al, образующийся в шельфовой зоне на глубинах 200 – 300 м.

– Каркасные силикаты представлены группами полевых шпатов и нефелина. Важнейшей из них является группа полевых шпатов, доля которых в массе земной коре достигает 50 %. Каркас полевых шпатов создан тетраэдрами, сцепленными всеми четырьмя вершинами. Группа подразделяется на калиево-натриевые и кальциево-натриевые полевые шпаты. Первые представлены ортоклазом. Вторые – разновидностями плагиоклазов, в которых наблюдается последовательное уменьшение содержания SiO2. В соответствии с этим плагиоклазы включают ряд минералов: от натриевого (кислого по составу) альбита, до кальциевого (основного) анортита. Промежуточное расположение занимает кальциево-натриевый (средний по составу) лабрадор – иризирующий плагиоклаз. Помимо полевых шпатов, в числе каркасных силикатов выделяют группу нефелина – породообразующего алюмосиликата магматического и пегматитового происхождения.

^ 12 Экзогенные процессы

Экзогенными (внешними) называются процессы, протекающие на земной поверхности или на небольших глубинах в земной коре. Названные процессы осуществляются, например, текучими водами, ледниками, ветром и т.д. Деятельность этих процессов включает два важнейших вида работы: разрушение горных пород и их накопление (аккумуляцию).

Очевидно, что характер производимой работы определяется, с одной стороны, скоростью движения и массой геологического агента, а с другой – характером горных пород (их вещественным составом, плотностью и т. д.). Так, чем выше скорость движения и масса геологического агента, тем активнее идет разрушение горных пород и транспортировка обломков. С падением скорости начинается процесс аккумуляции, причем в начале на поверхность оседают самые крупные частицы, а затем все более мелкие. Главными энергетическими источниками экзогенных процессов являются солнечная радиация и сила тяжести. Поскольку солнечная радиация по земной поверхности распределяется зонально и неравномерно, ее приход изменяется по сезонам года, то и деятельность внешних процессов подчиняется тем же закономерностям. Влияние гравитации наиболее ярко сказывается в том, что чем больше угол наклона поверхности, тем активнее происходит снос материала. Самое главное в том, что, чем выше расположена территория, тем активнее разрушение и вынос обломков горных пород, а чем ниже поверхность, тем активнее аккумуляция, и, соответственно, больше мощность накапливающихся осадочных горных пород. Следовательно, наибольшие объемы осадочных горных пород накапливаются в океанах (морях).

Таким образом, работа внешних сил ведет к такому изменению земной поверхности, которое направлено на изменение форм, созданных процессами внутренними. В конечном итоге, такое изменение ведет к перераспределению горных пород и выравнивание рельефа. То есть, созданные внутренними силами выступы суши разрушаются и понижаются, а сносимые с них обломки горных пород накапливаются в океанах и уменьшают их глубину.

В зависимости от конкретных сил, определяющих характер происходящих явлений, все экзогенные процессы можно разделить на две группы: 1) процессы выветривания, 2) процессы работы внешних динамических сил. Различие между ними заключается в следующем:

– выветривание зависит от климата; осуществляется силами, воздействующими на земную поверхность стационарно и равномерно; выветривание не вызывает перераспределения масс горных пород по земной поверхности;

– внешние динамические силы работают избирательно (зависят от энергии воздействующей силы, от рельефа, состава горных пород и др.), осуществляются подвижными агентами, ведут к перераспределению масс горных пород.

Накапливающиеся на поверхности Земли горные породы объединяются в генетические типы отложений, которые, в свою очередь, подразделяются на фации.

^ 8 магматические горные породы

Образование магматических пород тесно связано со сложнейшими проблемами происхождения магм и строения Земли.В зависимости от условий образования выделяют две основные группы магматических пород - глубинные (интрузивные) излившиеся (эффузивные). Глубинные - это породы, образовавшиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре. Излившиеся породы образовались при вулканической деятельности, излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности.Главные породообразующие минералы. Основными породообразующими минералами магматических пород являются: кварц (и его разновидности); полевые шпаты, железисто - магнезиальные силикаты.Все эти минералы отличаются друг от друга по свойствам, поэтому преобладание в породе тех или иных минералов меняет строительные свойства: прочность, стойкость, вязкость и способность к обработке (к полировке, шлифовке и т.п.). Кварц, состоящий из двуоксида кремния (SiO2) в кристаллической форме, является одним из самых прочных и стойких минералов. Он обладает: исключительно высокой прочностью при сжатии (до 2000 МПа) и высокой для хрупких материал прочностью при растяжении (около 100 МПа); высокой твердостью, плотностью 2650 кг/м3 уступающей только твердости топаза, корунда и алмаза весьма высокой кислотостойкостью и вообще химической стойкостью при обычной температуре. Кварц обычно не прозрачен, цвет кварца чаще всего встречается молочно-белый, серый. Полевые шпаты - это самые распространенные минералы в магматических породах (до 2/3 от общей массы породы). Они представляют собой, так же как и кварц, светлые составные части пород (белые, розоватые, красные и т.п.). Главными разновидностями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклазы.Ортоклаз - К2О*АI203*6Si02 (по гречески "прямораскалывающийся") характеризуется следующими свойствами: угол между спайностями 900, твердость 6-6,5, плотность 2,57 г/см3, плавится при 11700С, полное расплавление при 14500С. Встречаются в кислых (гранит) и средних (сиенит) по кислотности магматических породах.Плагиоклазы (по гречески "косораскалывающийся") образуют изоморфный ряд от альбита Nа20*AI203*6Si02 входящего в состав кислых пород, до анортита - СаО*А1203*2SiO2, характерного для основных пород (габбро, базальт и др.По сравнению с кварцем полевые шпаты обладают значительно меньшей прочностью (120 - 170 МПа на сжатие) и стойкостью, поэтому они реже встречаются в осадочных породах (главным образом, в виде полевошпатовых песков). К цветным (темно окрашенным) минералам, встречающимся в магматических породах, относятся железисто-магнезиальные и магнезиальные силикаты и некоторые алюмосиликаты.В группе железисто - магнезиальных силикатов наиболее распространены оливин, пироксены (например, авгит), амфиболы, (роговая обманка). Среди магнезиальных силикатов встречаются вторичные минералы, чаше всего замещающие оливин - серпентин, хризотил - асбест. В группе алюмосиликатов наиболее распространены слюды: обыкновенные - мусковит (почти бесцветный), флогопит и биотит (темного цвета): гидрослюды - гидромусковит, гидробиотит. Твердость слюд 2-3. Слюды встречаются и в песках, где также считаются вредной примесью. Глубинные горные породы.Магматические породы, образующиеся в различной геологической обстановке, отличаются специфическими признаками, к которым, прежде всего, относятся форма магматических тел и их взаимоотношения с вмещающими породами. Особенности строения горных пород, зависящие от условий образования, выражаются в структурных и текстурных признаках.Структура определяется степенью кристалличности и размерами зерен, а также формой и взаимными отношениями составных частей породы.При медленном остывании магмы в глубинных условиях возникают полнокристаллические структуры. Подавляющее большинство магматических пород характеризуется массивной текстурой.Следствием медленного охлаждения магмы является ряд общих свойств для разных глубинных горных пород: весьма малая пористость и, следовательно, большая плотность и высокая прочность.Кроме того, в связи с очень малой пористостью эти породы обычно обладают весьма низким водопоглошением, морозостойкостью и сравнительно высокотеплопроводны. Обработка таких пород из-за их высокой прочности затруднительна. Однако благодаря высокой плотности они хорошо полируются и шлифуются.Граниты. Граниты имеют высокую механическую прочность. Граниты весьма разнообразны по цвету, зависящему в основном от окраски полевых шпатов, которые могут быть белыми, серыми, желтыми, розовыми, красными. Из всех изверженных пород граниты наиболее широко используют в строительстве, так как они являются самой распространенной из глубинных магматических пород. Остальные глубинные породы (сиениты, диориты, габбро и др.) встречаются и применяются значительно реже. Сиениты. Горные породы группы сиенитов занимают около 2,6% магматических пород. Породы эти окрашены в розовые, серые и зеленоватые тона, что зависит от цвета полевых шпатов. По физико - механическим свойствам сиениты близки к гранитам, несколько уступая им в прочности из-за отсутствия кварца. Габброиды. Среди габброидов важнейшими являются габбро и анортозиты.  Габбро - порода в свежем состоянии темно-серого или почти черного цвета, что объясняется темной окраской плагиоклазов и высоким содержанием цветных минералов. Типичное габбро состоит примерно из равного количества натриево-кальциевого шпата и моноклинного пироксена. Излившиеся (эффузивные) горные породы. Магматическая порода, образовавшаяся при кристаллизации магмы на небольших глубинах и занимающая по условиям залегания и структуре промежуточное положение между глубинными и излившимися породами. При кристаллизации магмы в приповерхностных условиях образуются полнокристаллические неравномерно-зернистые и неполнокристаллические структуры. Среди неравномерно-зернистых структур выделяют порфировидные и порфировые структуры. Порфировые структуры обусловлены наличием относительно крупных кристаллов на фоне полнокристаллической основной массы породы. Порфировые структуры характеризуются наличием хорошо образованных кристаллов - порфировых "вкрапленников", погруженных в стекловидную основную массу породы.Структура - существенный признак, определяющий физико-механические свойства породы. Наиболее прочными являются равномерно зернистые породы, тогда как породы такого же минерального состава, но крупнозернистой порфировидной структуры быстрее разрушаются как при механическом воздействии, так и при резких колебаниях температур.  Излившиеся горные породы образовались в результате излияния магмы, ее охлаждения и застывания на поверхности земли, поэтому в большинстве случаев они состоят из отдельных кристаллов, вкрапленных в основную мелкокристаллическую, скрытокристаллическую и даже стекловатую массу.Излившиеся породы в результате неравномерного распределения минеральных компонентов сравнительно легко разрушаются при выветривании и под воздействием внешних условий, а также обнаруживают анизотропность механических свойств. Различают эффузивы: излившиеся плотные и излившиеся пористые. К плотним излившимся породам относят трахиты, липариты, андезиты, базальты, диабазы. Трахиты. По своему минеральному и химическому составу трахиты схожи с сиенитами, но более пористы. Излившиеся аналоги гранитов представлены липаритами. Среди излившихся пород кислого состава широко распространены вулканические стекла с полным отсутствием или небольшим количеством кристаллов.Андезиты - излившиеся аналоги диоритов - порода серого или желтовато-серого цвета, порфировой структуры, с плотной основной массой. Андезиты содержат плагиоклазы, роговую обманку, некоторые пироксены и биотит. Структура может быть неполнокристаллическая или стекловатая, текстура - массивная или пористая. Физико-механические свойства сходны со свойствами базальтов. Базальты - излившиеся аналоги габбро - породы черного цвета, очень плотные, скрытокристаллические или тонкозернистые, иногда порфировые. Базальты ввиду большой твердости и хрупкости трудно обрабатываются, но хорошо полируются. Пемза - представляет собой пористые вулканическое стекло, образовавшееся в результате выделения газов при быстром застывании кислых и средних лав. Цвет пемзы белый или серый. Вулканический пепел - наиболее мелкие частицы лавы, обломки отдельных минералов, выброшенные при извержении вулкана. Вулканические туфы - горные породы, образовавшиеся из твердых продуктов вулканических извержений: пепла, пемзы и других, впоследствии уплотненных и сцементированных. Цементом туфов является вулканический пепел, глинистое или кремнистое вещество, иногда с примесью продуктов разложения пепла.

^ 9 осадочные горные породы

Осадочная порода образуется в условиях переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности растений. Осадочные породы в зависимости от условий их образования делят на три основные группы: обломочные породы, или механические осадки: рыхлые (например, гравий, глины, пески), оставшиеся на месте разрушения пород или перенесенные водой, а также льдом (ледниковые отложения) или ветром (эоловые отложения); сцементированные (песчаники, конгломераты, брекчии);Обломочные породы, связанные между собой каким-либо веществом называют цементированными. Из них наибольшее значение имеют песчаники, т.е. цементированные кварцевые пески. Химические осадки (например, гипс и известковые туфы), образовавшиеся из продуктов разрушения пород, перенесенных водой в растворенном виде.Органогенные породы, образовавшиеся из остатков некоторых водорослей и животных (скелеты губок, кораллов, раковины и панцири ракообразных и др.); к органогенным породам относятся мел, большинство известняков, диатомиты. Большинство осадочных пород имеет более пористое строение, чем плотные магматические породы, а, следовательно, и меньшую прочность. В составе осадочных пород можно выделить две различные по своему происхождению группы минералов: реликтовые и минералы осадочного происхождения. К первой группе относят минералы магматические и метаморфические; обычно зерна этих минералов окатаны, ко второй - минералы, образовавшиеся на месте в осадке или в породе.Главные породообразующие минералыГруппа кремнезема. Наиболее распространенные минералы этой группы - опал, халцедон и осадочный кварц. Гипс CaSO4*2H2O представляет собой скопление белых или бесцветных кристаллов, иногда окрашенных механическими примесями в голубые, желтые или красные тона. Спайность в одном направлении. Блеск стеклянный.. Для гипса, развивающегося в пустотах и трещинах, характерно волокнистое строение и шелковистый блеск. Иногда гипс встречается в виде тонкозернистых и землистых агрегатов, а также слагает цемент песчаника.Ангидрит CaSO4 - белый, серый, светло - розовый, светло - голубой минерал. Блеск стеклянный., твердость 3 - 3,5. Как правило, встречается в виде сплошных мелкозернистых агрегатов; крупные кристаллы образуются редко, они обычно имеют игольчатый или призматический облик.  Обломочные породы.Породы рассматриваемой группы сложены преимущественно зернами устойчивых при выветривании минералов и горных пород.Рыхлые обломочные породы - песок и гравий - применяют в качестве заполнителей для бетона, в дорожном строительстве, для железнодорожного балласта. Пески служат компонентом сырьевой смеси в производстве стекла, керамических изделий и др. Песчаные породы широко используют при возведении намывных плотин, дамб и др. Глиной называют землистые минеральные массы или обломочные горные породы, способные с водой образовывать пластичное тесто, по высыхании сохраняющее приданную ему форму, а после обжига приобретающее твёрдость камня. Каолиновые глины сложены минералом каолинитом. Обычно эти глины окрашены в светлые тона, жирные на ощупь, они малопластичны, огнеупорны. Хемогенные породы.Среди пород химического происхождения наиболее важными в строительном деле являются карбонатные, сульфатные и аллитовые породы.Карбонатные породы. Наиболее распространенными карбонатными породами являются известняки и доломиты. Известняк - порода, сложенная более чем на 50% кальцитом; доломит - порода, состоящая более чем на 50% из доломита.. Пористость плотных известняков не превышает десятых долей процента, а рыхлых достигает 15-20%.Среди известняков, образовавшихся химическим путем, выделяют известковые туфы, а также некоторые микрозернистые известняки. Доломиты похожи на известняки. Цвет доломитов белый, желтовато - белый, светло-бурый. Для них характерны микрозернистые и кристаллически-зернистые структуры.Сульфатные породы состоят из сульфатных соединений, выпадающих в осадок в случае увеличения их концентрации в природных водах. Гипсовые и ангидритовые породы, слагаются одноименными минералами - гипсом и ангидритом, которые в природных условиях в результате гидратации и дегидратации переходят друг в друга. Ангидрит отличается от гипса большей твердостью. Обычно он имеет светлые цвета - белый, зеленоватый, светло - серый, серовато-голубоватый. Аллитовые породы характеризуются высоким содержанием глинозема. В этой группе выделяют две главные породы: бокситы и латериты. Бокситы. Породообразующими минералами бокситов являются гидрооксиды алюминия (гиббсит и диаспор). Бокситы характеризуются большим разнообразием внешнего вида. Они могут быть мягкими, рыхлыми, похожими на глину и плотными с раковистым изломом. Пластичностью бокситы не обладают. Окраска обусловлена наличием гидрооксидов железа. Чаще она бывает красная, бурая, коричневая, зеленовато-серая.Органогенные породы.К осадочным органогенным породам относятся биогенные кремнистые породы и органогенные известняки. Кремнистые биогенные породы (силициды) сложены осадочным кремнеземом (опалом, халцедоном, кварцем).Органогенные известняки могут быть сложены целыми раковинами или обломками раковин различных морских беспозвоночных, а также остатками известковых водорослей. Органогенные известняки иногда слагают рифы. Рифостроящими организмами являются преимущественно известковые водоросли, кораллы и др. Разновидность органогенных известняков - мел. Это микрозернистая слабоцементированная порода белого цвета.

^ 11 эндогенные процессы

Эндогенные процессы проявляются в движениях блоков литосферы, изменениях характера залегания слоев горных пород, а также в процессах землетрясений, магматизма и метаморфизма. Энергетическим источником эндогенных процессов почти исключительно является внутреннее тепло Земли. В своей совокупности эндогенные процессы ведут к формированию главнейших структур земной коры и литосферы. Наука, изучающая строение земной коры и литосферы, геологические структуры и особенности их развития и распространения называется тектоникой.Тектонические движения проявляются в механических перемещениях блоков литосферы. По направлению движения их разделяют на вертикальные и горизонтальные; по скорости на медленные и быстрые; по времени протекания на неотектонические (происходили в кайнозое, или даже в мезозое – кайнозое) и собственно тектонические (тектонические движения более древних этапов развития Земли). В свою очередь, среди неотектонических движений выделяют современные, которые происходили в историческое время. Землетрясениями называются быстрые толчки земной поверхности, вызываемые сериями колебаний, проходящими через породы Земли. На поверхности землетрясения проявляются в виде подземных толчков, направленных либо вертикально вверх, либо распространяющимися субгоризонтально. Во время сейсмического толчка вещество планеты подвергается упругим деформациям двух видов: изменяется объем вещества и его форма. Изменения объема, вызванные прямолинейным поступательно-возвратным движение частиц, проявляются в виде продольных (первичных) волн (когда слои горных пород то мгновенно увеличиваются по мощности, то сокращаются). Изменения формы вещества связаны с изменением объема и вызваны колебаниями, направленными перпендикулярно к направлению продольных волн. Такого рода колебания проявляются в виде поперечных (вторичных) волн, которые распространяются только в твердых телах и обладают почти вдвое более низкой скоростью движения, чем продольные волны. Кроме того, во время землетрясения распространяются еще и поверхностные (длинные) волны, движущиеся вдоль земной поверхности. Быстрее всего движутся волны продольные (от 5 до 13,8 км/с), они в состоянии распространяться в твердых, жидких и газообразных средах. Скорость движения поперечных волн меньше (от 3,2 до 7,3 км/с), они не проходят через газы и жидкости. Медленнее всего распространяются поверхностные волны (от 2,0 до 4,5 км/с). Место возникновения сейсмических волн в глуби Земли называется гипоцентром землетрясения (или фокусом, очагом). Проекция гипоцентра на земную поверхность называется эпицентром землетрясения. По глубине расположения гипоцентра землетрясения бывают трех типов.

