ГлавнаяТаким образом, в толще аллювиальных отложений всегда наблюдается закономерное изменение их гранулометрического состава от более тонких глинистых в верхних горизонтах к более грубым в нижних. В настоящее время современный аллювий принято делить на два горизонта: пойменный, отлагающийся в пределах пойменной части долины, и русловой, отлагающийся в русле реки. Такое подразделение толщи аллювиальных отложений необходимо и правильно, так как состав, состояние, условия залегания и физико-механические свойства руслового песчано-галечного аллювия существенно отличаются от пойменного, преимущественно глинистого. Это объясняется главным образом различными условиями осадкообразования в русле реки и в пределах поймы (рис. IV-3).
Русловой аллювий отлагается основным потоком реки при меженных уровнях. Формирование его подчиняется закономерности, определяющейся историей формирования долины и режимом реки. В долинах горных рек, развитие которых находится на стадии эрозионного вреза, где образование террас еще не наступило, распространен только русловой аллювий, представленный обычно крупнообломочным материалом — крупными галечниками, валунами, плохо окатанными глыбами.Согласно Е.В. Шапцеру, при аллювиальном процессе в равнинных реках происходят одновременно эрозия и аккумуляция в результате действия внутренней динамики самой реки, разрабатывающей себе долину и в то же время отлагающей в ней влекомые по дну и взвешенные в воде наносы. Отмечая одновременность развития обоих процессов, Е.В. Шанцер указывает на неодинаковую их интенсивность на различных этапах формирования долины реки. На первых стадиях преобладает донная эрозия и начинает образовываться русловой, гравийно-галечный аллювий. Затем, когда над донной эрозией начинает преобладать боковая, наряду с русловыми фациями накапливаются более глинистые, пойменные. Вследствие перемещения русла в пределах расширяющейся долины появляются старичные фации, отлагающиеся в старых, оставленных рекой участках русла.
В поперечном профиле долины равнинной реки всегда выделяется один берег подмываемый, другой намываемый. У подмываемого берега, где живая сила и глубина потока наибольшие, вырабатывается площадка (ложе реки), на которой отлагается русловой гравийно-галечный материал. Этот грубообломочный материал при перемещении русла перекрывается материалом более мелким, так как в сторону намываемого берега уменьшается как глубина потока, так и его живая сила. При перемещении русла ширина намываемой части берега обычно увеличивается.
При периодически проходящих паводках пойма заливается водой, и вследствие неровностей ее рельефа и неравномерных и меньших по сравнению с руслом реки скоростей движения воды здесь отлагаются в большинстве случаев наносы глинистого состава, которые перекрывают песчаные осадки, отложившиеся в русле. Так формируется надводная (в меженное время) надрусловая часть аллювиальной толщи — пойменный аллювий. Мощность и характер его изменчивы. Обычно это глинистые и песчано-глинистые осадки (рис. IV-4).
Граница между пойменным и русловым аллювием всегда волнистая. Состав и строение пойменного, как правило существенно глинистого, аллювия непостоянны. Характерной его особенностью является зависимость состава от рельефа поймы. Так, например, небольшие понижения на поверхности поймы, представляющие собой следы прежних протоков и стариц, обычно выполнены пылеватым суглинистым или глинистым материалом, содержащим растительные остатки, торфяные прослои и залежи. Мощность таких отложений достигает 3—5 м и более. Эти образования представляют собой особую озерно-болотную фацию аллювиальных отложений. Повышенные участки поймы вдоль берегов реки — береговые валы — обычно сложены песками.Накопление пойменного аллювия сопровождается также сносом на пойму делювиального материала со склонов долин и с более высоких террас, поступление которого обычно идет неравномерно. В большом количестве он отлагается в устьевых частях балок, оврагов, впадающих в долину, где местами образуются конусы выноса. Таким образом, толща аллювия в присклоновых и притеррасовых частях обогащается делювиальным материалом, состоящим из щебня, галечника, песка и глины. Такой смешанный тип отложений Н.И. Николаев предложил называть аллювиально-делювиальным. На этих участках поймы иногда происходит повышение ее уровня. Нередко в пойменных аллювиальных отложениях наблюдаются прослои погребенных почв, которые указывают на перерывы в накоплении аллювия.
