В. П. Коротаев Начальник отдела

Инженерная геодинамика территории поселения и проявления неблагоприятных экзогенных процессов

жүктеу/скачать 1.93 Mb.

бет	3/13
Дата	21.07.2016
өлшемі	1.93 Mb.
	#213456

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Инженерная геодинамика территории поселения и проявления неблагоприятных экзогенных процессов

Краткая характеристика территории

Территория Полазненского городского поселения находится на границе Восточно-Европейской (Русской) платформы и Предуральского передового прогиба. В связи с этим обстоятельством отложения осадочного чехла, залегающие на западе практически горизонтально и достигающие мощности 3 км, постепенно приобретают заметное падение в восточном направлении и увеличивают свою мощность до 4 км.

На поверхности под слоем четвертичных глин и суглинков распространены отложения белебеевской свиты казанского яруса, и шешминской и соликамской свит уфимского яруса общей мощностью 470 м. Они представлены глинами с прослоями и линзами мергелей и известняков, аргиллитами, песчаниками, в том числе красноцветными, известняками, мергелями и доломитами. Ближе к речным долинам на дневную поверхность выходят отложения иренской свиты кунгурского яруса нижней Перми, состоящие из переслаивания доломитов, известняков, ангидритов и гипсов, мощностью до 180 м. Вниз по разрезу в основании кунгурского яруса и верхней Перми залегают известняки и доломиты филипповской свиты. Далее следуют преимущественно карбонатные толщи артинского, сакмарского и ассельского ярусов нижней Перми (известняки, доломиты, ангидриты, мергели и аргиллиты) суммарной мощностью до 380 м на западе и 460 м – на востоке.

Вся поверхность покрыта суглинками и глинами четвертичного возраста, часто содержащими обломки подстилающих, количество которых увеличивается по направлению к вершинам водоразделов, где залегают элювиальные и элювиально-делювиальные отложения, переходящие в делювиальные на пологих склонах. Мощность отложений – первые метры. В долинах рек развит террасовый комплекс, представленный гравийно-галечными отложениями мощностью до нескольких метров. Наибольшее количество террас (4) отмечается в долине р. Камы. В нижних частях долин всех рек имеются русловые и пойменные галечники, мощность их зависит от величины водотока. Пойменные и террасовые отложения перекрыты горизонтом делювиальных глин и суглинков мощностью от 0,3-0,5 до нескольких метров.

Территория собственно поселка Полазна сложена породами кунгурского яруса нижней Перми, уфимского яруса верхней Перми, неоген-четвертичными и четвертичными отложениями. Карстуются преимущественно гипсово-ангидритовые пачки иренского горизонта кунгурского яруса. Территория поселка характеризуется спорадической и неравномерной обводненностью соликамских и иренских отложений, что

обусловлено локальной нарушенностью водоупора (иренские гипсы и ангидриты) карстовыми процессами.

Антропогенная нагрузка на грунтовый массив непосредственно связана с типами градостроительной среды. Селитебная одноэтажная застройка занимает 27,9% площади; двухэтажная – 2,8%; трехэтажная – 0,4%; четырехэтажная – 0,05%, пятиэтажная – 1,47%. Территории, занятые под промышленные предприятия составляют 3,03%, под коммунально-складские и сельскохозяйственные здания – 0,45%, под гаражные кооперативы – 0,97%. На садоводческие товарищества приходится 5,85% площади, огороды – 2,54%, пашни – 1,04%. Остальная территория занята дорогами, Полазненским заливом и неосвоенными землями.

Пластика рельефа и основные морфолитосистемы территории

Рельеф территории может быть охарактеризован как грядово-холмистая возвышенная цокольная равнина. Привершинные поверхности восточной части территории поселения образуют закономерные приводораздельные (пригребневые) гряды, в западной части поверхность полого переходит на уровень высоких террас пра-Камы. Периферийные части основного водораздельного плато полого (реже – покато) открываются в разложистые унаследованные долины ручьев и небольших речек (Полазненский Вож, р. Полазна). Последние, в свою очередь принимают перпендикулярно направленные лощины и ложбины слабого эрозионного вреза – тальвеги, усложняющие уступ основной водораздельной поверхности.

