Образование форм линейной эрозии (промоин, оврагов, балок и т.д.) интенсивный рельефообразующий процесс, зависящий от природных Условий, а в настоящее время во многом и от хозяйственной деятельности человека. Водные потоки играют первостепенную роль в образовании форм линейной эрозии. выполняя функции размыва покровных 'отложений в русле, углубления и расширения днища, стимулирования обвально-осыпных процессов на склонах и днище, выноса продуктов разрушения. Формирование водных потоков, обладающих достаточной эрозионной и транспортирующей способностью, приводит к трансформации. пластового склонового стока в русловой и возникновению ручейковой сети на склонах [Арманд, 1970.]
Дальнейшее увеличение интенсивности водного потока, перераспределение и концентрация стока в какой-либо части ручейковой сети способствуют усилению эрозионного процесса и образованию промоин, иногда перерастающих в овраги. Часто можно наблюдать, как по мере увеличения энергетики водного потока вниз по склону четко прослеживается весь процесс образования линейной эрозии формы. Так, струйчатый размыв сменяется промоиной, которая в свою очередь дает начало оврагу. Развитие линейной эрозионной формы влечет за собой изменение характера взаимодействия руслового и склоновых процессов в следующей последовательности:
) интенсивное взаимодействие руслового и склоновых процессов. обусловливающее морфологическую молодость эрозионной формы;
) уменьшение влияния глубинной и боковой эрозии на развитие склонов и увеличение роли медленных движений грунта (крип, плоскостной смыв и т.д.) в этом процессе, а также пролювиальных и делювиальных выносов в развитии русла;
З) уменьшение роли обвально-осыпных процессов и продуктов их разрушения в развитии склонов и русла, приводящих к относительной стабилизации развития эрозионной формы. Такой способ образования линейных форм эрозии можно назвать открытым.
Кроме того, на территории Беларуси встречается «закрытый», или тоннельный, способ, распространенный в районах развития лессовидных отложений (Новогрудская, Минская возвышенности, Мозырская гряда, Оршано-Могилевская и Горецкая равнины) Подземный размыв начинается на наиболее крутых склонах, где создаются градиенты фильтрации и высокие скорости потока. Вода расширяет подземные пустоты за счет выщелачивания отложений и механического выноса мелких частиц. Постепенно в результате суффозионных процессов образуются колодцы глубиной от 0,5 до 2,5 м и диаметром от 0,3 до 1,5 м, соединенные тоннелями, которые унаследуют подземные горизонтальные ходы землероев. Колодцы служат естественными приемниками поверхностного стока. Сток осуществляется как по склону в результате наполнения колодцев и перелива воды, так и по тоннелям, размытым водой. В образовавшихся крупных пустотах Размыв отложений происходит в результате воздействия водного потока на слабосвязанные механические элементы породы< В подземных каналах поток приобретает силу. необходимую для выноса продуктов разрушения за пределы системы. Постепенно на склонах формируется цепочка колодцев, связанных тоннелями. интенсивное развитие этого процесса приводит к обваливанию подземных галерей и образованию провалов глубиной до 2-9 м и диаметром 10-25 м. Активная роль в формировании провалов принадлежит обвально-осыпным процессам. На дне провалов возможно возникновение новой серии колодцев и тоннелей. В результате одного или нескольких циклов тоннельной эрозии формируется овраг, в дальнейшем развивающийся обычным образом. Бурный рост первичной эрозионной формы с сокращением площади водосбора в верховьях и уменьшением крутизны тальвега в низовьях постепенно замедляется, а при достижении предельных значений может прекращаться. Некоторое время объем оврага может увеличиваться за счет склоновых процессов. Постепенно стабилизируются все процессы: склоны выполаживаются, днище расширяется, зарастает и овраг преобразуется в балку. В настоящее время существует несколько основных схем, отражающих эволюцию форм линейной эрозии. Впервые В.В.докучаевым (1878) было установлено наличие генетического ряда овраг-балка. И.К. Козменко (1954) и Д.Л. Армандом (1955) описано формирование балки по схеме ложбина-лощина-балка, т.е. овражная стадия в этот процесс не входит. И наконец Н.И. Маккавеевым (1981) исследован механизм образования форм линейной эрозии в результате отмирания верхних звеньев речной сети - схема долина-балка-овраг. Возможность реализации всех перечисленных схем развития форм линейной эрозии подтверждена работами, проведенными в бассейне р. Сейм Т.д. Гайворон (1985).
Согласно исследованиям, выполненным на территории Беларуси, можно выделить следующие эволюционные ряды развития форм линейной эрозии:
) овраг-балка-овраг;
) долина-балка-овраг;
) ложбина-балка-овраг или ложбина-овраг-балка.
