|
|
Источник: Современные проблемы геологических наук: Сборник тезисов в формате PDF на компакт–диске II Всеукраинской научной конференции–школы молодых ученых 12–15 апреля 2010 года. — Киев: КНУ им. Тараса Шевченко, 2010.
В статье затронуты геоэкологические проблемы освоения Азовского побережья, обусловленные развитием оползневых процессов, а также обоснована необходимость комплексных инженерно–геологических исследований для разработки берегозащитных мероприятий, обеспечивающих надежное строительство и эксплуатацию инженерных сооружений и коммуникаций.
В статті порушені геоекологічні проблеми освоєння Азовського узбережжя, обумовлені розвитком зсувних процесів, а також обґрунтована необхідність комплексних інженерно–геологічних досліджень для розробки берегозахисних заходів, що забезпечують надійне будівництво і експлуатацію інженерних споруд та комунікацій.
This contribution deals with geoecological problems of buildings construction along the Azov seacoast. These are because of the necessity of complex engineering geological research in terms of landslide activity and formulating effective coast protective measures for reliable construction and exploitation of engineering objects and communications in the study area.
Ключевые слова: геоэкологические проблемы, абразия, оползни, инженерно–геологические исследования, математическая модель, берегозащитные мероприятия, мониторинг.
Географическое положение и обеспеченность материальными ресурсами, особенно энергетическим сырьем, сделали Донецкую область наиболее промышленно развитым и густо населенным регионом Украины. Выход к Азовскому морю обеспечивает широкие международные транспортные связи, сбыт промышленной продукции, вырабатываемой предприятиями области, развитие рыбного хозяйства, а главное, строительство многочисленных здравниц.
Побережье Азовского моря является бальнеологической жемчужиной Украины, территорией, на которой можно разместить многочисленные здравницы для трудящихся страны. Интерес к освоению Азовского побережья особенно возрос за последние 15–20 лет после распада Советского Союза, когда эта территория стала реальной базой для оздоровления трудящихся Донбасса, особенно детей.
Основной геологической проблемой освоения Азовского побережья являются оползневые процессы, получившие широкое распространение вдоль всего побережья от Мариуполя до Новоазовска.
Абразионная деятельность волноприбоя, сила удара которого достигает 0,06–0,07 МПа, усиленная сгонно–нагонными ветрами, приводит к интенсивному разрушению береговой зоны, достигающему 10–12 м в год.
Активность развития оползней увеличивается в связи с интенсивным освоением Азовского побережья, развитием инфрастуктуры морского пароходства в г. Мариуполе, строительством жилых и промышленных сооружений и здравниц, что приводит к дополнительной техногенной нагрузке на прибрежные склоны и без того осложненные многочисленными оползневыми процессами, получившими широкое развитие в г. Мариуполе, поселках Ялте, Урзуфе, Юрьевке, Милекино, Новоазовске и др.
Причины возникновения и развития оползней, как правило, многофакторны и могут быть обусловлены геоморфологией береговой линии, рельефом, геологическим строением, гидрогеологическими условиями и характером застройки территории.
Поскольку оползневые процессы угрожают стабильности прибрежной зоны, они требуют детального изучения и постоянного мониторинга с целью прогнозирования развития оползней и применения берегозащитных мероприятий.
Типовым примером развития оползней является прибрежная зона базы отдыха «Голубая бухта», расположенной в Новоазовском районе Донецкой области на берегу Азовского моря вдоль Голубой бухты.
На этой территории в 1990–1992 гг ИФ «Геовита» СП «ГЕРЦ–инко» и УкрНИМИ [1] были выполнены комплексные инженерно–геологические исследования, включающие буровые, геофизические и лабораторные работы, позволяющие определить не только современные смещения грунтов, но и старые оползни как в плане, так и на глубине, что позволяет определить зоны возможной активизации развития этих оползней при застройке территории.
Изучаемая территория представляет собой крутой берег Азовского моря с узкой полосой песчаного пляжа, который во время нагонных ветров заливается морской водой.
Южная–юго–восточная часть территории осложнена оползневыми процессами.
Многочисленные родники, изливающиеся на дневную поверхность в пределах оползневых уступов, приводят к заболоченности отдельных участков.
Перепад отметок поверхности составляет 30 м, абсолютные отметки изменяются в пределах 0,00м–30,00 м.
Комплексный подход к изучению территории позволил выявить причину возникновения и механизм развития оползней.
Территория базы отдыха «Голубая бухта» приурочена к восточной части Украинского кристаллического щита — Приазовской впадине, заполненной мезозойскими и кайнозойскими отложениями.
Толща кайнозойских образований на глубину бурения представлена отложениями верхнего неогена — понтическими известняками–ракушечниками, мелкозернистыми песками и пестроокрашенными глинами, перекрытыми четвертичными эолово–делювиальными суглинками и почвенно–растительным слоем, а вдоль прибрежной зоны — песчано–галечниковыми морскими отложениями [1,3].
Залегание пород моноклинальное, полого падающее на юг–юго–восток в сторону Азовского моря.