Мелкофокусные – очаг лежит не глубже 60 км. Около 80 % всех землетрясений зарождаются на глубине менее 8 – 10 км.

Промежуточные – глубина залегания очага 60 – 150 км.

Глубокофокусные – очаг расположен глубже 150 км (наибольшие установленные глубины достигают 700 км).

По происхождению землетрясения делятся на ряд типов.

Тектонические – обусловлены мгновенной разрядкой напряжений в слоях горных пород. Чаще всего это происходит при подвижках в тектонических разломах. К этому типу относятся все катастрофические землетрясения, охватывающие огромные площади (в миллионы квадратных километров).

Вулканические – связаны с давлением поднимающейся магмы; наблюдаются при взрывных извержениях.

Экзогенные – происходят при обрушении кровли карстовых пустот, падении метеоритов и т.д.

Техногенные – обусловленные деятельностью человека (заполнение водохранилищ, взрывы и др.).

^ Эффузивным магматизмом, или вулканизмом называется выброс на земную поверхность различных магматических продуктов. Последние подразделяются на газообразные, жидкие и твердые. В развитии вулкана можно выделить три стадии:1. Субвулканическая – на протяжении ее идут процессы формирования магматического очага и дифференциации магмы. Считается, что большая часть крупных магматических очагов формируется на глубинах 40 – 150 км. Отсюда магма поступает в сравнительно небольшие вторичные очаги, расположенные на небольших глубинах и непосредственно питающие извергающийся вулкан.2. Собственно вулканическая (стадия извержения) – характеризуется выбросом твердых, жидких и газообразных вулканических продуктов на поверхность.3. Поствулканическая (фумарольная) – происходит выход только газообразных продуктов.В зависимости от характера подводящего канала вулканы можно разделить на два типа.1. Трещинные вулканы изливают, как правило, очень жидкую и подвижную лаву, в силу чего извержения обычно носят спокойный характер. Растекающаяся по поверхности лава создает обширные уплощенные покровы. Такие извержения очень широко были представлены в геологическом прошлом Земли, а сохранившиеся от них лавовые покровы получили название трапповых.2. Вулканы центрального типа в своей осевой части имеют цилиндрический канал (жерло), соединяющий кратер с магматическим очагом. Иногда на склонах вулканического конуса возникают паразитические кратеры.

^ 13 выветривание горных пород

Выветриванием называется совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и минералов. Немаловажную роль при этом играют живые организмы. Выделяют два главных типа выветривания: физическое и химическое.

1^ . Физическое выветривание ведет к последовательному дроблению горных пород на все более мелкие обломки. Его можно разделить на две группы процессов: выветривания термического и механического.

^ Термическое выветривание происходит в результате резких суточных перепадов температуры, ведущих к расширению пород при нагреве и сжатию при охлаждении. Таким образом, на интенсивность разрушения горных пород влияют:

  величина суточного перепада температуры;

  минеральный состав горных пород;

  окраска горных пород;

  размер слагающих горные породы минеральных зерен.

Наиболее интенсивно температурное выветривание идет на обнаженных высокогорных вершинах и склонах, а также в зоне пустынь, где, в условиях низкой влажности и отсутствия растительности, суточный перепад температур на поверхности горных пород может превышать 60 С. При этом наблюдается процесс десквамации (шелушения) скальных выступов, выражающийся в послойном отделении параллельных поверхности выступа чешуй и пластин горных пород.

^ Механическое выветривание осуществляется замерзающей водой, а также живыми организмами и ново образующимися минеральными кристаллами. Максимально значение замерзающей в порах и трещинах горных пород воды, которая при этом увеличивается в объеме на 9  10 и расклинивает породу на отдельные обломки. Такое выветривание называют морозным. Оно наиболее активно при частых (суточных) переходах температуры через 0 С, наблюдается в высоких и умеренных широтах и выше снеговой границы в горах. Расклинивающее воздействие на горные породы оказывают также корни растений, роющие животные и растущие в порах и трещинах горных пород кристаллы минералов.

2. ^ Химическое выветривание ведет к изменению минерального состава горных пород или полному их растворению. Важнейшими факторами здесь выступают вода, а также содержащиеся в ней кислород, угольная и органические кислоты. Наибольшая активность процессов химического выветривания наблюдается во влажном и жарком климате

Гидролиз имеет особое значение при выветривании минералов класса силикатов и алюмосиликатов, когда в результате воздействия содержащей углекислоту воды возникают новые, более устойчивые к создавшимся условиям соединения, часть из которых может остаться на месте, а часть будет вынесена водой. При этом кристаллическая решетка минералов перестраивается или замещается новой. Таким путем идет последовательное разложение полевых шпатов в гидрослюды и в каолинит. При высоких температурах и влажности каолинит разлагается до наиболее устойчивых гидроокислов алюминия. Следовательно, на месте богатых алюмосиликатами пород возникают месторождения каолинита и алюминиевых руд.

Окисление наиболее активно проявляется в тех минералах, которые содержат закисные соединения железа, марганца и других металлов. Например, в кислой среде происходит последовательное замещение сульфидов сульфатами, а затем окислами и гидроокислами.

Гидратация заключается в образовании новых минералов за счет присоединения воды к исходным минералам. Это может проявляться при переходе ангидрита в гипс или гематита в лимонит.

Растворение интенсивнее всего идет в осадочных породах хлоридного, сульфатного и карбонатного состава. Легче всего растворяются хлориды, затем сульфаты. Но наибольшим распространением в составе земной коры отличаются карбонатные породы, растворение которых привело к широкому развитию карстовых форм.

Интенсивность выветривания зависит от состава и исходной трещиноватости пород, в результате чего выветривание может носить избирательный характер, что ведет к первоочередному разрушению неустойчивых блоков и контрастному выделению в рельефе устойчивых массивов горных пород.

В результате выветривания на земной поверхности формируется особый генетический тип отложений – элювий  слой рыхлых неперемещенных продуктов выветривания. Состав и мощность элювия определяются составом первичных горных пород и временным фактором, а также характером процессов выветривания, который, в первую очередь, зависит от климата. Следовательно, в развитии процессов выветривания наблюдаются сезонная ритмичность и широтная зональность.

^ Корой выветривания называют совокупность элювиальных образований верхней части земной коры. Формирование мощных кор выветривания происходит за длительный промежуток времени на сложенных полиминеральными магматическими и метаморфическими породами равнинных территориях во влажном и жарком климате, способствующем бурному развитию растительности.

^ 14 геологическая деятельность ветра

Работа ветра, как и других ниже перечисленных геологических сил, относится к группе динамических геологических процессов. Процессы работы ветра, накопленные ветром отложения и созданные ветром формы рельефа иначе называются эоловыми.

^ Эоловые процессы наиболее активно протекают при большой скорости ветра, наличии на земной поверхности рыхлых сухих мелкодисперсных горных пород, слабом развитии или отсутствии растительности.

^ Разрушительная работа ветра осуществляется двумя путями. Дефляция – выдувание частиц рыхлых пород воздушными струями. Дефляция бывает бороздовой (в трещинах, линейно вытянутых углублениях) и плоскостной (сдувание с большой площади). Корразия – разрушение горных пород путем истирания их твердыми частицами, переносимыми ветром. Корразия бывает точечной, бороздовой (царапающей) и сверлящей. Благодаря ней лежащие на поверхности валуны и гальки превращаются в эоловые многогранники, обычно имеющие форму трехгранной призмы (драйкантер). В результате ветровой эрозии возникают формы рельефа как отрицательные (котловины выдувания, эоловые борозды и ниши), так и положительные (эоловые столбы, иглы, обелиски). В немалой степени этому способствует избирательный характер ветровой эрозии, в первую очередь разрушающей самые слабые породы, создавая причудливые формы эоловой препарировки.

^ Ветровой перенос осуществляется волочением или перекатыванием крупных обломков по поверхности, скачкообразным (сальтация) перемещением крупного песка, переносом мелкого песка и пыли во взвешенном состоянии. Понятно, что характер движения обломков зависит как от скорости ветра, так и от размера и массы перемещаемых частиц. При первых двух способах движения обломки сталкиваются, истираются, шлифуются, иногда раскалываются.

^ Ветровая аккумуляция ведет к накоплению эоловых отложений песчаного, алевритового, реже глинистого состава. Преобладающим минералом является устойчивый к механическому воздействию кварц. Эоловые наносы образуют разной формы и размеров бугры, у которых наветренный склон пологий (обычно 5 – 10), а подветренный крутой (до 30 – 35). Для внутренней текстуры ветровых отложений характерна косая слоистость, параллельная подветренному склону эолового бугра, что позволяет определить направление ветра во время его образования. Однако, при смене направлений ветра, слоистость приобретает гораздо более сложный характер, типа чередования разнонаправленных наклонно лежащих вогнутых и выпуклых слоев. Наиболее распространенными эоловыми формами являются дюны и барханы. Дюны имеют овальную в плане форму, округлую вершину, высоту до нескольких десятков метров, иногда до ста метров и более. Иногда ветер выносит песок с наветренной части дюны, образуя здесь котловину выдувания. В итоге дюна приобретает параболическую форму в плане, причем «рога» параболы направлены в сторону, откуда дует ветер. Барханы возникают на открытых равнинных территориях при постоянном направлении ветра. В плане барханы имеют форму полумесяца, «рога» которого вытянуты по ветру. Высота барханов иногда достигает 30 м. Дюны или барханы часто группируются в гряды. Поверхность песчаных насыпей покрыта более мелкими эоловыми формами – знаками ряби, подобными крошечным дюнам. Скорость движения ветровых насыпей обычно составляет 1 – 2 метра в год, в некоторых случаях до нескольких десятков метров в год.

^ 15 геологическая деятельность поверхностных вод

Поверхностные текучие воды объединяют потоки временные и постоянные. Объединяющей их чертой является наличие руслового стока, при котором движущаяся вода скапливается в ограниченном пространстве русла. Производимая водой разрушительная работа получила название эрозия. Эрозионная работа осуществляется тремя способами: гидравлическим выпахиванием (размывом рыхлых пород ударом водных струй), абразией (разрушением пород ударами переносимых обломков, это главный фактор водной эрозии), растворением горных пород. В начале развития руслового потока преобладает донная (глубинная) эрозия, когда при значительных уклонах поверхности под действием сил гравитации поток стремится разрушить породы дна русла. Процесс донной эрозии идет до достижения руслом на большей части его длины высоты базиса эрозии. Под базисом эрозии понимают абсолютную высоту поверхности бассейна, в который впадает водоток. Другими словами, водный поток стремится к выработке продольного профиля равновесия – кривой, приближающейся к горизонтали на большей части своего протяжения от устья вверх по течению, и приближающейся к вертикали в самом верховье. Условно говоря, при выработке профиля равновесия водные потоки уже не в силах преодолеть сопротивление горных пород размыву, а эрозия в верхнем течении компенсируется аккумуляцией в низовьях.

Совокупность процессов работы водных потоков, накапливаемые при этом отложения и образующиеся формы рельефа называются флювиальными.

Временные водные потоки подразделяются на равнинные и горные. Возникают они на склонах при таянии снега и выпадении атмосферных осадков.

^ Работа временных водных потоков на равнинах включает деятельность плоскостных и русловых потоков. Их активность в огромной мере зависит от степени развития растительности, в особенности травянистой – чем плотнее дернина, тем меньшее воздействие временных водотоков на горные породы. Таким образом, в наибольшей степени подвержены водной эрозии лишенные естественной растительности склоны.

^ Плоскостной (склоновый) сток представлен тонкой, сравнительно однородной пленкой воды, медленно стекающей по гладкой поверхности пологого склона. В этих условиях энергия (живая сила) потока мала, поэтому смываются и сносятся вниз только сравнительно мелкие и легкие рыхлые частицы. Перенесенный материал отлагается у подножья и в нижней части склона, образуя шлейф, наибольшая мощность которого наблюдается в основании склона. Данный процесс называется делювиальным, а накопленные в результате его осадки – делювием. Под действием плоскостного смыва крутизна склона уменьшается, поверхность его становится ровной или даже вогнутой.

^ Русловой сток временных водотоков возникает на склонах, поверхность которых осложнена разного рода выемками и ложбинками. Скапливающаяся в них вода, благодаря значительной массе, может совершать большую эрозионную и транспортирующую работу, причем не по плоскости, а линейно. Таким образом, деятельность временных русловых потоков на равнинах ведет к образованию оврагов. Выносимый из оврага материал скапливается в устьевой части, образуя конус выноса, сложенный косо- и диагонально-слоистым овражно-балочным аллювием (или пролювием), состав которого совпадает с составом пород размываемого склона

^ Работа временных водных потоков в горах отличается огромной эрозионной и транспортирующей силой, поскольку здесь слишком велики площади водосборных бассейнов по сравнению с площадью поперечного сечения крутосклонных каналов стока. Крупные массы воды и большие уклоны поверхности способствуют смыву и переносу гигантских объемов рыхлых пород. Такие перенасыщенные обломками временные горные потоки называются в Азии селями, а в Европе мурами. По составу они бывают водо-грязевыми, водо-каменными и грязекаменными. С выходом на предгорную равнину поток разливается в виде веера и формирует конус выноса, сложенный пролювиальными отложениями, петрографический состав которых определяется породами горного склона. В вершинной части конуса выноса залегают наиболее крупные обломки, тогда как в периферийной – самые мелкие (вплоть до алеврита).

^ 39 значение и виды регулирования стока

Регулирование стока, перераспределение во времени объёма речного стока, изменение его режима в соответствии с потребностями различных отраслей нар. х-ва (гидроэнергетики, ирригации, водоснабжения, водного транспорта и др.). Р. с. осуществляется путём накопления в водохранилищах избытков воды, когда сток реки превышает потребность в воде, и расходования накопленных запасов её во время маловодья. В соответствии с длительностью периода накопления и расходования различают сезонное, годичное и многолетнее Р. с. Краткосрочное (суточное и недельное) Р. с. производится при изменении режима потребления воды (напр., ГЭС) по часам суток и дням недели; при этом естеств. сток колебаниям практически не подвержен.

^ 16 работа постоянных водных потоков

Процессы работы рек, возникающие при этом отложения и формы рельефа называются аллювиальными.

Эрозионная деятельность наиболее активно проявляется на первых этапах развития речных долин, а также в верхней части русла. Выделяют два главных вида движения воды: ламинарное и турбулентное. Ламинарное (параллельно-струйное, без перемешивания) движение наблюдается лишь при очень низких скоростях течения в выровненном русле, в реках встречается редко, эрозионная роль его минимальна. Турбулентное (неупорядоченное, перемешивающее) движение, взмучивающее осадки и удерживающее их во взвешенном состоянии, является главенствующим эрозионным фактором. Существует два типа речной эрозии: донная и боковая.

^ Донная эрозия, ведущая к углублению речной долины, преобладает в начале развития речной долины и всегда сочетается с пятящейся эрозией. Объясняется это тем, что, при одинаковом уклоне русла в низовьях и верховьях, в силу большей массы воды близ устья здесь и эрозия будет максимальна. В результате вертикальных движений земной коры и разной прочности размываемых пород в русле могут возникать пороги и водопады, которые получают роль местных (локальных) базисов эрозии. Вследствие донной эрозии возникает V-образный поперечный профиль речной долины.

^ Боковая эрозия, заключающаяся в размыве берегов, наибольшее развитие получает в поздние этапы жизни речной долины, когда с приближением к профилю равновесия уменьшится скорость течения в нижней и средней частях русла. Основными причинами ее возникнове­ния являются турбулентность течения и ускорение Кориолиса. Благодаря боковой эрозии русло изгибается, появляются излучины (меандры). Вогнутые берега излучин активно размываются, дно под ними углубляется Под действием боковой эрозии речная долина расширяется, ее поперечный профиль приобретает U-образную или корытообразную форму.

^ Транспортирующая работа рек по переносу горных пород осуществляется тремя способами. Во-первых, волочением или скольжением обломков по дну. Во-вторых, переносом во взвешенном состоянии. В-третьих, перемещением в растворенном виде. В результате соударения пе­реносимых обломков друг с другом, а также с породами стенок и дна русла, происходит их абразионное истирание и уменьшение в размерах. Очевидно, что способ транспортировки зависит от живой силы реки и от состава размываемых пород

^ Аккумулятивная работа играет все большую роль по мере приближения реки к профилю равновесия, что объясняется снижением скорости потока. Накопление аллювия происходит в устье, русле и, во время половодий, на пойме. Поскольку выработка профиля равновесия начинается в нижней части русла, то здесь же начинается и аккумуляция, постепенно продвигающаяся все выше по течению. Под воздействием абразионного истирания переносимые и отлагаемые обломки подвергаются избирательной сортировке – от верховий реки к устью их размер последовательно уменьшается. По той же причине крупные обломки приобретают окатанную форму. Для минерального состава аллювия характерно абсолютное господство устойчивых к истиранию и растворяющему действию воды зерен, среди которых пальма первенства принадлежит кварцу. Необходимо различать четыре главных фации аллювия равнинных рек: устьевую, русловую, пойменную. Особенностью аллювия горных рек является абсолютное господство грубообломочных (валуны, гальки) отложений русловой фации при почти полном отсутствии осадков пойменной фации.

