Небезпечні геологічні процеси на міських територіях та захист від них.

Антропогенна діяльність зумовлює інтенсифікацію екзогенних геологічних процесів. Такі процеси називаються техногенними або інженерно-геологічними.

 Геологічні та інженерно-геологічні процеси, які негативно впливають на території, господарські і промислові об’єкти, життєдіяльність людей, називають небезпечними геологічними процесами.

 Із ендогенних небезпечних геологічних процесів (НГП) на території міста можуть відбуватись землетруси і виверження вулканів.

 Землетруси – це коливання земної кори, пов’язані з вивільненням енергії у внутрішньому просторі землі. Землетруси бувають тектогенні, вулканічні та денудаційні. Інтенсивність землетрусів залежить від властивостей гірських порід, глибини залягання підземних вод, тектонічних порушень і глибини гіпоцентру землетрусу. Землетруси стимулюють селі, обвали, цунамі. Небезпечними для людей і цілісності споруд є землетруси силою більше 5 балів.

 Вулканізм – вихід магми на поверхню землі. При виверженні вулканів викидається велика кількість попелу. Який розсіюється у повітрі, осідає на поверхню землі.

 Досить поширеним у нафтогазоносних районах є грязьовий вулканізм.

 Частіше на території міст відбуваються екзогенні НГП - зсуви, селі, підтоплення, затоплення, ерозія, карст, просідання, абразія, акумуляція.

 Зсув - ковзаюче зміщення порід природного схилу чи штучного відкосу під впливом сили тяжіння. Причина зсувів – порушення рівноваги схилу. Фактори, які зумовлюють зсуви поділяють на природні (перезволоження, вивітрювання, збільшення нахилу схилу, сейсмічні поштовхи) та антропогенні.

 Сель – водний потік, насичений твердим матеріалом. Утворюються селі, найчастіше, під час злив і сніготанення у гірських районах при наявності рихлого матеріалу. Селі мають велику швидкість і рушійну силу. Поділяють на зв’язані та незв’язані, грязьовокам’яні та водокам’яні. Утворення селів часто пов’язане з техногенними відкладеннями.

 Підтоплення. До підтоплених відносяться території на яких ґрунтові води залягають близько до поверхні землі. Причинами підтоплення є зміна умов поверхневого стоку, створення водосховищ, засипання природних дренажів (ярів, балок), недосконала каналізація і система водовідведення, витікання з водопроводу.

 Затоплення – утворення вільної поверхні води над земною поверхнею. Найчастіше зумовлене виходом річок з берегів. Також, затоплення може відбуватись в результаті швидкого танення снігу та льоду, прориву дамб. На території міст затоплення часто пов’язані з водонепроникливістю штучного покриття.

 Ерозія ґрунтів відбувається під впливом води та вітру. На території міст ерозія виникає внаслідок дії поверхневого стоку і в результаті витікання води з водопроводу. Вітрова ерозія виникає при будівництві.

 Карст – вилуговування розчинних гірських порід підземними і поверхневими водами в результаті якого утворюються пустоти в породах. На інтенсивність карстоутворення впливає щільність порід, глибина залягання підземних вод, хімічний склад води. Із техногенних факторів - утворення тріщин у породах, зміна рівня підземних вод, забруднення води.

 Просідання поверхні. Найбільш характерне для зон залягання лесових порід, які дуже піддатливі деформації. Просідання може відбуватися у карстові пустоти.

 Абразія – процес руйнування гірських порід хвилями і течією в береговій зоні моря, водосховища. В результаті виносу абразивного матеріалу утворюються абразивні береги. Інтенсивність абразії залежить від контуру берегової лінії, хімічного складу гірських порід, рушійної сили хвиль.

 Акумуляція – накопичення наносів уламків гірських порід. В наслідок акумуляції утворюються берегові вали, пересипи, лагуни, лимани, річкові тераси і дельти.

Для захисту міських територій від небезпечних геологічних процесів здійснюють такі заходи:

 1) прогноз небезпечних геологічних процесів на основі геологічної моделі середовища, яка включає карти (геоморфологічні, геологічні, гідрогеологічні, інженерно-геологічні). Прогноз реалізується в схемі чи плані заходів по захисту від небезпечних геологічних процесів. Для збирання та аналізу інформації використовують комп’ютерні технології, об’єднані в географічну інформаційну систему (ГІС). Використання цієї системи дає можливість отримати прогнозні карти;

 2) підвищення стійкості споруд для захисту від сейсмічних коливань здійснюють конструктивні заходи (металеві каркаси, анкери);

 3) для захисту від зсувів, обвалів, селів регулюють поверхневий стік, понижують рівень підземних вод, здійснюють агролісомеліорацію, закріплюють рихлі породи, будують споруди, які закріплюють схили, а також здійснюють управлінські заходи - охоронні зони, обмеження руху транспорту.

 4) для захисту від ерозії регулюють поверхневий стік, закріплюють ґрунти;

 5) для захисту від карсту заповнюють карстові порожнини, регулюють режим підземних вод, організовують збір поверхневого стоку;

 6) для захисту від просідання ущільнюють лесовані породи, здійснюють гідроізоляцію порід, організовують збір поверхневого стоку;

 7) для захисту від селів створюють дамби, канали, мости, запруди, дренажні споруди, здійснюють агролісомеліорацію;

 8) для захисту від підтоплення створюють водостоки, дренажні конструкції, ліквідують протікання водопроводів;

 9) для боротьби із затопленням поглиблюють русла річок, створюють дамби, зелені насадження;

 10) для захисту від абразії створюють берегові споруди – пляжі, хвилерізи, насипи;

 11) при недостатній стійкості і деформованості гірських порід здійснюють технічну меліорацію – покращення їх властивостей. Тип меліорації залежить від типу порід. Розрізняють механічні, фізичні, фізико-хімічні і хімічні методи меліорації.

Механічні методи полягають в ущільнені порід для зменшення їх пористості (трамбування, вібрація).

Фізичні методи полягають в збільшені стійкості порід за допомогою обпалювання чи заморожування. Застосовують для піщаних і глинистих ґрунтів.

Фізико-хімічні методи спрямовані на зміну структури порід, збільшення їх водовіддачі, зміну обмінних характеристик ґрунту, утворення нових сполук. До фізико-хімічних методів відноситься пропускання електричного струму, введення розчинів хімічних речовин, гідрофобізація, глинування. Методи застосовують для обробки глинистих порід.

Хімічні методи полягають у використанні різних речовин для поверхневого і глибинного закріплення порід. Поверхневе закріплення полягає у створенні покриття, гідроізоляції, глибинне закріплення - нагнітання у товщу порід цементних розчинів, бітумів, смол, рідкого скла.