Первый тип широко распространен по всей территории развития овражно-балочного рельефа. Типичными являются крупные балочные системы на Минской, Новотрудской и Мозырской возвышенностях. В их поперечном профиле наблюдается от одной до трех террасоподобных площадок. Обычно такие формы линейной эрозии развиваются в моренных супесях или суглинках, часто перекрытых мощной (до 10 м) лессовидной покрышкой либо песчано-гравийно-галечным материалом. Для пролювиально-делювиевый отложений террас и днищ овражно-балочных систем характерно переслаиванне сильногумусированных песков, супесей с единичными включение гравия игальки, слабослоистых и более грубых по механическому составу песков, песчано-гравийно-галечного материала. Так, в балке у д. Полужье Кореличского района по поперечному профилю шурфами и скважинами ручного бурения вскрыт следующий разрез. Под современным почвенно-растительным слоем на балочной террасе залегают супеси различного цвета (от светло-серых до бурых), тонкие, с единичными включениями гравия и гальки, прослоями гумусированные, с растительными остатками, с прослоями песка мощностью от 10 до 20 см, и светло-серого цвета с включениями гравия. В этих песчаных прослоях наблюдается слабая волнистая и горизонтальная слоистость. Высота террасы от 3,5 до 4,0 м. В днище балки вскрываются пески серые, разнозернистые, с горизонтальной, ближе к тальвегу данного оврага четкой волнистой и косой слоистостью. Попадаются линзы крупнозернистого песка с гравием и галькой, На глубине примерно 0.7-1,2 м вскрыт песок темно-серый, сильно гумусированный, с растительными остатками и единичными включениями гравия. Общая мощность песков до 1,7-2,0 м. По тальвегу данного оврага залегают пески тонко- и мелкозернистые, светло-желтые, прослоями серые, с гравием и галькой, с четкой горизонтальной и косой слоистостью, мощностью до 0,5-0,8 м. Ниже обнаружен песчано-гравийно-галечный материал, с валунами, мощностью 20-40 см, подстилаемый моренными бурыми суглинками.
Овражно-балочные комплексы, судя по особенностям их геологического строения, прошли три этапа развития:
) образование оврага, формирование вскрытого на днище балки песчано-гравийно галечного материала, залегающего на моренных отложениях;
) формирование балки, когда песчано-гравийно-галечный материал был перекрыт балочным аллювием, представленным в разрезе мелко- и тонкозернистыми песками. супесями. О том, что форма на этом этапе достигла значительной стабильности, свидетельствуют сильно гумусированные отложения;
) вторичный размыв и. как следствие, образование фрагментов террас и данного оврага.
Второй тип эволюционного развития эрозионных форм (долина-балка-овраг) хорошо изучен на примере бассейна р. Птичь, где четко прослеживается отмирание верхних звеньев гидросети и формирование на
их месте оврагов и балок. Эрозионные формы, развивающиеся по этому типу, имеют более крупные размеры (до 5 км и более), в рельефе их днищ и склонов прослеживаются остаточные формы речных долин, а в низовьях существуют постоянные водотоки. Этот тип развития форм линейной эрозии встречается в пределах Минской возвышенности, Оршано-Могилевской и Горецкой равнин (ряд притоков рр. Бася, Проня) и ряда других территорий.
Часто овраги и балки наследуют ложбин стока талых ледниковых вод и их развитие идет по третьему типу (ложбина-балка-овраг или ложбина-овраг-балка). Этот тип 'развития наиболее характерен для форм линейной эрозии на севере Беларуси. Примером может служитъ балка, расположенная на левом борту р. 3 ап. Двина, в 3 км восточнее г.п. Друя. Балка унаследовала ложбину стока талых ледниковых вод, сформировавшуюся на моренной равнине, которая сложена суглинками красно-бурого цвета, плотными, местами выделяются слои серого суглинка и серых тонкозернистых и алевритовых песков мощностью 0,1=0,5 см. Мощность отложений составляет 15-20 м. Ниже залегают опесчаненные красно-бурые суглинки, с гравием, галькой, валунами (мощностью 1,5-3, О м), переходящие в песчано-гравийно-галечный материал. Его мощность достигает 1,0 м. Под ним скважиной ручного бурения вскрыты серо-бурые моренные суглинки, с гравием, галькой, валунами. На склонах балки отмечается тонкий слой делювия, представленный красно-бурыми и тёмно-серыми песками, тонкозернистыми, часто алевритистыми, с единичными включениями гравия и гальки. Наблюдаются тонкие (0,1-0,2 см) прослои красно-бурых и сизых глин. Мощность делювия изменяется от 0,2 до 1,0 м.
В формировании эрозионных форм по третьему типу также выделяется три этапа:
) образование ложбины стока талых ледниковых вод в долину р. Зап. Двина (о том, что здесь осуществлялся сброс талых вод, говорит мощный базальный горизонт, вскрывающийся в днище донного _оврага и представленный гравийно-галечно-валунным материалом. а также тот Факт, что ложбина стока опирается на надпойменную террасу Зап. Двины);
) формирование балки, что выразилось в затухании русловых процессов и накоплении на склонах и днище делювиальных отложений;
) образование оврага, вскрывающего водоносный горизонт. в результате чего в низовьях балки возник постоянный водоток. Малая мощность сохранившегося делювия на склонах объясняется активным врезом донного оврага, что привело к интенсификации сноса твердого вещества со склонов и выносу его за пределы эрозионной формы.