^ 17 геологическая деятельность льда

Ледник – природное скопление движущегося льда территории суши. Ледниками занято более 11% площади суши Земли. Возникают они благодаря скоплению и последующей трансформации (метаморфизации) снега по следующей схеме: снег – фирн (зернистый лед) – глетчер (ледниковый лед). Такие преобразования идут длительное время за счет следующих процессов: скопление и уплотнение снега; промачивание снега талыми водами, уплотнение и промерзание; сублимация (сухая возгонка льда и новая кристаллизация водяного пара).

^ Разрушительная работа ледников называется экзарацией. Она осуществляется за счет воздействия на горные породы как самого льда, так и переносимых ледником обломков. Огромное значение при этом играют процессы морозного выветривания и эрозионной деятельности талых вод. Давление ледника и активное морозное выветривание в области питания ведут к дроблению пород. Обломки вмерзают в днище ледника и начинают вместе с ним перемещаться, царапая подстилающие породы. Так образуются ледниковые шрамы, указывающие направление движения ледника. Продолжающийся вынос обломков из области питания ведет к образованию кара – кресло-образного углубления на горном склоне. В результате роста или слияния каров возникают ледниковые цирки – обширные, подобные амфитеатрам впадины, окруженные крутыми склонами. Если кары или цирки опоясывают горную вершину, то она приобретает заостренную, с крутыми склонами форму, подобную обелиску. Такие горные вершины в областях оледенения называются пирамидальными.

^ Транспортная работа ледников заключается в переносе обломков самого разного размера: от глинистых частиц до глыб. Благодаря трению и морозному выветриванию форма и размеры переносимых частиц постепенно изменяются. На поверхности грубых обломков часто можно наблюдать ледниковые шрамы. Совокупность обломков, переносимых или отложенных ледником называется мореной. В зависимости от расположения в теле ледника, выделяют пять типов движущейся морены. Из них на поверхности ледника могут возникнуть три типа. Боковая морена, формирующаяся в горах, представлена насыпями, вытянутыми параллельно трущимся о горные склоны краям ледникового языка. Она образуется за счет поступления обломков с надледных частей горных склонов (скатывание продуктов выветривания, осыпи, обвалы). Срединная морена имеет вид насыпей, валов, но располагается в осевой части ледникового языка. Она возникает в горах при слиянии двух ледниковых потоков, во время которого соединяются две боковых морены. Сплошная поверхностная морена полностью перекрывает поверхность ледника. Ее формирование может быть вызвано как перемешиванием материала при движении ледника по внутренним сколам, так и другими причинами. Внутренняя морена представлена внутри ледникового тела. Она накапливается  в зоне питания ледника, когда обломки, скатывающиеся в ледниковый цирк с горных склонов, засыпаются новыми порциями снега. Донная морена выстилает подошву ледника. Возникает путем экзарации и вмораживания обломков в лед.

^ Ледниковая аккумуляция происходит по мере движения, а наиболее активно – при остановке и таянии ледника. При этом на территориях, занятых ледником и прилегающих к нему, формируется целый ряд генетических типов отложений, из которых наибольший объем занимают комплексы собственно-ледниковых, водно-ледниковых и озерно-ледниковых пород. Все они на земной поверхности распространены в зонах современного и древнего (четвертичного) оледенения.

^ Собственно-ледниковые (моренные, гляциальные) отложения представлены двумя главными генетическими типами: донной и конечной моренами. Донная (основная) морена накапливается под днищем ледника только во время его наступания. Поэтому количество горизонтов донной морены на какой-либо территории свидетельствует о числе имевших здесь место ледниковых покровов. Конечная (краевая) морена отлагается при остановке и таянии ледника. Накопление ее происходит путем осыпания обломков с края тающего ледника, или путем выдавливания горных пород из-под тела или края ледника.

^ Водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения накапливаются талыми ледниковыми водами. В зависимости от места формирования, они подразделяются на внутриледниковые и приледниковые. Внутриледниковые накопления представлены озами и камами. Первоначально они отлагались талыми водами в различных углублениях на поверхности или в теле ледника, а затем, по мере таяния, проецировались на земную поверхность. При этом краевые части оседающих массивов обрушивались, следовательно, озам и камам в разрезе характерны многочисленные сбросы. Среди приледниковых наибольшим распространением пользуются зандровые отложения. Они возникают за пределами распространения ледника, у самого его края. Формируются они потоками талых вод, которые, вырываясь из рассекающих ледник трещин, разливаются в виде веера.

^ Озерно-ледниковые (лимногляциальные) отложения преимущественно накапливались в приледниковых озерах. Такие бассейны возникали, если рельеф создавал препятствия для стока талых вод. В этом случае на дне озера у края ледника осаждались более крупные обломки (гравий, песок), а в центральной части озера – горизонтальные слои самых мелких частиц. Наиболее характерными отложениями приледниковых озер являются ленточные глины, представленные ритмичным чередованием слоев глин и алевритов.

В конечном итоге, идеализированная последовательность залегания ледниковых отложений может иметь следующий вид. В основании лежат водно-ледниковые (зандровые) отложения времени наступания ледника. Выше залегает донная морена. Еще выше лежат пояса краевых ледниковых образований (конечная морена, озы, камы). Между этими поясами на поверхности донной морены представлены озерно-ледниковые осадки и водно-ледниковые (зандровые) отложения времени отступания ледника. За внешней границей распространения морен залегают водно-ледниковые (зандровые) и озерно-ледниковые породы.

^ 18 геологическая деятельность морей

Моря и океаны занимают около 361 млн.км2. (70,8% всей земной поверхности). Общий объем воды в 10 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем воды, которая составляет 1370 млн. км2. Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет большую разрушительную и созидательную работу. На протяжении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы. Почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась их водами. На дне морей и океанов накапливались мощные толщи осадков. Геологическая деятельность моря главным образом сводится к разрушению горных пород берегов и дна, переносу обломков материала и отложению осадков, из которых впоследствии образуются осадочные горные породы морского происхождения. Разрушительная деятельность моря заключается в разрушении берегов и дна и называется абразией, которая более всего проявляется у обрывистых берегов при больших прибрежных глубинах. Это обусловлено большой высотой волн и большим их давлением. Усиливает разрушительную деятельность содержащийся в морской воде обломочный материал и пузырьки воздуха, которые лопаются и возникает перепад давлений в десятки раз превышающие абразию. Под действием морских прибоев берег постепенно отодвигается и на его месте (на глубине 0 – 20 м) образуется ровная площадка – волноприбойная или абразионная терраса, ширина которой может быть > 9 км, уклон ~ 1°. Если уровень моря долгое время остается постоянным, то крутой берег постепенно отступает и между ним и абразионной террасой возникает валунно – галечный пляж. Берег из абразионного становится аккумулятивным. Берега интенсивно разрушаются при трансгрессии (наступлении) моря и превращаются, выходя из – под уровня воды, в морскую террасу при регрессии моря. Примеры: берега Норвегии и Новой Земли. Абразии не происходит при быстрых непрерывных поднятиях и на пологих берегах. Разрушению берегов способствует также морские приливы и отливы, морские течения (Гольфстрим). Морская вода переносит вещества в коллоидном, растворенном состоянии и в виде механических взвесей. Более грубый материал она волочит по дну. Различают 2 вида перемещения рыхлого материала: поперечное (перпендикулярно линии берега) и продольное (параллельно береговой линии).Созидательная деятельность моря. В области шельфа обломочный материал откладывается как у самого берега в волноприбойной полосе, так и вдали от него. Береговые валы сложены на крутых берегах крупнообломочным материалом, на пологих – среднеобломочным

^ 22 виды воды в горных породах

В зависимости от физического состояния, подвижности и характера связи с грунтом выделяют несколько видов воды в грунтах: химически и физически связанная, капиллярная, свободная, вода в твердом и парообразном состоянии.

Химически связанная вода входит в состав некоторых минералов, например гипса, медного купороса. Вода из таких минералов может быть удалена в большинстве случаев лишь при нагревании до 300-400 С.

Физически связанная вода удерживается на поверхности минералов и частиц грунта молекулярными силами и может быть удалена из грунта только при температуре не менее 90-120 С. Этот вид воды подразделяют на гигроскопическую и пленочную.

Гигроскопическая вода образуется вследствие адсорбции частицами грунта молекул воды. На поверхности частиц гигроскопическая вода удерживается молекулярными и электрическими силами.

Пленочная вода образует пленку поверх гигроскопической воды, когда влажность грунта становится выше его максимальной гигроскопичности. Эта вода может передвигаться от одной частицы грунта к другой.

Капиллярная вода образуется в порах грунта после насыщения их пленочной водой, заполняет поры и тонкие трещины и перемещается в них под действием капиллярных сил Капиллярную воду в порах грунта подразделяют на капиллярно-подвешенную, образующуюся в верхней части почвенного слоя, питающуюся атмосферными осадками и не связанную с нижерасположенными грунтовыми водами; капиллярно-поднятую, располагающуюся в виде капиллярной зоны над уровнем грунтовых вод и тесно с ним связанную; капиллярно-разобщенную, находящуюся в остальной толще грунта. Капиллярная вода через поверхность почвы или листья растений испаряется, играет важную роль в насыщении почв водами, режиме грунтовых вод и питании растений.

Свободная вода – наиболее подвижный и важный компонент подземных вод. Эта вода в жидком виде находится в порах и трещинах грунта и перемещается под влиянием силы тяжести и градиентов гидростатического давления.

Вода в твердом состоянии находится в грунте в виде кристаллов, прослоек и линз льда.

Вода в парообразном состоянии заполняет вместе с воздухом не занятые водой пустоты в грунтах.

^ 19 геологическая деятельность озер

Геологическая деятельность озер имеет много общего с работой моря. Среди факторов, определяющих особенности геологических процессов в озерах, первостепенное значение принадлежит характеру озерных котловин, составу и динамике вод, специфике органического мира.

Разрушительная работа озер осуществляется теми же путями, что и у морских вод. Озерная абразия почти исключительно обусловлена ветровыми волнами. Ее активность будет тем выше, чем больше площадь водного зеркала, чем выше берега и чем мягче слагающие берега породы. Высота берегов определяется происхождением озерной котловины и возрастом самого водоема. Так, интенсивному размыву подвергнутся высокие берега крупных рифтовых, провальных и плотинных котловин. Ярче всего это будет выражено в молодых бассейнах, где берега еще не разрушены абразией и их уступы подвергаются ударам волн.

Транспортная работа озер зависит от характера движения воды. В проточных озерах, обычно располагающихся в речных долинах, велика роль самого речного течения, которое может перемешивать значительную часть объема воды. В бессточных озерах аридных областей ветровыми волнами перемешивается только верхняя часть водной массы, тогда как нижние слои остаются неподвижными. Поэтому в проточных озерах крупные частицы могут заноситься в глубь котловины гораздо дальше, чем в бессточных.

Аккумулирующая работа является главным видом деятельности озер. Происходит накопление обломочных, органо- и хемогенных пород. Озерным осадкам характерны тонкодисперсность и горизонтальная слоистость. В озерах с сезонным осадконакоплением состав прослоев отличается: например, в покрывающихся зимою льдом озерах, зимний слой глинистый, а летний песчано-алевритовый. Терригенные осадки озер накапливаются примерно по той же схеме, что и морские. Как и в море, поступившие в озеро обломки подвергаются избирательной сортировке по весу: тяжелые остаются у берега, а легкие разносятся волнами по водоему. На границе воды близ высоких скалистых берегов возникают пляжи галечниковые, а на низких, сложенных рыхлыми породами берегах – песчаные. Крупные обломки оседают также в устьях впадающих в озеро рек, и вдоль стрежневой части проточных озер. Алевритовые и глинистые частицы, разносящиеся по всей акватории, преобладают в составе осадков центральной части бассейна, где они образуют озерные илы. Органогенные осадки в максимальном объеме формируются на прибрежном мелководье пресных озер, где наиболее активно развивается и отмирает высшая водная растительность, давая начало накоплению торфа. В результате гибели планктона, на дне образуются органические илы, а при смешении органических останков с глинистыми частицами – органоминеральные илы. Благодаря разложению органики в анаэробных условиях, названные илы превращаются в специфический озерный осадок – сапропель. Кроме того, скопления раковин диатомовых водорослей могут создавать диатомовые илы кремнистого состава. Иногда в составе органогенных озерных отложений встречаются маломощные линзы ракушечников. Хемогенные осадки преобладают в бессточных озерах областей аридного климата. Здесь накапливаются соли каменная и калийная, сода, мирабилит и др. В пресных озерах также возможно образование хемогенных отложений, представленных карбонатными, железистыми или марганцовистыми илами или оолитами. Процесс аккумуляции осадков в озерах, не испытывающих тектонического погружения дна, постепенно ведет к обмелению и, следовательно, исчезновению водоема.

Геологическая работа болот сводится, в основном, к накоплению торфа. Торф – горная порода органического происхождения, состоящая из растительных остатков. Состав торфа зависит от состава растительности, от происхождения болота и его типа по местоположению и условиям образования. По происхождению болота бывают озерными, лесными и луговыми. Озерные болота возникают при зарастании (заболачивании) озер. Этот процесс идет от берегов озера к центру, причем главное значение принадлежит травяной растительности. Лесные и луговые болота возникают на локальных понижениях рельефа, где скапливаются атмосферные осадки. Просачиваясь сквозь грунты, кислые воды выщелачивают из почвы питательные вещества, а также, заполняя поры, препятствуют доступу воздуха к корням деревьев и трав. В итоге оказывается возможным развитие только таких нетребовательных к условиям произрастания растений, как сфагновые мхи. По местоположению и условиям образования болота можно разделить на четыре типа. Низинные болота являются озерными, питаются богатыми минеральными солями подземными водами, характеризуются богатой в видовом отношении растительностью (мхи, травы, кустарники, деревья). Верховые болота, формирующиеся как лесные и луговые, характеризуются бедной растительностью. Торфонакопление начинается в центре массива, поэтому поверхность болота выпуклая. Переходные болота возникают в результате накопления верхового торфяника поверх уже накопленного низинного, поэтому в их отложениях присутствуют как торфа низинного, так и верхового типа. Приморские болота сильно отличаются по месту и способу своего образования, одной из их разновидностей являются мангровые болота, формирующиеся в устьях впадающих в море тропических рек. Здесь пресные речные воды при максимальных по высоте приливах сменяются солеными морскими. Поэтому травы развиваться не могут, а господствует своеобразная древесная растительность с воздушными корнями, в силу чего накапливаются торфа древесного состава. Торфа по их составу можно разделить на моховые, травяные, древесные и смешанные. Помимо торфяников, в болотах могут накапливаться также различные хемогенные осадки.

^ 34 методы измерения уровня воды

Живое сечение – плоскость, перпендикулярная направлению течения воды, ограниченная профилем русла и уровнем воды. В естественных водотоках живое сечение имеет обычно неправильную форму, поэтому для его определения водоток разбивают на элементарные фигуры промерами глубины через определенные расстояния. Площадь живого сечения равна сумме площадей этих элементарных фигур (треугольников, трапеций и пр.).

Скорость сечения воды определяют различными способами. На небольших водотоках скорость определяют вертушками, поплавками. Ниже приводится пример определения скорости поплавками. На водотоке выбирают прямолинейный не заросший участок без подпора воды. На выбранном участке выбирают три створа. Расстояние между крайними створами должно равняться приблизительно трех – четырех кратной ширине реки. Кроме того, поплавок должен проходить это расстояние не менее, чем за 25 секунд. Бросают на середину реки 10 поплавков или более на расстоянии 1-2 м и выше верхнего створа, где наибольшая скорость воды. Секундомером засекают время прохождения каждого поплавка через верхний, средний и нижний створы. После этого, проводят детальные промеры сечений на каждом створе. Метод измерения скорости течения с помощью верхушки основан на регистрации скорости вращения лопастного винта, помещенного в поток. На реках глубиной до 3 м вертушки опускают в воду на штанге, а при больших глубинах на тросе гидрометрической лебедки. Перед выполнением замеров вертушки необходимо тарировать - получить зависимость между числом оборотов в секунду и скоростью течения.

^ 20 геологическая деятельность подземных вод

Геологическая работа подземных вод ярче всего проявляется в процессах карста, суффозии и образования оползней.

