Глава 8. ПЕСЧАНЫЕ ЗАНОСЫ

Пустыни, и полупустыни занимают почти четвертую часть территории земной суши. Общая площадь этой огромной территории составляет 31,4 млн. км². Населена она весьма слабо - здесь проживает лишь 4% жителей земного шара. Главная причина - тяжелые природно-климатические условия, вследствие которых лишь 3% площади пустынь можно использовать под земледелие.

Было время, когда мысль о путешествии через пустыню внушала страх. Изнуряющая жара, песчаные и пыльные бури, отсутствие воды, ядовитые змеи, скорпионы, фаланги, каракурты - все это грозило путешественнику лишениями, опасностями, а нередко и гибелью. Сахара и Калахари в Африке, Гоби и Такла-Макан* в Азии, Мохаве с ее Долиной смерти в Северный Америке - сами названия пустынь внушали людям ужас и напоминали о разыгравшихся там трагедиях.

*(По древнеуйгурски "Такла-Макан" значит "войдешь не выйдешь".)

Современные пути сообщения изменили представление о путешествии через пустыню. По пустыням проложены железные и автомобильные дороги. Тот путь, на который караваны тратили раньше долгие дни, путешественник преодолевает теперь за несколько часов, и ужасы пустыни не пугают его. Например, поездка на автомобиле от г. Бухары до г. Газли (здесь находится одно из крупнейших в СССР газовое месторождение) до постройки дороги через пустыню отнимала от 12 ч до суток. После постройки автомобильной дороги протяжением 106 км на эту поездку требуется всего 1,5 ч.

Но пустыня не сдается без боя. Она упорно борется с попытками овладеть ее обширными пространствами. Одно из наиболее сильных средств борьбы, которыми располагает пустыня, это - подвижные пески.

Площади, занимаемые пустынями, огромны. Только одна Сахара имеет площадь 7 млн. км². В пустынях сосредоточены гигантские количества песка. Часть этих песков покрыта растительностью (заросшие и полузаросшие пески), а часть лишена растительности (барханные пески). Барханы имеют форму серповидных холмов с крутым подветренным склоном и пологим длинным наветренным. Они располагаются в одиночку и группами в виде цепей и гряд. Мелкие барханы имеют высоту 1 - 3 м, крупные достигают высоты 50 - 75 м, а иногда встречаются и настоящие песчаные пирамиды высотой до 500 м. Такие пирамиды, например, имеются в пустыне Такла-Макан и поблизости от нее, в песках Таукум (между оз. Лобнор и Цайдамской котловиной).

Под воздействием ветра незакрепленный песок приходит в движение. По своему характеру движение песчаных частиц похоже на движение снежинок, переносимых метелью. Мелкие вихри, образующиеся в ветровом потоке над поверхностью песчаного покрова, создают перепад давления, вызывающий подсасывание песчинок вверх. Крупные, тяжелые зерна песка не могут подняться в воздух и только скользят и перекатываются. Более легкие песчинки движутся скачками, то подпрыгивая, то опускаясь. Очень мелкий песок и пыль движутся взвешенными в воздухе.

Поток постепенно насыщается песком, но при этом его способность к переносу уменьшается. Это вызывает выпадение части песка. Но как только поток разгружается, вновь возрастает его способность к переносу и он снова начинает подсасывать песок. Так чередуются насыщение и разгрузка потока, чем и объясняется образование ряби на поверхности песчаного покрова (рис. 49).

Рис. 49

За гребешками ряби, как и за всяким небольшим возвышением, создается зона снижения скорости ветра, что приводит к дополнительному выпадению песчинок из потока. В результате образуются так называемые "песчаные волны" - плоские возвышения высотой до 25 см. Вихревые потоки воздуха, обтекающие все неровности рельефа, постепенно собирают песок в песчаные гребни, а затем накапливают его в виде барханов.