Подземные воды в пределах изучаемой территории вскрыты повсеместно на глубине 5,0–11,0 м за исключением южной прибрежной зоны, где наблюдается сформированное морем депрессионное понижение.
Подземные воды заключены в четвертичных суглинках, а также в песках и известняках верхнего неогена.
Так как согласно данным геофизических исследований известняки в западной части территории обладают повышенной закарстованностью и трещиноватостью, направление потока подземных вод корректируется дренирующей зоной известняков и направлено на ЮЮЗ, а не на ЮЮВ в сторону берега моря.
Неогеновые глины выполняют роль практического водоупора, но сравнительно высокая минерализация грунтовых вод, заключенных в суглинках, составляющая 4,16–4,55 г/л, свидетельствует о возможной гидравлической взаимосвязи водоносных горизонтов и морских вод.
В пределах южной и восточной части изучаемой территории в местах понижений, эрозионных врезов и оползневых уступов наблюдаются выходы на поверхность многочисленных родников, образующих постоянные и временные водотоки, а местами заболоченные участки.
В юго–западной части земляные массы древнего оползня с плоскостью скольжения в глинах сползли в сторону берега и переработаны морем. Активная оползневая деятельность в настоящее время на этом участке не наблюдается, за исключением крайней береговой части. Юго–восточная и восточная часть территории осложнена многочисленными сколами, оползнями и оплывинами. При этом многочисленные родники, изливающиеся на дневную поверхность по плоскостям срыва и вдоль оползневых уступов, приводят к заболачиванию территории, что в свою очередь создает благоприятные условия для развития оползней и оплывин.
Оползни преимущественно асеквентные, реже консеквентные, структурно–консистентные, имеют циркообразную форму с продольными и поперечными размерами в плане 30–60 м [1,3].
Мощность оползней от 4,0–9,0 м до 20,0 м на склоне, амплитуда срыва от 3,0 м до 5,0 м. Плоскость скольжения прослеживается как в суглинках, так и в кровле глин.
Описанные оползни являются типовыми для неосвоенного побережья Азовского моря. Причиной образования и развития оползней являются природные факторы: геологическое строение, гидрогеологические условия и абразионная деятельность моря, усиливающиеся климатическими особенностями региона. Интенсивное снеготаяние в весенний период увеличивает количество инфильтрующейся поверхностной воды, что приводит к потере прочностных свойств грунтов слагающих побережье. Кроме того, сильные юго–восточные ветры увеличивают ударную силу волны и вызывая интенсивную абразионную деятельность волноприбоя [3].
Поэтому наиболее активное развитие оползневых процессов приурочено к весеннему периоду года.
На основании комплексных исследований выполнен расчет устойчивости склона с определением территорий строительства как малоэтажных сооружений II–III класса, так и высотной застройки I класса, а также территорий условно пригодных для использования как рекреационных зон [2].
Для расчета устойчивости выбран типовой поперечный разрез, составленный на основании инженерно–геологических изысканий, выполненных в 1988 году Ждановским филиалом института Укргипромез и 1993 году ИФ «Геовита» СП «ГЭРЦ» инко.
В основу расчета положен метод математической модели равнопрочных откосов, предложенный Н.Н. Масловым [2].
Этот метод базируется на предположении, что угол естественного откоса для связной породы соответствует углу сопротивления сдвигу, определенному в лабораторных или полевых условиях.
Угол сопротивления сдвигу зависит от приложенной нагрузки, поэтому его необходимо определять при нагрузках, равных давлению вышележащих пород в конкретной точке природного склона. Отсюда выходит, что склон в устойчивом состоянии имеет по высоте переменный угол.
Степень устойчивости откоса определяется соотношением сил, стремящихся сдвинуть массив горных пород и сил, противостоящих сдвижению горных пород и характеризуется коэффициентом устойчивости Куст
Куст = tgψ/tgα;
где:
ψ — угол откоса в устойчивом состоянии;
α — угол откоса для заданной точки.
Построив график зависимости коэффициента устойчивости откоса от расстояния можно определить в пределах разреза точку устойчивости при нормативных и расчетных характеристиках грунтов при любой доверительной вероятности. Определив характеристики устойчивости откосов по любому количеству поперечных разрезов мы можем вынести эти точки на план изучаемой территории и, соединив их изолиниями, определить границы устойчивости территории согласно нормативным и расчетным характеристикам грунтов при заданной доверительной вероятности.
Выполненные расчёты полностью подтвердили оценку сравнительной устойчивости склона согласно данным геофизических исследований, выполненных УкрНИМИ.
Опыт комплексного изучения инженерно–геологических условий территории Голубой бухты может быть использован при освоении присклоновых территорий как морского так и речного побережья, а также для разработки берего–защитных мероприятий, обеспечивающих надежное строительство и эксплуатацию инженерных сооружений и коммуникаций в оползнеопасных зонах.
Научный руководитель — Л. Богун, ст. преподаватель ДонНТУ, г. Донецк
Автор — М. Шилова, студентка ДонНТУ, г. Донецк
Geoecological problems of buildings construction along the Azov seacoast.
|
|
