Современные геологические процессы (карст, эрозия, оползни и т.д.)
Свердловская область отличается сложными инженерно-геологическими условиями. Основным фактором, определяющим направленность и интенсивность проявления современных геологических процессов, являются тектонические движения и создаваемые ими крупные формы рельефа. Климато-ландшафтные условия определяют спектр и интенсивность проявления этих процессов.
ОАО "Уральская геолого-съемочная экспедиция" в составе отчета "Составление инженерно-геологической карты Свердловской области" выполнена карта инженерно-геологического районирования Свердловской области, на которой по структурно-тектоническому, геоморфологическому и литологическому (грунтовому) принципам выделены наиболее характерные регионы, области и районы рассматриваемой территории. Отмечены происходящие здесь геологические процессы: карст, эрозия, суффозия, солифлюкция, морозное пучение, дефляция, оползни, заболачивание, подтопление и др.
Карст является наиболее опасным для строительства экзогенным процессом. Карстующиеся породы широко развиты на территории Свердловской области. Закарстованность на отдельных участках достигает 17% (район СУБРа, г. Богданович, бассейн реки Серга, г. Сухой Лог). Особенно опасны проявления карста на участках железнодорожных магистралей и автомобильных трасс (п. Билимбай, г. Богданович), в селитебных зонах городов (г. Каменск-Уральский, г. Богданович и др.).
Выделено четыре крупных карстовых провинции, где наиболее активно развиваются карстовые процессы: Северо-Уральская, Западно-Уральская, Центрально-Уральская, Восточно-Уральская. Широкое распространение трещиноватых карбонатных пород на территории области осложняет эксплуатацию месторождений полезных ископаемых в связи с необходимостью ведения постоянной борьбы с притоком карстовых вод.
Сульфатный карст, приуроченный к породам кунгурского яруса пермской системы, развит в юго-западной части области в бассейне р. Уфы и ее притоков. В районе г. Красноуфимска развиты сульфатные породы, которые подвергаются активному растворению. Здесь формируются обширные системы карстовых полостей, трещин и впадин.
На остальной территории области развит карбонатный карст. Выделено четыре крупных карстовых провинции, где наиболее активно развиваются карстовые процессы: Северо-Уральская, Западно-Уральская, Центрально-Уральская, Восточно-Уральская. Широкое распространение трещиноватых карбонатных пород на территории области осложняет эксплуатацию месторождений полезных ископаемых в связи с необходимостью ведения постоянной борьбы с притоком карстовых вод.
Важное значение исследование карста приобретает при гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве. Вопросам всестороннего изучения карста уделяется серьезное внимание в действующих нормативных и методических документах, определяющих состав и методику инженерных изысканий в районах развития карстующихся пород.
Условия градостроительного использования территорий с карстом зависят от характера возводимых зданий и сооружений, но участки с массивами от весьма неустойчивых до средней устойчивости практически не подлежат освоению. Большое значение имеет тип карста (открытый или закрытый), границы его распространения. Все это предопределяет выбор противокарстовых мероприятий и конструктивных решений инженерных сооружений. Северо-Уральская карстовая провинция площадью около 15 тыс. кв. км расположена в бассейнах рек Ивдель. Сосьва, Вагран, Турья, Каква, Лобва и др. Наиболее закарстована верхняя часть массивов известняков до глубины 50 - 60 м, реже - до 130 - 150 м. Поверхностные формы карста представлены воронками, понорами, суходолами, бессточными котловинами. Обычный размер карстовых воронок в диаметре составляет 20 - 30 м, реже 80 - 100 м, глубина их редко превышает 20 м. На СУБРе закарстованность составляет в среднем 32 карстовые формы на 1 кв. км, в районе бассейна р. Тошемки (западнее г. Ивделя) - 48. Закарстованность обуславливает высокие водопритоки в горные выработки при разработке полезных ископаемых. Западно-Уральская карстовая провинция приурочена в основном к Западной внешней мегазоне переходных структур (район Предуральского краевого прогиба). Морфология карстовых проявлений различна. Поверхностные формы карста представлены воронками, котловинами, провалами, суходолами, карстовыми логами. К суходолам относятся долины рек Сухая Шемаха (приток реки Уфа), Граматуха, Сметанина, Федотова, Сухой Лог (приток реки Серга). Все эти реки имеют поверхностный сток только в период весеннего половодья. В целом, закарстованность пород очень высокая, что определяет большие водопритоки в разрабатываемые карьеры. Так, среднегодовые притоки в Галкинский карьер флюсовых известняков, расположенный вблизи г. Билимбай, составляют 3500 - 4000 куб. м/час.
В Центрально-Уральской провинции карстовые явления наблюдаются лишь в Койвинско-Серебрянском районе. Современные карстовые формы здесь развиты слабо и представлены небольшими воронками, сухими ложками. Глубина воронок редко превышает 1,0 - 1,5 м, диаметр - до 5 - 7 м. Некоторые воронки заняты водой и представляют собой карстовые озера. Одно из таких озер - озеро Бездонное, расположенное на правом склоне долины реки Межевая Утка, в 12 км к северу от п. Висим в известняках девонского возраста. Глубина озера 55 м.
Восточно-Уральская карстовая провинция охватывает территорию Алапаевского, Режевского, Каменского, Богдановичского и Сухоложского районов. Выделяются участки как поверхностных, так и подземных форм карста. Поверхностные карстовые формы представлены воронками, понорами, логами, суходолами. Воронки небольшие. Диаметр их 2 - 8 м, редко 2 - 25 м, глубина 0,5 - 3, редко 6 - 8 м. Число воронок в среднем 1 - 2 на 1 кв. км (Алапаевский район), 12 - 15 (Каменский), 1 - 2 (Сухоложский). Большая часть воронок сухая, лишь некоторые из них заняты водой или заболочены.
Широкое распространение трещиноватых карбонатных пород на территории области осложняет эксплуатацию месторождений полезных ископаемых в связи с необходимостью ведения постоянной борьбы с притоком карстовых вод. Важное значение исследование карста приобретает при гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве. Недоучет влияния карста в этом случае ведет к весьма нежелательным последствиям.
Рисунок 1.2.5.1. Схема распространения опасных карстовых процессов на территории Свердловской области*
________________
* Рисунок не приводится. - Примечание изготовителя базы данных.
Подтопление наблюдается на территории большинства промышленных городов области. К ним относятся города Екатеринбург, Каменск-Уральский, В. Пышма, Серов, Ивдель, Красноуральск, Нижний Тагил, Тавда и др. По нормативам глубина осушения для территорий жилой застройки должна составлять от 2 м и более в зависимости от того, как будет использоваться подземное пространство. Для территорий парков, спортивно-оздоровительных объектов, санитарно-защитных зон норма осушения - не менее 1 м.
Состав мероприятий по защите территории от подтопления зависит от геологических и гидрогеологических условий района, типа застройки и использования подземного пространства.