Карст – это совокупность геологических процессов, обусловленных растворением и размывом горных пород движущимися водами, и ведущих к образованию отрицательных форм рельефа на поверхности Земли и различных пустот на глубине. Среди водорастворимых горных пород можно назвать каменную и калийную соли, гипс, карбонатные породы. Хотя легче всего растворяются соли и гипс, но карстовые формы чаще всего связаны с гораздо шире распространенными карбонатными породами. Карстовые формы подразделяются на поверхностные (открытые) и подземные (закрытые). Вначале развивается поверхностный карст, мельчайшие формы которого называются карры – это борозды, рытвины и разной формы углубления, возникшие на обнажающейся поверхности растворимых горных пород. Карры образуются под действием атмосферных осадков. Поскольку карбонатные породы в большей или меньшей степени трещиноваты, разрастание карров сопровождается размывом и расширением трещин. Так образуются поноры – наклонные или вертикальные колодцы, по которым поверхностные воды уходят под землю. Дальнейшее развитие этих процессов ведет к возникновению карстовых воронок – обширных углублений, диаметром до 100 метров и больше, и глубиной до 20 метров. Если воронка образовалась благодаря слиянию карров и расширению верхней части понор, то склоны воронки будут пологими. При образовании карстовой воронки в результате обрушения свода подземной карстовой пустоты, склоны могут достигать значительной крутизны. Разрастание карстовых воронок или обрушение кровли крупной карстовой полости ведет к формированию карстовых котловин и польев, имеющих вид замкнутых понижений с плоским дном и крутыми склонами, высотой до нескольких сот метров. Расширение и углубление понор и трещин влечет образование карстовых колодцев, шахт и пропастей – наклонных или вертикальных форм, глубиной до километра и более. В результате поверхностного карста русло реки может нырнуть в понор или трещину – возникают слепые долины рек. Развитие подземного карста начинается, когда формы открытого карста позволят поверхностным водам проникать под землю, растворяя породы, перекрытые слоями нерастворимых отложений. Крупнейшими из подземных форм являются карстовые пещеры, возникающие как в горах, так и на равнинах. Пещеры представляют собой системы соединяющихся друг с другом наклонных и горизонтальных туннелей, часто располагающихся на нескольких вертикальных уровнях. В лабиринтах переходов из-за растворения, размыва пород или обрушения кровли образуются гигантские по площади и высоте залы (гроты).

Аккумулятивная работа подземных вод в карстовых районах проявляется, в первую очередь, в образовании всевозможных натечных форм. Выпавшие на поверхность атмосферные осадки содержат много растворенного углекислого газа, поэтому, просачиваясь по трещинам, легко растворяют известняки и насыщаются бикарбонатом. После выхода воды на стенки или потолок пещеры, часть углекислоты испаряется, и бикарбонат переходит в карбонат кальция. Последний частично выпадает в осадок, давая начало образованию сталактитов, занавесей, фестонов и других форм, свисающих со свода пещеры. Остатки карбоната кальция выделяются из упавшей капли воды на полу пещеры. Тогда снизу вверх идет рост сталагмитов. Если сталактит срастается со сталагмитом, то возникает сталагнат, или колонна. Кроме того, на дне пещер или в местах выхода на поверхность источников, берущих начало в карстующихся породах, накапливаются пористые, губчатые известковые туфы (травертины). В областях древнего карста на дне воронок и пещер накапливаются нерастворимые глинистые остатки карбонатов, обогащенные красноцветными гидроокислами железа и алюминия. Такие плодородные образования называют «терра-росса» (красная земля). На дне пещер встречаются отложения пещерных рек и озер, а также обвально-осыпные отложения. В холодном климате возможно образование ледяных натечных форм в пещерах. С деятельностью гипертермальных подземных вод связано накопление кремнистых туфов (гейзеритов), месторождений некоторых цветных металлов.

 1   2  У меня выросла грудь, как грибы после дождя!

Весь Интернет поставлен на уши! Этот способ уже везде!

Оползневые процессы возникают на склонах, когда поверхностный водопроницаемый слой перенасыщается водой и быстро соскальзывает по гладкому мокрому водоупору (ложу оползня). Оползень начинается при угле наклона ложа более 5°.

Суффозионные процессы идут благодаря выносу материала из поверхностных отложений в нижележащие карстовые полости, а также в результате растворения частиц горных пород. Все это ведет к образованию пустот в поверхностных отложениях. Породы разрыхляются и приобретают свойство просадочности, в силу чего на поверхности формируются суффозионные западины, блюдца, воронки.

^ 23 Происхождение и классификация подземных вод

Подземные воды по происхождению могут быть экзогенными 9их источник – водные объекты на поверхности суши и влага атмосферы), так и эндогенными (их источник – недра земли).

Экзогенные подземные воды попадают в горные породы либо при процессах просачивания (инфильтрации) поверхностных вод и конденсации водяного пара, либо в результате седиментации (осадконакопления). Эти воды часто называют соответственно инфильтрационными, конденсационными и сендиментационными.

Инфильтрационные подземные воду проникают в горные породы путем просачивания атмосферных, речных, морских и озерных вод. Основную роль при этом играет проникновение в грунт через поры и трещины практически пресной атмосферной воды. Конденсационные подземные воды образуются при конденсации в порах грунта водяного пара, перемещающегося в грунте под влиянием разности давления. Седиментационные подземные воды образуются из вод того водного объекта, где происходил процесс седиментации, т.е. отложения наносов.

Эндогенные подземные воды образуются в горных породах в результате дегидратации минералов или поступают из магматических очагов, в частности в районах современного вулканизма.

По характеру вмещающих воду грунтов подземные воды подразделяют на поровые, залегающие в рыхлых пористых грунтах; пластовые, залегающие в пластах осадочных горных пород; трещинные, залегающие в плотных, но трещиноватых осадочных, магматических и метаморфических горных породах; трещинно-жильные, залегающие в отдельных тектонических трещинах.

По гидравлическим условиям подземные воды подразделяют на напорные (артезианские и глубинные) и безнапорные (грунтовые).

По температуре подземные воды делятся на исключительно холодные (ниже 0), весьма холодные (4-20), теплые (20-37), горячие (37-42), весьма горячие (42-100), исключительно горячие (более 100).

По минерализации подземные воды делят на пресные (до 1%), солоноватые (1-25%), соленые (25-50%), рассолы (более 50%).

По характеру залегания деляься на: подземные воды суши и подземные воды под океанами и морями. Подземные воды суши можно подразделить на подземные воды зоны аэрации и зоны насыщения.

^ 24 водные свойства горных пород

К основным водным свойствам грунтов относятся влажность, влагоемкость, водоотдача, водопроницаемость, капиллярность.

Фактическое содержание воды в грунтах называют их влагоемкостью. Влажность – это отношение массы воды к массе сухого грунта.

Влагоемкостью грунта называют его способность вмещать и удерживать определенное количество воды. Под полной влагоемкостью понимают суммарное содержание в грунте всех видов воды при полном заполнении всех пор. Наименьшая влагоемкость характеризуется количеством гигроскопической, пленочной и капиллярной влаги, остающейся в грунте после окончания свободного стекания воды.

Водоотдачей называется способность водонасыщенных грунтов отдавать воду путем свободного стекания. Наибольшей водоотдачей обладают крупнообломочные породы. Водоотдача глин ничтожна.

Водопроницаемостью грунтов называют их способность пропускать через себя воду под действием силы тяжести или градиентов гидростатического давления. Водопроницаемость зависит от размера и формы частиц грунта, от размера и количества пор и трещин в грунте, его гранулометрического состава.

Капиллярностью грунта называют его способность содержать и пропускать капиллярную воду.

Водноколлекторские свойства горных пород определяются их пористостью и трещиноватостью. По характеру пустот породы-коллектора могут быть подразделены на следующие категории: 1) гранулярные или рыхлые зернистые пористые породы, такие, как пески, гравий, галечники; 2) трещиноватые скальные породы с трещинной пустотностью - песчаники, известняки, доломиты, магматические, метаморфические породы и др.; 3) трещиноватые и трещинно-карстовые породы, такие, как известняки, доломиты, гипсы, соли. Общая пористость пород выражается отношением объема всех пор (vp) к объему всей породы (v): n=vp/v; или в процентах: п=vp/v •100%. Пористость осадочных пород и их водопроницаемость зависят от: 1) формы и расположения составляющих частиц; 2) степени их отсортированности; 3) цементации и уплотнения; 4) выноса (выщелачивания) растворимых веществ, сопровождающегося образованием различных карстовых полостей; 5) характера и степени трещиноватости и наличия разломов. На водопроницаемости горных пород сказывается характер сложения зерен.

^ 25 Основные виды подземных вод и их характеристика

1 воды зоны аэрации, почвенные воды, верховодка, капиллярная зона. Зона аэрации занимает верхний слой почвенно-грунтовой толщи: от земной поверхности до уровня грунтовых вод.. Через зону аэрации осуществляется взаимосвязь атмосферы и грунтовых вод. В этой зоне происходят: инфильтрация дождевых и талых вод, формирование почвенной воды и верховодки, фильтрация гравитационной воды и дедукция влаги растительностью с последующей ее транспирацией. Попадая после дождей и таяния снега в грунт, воды расходуется прежде всего на смачивание почвенного слоя и формирование почвенных вод, под которыми понимают временное скопление свободной и капиллярной воды в почвенной толще. Верховодка – временные, сезонные скопления подземных вод. Выше уровня грунтовых вод в пределах зоны аэрации располагается капиллярная воды. Воды этой зоны участвуют в питании почвенных вод и поглощаются корневой системой растений.

2 воды зоны насыщения, грунтовые воды. Грунтовые воды – это подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего на первом выдержанном по площади водоупорном плате. Питание грунтовых вод осуществляется путем инфильтрации через зону аэрации атмосферных осадков, конденсации водяного пара и поглощения вод из водотоков и водоемов. Разгрузка грунтовых вод осуществляется в виде источников, фильтрацией в русло водотока или ложе водоема, путем испарения и перетекания в нижележащие водоносные горизонты. Грунтовые воды распространены почти повсеместно, тяготеют к рыхлым четвертичным отложениям, участвуют в питании рек, легко доступны для практического использования.

3 артезианские и глубинные воды. Артезианские воды – это напорные подземные воды, залегающие в водоносных горизонтах между водоупорными пластами. Артезианские воды залегают глубже горизонта грунтовых вод и имеет более стабильный режим. Глубинные воды – это расположенные на больших глубинах напорные подземные воды, испытывающие воздействие геостатического давления и эндогенных сил. Глубинные воды обнаружены в глубоких зонах тектонических нарушений и в глубоких частях осадочных толщ в а артезианских бассейнах.

4 другие типы подземных вод. Воды надмерзлотных таликов – аналоги обычных грунтовых вод, Эти воды представлены подрусловыми, подозерными и склоновыми таликами. Межмерзлотные безнапорные воды сходны с обычными грунтовыми водами.

^ 26 Виды движения подземных вод

Под влиянием капиллярных сил, силы тяжести и градиентов гидростатического давления подземные воды приходят в движение. Движение подземных вод в зонных аэрации и насыщения существенно различается.

В зоне аэрации происходит проникновение атмосферных осадков и поверхностных вод в грунт, называемое просачиванием. Различают свободное просачивание и нармальную инфильтрацию. В первом случае движение воды в грунте вертикально вниз происходит под действием силы тяжести и капиллярных сил в виде изолированных струек по капиллярным порам и отдельным канальцам4 при этом пористое пространство грунта остается не насыщенным водой и в нем сохраняется движение атмосферного воздуха, что исключает влияние гидростатического давления на движение вода. Во втором случае движение воды происходит сплошным потоком под действием силы тяжести, градиентов гидростатического давления и капиллярных сил; поры заполнены водой полностью.

В зоне насыщения под действием силы тяжести и гидростатического давления свободная вода по порам и трещинам грунта перемещается в сторону уклона поверхности водоносного горизонта или в сторону уменьшения напора. Это движение называется фильтрацией. Движение свободной воды как при нормальной инфильтрации в зоне аэрации, так и при фильтрации в зоне насыщения имеет в мелкопористых грунтах ламинарный режим.

Коэффициент фильтрации характеризует водопроницаемость грунтов. Он зависит от количества и размера пор и от свойств фильтрующей жидкости. Клэффициент фильтрации, как это следует из формулы Дарси (vф = КфI), численно равен скорости фильтрации при гадравлическом уклоне, равном 1. Скорость движения воды V, по линейному закону А. Дарси, пропорциональна коэффициенту проницаемости (коэффициенту фильтрации) К и гидравлическому градиенту J: V=KJ, где J=h (разница высот) /е (пройденное расстояние). Скорость движения воды в песках от 0,5 до 1-5 м/сут, в галечниках значительно увеличивается. Особенно большая скорость потока грунтовых вод местами наблюдается в крупных подземных карстовых каналах и пещерах.

^ 27 определение коэффициентов фильтрации

Определение коэффициентов фильтрации способом восстановления воды в скважине после откачки. Когда измерения сделаны, воду из скважины вычерпывают почти до дна. Вычерпывание удобно производить специальным черпаком или консервной банкой емкостью 0,5 л, которая укрепляется на длинной деревянной ручке. После откачки воды быстро измеряют расстояние Y0, от поверхности почвы до понижения уровня воды в скважине и замечают время измерения по часам. При дальнейшем подъеме воды эти измерения периодически повторяют, при каждом измерении величины Yn, отмечают время. Эти измерения повторяют до тех пор, пока уровень воды в скважине не поднимется почти до первоначального положения (до откачки). Таких измерений делают от 6 до 8 и более. Время, через которое проводят измерения, зависит от скорости подъема воды в скважине. Когда уровень воды в скважине приблизительно займет свое первоначальное положение, нужно произвести вторую откачку из скважины и повторить измерения. Далее обработка материалов может производиться аналитическим или графическим способами. При аналитическом способе каждое значение логарифма делят на соответствующее значение секунд и получают условные тангенсы угла наклона tg . Затем получают средние значения tg для I и II откачек. Вычисление коэффициентов фильтрации K в см/с производят по следующей формуле: K = 32,6 r2/H tg , где r – радиус скважины, см; Н – глубина воды в скважине, см;

Второй метод – метод инфильтрации (способ Болдырева). При определении коэффициента фильтрации этим методом на выбранном месте устраивают шурф сечением не менее 0,2 х 0,2 м или скважину диаметром не менее 0,2 м. Дно шурфа или скважины должно доходить до поверхности того слоя, водопроницаемость которого определяется. При глубоком залегании изучаемого слоя (глубже 0,5 – 0,6 м) сначала выкапывают обычный почвенный шурф (яму), а на дне его устраивают измерительный шурф или скважину. В неустойчивых грунтах шурфы или скважины закрепляются. В дно их забивают колышек, возвышающийся над дном на 5 – 10 см, и насыпают слой мелкого гравия или песка толщиною около 2 см. В шурф или скважину наливают воду до верха колышка. Затем выливают определенное количество воды и отмечают время долива на часах. Когда уровень воды в скважине снизится до верха колышка, опять выливают то же количество воды и замечают время и т.д. Так как сначала одновременно с фильтрацией происходит и впитывание воды в почву до определенной влажности, то поступление воды в почву с течением времени замедляется. Исследования продолжаются до тех пор, пока фильтрационный расход не стабилизируется (установившийся расход). Коэффициент фильтрации вычисляют по формуле: K = Q/F, где Q – установившийся расход воды, см3/с; F – площадь смоченной поверхности шурфа или скважины, см2. Площадь определяют по формулам: для скважины с незакрепленными стенками F = r(r + 2Z); для скважины с закрепленными стенками F = r; для шурфов с незакрепленными стенками F = ab + 2(a + b)Z; для шурфов с закрепленными стенками F = ab, где r – радиус скважины, см; a и b – длины сторон прямоугольного шурфа, см; Z – высота постоянного слоя воды, см.

^ 29 определение направлений и скорости движения подземных вод

Определение направленности движения подземных вод.Направление движения подземных вод легко устанавливается при наличии карт гидроизогипс (либо гидроизопьез) по изучаемым водоносным горизонтам. По таким картам направление движения подземных вод определяется линиями токов, проведенным перпендикулярно, к линиям равного напора гидроизогипсам или гидроизопьезам по уклону потока.По отсутствии карт, отражающих положение свободной или пьезометрической поверхности подземных вод, для определения направления их движения необходимо иметь не менее трех выработок, чтобы установить отметки уровня подземных вод. Выработки желательно располагать по углам равностороннего треугольника с длиной стороны от 50 до 200 метров(чем меньше уклон потока, тем больше расстояние между скважинами). По известным или установленным отметкам уровня подземных вод путем интерполяции составляется план изолинии свободной или изотермической поверхности определяется направление движения потока по линиям токов.

