Заболачивание и вызванные им явления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БАШКИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

географический  факультет

кафедра геологии  и  геоморфологии 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

  по инженерной  геологии  на тему:

«Заболачивание и вызванные им явления» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                          Выполнила: студентка гр.3.6

                                                                            Ахмадишина Л. Д.

                        

                                                            Проверила: доцент, к.г.-м.н.

                                                                                 Аржавитина М.Ю. 
 
 
 
 
 
 

Уфа-2011

Содержание 

           Введение

1. Что такое заболачивание……………………………………………………..4
2. Виды заболачивания и типы болот………………………………………......6
3. Роль болот……………………………………………………………………..9
4. Строительная оценка болот ..................................................………………...9

          Литература 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

  Введение 

  Слово «болото» имеет древнее балто-славянское происхождение. Этот корень встречается  во всех древних и современных  балто-славянских языках. Неслучайно прародиной славян считается болотистая местность  между белорусским Полесьем и Балтийским морем. Само название Балтика также производно от этого корня. В славянских языках с полногласием (русский, украинский, белорусский и др.) звучит в виде болото, в других славянских и балтийских языках, в том числе в старославянском как «блато», «балто».

  Избыточно увлажненные участки земной поверхности  с развитой на них специфической  растительностью называют болотами. В России болота наиболее широко развиты  в северных районах страны – европейской  части Сибири. Хотя и в средней  полосе их довольно много. В такой стране, как Белоруссия, болот исключительно много. Болота более свойственны берегам рек, старицам, побережьям озер, вечной мерзлоте.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Что такое заболачивание?

  Не  следует путать заболачивание, вызванное  внешними причинами, и подъем воды в местообитании в результате накопления торфа. В первом случае происходит линейный подъем уровня грунтовой воды, связанный с тем, что в почву по той или иной причине поступает все больший ее объем. Поднимаясь из почвенной толщи к поверхности, уровень воды меняет гидрологический режим местообитания, вызывая последовательную смену лесных видов на болотные. Это не что иное, как пассивное следование растительности за изменяющейся увлажненностью местообитания.

  Механизм  же заболачивания в результате образования торфа сфагнами несколько иной. Представим себе недостаточно дренированное местообитание с установившимся стабильным уровнем грунтовых вод. Допустим, что оно оказалось благоприятным для поселения сфагнов. Последние в силу специфики своего метаболизма образуют слой торфа определенной мощности. Торф включает остатки стеблей и листьев сфагнов, состоящих более чем наполовину из пустых водоносных клеток, которые способны не только впитывать в себя воду, но и удерживать ее длительное время. Тогда, если вода в почве контактирует с торфом, она будет подниматься, как по губке, вверх. Однако, в отличие от заболачивания, связанного с подъемом воды под влиянием внешних причин, объем воды в почве не увеличивается, происходит лишь распределение ее по вертикали и горизонтали. Таким образом, происходит трансформация гравитационной влаги в капиллярную. Хотя дренажа (удаления воды из почвы) при этом не происходит, однако в силу того, что торф и очес представляют собой капиллярные системы с капиллярами разного диаметра, вода останавливается на границе между ними и поверхность местообитания становится более сухой и аэрированной. Это вызывает смену видов, способных расти прямо в воде (гидрофильных), на менее влаголюбивые — гигрофильные, — которые подтягивают воду снизу по системе капилляров. То же самое происходит и при заторфовывании озер и других крупных водоемов (схема 1, Б). Дальнейшее наращивание торфа приводит к еще большему иссушению верхних горизонтов и поселению видов, способных выдерживать продолжительную засуху в середине лета.

  

  Схема 1. Динамика уровня грунтовых вод  по мере нарастания торфа в различных  условиях увлажнения исходного субстрата: 
1 — минеральный горизонт; 2 — поверхность торфяника; 3 — уровень грунтовых вод; А — суходольное заболачивание, грунтовые воды у поверхности; Б — заболачивание водоемов; В — суходольное заболачивание, грунтовые воды в толще минерального горизонта

  Таким образом, заболачивание, вызванное  подъемом грунтовых вод каким-то внешним фактором, характеризуется  накоплением торфа в результате смены гигрофильных видов на гидрофильные. Строго говоря, его бы следовало назвать не заболачиванием, а подтоплением. Заболачивание же, не связанное с экзогенным поднятием воды, представляет собой смену гидрофильных видов на гигрофильные благодаря подъему поверхности местообитания над уровнем воды в результате отложения торфа (схема 1, А, Б). Оно происходит, если уровень воды изначально находился близко к поверхности, так что капиллярная система сфагнового ковра могла вступить с ним в контакт. Если же в первоначально сильно увлажненном местообитании уровень воды находился в почвенной толще, сфагны не могут наращивать большой слой торфа, так как поверхность местообитания слишком суха (схема 1, В). Обычно это происходит в лесах или, по крайней мере, в местообитаниях с древесным ярусом (это может быть и молодняк), возле родников, болотин или просто на суходоле. 
 
 
 
 
 

2. Виды  заболачивания и  типы болот

  Образование болот происходит в самых разных местообитаниях. В зависимости от исходных условий выделяют несколько  видов заболачивания.

