Меню
Головна
Авторизація/Реєстрація
 
Головна arrow Екологія arrow Геоекологічні наслідки просадочно-суфозійними процесів

Геоекологічні наслідки просадочно-суфозійними процесів


Геоекологічні наслідки просадочно-суфозійними процесів

Осідання відносяться до групи природних і техногенних геологічних процесів, не представляють безпосередньої загрози для життя людини і не призводять до руйнування абиотической складової екосистем, але викликають її зміна [1]. Вони негативно впливають на умови життєдіяльності людини через деформації і ускладнення експлуатації інженерних споруд, зниження якості ресурсу геологічного середовища. Ці процеси тривалої дії, з тривалим періодом підготовки; вони не призводять до кардинальної зміни ресурсу геологічного простору, але впливають на якість цього ресурсу, в основному локальне. Тому вони не можуть обумовити появу зони екологічного лиха, а формують зони ризику або кризи.

До просадочным ґрунтам у відповідності з СП 11 105-97 відносяться пилувато-глинисті різновиди дисперсних осадових мінеральних ґрунтів, дають при замочуванні при сталому зовнішньому навантаженні і навантаження від власної ваги грунту додаткові деформації - осідання, що відбуваються в результаті ущільнення ґрунту внаслідок зміни його структури [2].

На території Краснодарського краю ці процеси розвинені дуже широко і приурочені до лесовидним порід, поширеним на рівнинній частині. Найбільша просадочность характерна для лесів, покривають плоскі вододіли, їх схили, поверхню високих терас; в заплавах і нижніх частинах схилів осідання практично відсутні.

Осідання розділяються на природні, що відбуваються при природному зволоженні; і техногенні, що виникають внаслідок господарської діяльності людини і пов'язані з витоками з водонесучих комунікацій; інтенсивним поливом парків, садів, городів; будівництвом водосховищ, зрошувальних систем; порушеннями режиму випаровування і міграцією вологи під екрануючими покриттями. Перераховані причини можуть діяти як самостійно, так і в різних поєднаннях. Замочування може мати локальний і брутальний характер, різну тривалість. Короткочасне локальне замочування поширюється лише на верхню частину просадочной товщі, а тривале площадное - на всю просадочную товщу.

Форма просадних утворень часто залежить від особливостей джерела замочування. З В. П. Ананьєву (2005), площадное замочування (скупчення дощових і талих вод, підйом рівня ґрунтових вод) викликає осідання на значних площах з формуванням блюдцеобразных плоских понижень, западин і улоговин. З точковими джерелами замочування, наприклад, прорив комунікацій, зв'язуються локальні зниження земної поверхні, з лінійними (інфільтрація вод через траншеї, канали) - поздовжні деформації [3].

У нормативних документах виділяють два типу ґрунтових умов за просіданням: перший тип - коли осідання грунту від власної ваги практично відсутні, або не перевищують 5 см; другий тип - коли просідання від власної ваги порід становлять 5 і більш див.

Лесовидні породи з I типом просідання зустрічаються майже повсюдно на Прикубанской рівнині. Виключно складають дельта р. Кубані та інших великих річок та їх приток переважно глинисті відклади, які не просадочны. Просадочность II типу найбільш інтенсивно проявляється в районі р. Усть-Лабінська, ст-біття Новопокровської і в деяких інших районах Прикубанской рівнини.

Аналіз даних про форми мікрорельєфу Прикубанской низовини дозволяє вважати, що утворення замкнутих форм («степових блюдець», падей) I типу, поширених, в основному, в районі Єйського півострова, пов'язано, ймовірно, з залишковими формами діяльності водних потоків і реліктами озер і лиманів. Утворення замкнутих понижень II типу має, мабуть, змішаний генезис, однак основними факторами є просадочно-суффозионные процеси. Утворення замкнутих понижень III типу слід пов'язувати з просадочно-суффозионными і суффозионно-просадними процесами в залежності від конкретних геологічних умов тієї чи іншої ділянки.

На рівнинній території складеної лесовидними породами, зберігається тенденція розширення старих і утворення нових депресій, особливо на зрошуваних територіях. Днища цих понижень є вкрай несприятливими для сільськогосподарського освоєння, а деякі з них повністю виведені з сівозміни.

Як показує практика, існує два аспекти, які необхідно враховувати при оцінці екологічних наслідків прояву просадних процесів - наслідки для людини і врахування функціональної організації території. Антропоцентрический підхід особливо важливий для урбанізованих територій, де техногенез сприяє цьому процесу. Однак слід зазначити, що людина сприяє, як активізувати, так і мінімізувати або запобігати осідання.

На сільськогосподарських та рекреаційних територіях ступінь екологічних наслідків залежить від природної основи цих екосистем - в першу чергу від потужності просадочной товщі. Особливості оцінки екологічних наслідків прояву осідань на сільгоспугіддях пов'язаний і зі специфікою їх землеробського використання.