Для получения надежных данных о направлениях движения потоков подземных вод следует использовать материалы режимных наблюдений(карты изолиний на различные периоды времени). Определение направления движения по картам гидроизогипс следует считать основным методом при отсутствии карт достоверных данных об отметках уровней в отдельных точках направление давления подземных вод можно устанавливать с помощью геофизических(фотографирование в скважинах конусов распространения красителя от точечного источника, метод заряженного тела, замеры интенсивности конвективного переноса тепла в разных направления от датчика, круговые измерения естественного потенциала и др.), радиоиндикаторных и других методов.Геофизические методы определения направления движения подземных вод.Наиболее перспективными являются односкважинные методы, в том числе метод фотографирования конусов выноса от точечного источника красителя, при котором периодически фотографируются распространяющиеся от специальной капсулы конуса красителя на фоне стрелки магнитного указателя. Всего за один спуск можно наполнить до 60 снимков, направление движения подземных вод определяется по направлению конуса заноса красителя для получения надежных результатов достаточно 4-6снимков.Точность определении направления подземного потока может быть оценена величиной относительной погрешности от 3 до 20, в значительной мере погрешность зависит от скорости движения подземных вод. Метод может использоваться при скоростях фильтрации не ниже 0,5 м/сут. По времени существования конуса можно ориентировочно определить и скорость фильтрации.Этот метод значительно менее апробирован, по сравнению с радиоиндикаторным, но он несколько проще в пополнении и не требует согласования с органами санэпидемнадзора.Односкважинные методы осуществления направления движения подземных вод не рекомендуется использовать в породах с редкой и неравномерной трещиноватостью. Индикаторные методы определения направления и скорости движения подземных вод.Одним из важнейших показателей миграции подземных вод является действительная скорость из движения или фильтрации Vд, которая связана со скоростью фильтрации V соотношением: Vд =V/na,  (6)где na-активная в фильтрационном отношении пористость породы, равная разности между полной плотностью no и объемным содержанием связной породы nс и защемленного воздуха nз , т.е. na= no- nс- nз.при решении задач следует учитывать, что действительная скорость фильтрации, определяющая конвективный перенос вещества и тепла с фильтрационным потоком, может изменяться за счет сорбции солей и растворов , выщелачивания, фильтрация микроорганизмов и других факторов.При наличии карт гидроизогипс и данных о коэффициенте фильтрации пористости водоносных пород действительная скорость Vд может быть определена по значению скорости фильтрации с учетом(6).Однако более надежным представляется определение действительной скорости движения подземных вод с помощью специальных полезных опытов, среди которых наиболее практическое применение получили индикаторные методы, основанные на введении в испытуемый горизонт через пусковые скважины каких-либо индикаторов и определении скорости их передвижения в условиях подземного потока по времени появления индикаторов в наблюдательных скважинах.В качестве наиболее часто практикующих индикаторов используются вещества (флюоресцеин, уранин, эритрозин и др.), электролиты, радиоактивные индикаторы.Перед проведением опыта участок работ необходимо хорошо изучить в геолого-гидрогеологическом отношении. В пусковых и наблюдательных скважинах с помощью геофизических исследований раскодометрии, лабораторных работ и поинтервального опробования должны быть выделены соответствующим образом изучены и при необходимости изолированы пласты, горизонты или интервалы, подлежащиеисследованию.Наблюдательные скважины для прослеживания передвижения индикаторов закладываются ниже по потоку на расстоянии от 0,5 до 2 м в суглинистых и супесчаных породах, от 2 до 8ь в песчаных зернистых породах, от 3 до 15 в гравийно–галечных породах, от 15 до 30 в закарстованных породах. Количество наблюдательных скважин (односкважинные методы) если для таких определений используются данные наблюдений за изменением концентрации индикатора во времени или за его распространением непосредственно в пусковой скважине(фотографирование конусов распространения красителей).Появление индикатора в наблюдательных скважинах устанавливается химически, электролитическим и колориметрическим способами, при этом первые два дают наиболее надежные результаты.При химическом способе появления индикатор устанавливается по изменению его концентрации в периодически отбираемых из наблюдательных скважин конусах воды. Для более точного и обоснованного установления момента появления индикатора в наблюдательной скважине результаты определения изображаются в виде графика изменения концентрации индикаторов во времени С=F(t)/ время прохождения индикатора от пусковой скважины tмакс исчисляется с момента его запуска в пусковую скважину до момента максимальной концентрации индикатора в наблюдательной скважине. рис.4

Изменение концентрации индикатора ^ С в наблюдаемой скважине во времени t : 1-точка появления индикатора в наблюдательной скважине,2-точка максимальной концентрации индикатора.Действительная скорость движения подземных вод Vд определяется как частное от деления пройденного индикатором расстояния L на время :Vд=L/ tмакс (7)Радиоиндикаторные методы.В последние годы все более широкое применение для определения направления в скорости движения подземных вод, а также для решения многих других практических задач приобретают радиоиндикаторные методы. В качестве индикаторов для мечения воды используются различные радиоизотопы. Контрольным перемещением изотопов ведется по замерам интенсивности излучения их концентрации. Возможность использования радиоактивных индикаторов низких концентрацией, их сравнительно незначительная сорбционная способность и высокая точность определений предопределяют большие перспективы применения радиоиндикаторных методов для решения гидрогеологических задач и , в частности, для определения направления и скорости движения подземных вод. Наибольшее применение в качестве индикаторов находят различные соединения.Радиоиндикаторные методы применяются в различных вариантах и модификациях.Суть односкважинного радиоиндикаторного метода заключается в проведении наблюдений за изменением во времени концентрации введенного в скважину радиоактивного индикатора. Изменения концентрации индикатора во времени и эпюры распределения его активности , получаемые с помощью зонда, опускаемого в скважину, являются основанием для определения расхода, скорости и направления движения потока подземных вод. Особенно эффективным является этот метод при импульсном поведении радиоиндикаторов.

^ 33 гидрологические посты

Гидрологические посты устраивают для проведения систематически» наблюдений на реках при изучении гидрологического режима. Для целей гидромелиорации немаловажное значение имеют наблюдения за уровнями и расходами воды, проводимые на водомерных постах, являющихся составной частью гидрологических постов. Простейшие водомерные посты бывают двух видов – свайные и реечные.

Свайный водомерный пост устраивают на прямолинейном участков реки, где нет подпора воды, возникающего вследствие какого-либо препятствия, замедляющего течение воды. При устройстве поста, перпендикулярного течению воды, намечают створ, по которому устанавливают репер (на незатопляемой части берега) и сваи. Сваи устанавливают на берегу и в дно реки по одной линии. Нумерация свай идет от репера. Число свай зависит от крутизны берега и амплитуды колебания уровня воды.

Используют металлические сваи, серийно выпускаемые заводами, или деревянные, изготавливаемые из древесины хвойных пород или твердолиственных.

Реечный водомерный пост устанавливают на участках рек с устойчивыми обрывистыми берегами, на набережных, опорах мостов, как правило, при относительно небольшой (до 3 м) амплитуде годового колебания уровня. Измерение уровней ведется по водомерной рейке, являющейся основной частью по Водомерные рейки изготавливают деревянными или металлическими.

Наклонные рейки устанавливают в местах, где имеется искусственное крепление береговых откосов. Эти рейки лучше защищены от ударов льдин и других плывущих предметов, а при больших скоростях течения они более удобны для производства отсчетов уровня, чем вертикально установленные рейки, где отсчет может искажаться влиянием подпора от набега воды на сваю с рейкой. Наклонные рейки размечаются специалистами станции.

Наиболее простым водомерным устройством передаточного типа является мостовое. На мосту меткой закрепляется постоянная точка (нуль наблюдений) для отсчета уровня. Высотное положение этой точки определяется нивелированием от ближайшего репера. Наблюдения за колебаниями уровней заключаются в измерении расстояния от точки наблюдения на мосту до поверхности воды. Измерения производятся стальной рулеткой или размеченным тросом с грузом на нижнем конце.

Водомерные посты с самописцами устанавливают на специальных постах. Часто используют самопишущий водомерный пост берегового типа Устройство при измерении уровней воды самописцами включает лимниграфическую будку, колодец, соединенный трубой с водотоком, и самописец, устанавливаемый на столике.

Для регистрации уровней воды можно использовать самописцы уровней воды, сконструированные Государственным гидрологическим институтом.

^ 32 способы защиты подземных вод от загрязнения и истощения

Мероприятия по охране подземных вод от загрязнения подразделяются на:

- профилактические, направленные на сохранение естественного качества подземных вод;

- локализационные, препятствующие увеличению и продвижению создавшегося в водоносном горизонте очага загрязнения; восстановительные, проводимые для удаления загрязнений из водоносного горизонта и восстановления природного качества подземных вод.

Главную роль в предупреждении загрязнения подземных вод играют мероприятия общего характера. К их числу в первую очередь следует отнести все меры по предотвращению загрязнения рек и водоемов; совершенствование методов очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод; создание производств с бессточной технологией и замкнутых систем промышленного водоснабжения и канализации; изоляцию коммуникации, несущих сточные воды; ликвидацию или очистку газодымовых выбросов на предприятиях; ограничение использования ядохимикатов и удобрений на сельскохозяйственных территориях; глубокое подземное захоронение особо вредных стоков, очистка которых экономически не оправдана.

Многие мероприятия профилактического характера должны осуществляться при активном участии специалистов-гидрогеологов. К таким мероприятиям относятся:

— целенаправленный выбор водоносного горизонта, места расположения водозабора и режима его эксплуатации, т. е. определение производительности, числа и расположения водозаборных сооружений, а также допустимого понижения уровня подземных вод с целью сохранения должного качества подземных вод на весь период эксплуатации водозабора;

— оценка естественного и прогнозного качества подземных вод с позиций удовлетворения требованиям государственных стандартов на качество воды и при учете возможности и технико-экономической эффективности искусственного улучшения качества воды;

— выполнение гидрогеологических расчетов для обоснования размеров зоны санитарной охраны для каждого водозабора хозяйственно-питьевого назначения;

— назначение в пределах зоны санитарной охраны санитарно-технического режима, соответствующего гидрогеологическим условиям и специфике хозяйственного освоения территории в районе водозабора.

Значительный успех в деле охраны подземных вод обеспечивает создание региональных водоохранных зон, охватывающих всю область питания и распространения водоносного горизонта, используемого для водоснабжения, или ее значительную часть. Здесь вводятся определенный режим использования территории, регламент эксплуатации существующих предприятий, строгий контроль над очисткой и сбросом сточных вод, санитарным состоянием почв, воздуха, природных вод и т. п.

Профилактике загрязнения подземных вод способствует мониторинг качества подземных вод, т. е. научно обоснованная система длительных натурных наблюдений за основными динамическими характеристиками водоносного горизонта: уровнями, напорами, химическим и бактериологическим составом, температурой воды и т. п. Анализ этих данных позволяет получить пространственно-временную картину загрязнения, объяснить произошедшие изменения и дать прогноз ожидаемых изменений качества подземных вод.

Специальные профилактические мероприятия технического характера применяются для изоляции подземных вод от промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных отходов, водорастворимого сырья, продуктов производства. Выбор схемы, типа, конструкции и проектирование профилактических технических мероприятий проводятся по данным инженерно-геологических изысканий и наблюдений.

Выбор защитных мероприятий основывается на анализе природных условий рассматриваемой территории, учете характера и влияния источника загрязнения и на технико-экономических расчетах.

Восстановление качества подземных вод реально лишь при малых размерах загрязненного участка; в этих целях рекомендуется промывка водовмещающих пород чистой водой, подаваемой через скважины или траншеи. При этом воду можно очищать кислородом или веществами, способствующими деградации загрязнений, их нейтрализации. Этот метод используется как завершающий этап комплекса мероприятий по ликвидации загрязнения подземных вод.

^ 36 методы определения расходов воды

Расход воды является одним из основных гидравлических элементов потока. Для рек расход воды – это важнейшая характеристика, определяющая другие ее параметры. На основании систематических определений расходов воды вычисляется сток реки.

Расход воды в открытых водотоках (Q) обычно находят через живое сечение (W) и среднюю скорость потока (V) по формуле: Q = W·V 

Также расход воды определяют с помощью каких-либо веществ, обладающие известными физическими или химическими свойствами. Вещество известной концентрации, пройдя вместе с потоком некоторое расстояние, понизит вследствие перемешивания свою начальную концентрацию. Степень понижения концентрации зависит от расхода воды, поэтому уменьшение концентрации вещества и является критерием расхода водотока.

Площадь живого сечения определяют как сумму элементарных фигур (трапеций, треугольников), а смоченный периметр  – как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников.

Для вычисления расхода воды необходимо от поверхностной скорости перейти к средней скорости течения воды, что осуществляется через переходной коэффициент К1 :V = Vпов. ·К1; К1 = С/(С + 14); где С – скоростной коэффициент формулы Шези. Определяется по формулам Н.Павловского И.И. Агроксина и Базена. По формуле Базена С = 87 /(1 + /R), где  - коэффициент шероховатости, для чистых земляных русел; R – гидравлический радиус.

R = Wср. /ср. = 0,84 м2 /3,35 м = 0,24 м;

R = 0,24 = 0,50;

С = 87/(1 + 1,30/0,50) = 24,2;

К1 = 24,2/(24,2 + 14) = 0,63;

V = 0.63 · 0.42 = 0.27 м/сек;

Q = Wср. · V = 0.84 · 0.27 = 0.23 м3/сек.

Гидравлические расчеты проводятся для определения размеров поперечных сечений водоприемников, каналов и сооружений, проверки их устойчивости против размыва и заиления, а также увязки расчетных горизонтов воды в каналах и водоприемниках, условий вертикального сопряжения элементов осушительной сети.

Для расчета проводящих каналов применяется следующая формула равномерного движения: Q=W·V= W · C R J, где Q – расход воды, м3/сек; W – площадь живого сечения, м2; V – средняя скорость потока, м/сек; C – скоростной коэффициент; R – гидравлический радиус, м; J – уклон дна канала.

Скоростной коэффициент С определяется по формуле:

а) Академика Павловского: С = 1/n· Ry, где y = 2.5 n – 0.13 – 0.75R(n – 0.10).

б) Проф. Агроскина С = 1/n + 17.72lgR, где n – коэффициент шероховатости; R – гидравлический радиус, м.

Расход воды также определяют по водосливам. Водосливом называется сооружение, перегораживающее поток. В перегораживающем сооружении (стенке) может устраиваться вырез.

Нижняя кромка выреза называется порогом водослива. Форма выреза может быть прямоугольной, трапецеидальной, треугольный и пр.

Водосливы бывают с тонкой стенкой и с широким порогом. Толщина стенки величина относительная, определяемая по отношению напора Н к толщине порога С. У водослива с тонкой стенкой Н превышает С не менее, чем в 2 – 3 раза. Водосливы с тонкими стенками можно при небольших расходах воды использовать в качестве водомерных сооружений.

Расход воды рассчитывается по формулам:

прямоугольный водослив Q = 1.95 bH H;

трапецеидальный водослив Q = 1.86 bH H;

треугольный водослив Q = 1.4 H2 H,

где Q – расход воды, м3/с; b – ширина порога, м; Н – величина напора, м.

Водосливы с широким порогом используются в качестве водосбросных сооружений при плотинах. Расход воды через подобные водосливы рассчитывается по формуле Q = mw 2g*H3/2, где m – коэффициент расхода; w – живое сечение потока; H – напор, м.

^ 40 нормативные уровни и составляющие объема водохранилищ

Водохранилище – искусственно созданный водоем для хранения воды и регулирования стока. Наибольшее распространение получили водохранилища, создаваемые в долинах естественных водотоков постройкой водоподпорных сооружений (плотин, шлюзов и т. п.) На участке выше водоподпорного сооружения (плотины) повышаются уровни н аккумулируются большие объемы воды, которые используются для хозяйственных целей. Длина водохранилища равна дальности распространения подпора от плотины.Водохранилища классифицируют по ряду признаков. Выделяют пять основных типов водохранилищ: равнинные, предгорные, горные, озерные, наливные.Равнинные водохранилища характеризуются следующими признаками: относительно большой площадью поверхности воды, небольшой максимальной (15 ...25м) и средней (обычно 5...9 м) глубинами, небольшой сработкой (в пределах 2...7 м), интенсивными процессами переработки берегов, сложенных большей частью рыхлыми размываемыми породами. Эти водохранилища, как правило, имеют большую емкость и используются комплексно.В результате подъема уровня воды, вызванного сооружением плотины на равнинных реках, для которых характерны небольшие уклоны, затапливаются обширные площади, в том числе ценные для сельскохозяйственного производства пойменные земли, луга, пастбища, а также леса, возникает необходимость переноса населенных пунктов и важных объектов. Водохранилища предгорных и плоскогорных областей характеризуются большими глубинами (до 70...100 м и более), значительной сработкой (до 10—20 м), сравнительно небольшой интенсивностью переработки берегов, незначительным затоплением и подтоплением территории.Для горных водохранилищ характерны большие глубины (нередко более 100 м) и сработка (до 100 м и более). Затопляемая площадь, подтопление, переработка берегов, фильтрация из водохранилища незначительны. Поперечный профиль долины горных рек обычно совпадает с руслом, он может иметь вид узкого каньона; склоны берегов крутые, нередко ступенчатые, русло слабоизвилистое, без поймы; при сработке водохранилища площадь поверхности воды изменяется плавно.Озерные водохранилища создают путем сооружения плотины на реке, вытекающей из озера, и подпор, вызванный плотиной, распространяется на озеро. Преимущество этих водохранилищ заключается в том, что при незначительном подпоре и небольшой площади затопления земель в них можно аккумулировать большие объемы воды. Наливные водохранилища чаще всего сооружают путем использования естественных котловин и обвалования пониженных участков территорий вблизи реки. Применяют их главным образом при орошении земель и строительстве гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Водохранилища классифицируют также по площади водной поверхности и объему. Искусственный водоем небольших размеров и площадью водной поверхности менее 1 км2 называют прудом.Существуют и другие классификации водохранилищ; по глубинам, конфигурации, термическому режиму и т. д.Параметры водохранилища, определяющие его размеры, устанавливают на основе водохозяйственного расчета. При этом объем воды в водохранилище принято подразделять на мертвый и полезный

Рисунок 10 – План в схематический продольный профиль водохранилищаМертвый объем Vумо — это постоянная часть полного объема водохранилища, которая в нормальных условиях эксплуатации не срабатывается и в регулировании стока не участвует. Уровень поверхности во­ды, ограничивающий этот объем сверху, называют уровнем мертвого объема (УМО). При наличии в плотине донных отверстий мертвый объем делится на объем ниже порога отверстий, не срабатываемый самотеком, и объем, выше отверстий, который при необходимости (в исключительных условиях) может быть частично сработан.Полезный объем Уплз — основной объем водохранилища, непосредственно ис­пользуемый для регулирования стока. Он расположен выше УМО и ограничен сверху нормальным подпорным уровнем (НПУ), то есть наивысшим проектным подпорным уровнем верхнего бьефа, который может поддерживаться в нормальных условиях эксплуатации гидротехнических сооружений.Полный объем водохранилища соответствует отметке НПУ и равен сумме полезного и мертвого объемов:Vплн=Vнпу=Vумо+Vплз 3.1)Главная задача водохозяйственного расчета водохранилища — определение полезного объема Vплз и выбор отметки НПУ. Полезный объем—это рабочий объем водохранилища, предназначенный для регулирования стока с целью гарантированного обеспечения потребителей водой. Он зависит от назначения водохранилища, продолжительности регулирования (суточное, сезонное, многолетнее) и находится путем сопоставления расчетного стока и суммарного водопотребления.