Террасы пра-Камы уступами с более-менее заметными перегибами опускаются в долину Полазненского ручья и к руслу бытовой Камы. Поверхность террас слабоволнистая, осложнена замкнутыми депрессиями и ложбинами. На Полазненском полуострове распространены II-V надпойменные террасы р. Кама. Пойма и I надпойменная террасы затоплены при создании Камского водохранилища (1955 г.).

Строение поверхности и верхней толщи грунтового массива обусловили основные свойства и несущую способность территории по отношению к основным видам нагрузки (градостроительной, сельскохозяйственной, рекреационной). Итоговая характеристика морфолитосистем территории и возможностей их освоения представлена ниже в таблице 2.2.2.5.1.

Следует особо подчеркнуть, что современные строительные технологии позволяют возводить здания и сооружения практически в любых, в том числе и весьма

сложных гидрогеологических и геоморфологических условиях. Проблема, однако, заключается в целесообразности выбора, долгосрочной перспективе существования возводимых сооружений и патогенности создаваемой (в том числе жилой) среды. В этом отношении выявленные средствами морфодинамического анализа надежные водораздельные поверхности обладают несомненными преимуществами перед тальвегами различного порядка, депрессионными понижениями и элементами ложбинно-лощинной сети. Кроме того, существование «сложных для освоения элементов» в качестве функциональных звеньев природного ландшафта является и обязательными условием стабильности последнего.

Таблица 2.1.4.5.1.

№№ п./п.	Индекс	Типы морфолитосистем территории	Условия освоения (использования):
№№ п./п.	Индекс	Типы морфолитосистем территории	Градостроительное	Сельскохозяйственное	Рекреационно-тури-стическое
1	2	3	4	5	6
1.	B-1	Привершинные (сводовые) поверхности пологоволнистой возвышенной равнины	*****	*****	***
2.	B-2	Пригребневые пологоволнистой возвышенной равнины	****	*****	**
3.	B-3	Основная слабонаклонная поверхность пологоволнистой возвышенной равнины	****	***	**
4.	B-4	Покатые периферийные поверхности пологоволнистой возвышенной равнины	***	**	***
5.	B-4	Замкнутые депрессии пологоволнистой возвышенной равнины	**	**	**
6.	T-4	Высокая цокольная террасовидная поверхность	***	*****	***
7.	T-3	Высокая эрозионно-аккумуля-тивная (цокольная) терраса Камы	***	****	****
8.	T-2	Высокая надпойменная эрозионно-аккумулятивная терраса Камы	**	***	*****
9.	T-1	Средняя надпойменная эрозионно-аккумулятивная терраса Камы	***	***	*****
10.	T-1⁺	Гривы средней террасы Камы	****	****	*****
11.	T-1^-	Депрессии и западины средней террасы Камы	*	***	**
12.	T-0	Низкая надпойменная терраса Камы	**	****	***
13.	T-0⁺	Гривы низкой надпойменной террасы	***	***	*****
1	2	3	4	5	6
14.	T-0	Депрессии низкой надпойменной террасы	*	**	*
15.	P-1	Современная пойма притоков Камы	*	*	**

***** - поверхность пригодна без ограничений и сложных форм инженерной подготовки

**** - поверхность пригодна с ограничениями в отдельных ареалах (не более 25% от общей площади участка освоения)

*** - поверхность ограниченно пригодна (не более 50% от общей площади участка освоения) при условии применения комплекса мероприятий по инженерной подготовке

** - поверхность малопригодна (не более 25% от общей площади участка освоения) при условии применения комплекса мероприятий по инженерной подготовке

* - поверхность непригодна для данного вида освоения

Оценка ареалов развития карстовых процессов как основного фактора градостроительного риска на территории поселения

Основные моменты градостроительного риска при освоении территории Добрянского района связаны с проявлениями естественного карста. Проблемами карста на Полазненском полуострове занимались с начала прошлого века многие ученые: К.Г.Бутырина, К.А. Горбунова, И.А. и А.И. Печеркины и др. Всего здесь за период с 1905 по 1985 гг. зарегистрировано 208 карстовых провалов и 286 воронок, в том числе на территории п.г.т. Полазна – 89 провалов. Размеры большинства провалов 0,5-1,0 м, максимальные значения 20-25 м. Размеры карстовых воронок составляют от 1-2 до 100 м, глубина до 35 м. Средняя плотность поверхностных карстовых форм на территории поселка составляет 6,6 шт./км² против 63 шт./км – на полуострове. Максимальная интенсивность провалообразования наблюдалась в 1959 г. после создания водохранилища и составила 19 шт./год. В этот период провальные формы были приурочены преимущественно к прибрежным участкам.