По мірі того, як грунт втрачає водопроникність в центральній частині блюдця, той же обсяг місцевого стоку викликає затоплення все більшої і більшої площі. Зазнаючи під впливом затоплення такого роду зміни, грунту степових знижень набувають різкі відмінні риси від ґрунтів основною різниці, представленої чорноземами. На відміну від них у ґрунтах знижень спостерігається слабка диференціація ґрунтового профілю на горизонти, велика выщелоченность і щільність підорних горизонтів. екологічний просадочный мікрорельєф грунтовий

Найбільші ускладнення, що виникають у зв'язку з введенням зрошувальних систем в експлуатацію, приурочені до областей поширення лесових порід. Як відомо, ці породи, досить міцні в природному стані, мають здатність деформуватися при зволоженні під впливом власної ваги. Просадки виникають через кілька днів після першого пропуску води і тривають протягом ряду років. Розвиток просадного процесу на зрошувальних системах проявляється насамперед в осіданні дна каналів і у вигляді тріщин уздовж останніх.

Специфіка оцінки екологічних наслідків прояву осідань у містах визначається високою щільністю населення і зосередженням інженерних споруд. Серед несприятливих геологічних процесів найбільший дискомфорт для населення пов'язаний з підтопленням міст, що безпосередньо пов'язано з додатковим зволоженням лесовидних суглинків і веде до активізації їх просадних властивостей.

будівництва на просадних грунтах має свої труднощі і здійснюється за спеціальним вимогам будівельних норм і правил. При зведенні об'єктів використовуються різні прийоми будівництва: прорізання фундаментами будівель шару просадного грунту; водозахист підстав від проникнення в них атмосферних і технічних вод; меліоративні заходи та ін Вибір того чи іншого прийому будівництва залежить від геологічної будови і гідрогеологічної обстановки будівельного майданчика, типу і виду грунтів підстав, характеру засолення, конструкції об'єкта і технічних можливостей будівельної організації.

Характерною особливістю осідання є сезонність їх прояви, і, як наслідок, сезонність деформацій будівель і споруд. Фундаменти будівель зазвичай розташовані в зоні сезонного промерзання. Навесні, внаслідок танення снігу та випадання атмосферних опадів при слабкій інтенсивності випаровування лесові породи дають осідання. Вплив періодичного зволоження на параметри осідання дуже складно. Грунт зазнає глибокі структурні та микроминералогические зміни. Ці зміни зводяться не тільки до порушення структурних зв'язків, але і зміни фізико-механічних властивостей ґрунтів. Просадні тріщини, їх форма і розміри добре фіксуються при візуальних обстежень.

Поряд з зміною інженерно-геологічних властивостей перезволожених лесових ґрунтів змінюються і їх сейсмічні характеристики. Швидкості поширення хвиль зменшуються, амплітуда коливань зростає, що викликає приріст сейсмічної інтенсивності на 1-2 бали, а враховуючи і інші фактори, наприклад, незбалансованість техногенного навантаження на блоки літосфери на території р. Краснодара, до 3 балів. Таким чином, при повторенні Кубанського землетрусу 1926 р. - найбільш великого 7-бального землетрусу - руйнуючий ефект від нього може досягти 9-10 балів.

В даний час під впливом техногенезу відбулося підвищення інтенсивності інфільтрації води у грунт і його вологості. Коефіцієнти фільтрації лесових суглинків 1-2 м/добу, тому осідання поширені повсюдно на терасах р. Кубань. Так на території р. Краснодара на третій надзаплавній терасі вони займають близько 70%, на другий - близько 60% [4].

Основними факторами просідання є мінералогічний і гранулометричний склад породи, її фізико-механічні властивості, хімічний склад і концентрація впливає на породу водного розчину. Процесу осідання схильні практично всі лесові породи, проте, за величиною об'ємних деформацій лесовидні суглинки значно поступаються типові просідаючі грунти. Мінералогічний склад делювиально-еолових грунтів Краснодара порівняно стабільний (табл. 1). Основними породоутворюючими мінералами піщаної і пылеватой фракції грунтів є кварц і польовий шпат. Глиниста фракція суглинків характеризується досить постійним гидрослюдисто-монтморилонитовым складом.

Таблиця 1

Мінералогічний склад лесових ґрунтів [4]

Мінералогічний

складу (в %)

Вторая

надпойменная

терраса

Третья

надпойменная

терраса

кварц

до 59

35-65

польовий шпат

до 12

до 12

кальцит

до 6

-

амфібол, гидромусковит, лимоніт, магнетит

1

0,1

глауконіт, одиничні зерна граната, эпидота, рутилу

незначно

-

гіпохлорит

-

незначно

глинистих мінералів

до 30

до 30

В результаті проведених досліджень було виявлено:

- просадочный процес, що відбувається при замочуванні лесових ґрунтів, призводить до деформації, величина якої менше величини потенційної просідання, тобто просадочный потенціал реалізується не повністю. Нереалізована деформації може розвиватися в результаті різних зовнішніх впливів, зокрема, за рахунок техногенних;

- аналіз впливу вібраційних впливів, статичного тиску на розвиток послепросадочной деформації; її величина залежить від частоти і тривалості коливань, особливо при досягненні критичного рівня енергії, переданої грунту. При подальшому збільшенні частоти величина послепросадочной деформації зростає. Крім того, послепросадочные деформації в лесових ґрунтах можуть розвиватися при тривалому замочуванні.

Величезні території зайняті лессовыми масивами інтенсивно освоюються в процесі діяльності людини, і це змушує шукати способи боротьби з такими явищами, як просадки, суфозія та інші небезпечні процеси. Для зменшення цих процесів необхідні профілактичні заходи, які ліквідують або значно знижують надходження води в лесові ґрунти.

Дана проблема є найбільш актуальною для території Краснодарського краю, що пояснюється сумація багатьох природних і техногенних факторів, одним з яких є інтенсивне надходження води в лесові породи з водонесучих комунікацій. Аналіз технічного стану водогінних комунікацій показав, що 76,9 % водопровідної та 65,5 % каналізаційної мережі по краю експлуатується понад 20 років, а в Єйському, Приморсько-Ахтарском, Тбіліському, Брюховецького, Єйськом, Кавказькому, Калінінському, Канівському, Крыловском, Новокубанському, Новопокровском, Відрадненському, Павлівському, Староминском і Тбіліському районах ці показники набагато більше (рис. 1).

У зв'язку зі значним зносом мереж існує ймовірність виникнення надзвичайних ситуацій, пов'язаних з поривами трубопроводів, що призведе до додаткового зволоження грунту, активізації суффозионно-просадних явищ.

Наявність деформацій будівель, зазначених при польових обстеженнях. Пояснюється різними причинами, наприклад, сейсмічними коливаннями, сезонними промерзаниями, антропогенним впливом та іншими. Однак у багатьох випадках головною причиною розвитку деформацій є просадні явища в лесовидних суглинках.

В даний час суффозионно-просадочні процеси ускладнили інженерно-геологічні умови на окремих територіях Краснодарського краю.

Проблема вивчення цих процесів в даний час вирішується на базі вдосконалення теорії та методики типізації геологічного середовища (включаючи просадні горизонти) з урахуванням наслідків інженерно-господарської діяльності та режимних інженерно-геологічних спостережень на стаціонарних ділянках розвитку просадних процесів.

Організація планомірних режимних досліджень усадочних процесів у краї не здійснюється; спостереження за їх проявом проводяться в рамках моніторингу екзогенних геологічних процесів, які проводяться науково-дослідними організаціями краю, зокрема ГУП «Кубаньгеология». На думку авторів, це обумовлено тим, що осідання не відносяться до категорії небезпечних геологічних процесів і не можуть мати катастрофічні наслідки. Однак з урахуванням того, що вони багато в чому ускладнюють інженерно-геологічні умови, що негативно впливають на комфортність проживання населення, їх слід віднести до факторів, що значно знижує геоекологічний потенціал території. Тому слід організувати стаціонарні режимні спостереження за їх проявом, основними завданнями яких повинні бути вивчення і дослідження:

сучасних проявів просадних процесів і явищ шляхом візуальних та інструментальних досліджень території, а також технічного стану будівель та споруд;

- вивчення уровненного, хімічного і температурного режиму підземних вод;

- відносного просідання поверхні землі на небезпечних і потенційно небезпечних ділянки прояви процесу на основі геодезичних вимірювань.

Однією з основних складових режимних спостережень цього процесу мають стати режимні спостереження за технічним станом підземних водонесучих комунікацій.

На підставі фактичного матеріалу комплексних режимних спостережень повинна бути створена електронна база даних просадних проявів. Режимні дослідження дозволять уточнювати припущення про початок можливої активізації даного процесу. Вся інформація, отримана в результаті проведення комплексних спостережень необхідна для складання регіональних і локальних прогнозів розвитку просадних процесів.

Таким чином, вивчення особливостей геодинаміки, характерною для кожної конкретної території, необхідні при геоекологічної оцінки. Так як саме ці процеси є реакцією у відповідь природи на її перетворення людиною.

Список літератури

1. Трофімов В. Т. Екологічна геодинаміка. М., 2008. 473 с.

2. СП 11-105-97. Інженерно-геологічні вишукування для будівництва. Частина III Правила провадження робіт у районах поширення специфічних ґрунтів.

3. Ананьєв В. П., Потапов А. Д. Інженерна геологія. М., 2005. 575 с.

4. Антошкіна Е. В. Еколого-геоморфологічна оцінка міста Краснодара. Краснодар, 2009. 186 с.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті, виділіть слово та натисніть Shift + Enter
 
Предмети
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік і аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, хімія, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психологія
Релігієзнавство
Соціологія
Статистика
Страхове дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Етика і естетика
Інше