  1. Суходольное заболачивание

  В гумидной зоне, где осадки преобладают над испарением, почва постепенно промывается, выщелачивается, становясь неплодородной и перенасыщенной водой. Для многих видов сфагновых мхов она является идеальным субстратом для произрастания, так как они не требовательны к почвенному питанию и исключительно влаголюбивы. Постепенно сфагновый ковер затягивает минеральный грунт, что приводит к кардинальным изменениям ландшафта и условий среды.

  Тэнсли  так пишет об этом способе заболачивания: «...там, где выпадает много осадков, а воздух постоянно настолько влажен, что болота являются климатически обусловленными, они не обязательно формируются в заболачиваемых впадинах, но покрывают местность целиком за исключением крутых склонов и выходов коренных пород... Такие болота можно назвать покровными, поскольку они покрывают всю поверхность земли подобно покрову или одеялу... Существование такого болота не зависит от местных источников воды, оно вызвано обильными осадками и очень высокими средними значениями атмосферной влажности». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2. Озерное заболачивание

   Когда 8–10 тыс. лет назад отступил ледник, повсюду после себя он оставил пологоволнистую равнину, выстланную глинистой водоупорной мореной. В пониженных местах такого ландшафта поначалу образовались озера различного размера. Многие из таких озер, особенно мелкие, стали зарастать тростником, сабельником, осоками (схема 2, а). Постепенно эти растения формировали береговую сплавину – плавающий мат из переплетенных корневищ растений, на поверхности которого скапливался торф (схема 2, б). На этой стадии болото имеет блюдцеобразную поверхность (его края возвышаются над серединой) и поэтому называется низинным. Со временем такая сплавина полностью затягивала водоем (схема 2, в). Теперь корни растений уже не могли контактировать с минеральным грунтом и получать от него питание. Поэтому на смену тростнику и осоке – растениям, требовательным к минеральному питанию, пришли менее требовательные – сфагновые мхи. Их поселение обычно начинается с центральной, наиболее бедной, части сплавины (схема 2, г). Теперь на смену низинному пришло переходное болото. Постоянное отложение и нарастание торфа постепенно привело к образованию сфагнового торфяника, центр которого имеет значительное превышение над окрайками. Это и есть верховое болото. Оно накапливает в себе, как губка, все атмосферные осадки и подтягивает кверху воду бывшего, а ныне погребенного, водоема (схема 2, д). Так как сфагновые мхи создают крайне неблагоприятные условия для жизни других организмов, в том числе и редуцентов, разложение отмерших остатков на таком болоте крайне замедленно. Это способствует постоянному отложению торфа и росту торфяника вверх. Когда он принимает холмообразную форму, торф с вершины, под действием силы тяжести, начинает скатываться валиками. Между валиками образуются глубокие мочажины или озерца, сами валики формируют более или менее приподнятые гряды (схема 2, е).

  Впрочем, рассмотренный процесс свойствен  не только послеледниковым озерам. Он может возникать и возникает и в наше время. Особенно ему подвержены многочисленные озерца лесостепной зоны, где буквально на глазах у ученых (за последние несколько десятилетий) происходит процесс болотообразования.

  Итак, при озерном заболачивании происходит превращение низинного болота в  верховое, а при суходольном –  переходного в верховое.

  3. Ключевое заболачивание

  Этот  тип заболачивания так же, как  и озерный, характеризуется эволюцией  низинного болота в верховое. Правда, в отличие от предыдущего, низинная стадия представлена не сплавиной, а осоково-гипновым болотом по выходам ключей, лесным ручьям и небольшим речкам. 
 
 
 
 
 
 

3. Роль  болот

  Болота  препятствуют развитию парникового эффекта. Их, в не меньшей степени, чем леса, можно назвать «лёгкими планеты». Дело в том, что реакция образования органических веществ из углекислого газа и воды при фотосинтезе по своему суммарному уравнению противоположна реакции окисления органических веществ при дыхании, и поэтому при разложении органики углекислый газ, связанный до этого растениями, выделяется назад в атмосферу (в основном за счёт дыхания бактерий). Один из главных процессов, способных уменьшить содержание углекислого газа в атмосфере — это захоронение неразложившейся органики, что и происходит в болотах, образующих залежи торфа, трансформирующегося затем в каменный уголь. (Другие подобные процессы — отложение карбонатов (CaCO₃) на дне водоёмов и химические реакции, протекающие в земной коре и мантии). Поэтому практика осушения болот, осуществлявшаяся в XIX—XX веках, с точки зрения экологии разрушительна. 

4. Строительная  оценка болот

    Болота являются неблагоприятными  местами для возведения зданий и сооружений. Для определения возможности строительства на болотах необходимо установить происхождение болота и его основные характеристики (глубину, рельеф минерального дна, площадь). Зная происхождение болота, можно разработать мероприятия по его осушению. Наиболее легко осушаются верховые болота. Глубина болотных отложений имеет решающее значение для выбора типа фундамента и всей концтрукции сооружения. По глубине болота подразделяются на мелкие (до 2 м), средние (2-4 м) и глубокие (более 4 м). При строительстве на мелких болотах, когда фундамент будет опираться на минеральное дно, наибольшее значение имеет рельеф дна болота. Наиболее благоприятно болото с горизонтальным дном.