Еще одним важным аспектом изучения линейной эрозии является анализ динамики роста различных параметров оврагов. Рост оврагов как линейных форм происходит до определенных пределов. Создаваемых величиной стока, который может в них концентрироваться. Первичная эрозионная форма может увеличиваться как за счет удлинения верховий (регрессивный рост)› так и путем врезания в собственный конус выноса (трансгрессивный рост). Регрессивный рост («пятящаяся» эрозия) происходит в результате образования вершинного перепада в виде водобойного колодца. Падающая вода разрушает основание задней стенки колодца, что приводит к ее обваливанию и тем самым увеличению самой эрозионной формы. Трансгрессивный рост форм линейной эрозии встречается на территории Беларуси крайне редко, характерен для оврагов. развивающихся на склонах крупных балок. Начинается при условии преобладания уклона склона над гидравлическим уклоном водного потока в среднем и нижнем течении. Рост других параметров оврага (ширина, глубина. объем) связан с активизацией склоновых процессов. Современные линейные скорости роста оврагов. полученные по реперной сети на территории Беларуси варьируют в широких пределах. составляя в среднем 0,1-3,5 м в год.
Наиболее интенсивный прирост оврагов отмечен на Мозырской гряде, Новогрудской возвышенности, Оршано-Могилевской и Горецкой равнинах.
Максимальный прирост оврагов наблюдался с 1900 по 1939 г. одновременно с максимальной (50,4%) распашкой территории. На территории Мозырской гряды автором был проведен подсчет длины овражно-балочной сети по картографическим материалам 1824-25 гг. и современным топографическим картам.
Анализ данных о росте эрозионной сети в различных районах указывает на существенное изменение интенсивности этого процесса во времени, а наблюдения, полученные по результатам инструментальной съемки оврагов и замерам реперной сети, позволяют говорить о неравномерно-прерывистом режиме роста, связанным с различными природно-хозяйственными условиями. Так, мензульная съемка вершинной части склонового оврага, расположенного в балке у д. Булавки Мозырского района, позволила получить картину изменения основных параметров за период 1980-85 гг. Для этого оврага после периода интенсивного увеличения всех параметров характерны снижение скоростей роста в длину и глубину, что связано с приближением оврага к водоразделу, увеличение объема в основном за счет разрастания в ширину, что свидетельствует об интенсивных обвально-осыпных процессах на склонах.
Высокие скорости роста характерны также для оврага, образовавшегося на склоне балки у д. Басино Кореличского района. Он возник в 1981 г. на склоне крутизной 10-15° в лессовидных отложениях мощностью 1,5-2,5 м. Инструментальная съемка, проведенная в 1984 г. позволила определить его основные параметры. Длина оврага 105 м, глубина 0,5-3,5 м, днище узкое, ширина по бровкам склона 0,9-5,0 м. Водосбор этой эрозиоиной Формы слабо выражен в рельефе и площадь его не превышает 0,2 кмІ. Образование и столь интенсивный рост оврага вызваны распашкой водораздела и концентрацией стока по бровке поля. Объем вынесенного грунта за три года развития эрозионной формы составил 198,7 мг. Значительная его часть сохранилась на днище балки в виде конуса выноса, который вызвал смещение донного оврага к противоположному борту балки.
В Мстиславском районе у Д. Коробчино регистрация роста молодого оврага в течение ряда лет показала, что скорости его роста составляет в среднем 0,2-0,6 м/год. Замеры, проведенные по реперной сети, заложенной в верховьях донных оврагов на Мозырской гряде, Оршанской и Новогрудской возвышенностей, на Горецкой равнине, позволили определить средние скорости этих эрозионных форм, которые составили 0,5-1,5 м/год.
Таким образом, максимальные скорости роста основных параметров оврагов на территории Беларуси отмечаются для молодых эрозионных форм - новообразований. Для них характерна значительная изменчивость скоростей роста - от 0,5 до 100 м в год и более в зависимости от природно-хозяйственных условий района развития. К таким оврагам в основном относятся склоновые. Рост донных оврагов отличается большей стабильностью, что связано с наличием четко выраженного водосбора основной балки, обеспечивающего более равномерный и зарегулированный сток.
Заключение
В результате проделанной работы подробно рассмотрена геологическая деятельность временных водных потоков и можно сделать следующие выводы.
Основными элементами рельефа являются овраг, балка, долина, ложбина.
То есть результатом геологической деятельности временных водных потоков является разрушение и вынос ранее накопившегося обломочного материала и образование новых форм рельефа.