^ 42 строение атмосферы

Основным признаком, определяющим подразделение атмосферы на отдельные слои, является изменение ее температуры с высотой. Характер этого изменения во многом зависит от состава атмосферы.Нижний слой атмосферы Земли (тропосфера) имеет следующий химический состав (по объему, в процентах):азот - 78.09, кислород - 20.95, аргон - 0.93, углекислый газ - 0.03. На долю остальных газов приходятся уже тысячные и десятитысячные доли процента. Такой состав атмосфера имеет почти до высоты 90 км.Кроме постоянных компонентов, перечисленных выше, атмосфера содержит переменные компоненты: озон и водяной пар. Эти компоненты оказывают большое влияние на тепловой режим Земли и ее атмосферы.Рассмотрим схему строения земной атмосферы. Известно, что в ее нижнем слое, именуемом тропосферой (от греческого тропэ - поворот), температура быстро падает с высотой: на 6-7 градусов на километр высоты (зимой несколько меньше). Это происходит потому, что нижние, (приземные) слои атмосферы получают тепло от земной поверхности, излучающей его в диапазоне инфракрасных лучей и передающей тепло также за счет конвекции и теплопроводности. В тропосфере образуются облака, осадки, дуют ветры, образуются самые различные метеорологические явления. На уровне от 11 до 17 км падение температуры с высотой прекращается и начинается стратосфера - сравнительно спокойная область атмосферы с почти постоянной температурой до высоты 34-36 км и ростом температуры до уровня 50 км. Этот рост происходит за счет поглощения солнечных ультрафиолетовых лучей слоем озона, о котором подробнее будет сказано ниже. Пограничная область между тропосферой и стратосферой называется тропопаузой.Выше стратосферы, примерно от уровня озонного пика температуры и до 80-85 км простирается мезосфера - область нового падения температуры с высотой. Мезосферу от стратосферы отделяет узкая область стратопаузы, примерно соответствующей высоте озонного максимума.Еще выше температура вновь начинает расти. Поглощение лучей этих длин волн молекулярным кислородом приводит к нагреванию нижней термосферы - так принято называть область роста температуры выше 85 км. В верхних слоях атмосферы происходит ионизация атомов и молекул, образуются слои заряженных частиц, известные под общим названием ионосфера. Но солнечные лучи, ионизуя атомы и молекулы воздуха, сообщают им дополнительную энергию, переходящую в скорости беспорядочных движений, что и проявляется в увеличении температуры до 2000 градусов на высоте около 1000 км. Заряженные частицы путем столкновений передают энергию нейтральным частицам.Выше 100 км начинается диффузионное разделение газов, поскольку перемешивание на этих высотах уже не играет той роли, как на более низких уровнях. Химический состав атмосферы начинает меняться с высотой. Эта область переменного состава атмосферы называется гетеросферой, тогда как область постоянного состава (ниже 100 км) называется гомосферой.Если до высоты 180 км главным компонентом атмосферы продолжают оставаться молекулы азота, то в интервале высот 180-600 км их место занимают атомы кислорода. Между 600 и 1500 км главным компонентом является гелий, еще выше - атомарный водород. Нужно, однако, помнить, что границы эти условны и зависят от времени суток, а также от уровня солнечной активности.

^ 43 радиационный режим атмосферы

Большинство происходящих в атмосфере явлений, изучаемых оптиками и метеорологами, развиваются за счет лучистой энергии, т.е. энергии, доставляемой Земле солнечной радиацией. До того, как солнечное излучение достигнет поверхности, оно проделает длинный путь через земную атмосферу, где будет не только рассеяно и ослаблено, но и изменено по спектральному составу. В результате дошедшая до места наблюдения (земной поверхности) в виде параллельных лучей от Солнца так называемая прямая солнечная радиация будет как количественно, так и качественно отлична от солнечной радиации за пределами атмосферы.Солнечная (коротковолновая) радиация преобразуется, проходя через атмосферу, в следующие виды радиации: рассеянную (ввиду наличия в атмосфере различных ионов и молекул газов, частиц пыли происходит рассеяние прямой солнечной энергии во все стороны; часть рассеянной энергии доходит до поверхности Земли), отраженную (часть попавшей в атмосферу и на земную поверхность энергии отражается обратно), поглощенную (происходит диссоциация и ионизация молекул верхних слоях атмосферы, нагрев воздуха и самой земной поверхности, тех предметов, которые на ней находятся).Солнечное излучение, проходя через атмосферу, ослабляется благодаря эффектам рассеяния и поглощения. Для потоков лучистой энергии атмосфера в видимой части спектра является мутной средой, т.е. рассеивающей, а в ультрафиолетовой и инфракрасной - поглощающей и рассеивающей. В земной атмосфере озона мало, он располагается в виде слоя (10 - 40 км) с центром тяжести на высоте около 22 км, но обладает сильной поглощательной способностью.Рассмотрим отраженную радиацию, т.е. радиацию, которая достигает земной поверхности, частично отражается от нее и вновь возвращается в атмосферу. Также отраженная радиация - это и излучение, отраженное от облаков.Количество отраженной некоторой поверхностью энергии в сильной мере зависит от свойств и состояния этой поверхности, длины волны падающих лучей. Можно оценить отражательную способность любой поверхности, зная величину ее альбедо, под которым понимается отношение величины всего потока, отраженного данной поверхностью по всем направлениям, к потоку лучистой энергии, падающему на эту поверхность; обычно его выражают в процентах. Рассмотрим рассеянную радиацию. Рассеяние в атмосфере может происходить на молекулах газов (молекулярное рассеяние) и частицах (крупных (<<r), средних (r), мелких (>>r)), находящихся в атмосфере, оно зависит также и от наличия облачности. Основы этой теории заложены Рэлеем, но позже она была усоршенствована другими учеными уже для различных размеров, форм и свойств частиц. В результате рассеяния прямого солнечного излучения в атмосфере, она сама становится источником излучения, которое достигает земной поверхности в виде рассеянного излучения. Максимум в спектре рассеянной радиации смещен в более коротковолновую область, чем у солнечного спектра; также состав рассеянной радиации зависит от высоты Солнца. Рассеянная радиация также зависит и от облачности. Нередки случаи, когда рассеянная радиация достигает значений, сравнимых с потоком прямой солнечной радиации[1]. Это явление обычно происходит в северных широтах. Оно объяснимо тем, что чистый сплошной снежный покров имеет черезвычайно большую отражательную способность. Облака являются средами, которые могут сильно рассеивать свет; опыты показали, что плотные облака толщиной 50 - 100 метров уже полностью рассеивают прямые солнечные лучи.

^ 44 тепловое состояние атмосферы

Распределение температуры воздуха в атмосфере и его непрерывные изменения называют тепловым режимом атмосферы. Этот тепловой режим атмосферы, являющийся важнейшей стороной климата, определяется, прежде всего, теплообменом между атмосферным воздухом и окружающей средой. Под окружающей средой при этом понимают космическое пространство, соседние массы или слои воздуха и особенно земную поверхность. Теплообмен осуществляется, во-первых, радиационным путем, т. е. при собственном излечении из воздуха и при поглощении воздухом радиации Солнца, земной поверхности и других атмосферных слоев. Во-вторых, он осуществляется путем теплопроводности — молекулярной между воздухом и земной поверхностью и турбулентной внутри атмосферы. В-третьих, передача тепла между земной поверхностью и воздухом может происходить в результате испарения и последующей конденсации или кристаллизации водяного пара.Кроме того, изменения температуры воздуха могут происходить независимо от теплообмена, адиабатически. Такие изменения температуры, как известно, связаны с изменениями атмосферного давления, особенно при вертикальных движениях воздуха.Непосредственное поглощение солнечной радиации в тропосфере мало; оно может вызвать повышение температуры воздуха всего на величину порядка 0,5° в день. Несколько большее значение имеет потеря тепла из воздуха путем длинноволнового излучения. Но решающее значение для теплового режима атмосферы имеет теплообмен с земной поверхностью путем теплопроводности. Воздух, непосредственно соприкасающийся с земной поверхностью, обменивается с нею теплом вследствие молекулярной теплопроводности. Но внутри атмосферы действует другая, более эффективная передача тепла — путем турбулентной теплопроводности. Перемешивание воздуха в процессе турбулентности способствует очень быстрой передаче тепла из одних слоев атмосферы в другие. Турбулентная теплопроводность увеличивает и передачу тепла от земной поверхности в воздух или обратно. Если, например, происходит охлаждение воздуха от земной поверхности, то путем турбулентности непрерывно доставляется на место охладившегося воздуха более теплый воздух из вышележащих слоев. Это поддерживает разность температур между воздухом и поверхностью и, стало быть, поддерживает процесс передачи тепла от воздуха к поверхности. Охлаждение воздуха непосредственно над земной поверхностью будет не так велико, но зато оно распространяется на более мощный слой атмосферы. В результате потеря тепла земной поверхностью окажется больше, чем она была бы в отсутствии турбулентности.Для высоких слоев атмосферы теплообмен с земной поверхностью имеет меньшее значение. Решающая роль в тепловом режиме переходит там к излучению из воздуха и к поглощению радиации Солнца и атмосферных слоев, лежащих выше и ниже рассматриваемого слоя. В высоких слоях атмосферы возрастает и значение адиабатических изменений температуры при восходящих и нисходящих движениях воздуха.Изменения температуры, происходящие в определенном количестве воздуха вследствие указанных выше процессов, можно назвать индивидуальными. Они характеризуют изменения теплового состояния данного определенного количества воздуха.Но можно говорить не об индивидуальном количестве воздуха, а о некоторой точке внутри атмосферы с зафиксированными географическими координатами и с неизменной высотой над уровнем моря. Любую метеорологическую станцию, не меняющую своего положения на земной поверхности, можно рассматривать как такую точку. Температура в этой точке будет меняться не только в силу указанных индивидуальных изменений теплового состояния воздуха. Она будет меняться также и вследствие непрерывной смены воздуха в данном месте, т. е. вследствие прихода воздуха из других мест атмосферы, где он имеет другую температуру.Эти изменения температуры, связанные с адвекцией — с притоком в данное место новых воздушных масс из других частей Земного шара, называют адвективными. Если в данное место притекает воздух с более высокой температурой, говорят об адвекции тепла; если с более низкой, — об адвекции холода.Общее изменение температуры в зафиксированной географической точке, зависящее и от индивидуальных изменений состояния воздуха, и от адвекции, называют локальным (местным) изменением. Метеорологические приборы — термометры и термографы, неподвижно помещенные в том или ином месте, регистрируют именно локальные изменения температуры воздуха. Термометр на воздушном шаре, летящем по ветру и, следовательно, остающемся в одной и той же массе воздуха, показывает индивидуальное изменение температуры в этой массе.

^ 46 атмосферные осадки

Атмосферные осадки – это всякая влага, выпавшая из атмосферы на земную поверхность. К ним относятся дождь, снег, град, роса, иней. Осадки могут выпадать как из облаков (дождь, снег, град), так и из воздуха (роса, иней). Главным условием образования атмосферных осадков является охлаждение тёплого воздуха, приводящее к конденсации содержащегося в нём пара.При подъёме и охлаждении тёплого воздуха образуются облака, состоящие из капелек воды. Сталкиваясь в облаке, капли соединяются, увеличивается их масса. Нижняя часть облака синеет, и оно проливается дождём. При отрицательных температурах воздуха капли воды в облаках замерзают и превращаются в снежинки. Снежинки слипаются в хлопья и выпадают на землю. Во время снегопада они могут немного подтаять, и тогда идёт мокрый снег. Бывает, что воздушные потоки многократно опускают и поднимают замёрзшие капли, в это время на них нарастают ледяные слои. Наконец капли становятся такими тяжёлыми, что выпадают на землю градом. Иногда градины достигают размера куриного яйца. В летнее время при ясной погоде охлаждается земная поверхность. От неё охлаждаются приземные слои воздуха. Водяной пар начинает конденсироваться на холодных предметах – листьях, траве, камнях. Так образуется роса. Если температура поверхности была отрицательной, то капельки воды замерзают, образуя иней. Роса обычно выпадает летом, иней – весной и осенью. При этом и роса, и иней могут образоваться только при ясной погоде. Если небо закрыто облаками, то земная поверхность остывает незначительно и не может охладить воздух. По способу образования выделяются конвективные, фронтальные и орографические осадки. Общим условием образования осадков является восходящее движение воздуха и его охлаждение. В первом случае причиной подъёма воздуха является его нагревание от тёплой поверхности (конвекция). Такие осадки выпадают круглый год в жарком поясе и в летнее время в умеренных широтах. Если тёплый воздух поднимается вверх при взаимодействии с более холодным воздухом, то образуются фронтальные осадки. Они в большей мере свойственны умеренным и холодным поясам, где чаще встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Причиной подъёма тёплого воздуха может быть его столкновение с горами. В этом случае образуются орографические осадки. Они характерны для наветренных склонов гор, причём количество осадков на склонах больше, чем на прилегающих участках равнин. Количество выпавших осадков измеряется в миллиметрах. В среднем за год на земную поверхность выпадает около 1100 мм осадков.

^ 47 Метеорологическая площадка

Метеорологическая станция располагается так, чтобы ее наблюдения освещали метеорологические условия прилегающего к станции района, чтобы они были характерными для возможно большего окружающего района. Площадка должна располагаться на открытом и ровном месте, вблизи ее не должно быть каких-либо предметов, оказывающих влияние на показания приборов.

Метеорологическая площадка имеет форму прямоугольника, стороны которого должны быть направлены с севера на юг и с запада на восток. Размеры площадки зависят от количества установок на ней, Стандартные площадки имеют размеры 26x26 м, площадки с меньшим объемом работы –20x16 м.

1–флюгер с легкой доской или анеморумбометр;

2 – флюгер с тяжелой доской;

3 – гололедный станок;

4 – психрометрическая будка;

5 – будка для самописцев;

6 и 7 – дополнительные будки;

8 – осадкомер;

9 – плювиограф;

10 – оголенный участок для напочвенных и коленчатых термометров;

11 – участок для вытяжных термометров; 12 – мерзлотомер;

13 – снегомерная рейка;

14 – места для актинометрических наблюдений;

15 – ограда;

16 – калитка.

Участок, выбранный для площадки, выравнивают и обносят оградой из металлической сетки или штакетника. С северной стороны для входа на площадку делают калитку.

Приборы на метеорологической площадке устанавливают в определённом порядке. Чтобы они не затеняли друг друга и не препятствовали свободному обмену воздуха, расстояние между приборами и от ограды до приборов должно быть 4-6 м.

С северной стороны площадки размещают более высокие установки: флюгер с лёгкой доской, флюгер с тяжёлой доской и гололёдный станок. В южной части площадки выделяют участок с естественным покровом и оголённой для почвенных термометров. На участке с естественным покровом устанавливают мерзлотомер и снегомерную рейку. В средней части площадки размещают психометрическую будку, будку для приборов самописцев, осадкомер, плювиограф.

Актинометрические приборы устанавливают в южной части площадки. Все другие приборы и установки размещают на свободных местах, предпочтительно на северной стороне площадки.

Барометры, барографы и регистрирующие части автоматических приборов устанавливаются в помещении метеостанции.

Метеорологические приборы, применяемые на метеостанциях и постах, должны иметь поверочные свидетельства.

^ Приборы и методики измерений радиации

Для измерения радиации используются в большинстве случаев термоэлектрические приборы. Приемниками их являются термобатареи разных конструкций.. Обычно для устройства термоэлементов используют медь, константан и манганин. При поступлении радиации на такой термоэлемент спаи под черной краской нагреваются сильнее спаев под белой краской, и в элементе возникает термоэлектрический ток, пропорциональный разности температур спаев. Последняя же пропорциональна интенсивности радиации.

Для увеличения термоэлектрического тока и повышения в связи с этим точности измерений в актинометрических приборах используют термобатареи, состоящие из нескольких десятков термоэлементов.

^ Термоэлектрический актинометр AT-50, М-3 предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации на перпендикулярную к лучам солнца поверхность. Приемником актинометра является термобатарея из чередующихся пластинок манганина и константана, выполненная в виде звездочки. Для наблюдений стрелку на основании прибора ориентируют на север и для облегчения слежения за солнцем устанавливают актинометр по широте места наблюдений.

^ Термоэлектрический пиранометр П-ЗХЗ, M-80M предназначен для измерения суммарной и рассеянной радиации. Пиранометр M-80M имеет устройство, для опрокидывания стойки прибора приемником вниз, что позволяет измерить интенсивность отраженной радиации и определить альбедо подстилающей поверхности.

^ Термоэлектрические альбедометры предназначены для измерения интенсивностей суммарной, рассеянной и отраженной радиаций.

Балансомер термоэлектрический М-10М предназначен для измерения полного радиационного баланса подстилающей поверхности.

^ Люксметр Ю-16. Предназначен для измерения освещенности, создаваемой лампами накаливания и естественным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра.

Гелиограф предназначен для регистрации продолжительности солнечного сияния.

^ Приборы и методики измерений влажности воздуха.

Для измерения влажности воздуха психрометрическим методом используются станционный и аспирационный психрометры, гигрометрическим методом - волосные гигрометры, а для непрерывной регистрации влажности воздуха - гигрограф.

^ Станционный психрометр используется для определения влажности воздуха в стационарных условиях в теплый период года и в период с небольшими отрицательными температурами (до - 10°С).

^ Психрометр аспирационный МВ-4М применяется для измерения температур и влажности воздуха в полевых условиях, в помещениях, теплицах, оранжереях и т. д.

Измерение жидких и твердых осадков

Атмосферные осадки представляют собой воду в жидком или твердом состоянии, выпадающую из облаков или осаждающуюся на подстилающей поверхности (роса, иней, изморось, гололед и др.).

Единицей измерения количества жидких и твердых осадков является миллиметр водного слоя (мм). Осадки в миллиметрах водного слоя равны толщине слоя воды, который образовался бы на горизонтальной поверхности, если бы вода не просачивалась в почву, не растекалась и не испарялась. Если известно количество осадков в миллиметрах, легко рассчитать объем воды, выпавшей на определенную площадь. При выпадении 1 мм (0,001 м) осадков на площадь 1 га (10000 м2) поступает 10 м3' воды (0,001*10000=10 м3). Осадки, выпадающие из облаков, характеризуются не только количеством, но и интенсивностью. Она оценивается слоем осадков в миллиметрах, выпавших за 1 минуту.