Особенности развития карста на территории поселка связаны как с природными (значительная мощность гипсово-ангидритовой толщи, 100 м и более; отсутствие или незначительная мощность покровных отложений, 1-20 м; значительная приподнятость территории над местным базисом эрозии, до 125 м; повышенная трещиноватость карстующихся пород вследствие тектонических и неотектонических движений; атмосферные осадки и температура воздуха; подземные воды), так и техногенными (сработка уровня воды в водохранилище; увеличение утечек из водонесущих коммуникаций, вследствие роста объемов жилищного строительства и его этажности и др.).

С начала 70-х годов в пределах Полазненского нефтяного месторождения стали отмечаться поверхностные нефтепроявления, приводящие к загрязнению Камского водохранилища.

Проведенными исследованиями установлено, что на левобережной части ме-сторождения на поверхности грунтовых вод сформировалась линза нефтепродуктов мощностью около 2 м и наблюдается их разгрузка в Камское водохранилище. В ходе исследовательских работ изучались причины формирования этой линзы и условия разгрузки загрязненных нефтепродуктами подземных вод в Камское водохранилище. Одним из основных природных факторов, приведших к формированию источника

нефтяного загрязнения на поверхности трещинно-карстовых вод, явилась интенсивная закарстованность территории.

По итогам работы согласительного совещания по согласованию проекта генерального плана Полазненского городского поселения Добрянского муниципального района Пермского края, проведенного Министерством градостроительства и развития инфраструктуры Пермского края 07 декабря 2010г. (протокол № 35-03-05.4-60) Заказчиком 07 февраля 2011г. был предоставлен выполненной в 2010г. Промежуточный отчет Пермского государственного университета о научно-исследователь-ской работе «Мониторинг закарстованных территорий Пермского края». Материалы отчета в части Полазненского городского поселения были полностью включены в разработку картосхемы ограничений и земель с особым режимом использования.

Закарстованная территория относится к Полазненскому участку Полазненского карстового района преимущественно гипсового и карбонатно-гипсового карста. Он занимает левобережье Камского водохранилища в окрестностях пос. Полазна. Мощность гипсово-ангидритовой толщи иренского горизонта достигает 100 м и более, а покровные отложения либо отсутствуют; либо имеют незначительную толщину. Карст типично сульфатный.

Отличительная черта участка — высокая закарстованность. Ниже в таблице 2.1.4.5.2. приведены характеристики карстовых полей Полазненского карстового участка. Средняя плотность составляет 60 карстовых форм/км², а на некоторых микроплощадках она достигает 500-1000.

Таблица 2.1.4.5.2.

Карстовое поле	Площадь, км²	Количество форм*	Средняя плотность, ф/км²
Константиновка
западная часть	3,40	348	102
восточная часть	5,37	64	12
У деревни Нижнее Задолгое	3,32	99	30
Мохово	11,30	877	77
В п.г.т. Полазна	3,96	196	49
Урочище Верхняя Полазна	0,50	42	84
Долины р.Полазна и ее притоков	0,21	10	48

* - карстовые воронки, котловины, овраги

Всего на Полазненском участке закартирована 1691 карстовая форма, причем 97% их приходится на воронки. На участке также встречаются карры, карстовые рвы, котловины, овраги, сухие речки и озера. Выявлены карстовые депрессии, заполненные брекчией.

Участок, где сформировалась нефтяная линза, принадлежит к Моховскому карстовому полю. В геоморфологическом отношении – это приподнятая слабоволнистая равнина, круто обрывающаяся к водохранилищу и полого спускающаяся к заливу. Глубина местных базисов эрозии увеличивается к крутому берегу водохранилища до 60-80 м и особенно к юго-востоку от д. Заборье (80-100 м).

