Причины и факторы возникновения
Основные понятия и термины
Карст - геологическое явление (процесс), связанное с повышенной растворимостью горных пород (преимущественно карбонатных, сульфатных, галогенных) в условиях активной циркуляции подземных вод, выраженное процессами химического и механического преобразований пород с образованием подземных полостей, поверхностных воронок, провалов, оседаний (карстовых деформаций). ГОСТ Р 22.1.06–99.
Карстующиеся породы - горные породы, растворимые природными поверхностными и подземными водами: известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, каменные и калийные соли.
Карстовые явления связаны с карбонатными (известняк, доломит, мел, мрамор и пр.) и некарбонатными (гипс, ангидрит, каменная соль) породами. В пределах материков обнажённые и погребённые карстующиеся карбонатные породы занимают до 40, гипсы и ангидриты около 7, каменная соль до 4 млн. км2.
Карстовые формы рельефа - формы рельефа, образованные деятельностью подземных вод на участках суши, поверхность которых сложена растворимыми горными породами: известняками, гипсом, каменной солью и др.
Геологические процессы - изменение состояния компонентов геологической среды во времени и в пространстве под воздействием природных факторов.
Карры - небольшие остроконечные гребешки, разделяющие неглубокие крутосклонные впадины от нескольких сантиметров до 2 м. Образуются растворяющим действием воды атмосферных осадков . Карры располагаются вдоль ветвящихся бороздок или небольших трещин на поверхности обнажающихся известняков, реже других карстующихся горных пород.
|
|
|
Останцы - изолированные массивы, уцелевшие от разрушения более высокой горной страны под воздействием экзогенных факторов.
Полья - замкнутые котловины, свойственные карстовым областям. Имеют крутые, часто отвесные стенки и более или менее ровное дно, по которому протекают реки, ручьи или периодические водотоки, исчезающие в понорах.
Поноры - округлые отверстия (трещины) на поверхности карстующихся горных пород, по которым уходят вглубь дождевые, талые снеговые, проточные воды. Поноры обычны на дне карстовых воронок, карстовых промоин или в руслах исчезающих рек.
Статистика
В 2010 году не произошло ни одного опасного геологического явления, в том числе и карстового, приведшего к возникновению ЧС.
Общие показатели чрезвычайных ситуаций за 2010 год.На территории Российской Федерации произошло 360 чрезвычайных ситуаций (ЧС), в том числе локальных – 208, муниципальных – 98, межмуниципальных – 31, региональных – 20, межрегиональных – 1, федеральных – 2. В результате ЧС погибло 683 чел., пострадало 2 908 человек.
|
|
|
Наибольшее количество ЧС произошло в Южном (65) и Сибирском (61) федеральных округах.
Показатели по видам чрезвычайных ситуаций. В отчетном году произошло 178 ЧС техногенного характера, в результате которых погибло 537 чел., пострадало 982 чел.; 118 ЧС природного характера – погибло 37 чел., пострадало 1 298 чел.; 43 биолого-социальных ЧС, в которых погиб 1 чел. и пострадало 50 человек.
В 21 террористическом акте погибло 108 чел., пострадало 578 человек.
Всего в террористических актах и при ЧС в 2010 году погибло 683 и пострадало 2 908 человек, что на 13,07% меньше погибших и на 3,7% меньше пострадавших чем в 2009 году.
Классификация
Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, полости, ходы) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными формами — неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы, естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры.
По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.
|
|
|
Если растворимые породы находятся только на поверхности, образуется так называемый голый карст — комплекс поверхностных форм рельефа, характеризующийся узкими протяжёнными ложбинами, бороздами — каррами, воронками, котловинами. Когда растворимые породы перекрыты сверху нерастворимыми или более устойчивыми к растворению слоями, то процесс растворения происходит под землёй. Это явление называют закрытым карстом. Среди подземных карстовых форм можно выделить карстовые колодцы и шахты, пропасти, пещеры.