В зимнее время, кроме измерения количество выпавших твердых осадков в миллиметрах водного слоя, проводятся наблюдения за снежным покровом. Он характеризуется мощностью, плотностью и запасами воды в снеге. Мощность снежного покрова измеряется обычно в сантиметрах, запасы воды в снеге - в миллиметрах водного слоя, плотность снега определяется его массой в 1 см3 (г/м3).

^ Осадкомер Третьякова 0-1 предназначен для измерения количества жидких и твердых осадков. Количество осадков измеряется специальным стаканом (мензуркой). Стакан объемом 200 см3 разбит на 100 делений. Цена одного деления - 0,1 мм осадков.

^ Почвенный дождемер применяется для измерения жидких осадков на уровне почвы. Прибор состоит из дождемерного ведра 1 с площадью приемного отверстия 500 см~ и металлического гнезда 2 цилиндрической формы для его установки.

^ Плювиограф П-2  предназначен для регистрации количества и интенсивности жидких осадков.

Снегомерные наблюдения

Эти наблюдения включают измерения высоты (мощности) и плотности снежного покрова, запасов воды в нем, определение степени покрытия поверхности почвы по десятибалльной шкале и характера залегания снежного покрова (равномерный, неравномерный и т. д.), оценку состояния поверхности почвы (талая или мерзлая) и др. Высота снежного покрова измеряется с помощью постоянных и переносных снегомерных реек, плотность снежного покрова и запасы воды в нем - с помощью снегомера.

  3 и методики измерения атмосферного давления

Ртутный барометр используется в качестве основного прибора для измерения атмосферного давления в стационарных условиях. Эти барометры могут быть разных конструкций, но наиболее распространены чашечные барометры.

Ртутный барометр устанавливается в специальном настенном шкафчике, окрашенном в белый цвет. Шкафчик подвешивается на стене вдали от отопительных приборов.

^ Барограф метеорологический М-22А применяется для непрерывной регистрации атмосферного давления.

Измерение скорости и направления ветра

^ Флюгер Вильда предназначен для определения скорости и направления ветра на высоте 10 - 12 м от поверхности земли.

Роза ветров

Для характеристики ветрового режима местности могут быть необходимы сведенья о преимущественном направлении ветра. Для этого вычисляют повторяемость по каждому румбу, выражая её числом случаев, соответствующих данному румбу, или в процентах от общего числа случаев всех направлений.

^ Чашечный анемометр МС-13 предназначен для измерения средней скорости ветра за некоторый промежуток времени.

54 основные свойства геосистем

Важнейшим свойством всякой геосистемы является ее целостность. Геосистемы относятся к категории открытых систем. Это значит, что они пронизаны потоками энергии и вещества, связывающими их с внешней средой.В геосистемах происходит непрерывный обмен и преобразование вещества и энергии.Всю совокупность процессов перемещения, обмена и трансформации энергии, вещества, а также информации в геосистеме можно назвать ее функционированием.Структура геосистемы - сложное, многоплановое понятие. Ее определяют как пространственно-временную организацию (упорядоченность), или как взаимное расположение частей и способы их соединения.Различаются две системы внутренних связей в ПТК -вертикальная, т.е. межкомпонентная, и горизонтальная, т.е. межсистемная.Составные части геосистемы упорядочены не только в пространстве, но и во времени. Таким образом, в понятие структуры геосистемы следует включить и определенный, закономерный набор ее состояний, ритмически сменяющихся в пределах некоторого характерного интервала времени, которое можно назвать характерным временем или временем выявления геосистемы.Инвариант - это совокупность устойчивых отличительных черт системы, придающих ей качественную определенность и специфичность, позволяющих отличить данную систему от всех остальных.Устойчивость и изменчивость - два важных качества геосистемы, находящиеся в диалектическом единстве.Особого внимания заслуживает вопрос выделения в таксономическом ряду ПТК узловой единицы, служащей связующим звеном между геосистемами регионального и локального уровней. Такой единицей является ландшафт.

^ 48 климат и факторы

Климат, статистический многолетний режим погоды, одна из основных географических характеристик той или иной местности. Основные особенности климата определяются поступлением солнечной радиации, процессами циркуляции воздушных масс, характером подстилающей поверхности. Из географических факторов, влияющих на климат отдельного региона, наиболее существенны широта и высота местности, близость его к морскому побережью, особенности орографии и растительного покрова, наличие снега и льда, степень загрязненности атмосферы. Эти факторы осложняют широтную зональность климата и способствуют формированию местных его вариантов.

Глобальный климат опр состоянием климатической системы, которая представляет совокупность атмосферы, океана, криосферы, поверхности суши и биомассы. Компоненты климатической системы (атмосфера, океан, запасы снега и льда, поверхность суши и биомасса), непрерывно взаимодействуют и обмениваются между собой энергией и веществом. Поверхностные слои суши взаимодействуют с расположенной над ними атмосферой в масштабах времени от нескольких недель до месяцев.

1. Географическая широта. От нее зависит зональность в распределении элементов климата. Солнечная радиация поступает на верхнюю границу атмосферы в строгой зависимости от географической широты, которая определяет полуденную высоту Солнца и продолжительность облучения в данное время года. Поглощенная радиация зависит от облачности, альбедо земной поверхности, от степени прозрачности воздуха. Влияние географической широты на распределение метеорологических величин становится заметнее с высотой, когда ослабевает влияние других факторов климата, связанных с земной поверхностью. Климат высоких слоев атмосферы имеет лучше выраженную зональность, чем климат у земной поверхности.

2. Высота над уровнем моря. Атмосферное давление с высотой падает, солнечная радиация и эффективное излучение возрастают, температура и амплитуда ее суточного хода убывают, удельная влажность убывает, а ветер сложно меняется по скорости и направлению.

Такие изменения происходят в свободной атмосфере над равнинной местностью, с большими или меньшими возмущениями они происходят в горах. В горах создается высотная климатическая зональность. Изменения с высотой намного больше, чем изменения с широтой – в горизонтальном направлении.

3. Распределение суши и моря. В Южном полушарии зональность в распределении температуры, давления, ветра выражена лучше, это связано с тем, что там преобладает океаническая поверхность, распределение суши более симметрично относительно полюса, чем в Северном полушарии.

Субтропические зоны высокого давления разрываются над материками летом; в умеренных широтах над материками ярко выражено преобладание высокого давления зимой и низкого летом. Положение места относительно береговой линии в сильной степени влияет на режим температуры, определяя степень континентальности климата.

4. Орография - описание различных элементов рельефа (хребтов, возвышенностей, котловин и т. п.) и их классификация по внешним признакам вне зависимости от происхождения.

На климатические условия влияет высота и направление горных хребтов, экспозиция склонов относительно стран света и преобладающих ветров, широта долин и крутизна склонов.

Формы рельефа оказывают влияние на суточный ход температуры. Задерживая перенос масс холодного или теплого воздуха, горы создают более или менее резкие разделы в распределении температуры на больших географических пространствах.

В связи с перетеканием воздушных течений через хребты на наветренных склонах гор увеличиваются облачность и осадки. Над горами возникают волновые возмущения воздушных течений и особые формы облаков. Над нагретыми склонами гор увеличивается конвекция и облакообразование.

5. Океанические течения. Создают особенно резкие различия в температурном режиме поверхности моря и тем самым влияют на распределение температуры воздуха и на атмосферную циркуляцию.

Устойчивость океанических течений приводит к тому, что их влияние на атмосферу имеет климатическое значение. Гребень изотерм на картах средней температуры ярко показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части северного Атлантического океана и Западной Европы.

Холодные океанические течения обнаруживаются на средних картах температуры воздуха соответствующими возмущениями в конфигурации изотерм – языками холода, направленными к низким широтам.

6. Растительный и снежный покров.

Достаточно густой травяной покров уменьшает суточную амплитуду температуры почвы и снижает ее среднюю температуру. Он уменьшает суточную амплитуду температуры воздуха. Лес может увеличивать над собой количество осадков, увеличивая шероховатость поверхности, над которой течет воздух. Снежный покров уменьшает потерю тепла почвой и колебания ее температуры. Но сама поверхность покрова сильно отражает солнечную радиацию днем и сильно охлаждается излучением ночью, поэтому она охлаждает и находящийся над ней воздух. Весной на таяние снежного покрова тратится большое количество тепла, которое берется из атмосферы; таким образом температура воздуха над тающим снежным покровом остается близкой к нулю. Большое альбедо снежного покрова приводит к усилению рассеянной радиации и увеличению суммарной радиации и освещенности.

^ 50 микроклимат, фитоклимат

Микроклиматом называются местные особенности в режимных метеорологических величинах, обусловленные неоднородностью строения подстилающей поверхности и существенно меняющиеся уже на небольших расстояниях, ног наблюдающиеся в пределах одного типа климата. Это значит, что в одном и том же географическом районе с одним общим типом климата наблюдаются различные микроклиматы над большими участками подстилающей поверхности в зависимости от ее строения и свойств. В создании микроклиматических различий играют роль экспозиция подстилающей поверхности относительно стран света, мелкомасштабные неровности рельефа, большая или меньшая влажность почвы, характер и особенности растительного покрова. Микрорельеф и различия в шероховатости земной поверхности могут создавать и микроклиматические различия в режиме ветра. Известны усиления ветра на наветренных склонах и вершинах холмов и зоны слабых ветров в небольших котловинах.

В разных условиях погоды микроклиматические различия могут быть выражены лучше или хуже. Образование различных видов туманов и их климатический режим зависят от микроразличий земной поверхности.

Микроклимат леса. сквозь кроны леса солнечная радиация проникает в ослабленной степени, освещенность под пологом леса убывает. Роль деятельной поверхности в лесу переходит к кронам. Температура днем будет максимальной непосредственно над кронами леса. Внутри леса днем температура значительно ниже, чем над кронами. Ночью кроны сильно охлаждаются излучением, потому максимум температуры по вертикали наблюдается в это время, а минимум температуры внутри леса, так как холодный воздух стекает с высоты крон вниз.

Относительная влажность в лесу выше,ч ем в поле на несколько процентов. Летом эта разница наибольшая, зимой она почти отсутствует. При встрече ветрового потока с лесом воздух в большей части обтекает лес сверху. Поэтому над кронами скорость ветра сильнее, чем на той же высоте в открытой местности. Внутри леса по мере удаления от опушки скорость ветра уменьшается. В вертикальном направлении скорость ветра особенно сильно убывает в пределах крон. Лес испаряет не сильнее, а слабее, чем хорошо развитая луговая растительность. Испарение с почвы в лесу невелико. Лес испаряет воду, полученную кронами деревьев с достаточно глубоких горизонтов, поэтому верхний слой почвы в лесу более влажный, чем в поле.

Лес не может существенно увеличивать внутренний влагооборот и не может увеличивать количество осадков, выпадающих на суше. Чем пятнистее распределение леса, тем больше его влияние на выпадение осадков. Снег распределяется в лесу равномернее, чем в открытом месте, и плотность его в лесу меньше вследствие ослабления ветра. Таяние снега в лесу замедлено, а почва под высоким и рыхлым снежным покровом промерзает на меньшую глубину, чем в поле.

Влияние на климат оказывает следующее:

-распахивание огромных массивов земли, вызывающее изменение альбедо, быструю потерю влаги, подъем пыли в атмосферу.

-уничтожение лесов, особенно тропических, влияющее на воспроизводство кислорода, изменения альбедо и испарения.

-перевыпас скота, превращающий степи и саванны в пустыни, в результате чего меняется альбедо, иссушается почва.

-сжигание ископаемого органического топлива и поступление в атмосферу углекислого газа и метана.

-выбрасывание в атмосферу промышленных отходов, меняющих состав атмосферы, увеличивающих содержание радиационно-активных газов и аэрозолей. Последние два процесса увеличивают парниковый эффект.

Увеличение концентрации углекислого газа и метана дает радиационное повышение температуры атмосферы.

^ 57 построение ландшафтной карты

Для построения ландшафтной карты района используется Ландшафтная карта Брянской области. С этой карты делается выкопировка или ксерокопия заданного административного района. Четкими линиями проводятся на ксерокопии границы района и имеющихся ландшафтов. Ландшафты рекомендуется показывать в цвете, т.е. окрашивать (отмывать), выделенные ландшафты района, в различные цвета.

В ландшафтной карте Брянской области А.К. Пастернака имеется легенда с названиями ландшафтов, местностей и сложных урочищ с разделением их на генетические группы. В составленной ландшафтной карте района также следует привести легенду. В легенде ландшафтной карты района указать границы: административного района, физико-географического района, ландшафтов, местностей и сложных урочищ, а также реки. Номер физико-географического района отмечается римскими цифрами, номер ландшафта - крупными арабскими цифрами и номера местностей и урочищ мелкими арабскими цифрами.

^ 51 ландшафтоведение и его задачи

Ландшафтоведение – часть или раздел физической географии, у него не может быть особого предмета исследования, отличного от предмета физической географии в целом. Основная идея современной физической географии – это идея взаимной связи и взаимной обусловленности природных географических компонентов, составляющих наружные сферы нашей планеты. Эта идея конкретизировалась в двух направлениях и привела к представлениям о географической оболочке, с одной стороны, и о природном территориальном, или географическом комплексе – с другой.

В понятии о географической оболочке получили свое законченное выражение о целостном географическом комплексе в глобальных масштабах, что определило предмет изучения общей физической географии, или общего землеведения. Понятие о ПТК как конкретном локальном или региональном сочетании компонентов земной природы легло в основу ландшафтоведения.

Под природными географическими компонентами понимают: 1) массы твердой земной коры; 2) массы гидросферы; 3) воздушные массы атмосферы; 4) биоту – сообщества организмов – растений, животных и микроорганизмов; 5) почву.

В качестве особых географических компонентов обычно различают рельеф и климат.

Первый представляет собой лишь внешнюю форму твердой земной коры, но не самостоятельное природное тело; второй – совокупность определенных свойств и процессов воздушной оболочки, точнее – отдельных воздушных масс. Однако, рельеф и климат играют важную роль в формировании и функционировании географического комплекса.

Взаимная зависимость географических компонентов и реальность образуемых ими сложных материальных комплексов или систем, проявляются в сопряженных изменениях компонентов от места к месту, т.е. в их взаимной пространственной приуроченности. Это легко показать на профилях, пересекающих любую территорию в каком-либо направлении, например с севера на юг, когда вслед за изменением климата происходит согласованная смена водного баланса, почв, растительного и животного мира.

Географические компоненты взаимосвязаны не только в пространстве, но и во времени, т.е. их развитие также происходит сопряженно. Так, на всякое изменение климата обязательно отреагируют водоемы, растительные и животные сообщества, почвы и даже рельеф. Правда, эта реакция не может быть мгновенной, поскольку каждому компоненту присуща определенная инерция и нужно время, чтобы они «подтянулись» и перестроились.

ПТК – это такая совокупность компонентов, которая представляет собой качественно новое, более сложное материальное образование, обладающее свойством целостности. Так же можно определить как пространственно-временную систему географических компонентов, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое.

Предметом физической географии является географическая оболочка. Географическая оболочка – это современный облик земли, современное устройство наружной земной оболочки, являющейся ареной органической жизни, и те явления, которые в ней происходят… Наружная оболочка земли состоит из нескольких концентрических сферических оболочек, а именно: твердой или литосферы, жидкой или гидросферы и газообразной или атмосферы, к которым присоединяется и четвертая – биосфера.

Географическая оболочка – сложная, исторически сложившаяся и непрерывно развивающаяся, целостная и качественно своеобразная материальная система.

Географическая оболочка включает в себя тропосферу, гидросферу, земную кору и биосферу, связанные в единое целое обменом веществ и энергии. Она не идентична биосфере в понимании В.И. Вернадского, который в качестве верхней границы биосферы рассматривал озоновый экран как верхний предел возможной жизни.

Предметом ландшафтоведения считают ландшафтную сферу – один из четырех слоев географической оболочки земли, ее «биологический фокус» мощностью от 5-10 до 100-150 м в зависимости от географической широты. Этот «биологический фокус» на фоне трех остальных слоев географической оболочки отличается максимальной интенсивностью взаимного обмена веществом и энергией. Он же указывает, что именно ландшафтная сфера представляет собой зону непосредственного контакта, прямого соприкосновения и активного взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы.

Задачи ландшафтоведения состоят во всестороннем познании ПТК, т.е. региональных и локальных геосистем суши, закономерностей их дифференциации, развития и размещения, их различных свойств, структуры, функционирования, динамики и эволюции.

В современном ландшафтоведение по-прежнему успешно развивается структурно-морфологическое направление, занимающееся изучением морфологической структуры ландшафтов, их генезиса, вопросами их рационального использования и преобразования. Перспективное направление в ландшафтоведение – есть изучение функциональных свойств и динамики элементарных ПТК, как сложных природных систем. Эти направления в изучении ландшафтов и ПТК более низкого ранга, несомненно, плодотворны, имеют большое значение в хозяйственном отношении.