Наибольшая мощность покровных отложений сложилась к юго-западу от ли-

нии Мохово-Заборье, а к берегам залива и водохранилища резко уменьшается. Карст поля относится преимущественно к русскому и подэлювиальному типам, а над

скальными берегами водохранилища развивается голый и задернованный карст. Карст Моховского поля представлен преимущественно воронками с преобладанием конусообразных (до 78 %), нередко глубоких (до 20-21 м), а также огромными блюдцеобразными воронками с поперечником до 100-350 м и котловинами.

Прибортовые участки обрывистого склона водохранилища и территории, прилегающие к логу, характеризуются наибольшей закарстованностью, что связано с трещинами бортового отпора. Они являются каналами, по которым фильтруются поверхностные воды. Над трещинами часто образуются цепочки воронок.

На развитие карстовых процессов района повлияло образование Камского водохранилища в 1954 г., которое вызвало подъем уровня воды на 20—22 м. Наполнение весной до проектной отметки и сработка уровня зимой на 6-8 м обусловило изменение гидродинамической зональности карстовых вод и периодическое поступление в массив слабоминерализованных вод.

Процессы растворения и выщелачивания особенно интенсивно происходят в интервале сливной призмы, т. е. в верхней 6—8-метровой толще подземных вод. Происходит омоложение старых и возникновение новых карстовых форм. Образуются коррозионные, провальные и коррозионно-суффозионные воронки, пещеры, волноприбойные ниши.

Задачи градостроительного освоения предполагают установление общих взаимосвязей между неблагоприятными экзогенно-динамическими процессами. Для этих целей ареалы проявления карста были наложены на выявленную структуру пластики рельефа и эрозионной сети системы, что позволило получить новые данные по распространению и развитию карста.

Карстующиеся формы в большей степени привязаны и более активно развиваются на террасовых поверхностях. Формирование карста очевидно связано с локализацией тальвегов ложбинно-лощинной сети. Отдельные карстовые воронки и крупные котловины со временем соединяются в цепочки, «насаженные» на трассы тальвегов. Развитие крупных карстовых форм (котловин) из мелких (карстовых воронок) активнее всего происходит в узлах сочленения (слияния) двух или более элементов ложбинно-лощинной сети. Карстовые формы могут развиваться и на пригребневых (водораздельных, реберных) участках склонов, но в этом случае их локализация связана зонами тыловых швов или, наоборот – уступов водораздела.

На сельскохозяйственных угодьях, в особенности распаханных участках водораздела карстовые формы «тянут» к запаханным верховым элементам ложбинной сети, их развитие есть результат грубейших нарушений, допущенных десятилетия назад при нарезке угодий.

В пределах застроенных территорий карстовые формы часто трассируют ареалы погребенных элементов эрозионной сети и их развитие сопряжено с продолжающейся латеральной фильтрацией подземных вод (в том числе утечек из коммуникаций) по унаследованным погребенным тальвегам.

Полученные данные позволяют по-новому оценить роль элементов природной эрозионной системы в функционировании территории. Оценка функционирования элементов природной эрозионной сети в системе поверхностного и подземного стока приведена в таблице 2.2.2.5.3.

Ареалы потенциального развития карстовых проявлений зафиксированы на Схеме оценки инженерно-геологических условий для обозначения зон, где градостроительное развитие сопряжено и с дополнительными рисками и дополнительными затратами на инженерную подготовку территории. Но, прежде всего, нужно было обозначить территории, на которых изыскания под конкретные проекты должны проводится с особой тщательностью и целевой направленностью на выявление мезоформ рельефа, элементов природной дренажной сети - ложбин, лощин (в том числе и погребенных на территории старой застройки в случае ее реконструкции).

Таблица 2.1.4.5.3.

	Элементы сети	Функции в формировании современного стока
1	Тальвеги и слабовыраженные ложбины сводовых поверхностей	Первичный поверхностный сток талых и атмосферных вод
2	Тальвеги и ложбины пригребневых поверхностей	Первичный поверхностный сток талых и атмосферных вод с переводом части стока в подземный
3	Тальвеги и лощины склонов водораздельной равнины	Концентрация поверхностного стока и латеральный подземный сток
4	Тальвеги и лощины террасовидного плато	Концентрация поверхностного стока и концентрация подземного стока с формированием карстовых полостей
5	Тальвеги и лощины высокой террасы	Концентрация поверхностного стока и латеральный подземный сток
6	Тальвеги и лощины (в том числе погребенные) средней террасы	Сток по периодически функционирующим поверхностным руслам, сезонный подземный сток с формированием карстовых полостей над ло- кальными ареалами застоя
7	Тальвеги и погребенные русла ручьев низкой террасы	Сток по периодически функционирующим поверхностным руслам, сезонный подземный сток с формированием карстовых полостей над локальными ареалами застоя
8	Русла временных водотоков и долинки ручьев	Дренаж плоских поверхностей в периоды сезонного подпора акватории Камы