Карстовые колодцы и шахты - это вертикальные или круто наклонные полости, различающиеся между собой по глубине; к шахтам относятся полости глубже 20 метров, достигающие нескольких десятков, а то и сотен метров. Полости колодцев и шахт могут быть провальными (гравитационными); гравитационно-коррозионными, образованными путем выщелачивания водой карстующейся породы по трещинам и частичных обрушений.
|
|
|
Карстовые пропасти представляют собой комбинации естественных шахт с горизонтальными и наклонными пещерными ходами. К ним относятся, в частности, глубочайшие карстовые полости мира, достигающие глубины 1000 метров и более.
Существуют также формы, внешне очень похожие на карст. Они называются псевдокарстовыми формами. Одной из разновидностей псевдокарста является термокарст. Термокарст связан с таянием погребенного льда или протаиванием мерзлых пород в областях распространения вечной мерзлоты.
Другой разновидностью является глинистый карст. Это глубокие подземные ходы и провалы, очень напоминающие настоящий карст, возникающие в сильно карбонатных суглинках и глинах при условии хорошо развитой трещиноватости.
Причины и факторы возникновения
Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, провалы, воронки, слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые пещеры, подземные карстовые каналы.
Для развития карстового процесса необходимы следующие условия:
а) наличие ровной или слабо наклонной поверхности, чтобы вода могла застаиваться и просачиваться внутрь по трещинам;
б) толща карстующихся пород должна иметь значительную мощность;
в) уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было достаточное пространство для вертикального движения подземных вод;
г) минерализация воды на входе в грунт, должна быть меньше растворимости породы.
Основные условия объективизируются конкретными факторами природной среды. Однако, из всего многообразия факторов, представляющих то или иное условие, необходимо выделить ведущие или определяющие факторы.
Факторы, отражающие одно из условий развития карста, - наличие растворимых пород, - объединяются в геологической базе данных, в которую входит:
· Распространение карстующихся пород по площади и в разрезе.
· Мощность карстующихся пород.
От мощности зависит развитие глубинного карста;
· Дислоцированность и неотектонический режим карстовых массивов, которые определяют, при достаточной мощности известняков, размеры карстовых пещерных и гидрогеологических систем;
· Литологические особенности карстующихся и некарстующихся пород развитых в регионе;
· Химический состав горных пород.
От чистоты известняков зависит степень их карстуемости, а от наличия некарстующихся пород, возможность поступления концентрированного поверхностного стока из области их развития.
Ещё одно условие - наличие водопроницаемости карстующихся пород представлено геолого-структурной и тектонической базой данных. Сюда входят следующие факторы:
1. Условия залегания пород.
При достаточных углах падения пород межпластовые трещины становятся водопоглощающими;
2. Тектоническая трещиноватость.
3. Литогенетическая трещиноватость и трещины коры выветривания.
4. Тектонические разрывы различного ранга.
5. Типы карстовых коллекторов: поровый, трещинно-карстовый, карстовый и др.
Очередное условие, - наличие движущихся агрессивных вод, объединяются в гидролого-гидрогеологическую базу данных:
1. Инфильтрационные воды.
2. Инфлюационные воды.
3. Конденсация в карстовых и трещинно-карстовых коллекторах.
4. Гидрологические данные, характеризующие поверхностный и подземный сток - слой стока, норма стока, коэффициент стока, модуль стока, водный баланс и др.
5. Структурные условия карстовых массивов.
6. Геоструктурная позиция закарстованных территорий определяет формирование гидрогеологических бассейнов и массивов карстовых вод, их границы, поверхностные и подземные водосборы, гидрогеологическую зональность и скорости фильтрации карстовых вод.
7. Режим карстовых вод.
8. Разгрузка карстовых вод: переток в соседние водоносные системы, карстовые источники, субмаринная и русловая разгрузка.
9. Минерализация карстовых вод.
10. Химический состав и карбонатная емкость для известнякового карста.
11. pH и минерализация воды.
12. Наличие примесей, изменяющих растворяющую способность вод и др.