Вследствие пересыпания песка с вершины на подветренный склон барханы постепенно движутся по направлению ветра. Чем выше бархан, тем длиннее у него склон, по которому осыпается песок. Поэтому при одной и той же скорости движения песчинок высокие барханы движутся медленнее, чем низкие. Центральная часть бархана всегда выше, чем его концы (так называемые "рога"). Поэтому "рога" при движении обгоняют центральную часть, чем и объясняется форма полумесяца, которую имеют барханы.

Скорость движения барханов зависит и от скорости ветров. Скорость перемещения барханов колеблется от нескольких десятков сантиметров до сотен метров в год.

Направление ветров в течение года меняется. Если зимние и летние ветры противоположны по направлению и имеют одинаковую скорость, то бархан сначала перемещается в одном направлении, а потом сдвигается обратно на прежнее место. Если же скорость противоположных ветров неодинакова, то бархан хотя и движется попеременно сначала в одном, направлении, затем в другом, но все постепенно смещается туда, куда дует более сильный ветер, При устойчивых ветрах одного направления бархан движется поступательно в этом же направлении.

Подвижные пески в. СССР имеются в ряде районов юга и юго-востока страны: в Туркменской, Казахской, Узбекской и Азербайджанской ССР, в Астраханской области и Дагестане, Они наносят значительный ущерб народному хозяйству - засыпают оазисы, обрабатываемые (культурные) земли, населенные пункты. Песчаные заносы нарушают работу железных и автомобильных дорог.

В 1880 г. через пустыню Каракумы была проложена Ашхабадская железная дорога (б. Закаспийская железная дорога). Здесь впервые железнодорожники столкнулись с сильными песчаными заносами. На перегоне Ходжа-Давлет - Фараб заносы были так сильны, что приходилось пускать поезда в сопровождении бригады рабочих для расчистки пути.

Заносы приводили не только к перерывам движения, но и к авариям. Так, 9 февраля 1895 г. на этом перегоне потерпел крушение поезд и погибли два пассажира.

На ветке Небит-Дат - Вышка подверглись заносу песком и разрушению жилые и служебные здания. Два дома были полностью занесены песком, а остальные стали непригодными для жилья. Сама ветка 6 марта 1954 г. была занесена песком настолько, что для ее очистки потребовалось более тысячи рабочих и десятки бульдозеров.

На перегоне Ашхабад - Казанджик песчаный буран при скорости ветра 35 - 40 м в секунду свирепствовал почти четверо суток. В результате дорогу занесло песком на значительном протяжении, причем толщина отложений доходила до 1,5 - 2,0 м.

Сильно страдают от песчаных заносов и автомобильные дороги. Например, в 1951 г. после песчаной бури, продолжавшейся несколько дней подряд, оказалась занесенной автомобильная дорога Вышка - Кунград.

Поэтому борьбе с песчаными заносами уделяется большое внимание. Эта борьба начинается еще при изысканиях и проектировании дороги. Прежде всего, зная как трудно защитить дорогу от заносов, стремятся ее проложить в обход местности, где имеются подвижные пески, или максимально сократить протяжение участков, проходящих по этим пескам.

Если дорогу приходится прокладывать по подвижным пескам, поперечный профиль дороги должен иметь плавное очертание без резких переломов и крутых перегибов (рис. 50). Ветер обтекает его плавно, не создавая завихрений, и песок также плавно движется в потоке (такой поток называют ветропесчаным), не выпадая из него и не образуя заносов на дороге. Для улучшения передувания песка через дорогу нужно тщательно выровнять и прилегающие полосы земли. Если же поблизости от дороги оставить неровности, то около них отложится песок, а затем песчаные косы выйдут на дорогу.