Из приведенной характеристики видно, что условия формирования аллювиальных отложений своеобразны. Они обусловливают определенную закономерность в смене материала различного состава и его размещение в пределах пойменной части долины реки. Это позволяет выделять с инженерно-геологической точки зрения различные фации аллювиальных отложений разного состава и свойств, с определенными характерными для них условиями залегания.
Собственно пойменные отложения представлены обычно супесями, суглинками и глинами, залегающими почти сплошным покровом. Мощность их достигает нескольких метров. В них часто заметна слоистость, встречаются слои погребенных почв, а также линзы и прослои других пойменных образований. Все это создает некоторую неоднородность толщи пойменных аллювиальных отложений и анизотропность их свойств. Примеси и прослои органического материала в аллювиальных глинистых отложениях обусловливают их повышенную гидрофильность, влажность, сжимаемость и пониженное сопротивление сдвигу. Пойменные глинистые отложения после спада полых вод подвергаются более или менее длительному просыханию до следующего затопления водой. Это способствует их уплотнению и повышению прочности. Однако в большинстве случаев они находятся в скрытопластичном или скрытотекучем состоянии. В районах недостаточного увлажнения, засушливых эти отложения могут обогащаться водорастворимыми солями. Среди таких отложений встречаются и типичные лёссовые.
Как было отмечено, пойменные глинистые аллювиальные образования обычно перекрывают русловые песчаные и песчаногалечные отложения, с которыми связаны грунтовые аллювиальные воды. Так как пойменные отложения обычно слабоводопроницаемые или водоупорные, грунтовые воды приобретают временный, а иногда и постоянный напор, измеряемый несколькими метрами.
Озерно-болотные старинные пойменные отложения представлены обычно илами суглинистого, супесчаного или глинистого состава. Они всегда сильно гумусированы, содержат прослои и линзы торфа, а иногда прослои тонкозернистых сильнопылеватых плывунных песков. Старинные отложения залегают в виде линз неправильной формы среди собственно пойменных отложений. Формирование их происходит всегда при полном насыщении водой, что усиливает проявление в этих отложениях коллоидных свойств и обусловливает их низкие строительные качества. Они почти всегда находятся в скрытотекучем состоянии, обладают малым сопротивлением сдвигу и сильной сжимаемостью.
Аллювиально-делювиальные отложения представлены супесями, суглинками и глинами. В толще этих преимущественно глинистых пород нередко наблюдаются примеси и включения грубого обломочного материала — гравия, щебня, гальки, а в присклоновых частях долин иногда встречаются и глыбы. Распределение этого материала в некоторых случаях сравнительно равномерное, чаще неравномерное, в виде гнезд, прослоев и линз.
Аллювиально-делювиальные отложения залегают обычно в основании коренных склонов долин или уступов высоких террас, образуя плоские шлейфы и конусы выноса, которые часто выклиниваются в толще собственно пойменных аллювиальных отложений или постепенно переходят в них. Эти отложения, как и собственно пойменные, подвергаются периодическому просыханию и смачиванию, что повышает их плотность и прочность. В засушливых районах они обогащаются водорастворимыми солями Среди них также встречаются и типичные лёссовидные образования. Там, где на склоне, или в его основании, или в уступе надпойменной террасы имеются выходы подземных вод, аллювиально-делювиальные отложения оказываются переувлажненными, а с поверхности заболоченными. Таким образом, аллювиально-делювиальные отложения могут находиться в различном состоянии: скрытопластичном, пластичном, а иногда и в скрытотекучем.
Заканчивая характеристику аллювиальных отложений, важно обратить внимание на развитие во многих речных долинах, особенно на платформе, переуглубленных участков (рис. IV-5), выполненных глинистым, песчано-галечным или глыбовым материалом. Эти переуглубления свидетельствуют о более древних эрозионных циклах развития долин. Наличие переуглублений со своеобразными условиями залегания в них рыхлых отложений требует особого изучения и инженерно-геологической оценки таких участков речных долин. Таким образом, при ннженерно-геологическом изучении аллювиальных отложений необходимо учитывать особенности их распространения, условий залегания, состава, состояния, водоносности и др. Необходимо выявлять участки переуглублений и изучать выполняющие их отложения.