Карстовый процесс начинается с проникновения воды в трещину, постепенного растворения породы и образования подземной полости, а также небольших воронок над трещинами и полостями. В середине такой воронки есть отверстие — понор, через которое вода просачивается вниз. Разрастаясь, воронки сливаются, и возникают котловины. Рыхлые породы под полостями проседают и со временем обрушиваются. Теперь полости выглядят как провалы, которые, сливаясь, создают замкнутые бессточные котловины — полья. Обрамляют котловины останцы некогда сплошного карбонатного массива.
Поражающие факторы
Вследствие карстовых процессов и явлений уменьшается устойчивость геологической среды, что приводит к катастрофическим последствиям (просадки, провалы, деформации сооружений).
Повышенная опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, вызванных активизацией карстовых процессов, характерна для урбанизированных территорий, испытывающих техногенное подтопление.
Наличие большой площади поверхностных карстовых пород делают потенциально опасными как транспортные магистрали, так и объекты воздушного транспорта в связи с возможными провалами и смещениями поверхности.
Карст осложняет промышленное, жилищное и транспортное строительство, сооружение ГЭС, водохранилищ и др. В РФ карстовые процессы широко развиты в Архангельской, Ленинградской, Московской, Тульской, Курской, Нижегородской, Воронежской областях, республиках Башкортостан, Татарстан, Марий-Эл, Мордовия, Пермской, Самарской и Свердловской областях.
Особо остро это проявляется в Москве, где на естественные природные процессы наложились негативные результаты человеческой деятельности.
Большой процент износа московских городских коммуникаций приводит к постоянным утечкам воды. В результате этого происходит нарушение естественного стока подземных вод, в результате чего происходит ещё большее разрушение коммуникаций.
| Название ПФ | Вид проявления | Характер проявления |
| Динамический (обусловлен действием подземных вод). | Растворение и выщелачивание твёрдых пород. | Просадки, провалы в земной коре. Деформация зданий, сооружений. |
Меры предупреждения
В районах развития карста применяются различные способы противокарстовой мелиорации. К ним относятся: регулирование поверхностного и подземного стока; тампонирование карстовых пустот путём нагнетания цементного, глинистого и битумного растворов; специальные устройства и сооружения (фундаменты с учётом специфики территории, армирование, ограничение этажности и плотности застройки и др.); устройство противофильтрационных завес и др. Строительное и хозяйственное освоение закарстованных областей требует проведения комплексных инженерно-геологических изысканий с применением съёмки, разведки, геофизических, стационарных, лабораторных и других видов исследований. В практических целях карст используется путём каптажа карстовых источников, дренирующих галерей, колодцев; разработки месторождений, формирование которых связано с палеокарстом; приспособления карстовых пустот для подземных хранилищ; освоения карстовых пещер как объектов для туризма.
Как описано выше, карстовые процессы весьма характерны для Москвы, в особенности, в рамках строительства, поэтому перед началом любых строительных работ на территории Москвы необходимы тщательные инженерно-геологические изыскания, которые позволят дать полную оценку состояния грунта для будущей застройки.
Введение
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.
На рубеже 21 века человечество всё больше и больше ощущает на себе проблемы возникающие при проживании в высокоиндустриальном обществе. Опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Практически ежедневно в различных уголках нашей планеты возникают так называемые «Чрезвычайные Ситуации» (ЧС). Количество ЧС растет лавинообразно и за последние 20 лет возросло в 2 раза. А это значит растёт число жертв и материальный ущерб как в промышленности так и на транспорте, в быту, в армии и т.д.
В данной работе выделен такой природный процесс, как карст. Это достаточно распространённое геологическое явление, которое является весьма опасным. Хотя карстовые процессы, достигшие уровня ЧС большая редкость, угроза существует и не стоит её пренебрегать. Безопасность для человека всегда должна стоять на первом месте.
Приложения
Здесь приведён наглядный пример развития и результата карстового процесса.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 491; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!