Рис. 50

Помимо улучшения обтекаемости дороги встречным потоком принимают меры и для того, чтобы закрепить пески и воспрепятствовать сдуванию их ветром. Для защиты от подвижных песков применяют различные ограждения, например щиты, действующие по тому же принципу, как и щиты, задерживающие снег. У щитов создаются зоны снижения скорости ветропесчаного потока, в которых выпадает и откладывается переносимый песок. Переставляя щиты, можно задержать большое количество песка. Однако образование таких песчаных скоплений у дороги само по себе составляет неудобство. Песчаный вал, собранный щитами, это - большой бархан, а барханы способны передвигаться. Если такой бархан начнет двигаться в сторону дороги, то он может выйти на нее и прервать проезд.

Поэтому щиты предпочитают применять так, чтобы они не создавали песчаных скоплений, а наоборот помогали ветру раздувать эти скопления. С этой целью щиты или камышовые маты укладывают на бархан (рис. 51). При таком положении щитов нижняя часть барханов оказывается защищенной от развеивания, а верхняя часть подвергается воздействию ветра и сдувается в нижнюю часть подветренного склона. Щиты можно устанавливать в песок на некотором расстоянии друг от друга (рис. 52). В этом случае их делают высотой 25 - 30 см и зарывают в песок на глубину 15 - 20 см или полностью до верхней грани. Такие защиты называют полускрытыми или скрытыми. В том месте, где размещены полускрытые или скрытые защиты, поверхность бархана не раздувается.

Рис. 51

Рис. 52

Размещая и переставляя щиты соответствующим образом, можно управлять движением песков: замедлять его, выравнивать барханный рельеф, перемещать барханы в нужном направлении и т. д. (рис. 53).

Рис. 53

Наиболее эффективный способ закрепления песков - посадка растительности. Существуют кустарники и деревья, которые могут расти на песках; их называют псаммофитами. К ним относятся: саксаул, черкез, кандым, песчаная акация и другие породы, встречающиеся в пустынях. Эти неприхотливые, выносливые растения способны жить при самом незначительном количестве влаги. Они имеют длинные, сильно разветвленные корни, распространяющиеся во все стороны от растения на небольшой глубине. Псаммофиты могут расти на засоленных почвах и не боятся перегрева в жаркие дни. Замечательная особенность этих растений - приспособленность к жизни в песках. Если ветер начинает выдувать песок, оголяя корни, то на них образуется поросль; если же ветер приносит песок и засыпает стебель, то у растения образуются придаточные корни. Благодаря этим особенностям псаммофиты не только хорошо приживаются на песках, но и закрепляют их, препятствуя передвижению.

Приспосабливаясь к жизни в пустынях, псаммофиты и сами помогают созданию в песках растительных условий. Углекислый кальций и другие соли, имеющиеся в песке, претерпевают превращения под влиянием растительности.

Опавшие листья и другие растительные остатки, разлагаясь, вызывают распад одних минералов и образование других, необходимых для жизни растений.

Помимо кустарников и деревьев, для закрепления песков используют многолетние и однолетние травы: колосняк, житняк, аристиды, кумарчики и др. Все они имеют развитую корневую систему, некоторые из них - высокие стебли. Например, стебли колосняка иногда достигают высоты 1,5 м, а колосья имеют размер до 40 см.

Закрепление песков растительностью на широкой полосе прилегающей к дороге местности - надежный способ, позволяющий надолго избавиться от песчаных заносов. Однако, чтобы вырастить деревья и кустарники, требуется несколько лет, в течение которых дорога может подвергнуться сильным песчаным заносам. Поэтому для закрепления песков применяют также битумные материалы и химические вещества, которые, обволакивая песчаные частицы, связывают их между собой. Эти вещества в смеси с песком образуют защитную корку, препятствующую развеивающему действию ветра. Такую корку нужно периодически восстанавливать, так как она постепенно разрушается. Чаще всего битумные материалы применяют для временного закрепления песков, пока не вырастут пескоукрепляющие растения.

Применяя все способы защиты от песчаных заносов, а при необходимости удаляя машинами отлагающийся песок, дорожники успешно поддерживают бесперебойное движение автомобилей по дорогам в районах подвижных песков.