Иные процессы неблагоприятной экзогенной геодинамики на территории поселения

Карстовые процессы сочетаются с иными неблагоприятными процессами эк-

зогенной геодинамики территории. Формирование карстовых пустот и провалов в полосе уступа высокого берега Камского водохранилища ускоряет процессы его аб-разии и обрушения. Формирование линейных промоин в покровных отложениях на распаханных полях может служить началом образования карстового понора и развития карстовой воронки. Основные неблагоприятные экзогенно-динамические процессы приведены в таблице 2.1.4.5.4. и на Схеме инженерно-экологической оценки.

Таблица 2.1.4.5.4.

Процессы

Последствия и экологические риски

1

2

3

1

Разрушение скальных абразионных уступов и цокольных оснований высоких террас

Дестабилизация грунтового массива на перифериях террас, формирование осыпных стенок и фестончатых полуцирков

2

Разрушение грунтовых (супесчаных) уступов покровных отложений водоразделов и высоких террас

Дестабилизация грунтового массива на периферии водораздельного плато и краевых частях высоких террас, формирование блоковых осыпей

3

Линейная эрозия в суглинистых (аллювиальных и покровных) отложениях террас

Формирование оврагов и плоскостей смыва на сельскохозяйственных угодьях и поверхностях без растительности

4

Линейная эрозия в супесчаных покровных отложениях пологоволнистой водораздельной равнины

Формирование промоин и оврагов с последующей активизации карстовых процессов и развитием карстовых форм

5

Заброс нарушенных поверхностей после промышленной и горнодобываю

щей эксплуатации

Сведение естественного растительного защитного покрова с последующей про-
вокацией карстовых процессов

6

Заброс нарушенных поверхностей после лесоэксплуатации и раскорчевки

Сведение естественного растительного защитного покрова с последующей провокацией карстовых процессов

7

Нарушение рельефа и толщи грунтового массива изрытостями и ямами различного происхождения

Возникновение спровоцированных ареалов карстования

8

Развитие локального карста

Формирование карстовых коррозионных, провальных и коррозионно-суффозион-ных воронок

9

Уплотнение единичных карстовых форм с образованием соединенных «цепочечных» последовательностей воронок и крупных карстовых котловин

Формирование обширных полей ослабленного грунтового массива

Разрушение уступов высоких террас и коренного берега Камского водохранилища связаны с неустоявшимся характером береговой переработки, абразионным воздействием волн, недельными и сезонными сработками уровней искусственного «моря». На территории Полазненского поселения получили развития различные виды гравитационных процессов, их конкретное проявление зависит от высоты уступа и характера грунтового массива, выходящего на контакт с акваторией водохранилища. Высокие скальные уступы с выходами твердых пород (известняки, доломиты Перми и мела) разрушаются по типу обвально-осыпных склонов с формированием стенки срыва, конуса осыпи из обломков. Основание осыпи впоследствии перерабатывается в бечевник из известняковой щебенки. Уступы с супесчано-суглинистым грунтовым массивом разрушаются осыпями (супеси) и оползнями различных типов, в том числе оползнями скольжения покрова пород более легкого мехсостава по «смоченному» грунтовыми водами зеркалу глинистого либо известнякового цоколя.

Распашка, проведенная без учета естественной пластики рельефа водоразделов и высоких террас, привела местами к развитию промоин и оврагов. Воспрепятствовать этому явлению можно посредством перепланирования размеров и конфигурации рабочих участков с заложением рубежных элементов (лесополос) вдоль всех отфиксированных тальвегов. Специфическую проблему региона представляют хозяйственные площадки специального назначения (Минобороны) и ареалы нефтедобычи, оставшиеся после эксплуатации заглушенных скважин.

жүктеу/скачать 1.93 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13