^ 52 компоненты ландшафта и ландшафтообразующие факторы

Ландшафт состоит из компонентов, каждый из которых является "представителем" отдельных частных геосфер, входящих в географическую оболочку.Говоря о компонентах ландшафта, необходимо учитывать, что в каждом из них различаются свои уровни территориальной дифференциации, аналогичные уровням, или рангам, геосистем. В определениях ландшафта обычно подчеркивается, что он имеет однородный геологический фундамент. Однородность - понятие относительное, и без четко оговоренных условий однородности оно имеет мало смысла. Однородность фундамента ландшафта должна быть связана со строением складчатого основания, его впадинами, выступами и структурами разных типов.При широком толковании твердого фундамента ландшафта в это понятие входит и рельеф земной поверхности, который тесно связан с геологическим строением. В рельефе также существуют свои территориальные градации разных порядков. Важнее различать морфоструктуры и морфоскулыггуры, которые могут быть сопоставлены соответственно с региональными и локальными геосистемами. Ландшафт приурочен к самостоятельной морфоструктуре и в то же время характеризуется своеобразными морфоскульптурами, т.е. ему соответствует определенный геоморфологический комплекс, который связан с однородным геологическим фундаментом и однотипным характером экзогенных геоморфологических процессов. Сходные, повторяющиеся геоморфологические комплексы образуют один тип рельефа.К ландшафту следовало бы отнести в качестве одного из вещественных компонентов некоторую часть тропосферы, но ландшафтные границы в воздушной среде отличаются крайней изменчивостью и неопределенностью. Представление о климате требует своего ранжирования в зависимости от территориальных масштабов проявления климатических процессов и их соотношений с общей региональной и локальной дифференциацией эпигеосферы. Деление климата на категории различного территориального масштаба вытекает непосредственно из подразделения самих географических комплексов на таксономические единицы разного порядка, поскольку климат есть один из компонентов геокомплекса и в значительной мере им обусловлен. За основную климатологическую единицу принимается климат ландшафта, который он предлагает называть просто климатом (собственно климатом). Климат урочища, представляющий собой особую локальную вариацию климата ландшафта, - это местный климат, а климат фации - микроклимат. Под макроклиматом подразумевается совокупность климатических черт данной географической области или зоны, т.е. высших региональных комплексов.Разнообразие природных вод тесно связано с ландшафтом. В каждом ландшафте наблюдается закономерный набор водных скоплений (текучих вод, озер, болот, грунтовых вод и др.), и все их свойства - режим, интенсивность круговорота, минерализация, химический состав и т.д. - зависят от соотношения зональных и азональных условий и от внутреннего строения самого ландшафта, от состава его компонентов и морфологических частей.Органический мир представлен в ландшафте более или менее сложным комплексом биоценозов. В отличие от фации ландшафт невозможно характеризовать каким-либо одним растительным сообществом или типом сообществ - ассоциацией, формацией и т.п. В одном и том же ландшафте встречаются сообщества, относящиеся к разным типам растительности. Например, почти в каждом ландшафте таежной зоны существует растительность лесного, болотного, лугового, а иногда еще и тундрового или других типов. Следовательно, каждый ландшафт может быть охарактеризован лишь закономерным сочетанием различных растительных сообществ, образующих в его пределах характерные топоэкологические рады, связанные со сменой местообитаний по урочищам и фациям. Ландшафту территориально соответствует самостоятельный геоботанический район.Всякий ландшафт охватывает закономерное территориальное сочетание различных почвенных типов, видов и разновидностей, которое соответствует одному почвенном району.В современных ландшафтах биота служит наиболее активным компонентом. Она вовлекает в круговорот неорганическое вещество и создает биомассу, трансформирует солнечную энергию и накапливает ее в органическом веществе.Вещество литосферы, напротив, отличается наибольшей косностью, и только благодаря постоянной циркуляции воды в ее толще, проникновению кислорода, углекислоты и особенно воздействию организмов это вещество вовлекается в круговорот, преобразуется и обогащается.Важно подчеркнуть, что в ландшафте не может быть одного "ведущего" фактора, ибо ландшафт подвергается воздействию многих факторов, не исключающих друг друга и играющих различную роль в формировании его разнообразных качеств и свойств. Так, наиболее четкие границы ландшафта определяются факторами, которые сами отличаются большой устойчивостью, консервативностью и связаны со строением твердого фундамента ландшафта. Но в развитии ландшафта ведущим не может быть фактор, который по своей природе консервативен и изменяется медленнее других.Между компонентами существует настолько тесная взаимная зависимость, что каждый из них является продуктом внутреннего взаимодействия, а кроме того, воздействия внешних по отношению к ландшафту факторов. Поэтому ни климат, ни твердый фундамент нельзя называть "ведущими" факторами дифференциации ландшафтов. Такими факторами следует считать неравномерный приток солнечной радиации, вращение Земли, тектонические движения, циркуляцию атмосферы и др. Через климат и фундамент входные воздействия этих факторов передаются другим компонентам, но сам климат, как и твердый фундамент, является "продуктом" сложного взаимодействия внешних факторов и компонентов геосистемы.Понятие о ландшафтообразующих факторах, по-видимому, правильнее связывать с внутренними и внешними энергетическими воздействиями, потоками вещества и процессами (например, стоком, движением воздушных масс).

^ 21 круговорот воды

КРУГОВОИОТ ВОД˜Ы на Земле (влагооборот), непрерывный замкнутый процесс перемещения воды в атмосфере, гидросфере и земной коре, состоящий из испарения, переноса водяного пара в атмосфере, конденсации пара, выпадения осадков, стока. В этом едином процессе происходит непрерывный переход воды с земной поверхности в атмосферу и обратно. См. также Водный баланс Земли.

Круговорот веществ в природе

ВОĘА, Н2О, жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотность 1,000 г/см3 (3,98 °С), tпл 0 °С, tкип 100 °С. Одно из самых распространенных веществ в природе (гидросфера занимает 71% поверхности Земли). Воде принадлежит важнейшая роль в геологической истории планеты. Без воды невозможно существование живых организмов (ок. 65% человеческого тела составляет вода). Вода — обязательный компонент практически всех технологических процессов как промышленного, так и сельскохозяйственного производства. Вода особой чистоты необходима в производстве продуктов питания и медицине, новейших отраслях промышленности (производство полупроводников, люминофоров, ядерная техника), в химическом анализе. Стремительный рост потребления воды и возросшие требования к воде определяют важность задач водоочистки, водоподготовки, борьбы с загрязнением и истощением водоемов (см. Охрана природы).

^ 55 методы ландшафтного анализа

Морфологические единицы разных порядков, образуя более или менее сложные территориальные сочетания, создают внутренний узор, или рисунок, ландшафта, который на карте выглядит в виде разнообразных комбинаций различных контуров. Для многих ландшафтов характерно регулярное чередование одних и тех же морфологических элементов, ориентированных в определенном направлении. Во многих случаях узор выглядит беспорядочно-пятнистым, не обнаруживая какой-либо видимой закономерности.

Исходя из этого, проведем ландшафтно-типологический анализ территории Брянской области. Отсюда и название эрозионно-денудационные ополья и предополья.

«Ополье» - термин, обозначающий ландшафтный комплекс, возникший в лесной зоне от слова «поле». Это возвышенные пологоволнистые дренированные равнины с плодородными, преимущественно серыми лесными почвами на покровных и лессовидных суглинках, встречающиеся на юге тайги и зоны хвойно-широколиственных лесов Восточно-европейской равнины.

На территории Брянской обл. расположены Брянское, Трубчевское, Стародубское, Предсудатьское (Почепское) и Вара-Судостьское ополья. Все ополья располагаются вдоль возвышенных коренных берегов Десны, Судости, Вабли и др. рек. Поверхностные отложения представлены мощными лессовидными суглинками, которые залегают на коренных верхнемеловых породах; трепелах, опоках, мергелях и реже на мелу. Краевые наклонные поверхности междуречий и придолинные склоны сильно расчленены короткими, но глубокими долинами ручьев, балками, оврагами, среди которых немало свежих протаин.

Ландшафты ополий имеют сложную внутреннюю структуру, которая проявляется в большом наборе различных типологических комплексов, их частом чередовании в пространстве. Для раскрытия ландшафтной структуры ополий в качестве основных типологических единиц использовались местности и урочища. Это относительно равноценные в хозяйственном отношении плакорные, междуречные недренированные, склоновые и пойменные местности.

Плакорные местности размещаются на высотах 190-210м и занимают >50% площади ополий. Урочища доминанты - плоские или пологоволнистые распаханные равнины. В прошлом эти территории были заняты дубравами и остепненными лугами

Междуречные недренированные местности занимают около 15% площади. Их территория большей частью распахана. Урочищами - доминантами являются пологоволнистые распаханные понижения водораздельных равнин со св.- серыми и серыми лесными легкосуглинистыми слабо глееватыми почвами на лессовидных суглинках.

Склоновые местности свыше 3° изрезаны густой ОБС. Господствующими урочищами являются распаханные, или занятые травянистой растительностью присетевые склоны, различающиеся различной крутизной и степенью смытости серых лесных почв. Характерными урочищами можно считать урочища байрачных березняков на комплексе овражно-балочных почв.

Пойменные местности являются интразональными л-фтными компонентами, и занимают около 2,5% площади. Доминантные урочища - это урочища центральной поймы со злаково-осоковой растительностью. Характерные урочища представлены небольшими зарослями черноольшанников.

Предополья. Л-фты этой типологической группы встречаются при переходе от л-фтов ополий к л-фтрм полесий, и, как правило, окаймляют ополья или примыкают к ним. Преобладает различной степени расчленения эрозионный и моренно-эрозионный тип рельефа, с уплощенными или волнисто- и бугристо-западинными междуречьями. Преобладают урочища упложенных волнисто-западинных распаханных. Морфологическая стр-ра л-фтов полесий ярко выраженная полидоминантная. Разнообразие л-фтов значительное из-за чередования почвообразующих пород различного механического состава: песков, супесей, реже суглинков, а также разным увлажнением. Доминантными урочищами являются плоские и бугристо-западинные междуречья и поверхности террас крупных рек с мелколиственно-сосновыми лесами на дерново-, средне- и слабоподзолистых оглеенных песчаных и супесчаных почвах.

^ Моренные л-фты получили незначительное распространение. Основная их часть сосредоточена в пределах напорных Асельской и Кочевской гряд, а также на западе области. Это возвышенные и средневысотные равнины с отдельными моренными холмами и грядами, перекрытые большей частью водно-ледниковыми супесями и песками. Гряды сложены крупными отторжениями коренных пород, которые были захвачены, перенесены, смяты, а затем переотложены ледником. Небольшие моренные гряды встречаются на западе области, расположены они беспорядочно.

^ Л-фты речных долин - сложные системы разнообразных природных комплексов. Они включают в себя водно-береговой ландшафтный комплекс, а также пойменные, надпойменно-террасовые и склоновые местности, которые тесно связаны между собой эрозионно-аккумулятивной деятельностью постоянного водного потока.

Водно-береговой ландшафтный комплекс представляет русло реки с зарослями водно-береговой растительности, с урочищами.

Склоновые местности - урочища крутых придолинных склонов с разнотравной растительностью и комплексом овраго-болотных почв; урочища байрачных березняков и осинников с кустарниковым и травяным ярусом.

Пойменные местности - урочища центральных пойм с влажными, сырыми местами заболоченными лугами; урочища- озера-старицы.

Надпоймено-террасовые местности - урочища плоских, относительно слабодренированных поверхностей террас, сложенных маломощными песками и дренированных междуречий со св. - серыми лесными и дерново-подзолистыми легкосуглинистыми и супесчано-песчаными почвами. Слабодренированные уч-ки водоразделов заняты суходольными и низинными лугами, заросшими кустарниками. К характерным урочищам относятся западинные комплексы. Леса в предопольях занимают до 20% территории, по балкам и склонам осиново-березовые; по междуречным пространствам сосново-еловые леса.

Предполесья. Л-фты данной типологической группы являются переходными от ополий или эрозионно-денудационных лессовых равнин к л-фтам полесий и занимают до 20% территории; распространены на западе области и по левобережью р. Десны.

На западе области в предполесьях больше пространства занимают средневысотные краевые наклонные равнины междуречий, они сложены среднемощными песками и супесями, которые подстилаются валунными моренными суглинками. Почвы здесь дерново- слабо- и среднеподзолистые песчаные и легко суглинистые. Эти равнины хорошо дренированы и используются под пашни.

По левобережью р. Десны предполесья располагаются в переходной полосе от л-фтов эрозионно-денудационных возвышенных лессовых равнин к л-фтам полесским аллювиально-зандровым. Это плоские и слабоволнистые, местами западинные междуречья, сложенные мощными песками и супесями, с дерново-подзолистыми и подземными часто глееватыми песчаными и супесчаными почвами. Краевые наклонные равнины междуречий, сложенные лагунными песками и супесями с дерново-слабоподзолистыми песчано-суглинистыми хорошо дренированными почвами часто распаханы. Имеются болотные природные комплексы, с преобладанием евтрофных сообществ.

Полесья протянулись широкой прерывистой полосой по левобережью Ипути и Десны. Полесья, в ходе своего развития прошли стадию приледниковых водоемов, поэтому здесь сформировались толщи водно-ледниковых отложений: песков и супесей, реже суглинков.

Поверхность полесий плоская или слегка волнистая, осложнена дюнно-бугристыми и западинными микро рельефами. Характерной особенностью полесских л-фтов является их слабая дренированность, близкое залегание грунтовых вод и низинное заболачивание - 20% территории. Преобладают дерново- слабо- и среднеподзолистые песчаные и супесчаные почвы, а также болотные. Поймы малых рек и ручьев заняты аллювиальными почвами.

^ 56 антропогенные ландшафты

В основе современных представлений об антропогенных модификациях лежат идеи Л. Г. Раменского. Под влиянием обработки и удобрения почвы, возделывания культур, формируется культурная модификация земель. Вместе с тем, он подчеркивал условности границ между типами земель и их модификациями.

Каждая антропогенная модификация представляет собой полный ландшафтный комплекс, отличающийся от коренного типа лишь временем своего существования. Антропогенные ландшафты нельзя противопоставлять природным. Они хотя и созданы человеком, однако, развиваются согласно природным закономерностям и составляют один из генетических рядов природных.

При всем разнообразии антропогенных ландшафтов они, в зависимости от целенаправленности своего возникновения, делятся на 2 большие группы.

К прямым относятся запрограммированные (целесообразные) комплексы, возникающие в результате целенаправленной деятельности человека. Они постоянно поддерживаются человеком в состоянии, оптимальном для выполнения возложенных на них хозяйственных, рекреационных и др. функций. Это возделанные поля, садово-парковые, водохранилища и пруды, полезащитные лесные полосы и др.

Сопутствующие непосредственно не создаются человеком. Они результат процессов, часто нежелательных, которые были активизированы или вызваны человеком, его деятельностью. Это овраги на полях, вторичные солончаки на орошаемых оазисах, болота по берегам водохранилищ, правильные воронки в местах подземной добычи полезных ископаемых, карьерно-отвальные образования.

По степени долговечности все ал делятся на три группы.

Долговечные саморегулируемые. Существуют многие столетия

без дополнительных мер со стороны человека для их поддержания. Раз возникнув, они развиваются, как естественные комплексы,

соответственно природным закономерностям. Они представляют собой курганы, земляные оборонительные валы, древние карьеры и отвалы.

Многолетние частично регулируемые. Существуют относительно длительное время, но периодически нуждаются в повторном вмешательстве человека. К ним относятся пруды, пойменные и суходольные луга, полезащитные лесные полосы.

Кратковременно регулируемые. Их существование постоянно поддерживается агротехническими мероприятиями. К числу таких лф относятся полевые с/х комплексы - пашни с посевами различных культур.

В основу классификации ал Ф. Н. Мильковым положены классы и типы ландшафтов. Это хозяйственные категории земель и ландшафтов (урочищ). В классе с/х ландшафтов находятся следующие типы ландшафтов: полевой, лугопастбищный, садовый, смешанный. К смешанным типам ал относится садово-полевой тип - характерный для тропических стран: Индии. В нашей полосе тоже можно встретить, когда между плодовыми деревьями выращиваются ягоды, овощи, цветы. Выделяют отдельно типы с/х лф с измененной литогенной основой. Среди них первое место принадлежит полевым и садовым (лф) террасированных склонов. Выделяются (лф) оазисов со стиро-орошаемыми почвами. На этих землях характерно отложение антропогенного аллювия, образовавшегося за счет ила из воды и достигающего 1 - 3,5 м мощности. Антропогенные (лф), как правило, всегда тяготеют к определенным категориям земель.

В отдельный тип выделяются ал, образованные с помощью техники. Наиболее глубокое и зримое воздействие на ландшафтные комплексы оказывает разработка полезных ископаемых открытым способом. Лунный пейзаж, индустриальная пустыня - таковы образные названия свежих отвальных компонентов. В зависимости от степени зарастания эти (лф) подразделяются на типы местности. В районах подземной добычи полезных ископаемых формируется провально-терриконовые типы местности.

1   2   3

1. Звери
2. АМКК 2 Структура и функции производственного подразделения в котором непосредственно проходила прак
3. Размещение месторождений песка, песчаногравийных смесей и легкоплавких глин Кольского региона в связи с дегляциацией
4. тематичних наук Київ Дисертацією є рукопис
5. БЖД Цель- приобретение теор знаний и навыков в выявлении оценке контроле и опасности окр
6. 11 РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата філологічних наук
7. Реферат- Конгресс и российско-иранские отношения в конце ХХ века
8. Водные биоресурсы и аквакультура В
9. Союз России и Белоруссии это хорошо или плохо
10. Нормативно-правовые акты, их виды и значения
11. В соответствии с этим критерием различаются- денежные ценные бумаги т
12. ОБЩАЯ ПСИХОЛОГИЯ 20122013 уч
13. Історія митної справи в Україні
14. Учебное пособие- Разработка двух уроков английского языка для средней школы
15. Тема- Осенняя выставка
16. Асфальто-смолисто-парафиновые отложения на Зай-Каратайской площади
17. Тема по дисциплине- Рынок ценных бумагПроцедура эмиссии ценных бумаг в РФ Контрольную работу выпо
18. Стаття 132 Територіальний устрій України грунтується на засадах єдності та цілісності державної
19. виражати; 2. виявляти; seine Meinung ~u~ern; den Wunsch ~u~ern; Misstruen ~u~ern
20. парка От Саркобатус Флотс до Лебедя Х1 Да будешь жить ты 10 тысяч лет Да будет твой ум в безопасности Д

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе