Файл: Трофимов, А. М. Основы аналитической теории развития склонов (на примере осыпных и делювиальных).pdf

наоборот). Надо сказать, что пределы диаметров не отли­ чаются (см. приведенные примеры); изменение же Md вниз по конусу связано с изменением в том же направлении коэф­ фициента сортировки (50).

Зависимость мощности делювиальных отложений от длины склона и его уклона

Представление о соотношении мощности делювиальных отложений с уклоном склона и его длиной дает врезка А графика 51 а.

По мере перехода от основания делювиального склона к вершине делювиального шлейфа мощность отложений изменяется не однозначно. Вначале она резко возрастает, а затем постепенно уменьшаеться, выклиниваясь. Графически для 24 случаев замеров на делювиальных склонах право­ бережья долины р. Свияги эта зависимость показана на ука­ занном графике крестиками. Мощность отложений (М ) у ос­ нования не превышает 0,2 м (первый метр), резко увеличи­ ваясь к 4—7 метрам по длине шлейфа (/)• Далее она постепенно уменьшается к вершине шлейфа. Общий вид зависимости можно показать с помощью линейной функции

Ж = 1,4 — 0,03/

при коэффициенте корреляции г = — 0,433 + 0,162 (результат

достоверен при уровне доверия 0,99). Малая величина коэф­ фициента корреляции связана с особенностями распределе­ ния М по поверхности делювиального шлейфа.

Также специфично проявляется зависимость мощности делювиальных отложений от уклона склона (а). На врезке А графика 51 а обозначено: as — уклон делювиального шлейфа

в исходной точке; а2— уклон коренных пород в той же точке. Поскольку величина д2 определяется с трудом, а ве­ личина Ді зависит от а2, для оценки зависимости мощности

от уклона склона использовано значение а (а = а, + а2). Точ­ ками на графике показана зависимость Ж (а), которая может характеризоваться в общем виде уравнением

М= 0.34 + 0.07а,

сбольшим чем в первом случае значением коэффициента корреляции (г = 0,52 ± 0.14) при том же уровне доверия.

167

§ 2 . В И Д Ы И С К О Р О С Т Ь С М Е Щ Е Н И Я О Б Л О М О Ч Н О Г О Д Е Л Ю В И А Л Ь Н О Г О М А Т Е Р И А Л А П О С К Л О Н У

1. Виды и способы смещения делювиального материала

Прежде всего следует разделить виды смещения делю­ виального материала от характера протекания процесса смыва. Смыв, как говорилось выше, может быть плоскостным, мелкоручейковым и линейным. В каждом конкретном случае ин­ тенсивность, величина и вид перемещения обломков различен.

Однако существуют способы перемещения, проявляющиеся одинаково в каждом указанном виде:

1.Перенос обломочного материала во взвешанном со­ стоянии. Интенсивность сноса зависит от количества и ско­ рости стекающей воды.

2.Перекатывание крупных обломков потоком, рассматри­ вающиеся как результат суммы ударов взвешанных частиц потока.

3.Перенос потоком растворенного вещества.

4.Особый способ механического движения крупных об­ ломков — аблювиальное смещение (Калинин, 1971). При смыве, защищенные крупными обломками части склона становятся выше окружающей поверхности. Поток как бы обмывает их, постепенно подрезая. Находящийся наверху крупный обломок может потерять опору и переместиться вниз по склону.

2.Скорость смещения обломочного делювиального

материала по склону

Материал § 1 позволяет рассмотреть механизм движения обломочного материала делювия в каждой точке склона, точнее установить те части склона, где происходит эрозия и аккумуляция материала. Обширные работы по этому вопросу (Хортон, 1948; Кинг, 1967 и др.) показывают, что сам скло­ новый поток обусловливает эрозию и аккумуляцию. Поясним, это более подробно.

В верхней части склона количество выветрелого материала мало по сравнению с возможной нормой переносимого мате­ риала и поэтому поток, хотя обладает возможной минималь­ ной работой, зачастую в состоянии транспортировать этот материал вниз по склону. В результате, в верхней части склона может возникнуть экспозиция коренных пород, очень часто наблюдаемая на всех эродируемых склонах.

