Місто та його структура

курсовая работа

3.2 Небезпечні геологічні процеси на території міських ландшафтів

Землетруси - короткочасні коливання земної кори, повязані зі стрибкоподібним вивільненням енергії в деякому просторі усередині Землі. При сильних землетрусах у їх вогнищі - гіпоцентрі - виділяється енергія до 1018 Дж. На поверхні Землі, особливо в області епіцентру, який знаходиться над гіпоцентром, виникають тріщини довжиною до декількох кілометрів, шириною до декількох метрів і глибиною до 10 м, провали, які поглинають будівлі і людей. Землетруси часто стимулюють розвиток зсувів, обвалів, повеней, цунамі.

Найбільш активно і з великою частотою землетруси виявляються в областях розвитку молодої (альпійської) складчастості й опускань земної кори. В Україні сейсмічно небезпечними зонами є Карпати і Крим.

Інтенсивність землетрусів визначається по 12-бальній шкалі Ріхтера, яка враховує характер та зовнішній ефект землетрусів: максимальне прискорення деформації ґрунту, степінь пошкодження та руйнування будівель, реакцію людей та тварин [5].

Інтенсивність землетрусів залежить від властивостей гірських порід, в яких поширюються сейсмічні хвилі, глибини залягання підземних вод, тектонічних порушень і глибини гіпоцентру землетрусу. У пухких породах, особливо обводнених, інтенсивність землетрусу зростає. Підвищенню сейсмічності території сприяє високий рівень стояння підземних вод, наявність різко обкреслених форм рельєфу - крутих схилів, пагорбів, ярів.

При виверженні вулкана викидається величезна кількість попелу, що розсіюється в повітрі, а найбільш легкі частки залишаються у верхніх шарах атмосфери роками.

Досить розповсюдженим явищем у нафтогазоносних районах є грязьовий вулканізм. Грязевулканічні будови можуть мати діаметр від сотні метрів до декількох кілометрів, але не завжди досить чітко виражені в рельєфі. В Україні грязьові вулкани локалізуються в Криму на Керченському півострові, у тому числі три з них розташовані на території м. Керчі. Грязьові вулкани починають діяти, коли пластовий тиск в глинистих породах, до яких вони звичайно присвячені, перевищує гідростатичний. Тоді гази, до складу яких входить метан, оксид вуглецю, азот, сірководень, аргон, викидають із глибини води, уламки порід, перетертий глинистий матеріал.

Одним з найбільш розповсюджених небезпечних процесів на території міських агломерацій є зсуви. Зсув - ковзний зсув мас порід вздовж природного схилу або штучного укосу під впливом сили ваги [2].

Тіло зсуву являє собою сповзаючу по схилу масу породи, обмежену знизу поверхнею ковзання. Поверхня тіла зсуву звичайно нерівна, з локальними зниженнями й одним або декількома терасовидними уступами. У місці відриву тіла зсуву утвориться негативна форма рельєфу, яку називають цирком зсуву. У нижній частині тіла зсуву спостерігається підвищення, яке називається валом випору.

За формою, обємом, типом, швидкістю руху й інших ознак зсуви дуже різноманітні. Обєм зсувів може змінюватися від десятків до сотень тисяч кубічних метрів, швидкість руху - від міліметрів у тиждень до десятків кілометрів на годину. Крім діючих зсувів, виділяють завмерлі, рух яких протягом тривалого часу геодезичними методами не фіксується.

Причиною сходження зсуву є порушення рівноваги схилу. Фактори, які викликають утворення зсуву, можна розділити на природні й антропогенні.

До природних факторів відносять: ослаблення міцності порід, які складають схил, внаслідок перезволоження атмосферними опадами і вивітрювання, збільшення крутості схилу внаслідок підмиву його водою, сейсмічні поштовхи [2].

До антропогенних факторів відносять: перезволоження порід за рахунок витоків, підтоплення або поливу території, підрізування схилів при прокладці доріг, трубопроводів або розробці карєрів, додаткове навантаження на схил внаслідок його забудови, вібраційний вплив транспортних засобів або вибухів.

Зсуви часто є постачальниками матеріалу для грязьових потоків - селів. Селі - водні потоки, насичені твердим матеріалом. Формуються найчастіше під час зливових опадів і сніготанення в горбкуватих або гірських районах при наявності великої кількості пухкого, вивітреного матеріалу. Селі мають значні швидкості руху і великою руйнівною силою. Область живлення селя являє собою звичайно верхню частину водозбірного басейну, яка має круті схили. Утворення селів часто провокується наявністю техногенних відкладень. У Києві в 1961 р. при будівництві трамвайно-тролейбусного депо в районі Жіночого Яру здійснювалося планування території методом гідронамиву піску зі зведенням серії дамб. Перенасичені водою ґрунти дамби перетворилися в селевий потік, який обрушився на житловий район міста - Куренівку, де переважали одноповерхові будинки.

На території міст України широко поширене таке явище, як підтоплення. До підтоплених міських територій відносять такі, на яких рівень ґрунтових вод розташований вище 2,5 м від відмітки рівня землі. На території зелених насаджень відповідно до санітарних норм допускається підвищення рівня ґрунтових вод до 1 м від поверхні.

Підтоплення в силу великої розмаїтості природних умов і складу порід, які складають територію міської агломерації, відбувається по-різному. В одних випадках може відбуватися підвищення рівня ґрунтових вод, в інших - формування техногенної верховодки або техногенного водоносного горизонту. Поряд зі зміною рівня ґрунтових вод відбувається зміна їх складу. Внаслідок обводнювання знижується несуча здатність порід основи споруд, руйнуються матеріали підземних комунікацій і конструкцій, забруднюються в результаті витоків з каналізації ґрунтові води [5].

Основними причинами розвитку підтоплення в містах України є:

- зміна умов поверхневого стоку, зокрема створення водоймищ;

- засипання природних дренажів -- ярів, балок, стариць;

- недостатній розвиток мережі зливової каналізації і її поганий стан;

- розвиток мереж водопостачання без відповідного будівництва системи водовідведення;

- витоку з мереж водопроводу і каналізації й аварії на них;

- баражний вплив дорожніх насипів, пальових полів, колекторів великого діаметра і тунелів метрополітену.

Затоплення, тобто утворення вільної поверхні води над земною поверхнею, є одним з найбільш розповсюджених природних процесів, повязаних з виходом рік з берегів. Воно причиняє великі матеріальні збитки і супроводжується людськими жертвами

Затоплення на урбанізованих територіях характеризується рівнем підйому води і частотою повторюваності. Ці характеристики знаходяться в прямій залежності від площі з водонепроникним покриттям (забудова, асфальт і т.п.) і від обсягу зливового стоку.

Ерозія ґрунтів на території міст розвивається під впливом зосередженого поверхневого стоку, а іноді в результаті витоків з водоносних комунікацій. Найбільш інтенсивно ерозія ґрунтів відбувається при будівельних роботах внаслідок розпушення і виїмки ґрунтів. Інтенсивність ерозії в період будівництва в 10 разів вища, ніж на землях сільськогосподарського використання. Вміст зважених часток у водних потоках на території будівництва підвищується в десятки разів [14].

Річкова ерозія є результатом впливу водного потоку на русло і полягає в розмиві, транспортуванні й акумуляції наносів. Ерозійна робота ріки залежить від витрати і швидкості потоку, петрографічного складу порід, у яких ріка прокладає русло. Найбільша інтенсивність ерозії спостерігається при великих витратах ріки і малої стійкості до розмиву порід, у яких сформоване русло. В результаті ерозії виникає загроза спорудам, розташованим на берегах, що підмиваються. Відкладення наносів у ріці приводить до її обміління, утруднює судноплавство, підсилює загрозу підтоплення прилеглих територій. Зарегулювання річкового стоку в межах міських територій дозволяє знизити негативний вплив цих процесів.

Карстоутворенням називають складний геологічний процес, основним компонентом якого є вилужування розчинних гірських порід підземними і поверхневими водами з утворенням великих порожнеч у породах (лійок, печер і т.д.), винос дисперсних часток із відкладів, а також осіданням і обваленням покрівлі. Тому частіше говорять про комплекс карстово-суфозійних процесів. За формою прояву розрізняють поверхневий (відкритий) карст, характерним прикладом якого служить Кримська Яйла, і підземний (прихований) карст. Підземний карст утвориться у випадку, якщо карстоутворюючі породи перекриті товщею нерозчинних, але водопроникних порід. Карст може розвиватися в карбонатних породах (вапняках, доломітах, крейдо-мергельних товщах), сульфатолітах (гіпсах, ангідритах), галолітах (камяних, калійних солях). На інтенсивність формування карсту впливає ступінь тріщинуватості порід, глибина залягання підземних вод, яка визначає швидкість фільтрації і водообміну, а також гідрохімічний склад вод. Природними факторами, які сприяють карстоутворенню, є пересічений рельєф, наявність потужного підземного стоку, високі швидкості фільтрації, присутність у воді вільної вуглекислоти, тріщинуватість порід. На активізацію карстоутворення можуть вплинути техногенні фактори, які сприяють обводнюванню покривних відкладень, зниженню рівня тріщинно-карстових вод, різкому коливанню рівня підземних вод, наприклад, при відкачці підземних вод або при скиданні стічних вод і відходів у карстові порожнечі, а також зміна гідрохімічного складу підземних вод [14].

На територіях міських агломерацій розвитку карсту сприяє формування значних за розмірами депресійних лійок в районах водозаборів, а також у районах розробок корисних копалин, де спостерігаються осідання і провали поверхні. Антропогенна активізація сульфатного карсту створює загрозу забудові південно-західної частини Львова, яка складає до 30% території міста.

Просідання поверхні характерні для зон залягання лесових порід. На сучасному етапі розвитку міст України різко збільшилася площа забудови на лесових підставах. Здатність цих відкладень до просідання при замочуванні обумовлює специфіку будівництва на цих ділянках. У Дніпропетровській і Запорізькій областях майже 80% господарських обєктів побудовано на просадних лесових ґрунтах, з них більш ніж у 10 тисячах виявлені істотні деформації.

Для міст, розташованих на берегах морів, водоймищ, озер, серйозну проблему являє переробка берегів і руйнування споруд у прибережній смузі. Обвалення берегів відбувається в результаті хвильового впливу. Вітрові хвилі зявляються внаслідок сил тертя між повітряним потоком і поверхнею води [2].

Приливні хвилі мають невелику енергію розмиву, але висота припливу досягає в деяких місцях 10 м і більше і може являти значну загрозу для споруд.

Абразія - процес руйнування гірських порід хвилями і течіями в береговій зоні моря, озера або водоймища. В результаті виносу абразійного матеріалу утворюються високі і круті абразійні береги. Інтенсивність абразії обумовлена контуром берегової лінії, петрографічним складом порід, які складають берег, умовою їх залягання, руйнівною силою хвилі, кутом нахилу шельфу. В деяких місцях серйозну роль в абразійних процесах відіграє антропогенний фактор.

Береги, складені вапняками, конгломератами, є відносно стійкими до абразії, особливо при падінні шарів вбік моря.

Берегові глинисті відкладення не тільки розмиваються, але і сповзають униз при перезволоженні. Сполучення абразії й зсувоутворення характерно для району Одеси. Абразійні форми рельєфу розвиваються також на незакріплених ділянках узбережжя Дніпровського каскаду водоймищ. На пологих берегах у міру наближення до надводної частини берега хвиля деформується, розпластується, в результаті чого втрачає енергію, а сила удару зменшується. Відкат хвилі відбувається повільно, маса води гальмує наступну хвилю. Будівництво в смузі пляжу або зрізання частини його при будівельних роботах може привести до порушення динамічної рівноваги „море - берег”, збільшенню розмиву берега в одних місцях і нагромадженню наносів в інших.

Делись добром ;)