Ниже по склону скорость потока увеличивается (в соот­ ветствии с законами стекания, расчеты которых даны, напри­ мер, Хортоном, 1948; Армандом, 1961 и др.). В связи с этим увеличивается и его транспортирующая способность. Однако в некоторой точке склона, по мере накопления влекомого

168

материала, приращение его скорости находится в динами­ ческом равновесии с приростом выветриваемого транспорти­ руемого материала (Шайдеггер, 1964). Это равновесие не позволяет потоку производить работу по интенсивной

Начинается процесс его аккумуляции, с чем связано наличие вогнутого профиля склона. Потеря скорости потока обуслов­ лена еще и тем, что часть его пропитывается вниз. Первый момент потери скорости обусловливает выпадение в осадок больших обломков; дальнейшее снижение скорости ведет к выпадению в осадок меньших по величине. В результате, в делювиальном шлейфе отмечается дифференциация (сорти­ ровка) обломков, свидетельствующая о различной скорости их смещения.

Если аналитически подойти к описанию скорости переме­ щения обломочного материала делювия, то следует рассма­ тривать его механизм как смещение насыщенного выветрелым материалом склонового потока, обладающего определенной степенью насыщения и соответствующим внутренним и внеш­

где h — высота (или мощность) смещающегося слоя, k — коэф­ фициент трения, F — движущая сила.

Определяя изменение скорости во времени при начальном условии V = ѵ0 при t — t0, решим однородную часть уравне­ ния (2.3.2—1).

Поскольку F убывает со временем (см. описание динами­

169

В природе однако довольно часто встречаются отклоне­ ния от этой зависимости, которые объясняются рядом общих

ичастных причин:

1.Способом транспортировки крупные обломки, влекомые линейным стоком переносятся дальше, чем обломки, влеко­ мые плоскостным стоком.

2.Интенсивностью стока, связанного с различной интен­ сивностью выпадения осадков или таяния снега.

3.Воздействием выветривания, в результате которого обломки распадаются на различные по величине составные части.

действуют в комплексе (но некоторые из них преобладают) общая зависимость распределения размеров обломков по поверхности склона проявится своеобразно.

2. Типы частных зависимостей Md (/)

Изучение 42 делювиальных шлейфов склонов Среднего Поволжья, сложенных породами известняка, доломита, мер­ геля, глины (Р), кремнистой опокой (Pg), и глинами и мер­

гелями (Сг) подтверждает наличие прямой зависимости в рас­ пределении обломков по поверхности склона по их величине.

гиба. Зависимость вполне может быть аппроксимирована квадратичной параболой вида

сложная, представленная ломаной кривой.

171

Каждый из типов от­ ражает генетическую сущность рассматривае­ мого делювиального шлейфа. Тип 1 характе­ ризует зависимость Md (/), где материал пере­ носится плоскостным смывом. Тип 2 характе­ ризует распределение Md по склону, где делювий сформирован мелкоручейковым смывом; и тип 3 показывает вид зави­ симости Md(/) для скло­ на, делювий которого сформирован линейным смывом в эрозионных бо­ роздах.

Итак, рассмотренные три типа зависимости Md (/) должны охваты­ вать все имеющиеся раз­ нообразия распределения Md обломков по поверх­ ности склона.

3. Наиболее вероятная общая зависимость Md(/>

При описании случай­ ностей в отклонении от общей тенденции в рас­ пределении Md (/) было

указано на ряд факторов, которые обусловливают различия в типах зависимости Md(/). Наиболее существенным оказа­ лась первая причина — способ транспортировки; другие при­ чины, видимо, играют меньшую роль. Тем не менее все они обусловливают хаотичность в распределении. При нахожде­ нии общей зависимости для определенного комплекса пород, частные зависимости будут накладываться, поэтому общая зависимость Md (/) явится наиболее вероятной, ибо учитывает роль не единичных факторов, а их комплекса. В этой связи она будет содержать меньший процент ошибки (ибо при ос­

172