7.6. Инженерно-геологическое районирование территорий

Важным этапом при изучении и прогнозировании свойств геологической среды (в том числе при проведении инженерно-геологических изысканий) является районирование территорий. Специальная оценка инженерно-геологических условий предусматривает отношение к конкретному виду использования территории. Ярким примером того служат карты специального инженерно-геологического районирования.

Метод инженерно-геологического районирования по своим теоретическим основам близок к методу инженерно-геологического картирования.

Задачей инженерно-геологического картирования является объективное изображение на карте инженерно-геологических условий тех или иных территорий. Каждая инженерно-геологическая карта (гидрогеологическая и т.д.) является по существу всегда картой районирования, так как на ней выделяются территории, сходные по совокупности природных факторов, что позволяет оценивать инженерно-геологические условия строительства на них сооружений различного типа.

Следовательно, нет необходимости в общем инженерно-геологическом районировании территории, и для решения конкретных задач проектирования и строительства оно должно быть специальным. Это, в свою очередь, определяет выбор критериев районирования территории.

Важно то, что районирование производится для того, чтобы подчеркнуть какие-либо особые условия, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве конкретного сооружения, или важнейшие особенности природных условий. Принципиальные схемы районирования разработаны в трудах И.В.Попова, И.И.Николаева, Г.А.Голодковской, В.Т.Трофимова.

Основы методики инженерно-геологического районирования разработаны Поповым И.В. (им же предложена принципиальная схема районирования).

Региональное инженерно-геологическое районирование представляет собой разделение территории на единицы, характеризующиеся ясно выраженной индивидуальностью, делающей ее неповторимой в пространстве.

В основу схемы положена таксономическая система соподчиненных территориальных инженерно-геологических единиц: регион, область, район, участок. Выделение этих единиц осуществляется путем последовательного использования ряда признаков – структурно-тектонического, литологического, геоморфологического, проводимого с учетом характера современных геологических процессов и гидрогеологических условий.

Процесс выделения типов территориальных единиц представляет собой логическую операцию, основанную на всестороннем изучении подлежащей районированию территории, выявлении важнейших общих признаков, свойственных отдельным ее частям и т.д. Данный тип инженерно-геологического районирования можно отнести к типологическому, при котором на территориях выделяются не индивидуальные территориальные единицы, а тип территориальных единиц (учитываются не все их инженерно-геологические особенности, придающие им разнообразие, а только наиболее существенные).

Используя карту типологического районирования, можно установить местоположение инженерно-геологических районов, обладающих общностью инженерно-геологических условий, определить степень и характер возможного сходства, выявить основные черты и факторы, определяющие различия между отдельными районами.

Типологическое районирование, выполненное на картах средних масштабах, можно использовать при решении вопросов, связанных с размещением строительства, определения способов ведения работ и других вопросов практического характера.

Исходя из достоинств и недостатков обоих методов, карты инженерно-геологического районирования целесообразно дополнять картами, отображающими пространственные изменения отдельных компонентов инженерно-геологических условий. Принципы и методики составления подобных карт не имеют принципиального значения.

Н.В.Коломенский также предлагал перераспределить информацию между основной картой, на которой отображаются основные условия, и пакетом вспомогательных карт.

В.Т.Трофимов выделял районы по особенностям геологического строения верхней части разреза, подрайоны по учету характера заболоченности и особенностям мерзлотных условий.

Принципиальная схема инженерно-геологического районирования на геолого-структурной основе Г.А.Голодковской, решает вопросы учета региональных и зональных факторов. Важно, что в этой схеме впервые проанализировано влияние тектоники на инженерно-геологические условия территории и показана необходимость ее учета при выделении областей разных порядков по геоморфологическому признаку. На уровне областей: а) первого порядка - учитывается интенсивность и направленность новейших движений, определяющие генетические типы и морфологию рельефа; б) второго порядка – новейшие движения, определяющие генетические типы аккумуляционного рельефа; в) третьего порядка – новейшие движения отдельных этапов, влиявших на формирование рельефа и его возраст; г) четвертого порядка – четвертичные тектонические движения, обусловливающие степень расчлененности рельефа и характерные формы.

Комплексное инженерно-геологическое районирование является одним из методов инженерно-геологической оценки (прогноза) ПТГ для решения прикладных задач при производстве инженерно-геологических изысканий для проектирования. Важным аспектом при этом является то, что подобные схемы районирования являются в основном локальными (проектирование и строительство площадных сооружений) или региональным (при проектировании линейных сооружений).

Цели районирования – выделение участков, неблагополучных с точки зрения сложности инженерно-геологических условий. Метод заключается в анализе информации, содержащейся на инженерно-геологических картах (геоморфологических, гидрогеологических, геодинамических и т.д.), разрезах, материалах полевых и лабораторных исследований. Расчету количественных показателей и построению схем районирования должно предшествовать предварительное районирование района исследований на основе мелко и среднемасштабных карт (1:500000 – 1:200000) для выявления региональных особенностей инженерно-геологического строения территории.

Набор признаков для количественной оценки инженерно-геологических условий следующий:

• Литологические типы разреза.

• Геодинамические условия.

• Гидрогеологические условия.

• Техногенные условия.

Каждый признак подразделяется на группы критериев и непосредственно критерии оценки. Ранжирование количественных показателей по критериям производится в зависимости от задач районирования и соответствующей детальности (возможно разбиение выборочных значений на класс-интервалы с помощью математических методов).

Расчет и интерпретация количественных данных проводятся в пределах одного геоморфологического, структурного или др. элемента в зависимости от масштаба исследований и цели проводимых работ.

Выбор критериев и обусловливается местными инженерно-геологическими и др. условиями, так же как и значимость.

Возможно построение пакета схем районирования по отдельным признакам или критериям.

Предлагаемые принципы районирования территории могут использоваться при инженерно-экологических исследованиях (экологическое состояние компонентов геологической среды и т.д.)

Метод районирования:

- расчет количественных показателей для единицы площади (км²) по смещенной сетке;

- ранжирование показателей по всем критериям с балльной оценкой;

- выделение групп критериев по значимости с присвоением коэффициента значимости.

- суммарная (балльная) оценка в пределах групп критериев.

- расчет суммарного показателя для единицы площади методом средневзвешенного. Х вз=(К₁хХ₁+К₂+Х₂+…К_nx X_n ) /K₁+…Kⁿ ;

- экстраполяция количественных данных по всем элементарным участкам (1 км² или др. в зависимости от масштаба исследований) с построение изолиний степени устойчивости территорий. Сечение определяется масштабом районирования, характеристиками разброса значений и т.д.

- построение схемы комплексного инженерно-геологического районирования территории.

Примечание

1.Расчет и интерпретацию количественных данных проводится в пределах одного геоморфологического, структурного или др. элемента в зависимости от масштаба исследований.

2.Выбор критериев и обуславливается местными инженерно-геологическими и др. условиями, так же, как и значимость.

3.Возможно построение пакета схем районирования по отдельным признакам или критериям.

Обобщив цели, методы и этапы районирования можно сделать выводы:

1.Инженерно-геологическое районирование может являться основой для разработки методики инженерно-геологических исследований при массовых видах строительства, с учетом полноты изучения различных типов инженерно-геологических условий, встречающихся на территории России.

2.Результаты проведенного районирования могут применяться для нормирования объемов инженерно-геологических исследований, выполняемых для обоснования различных видов строительства на разных этапах проектно-изыскательских работ.

3.Немаловажную роль районирование играет при разработке типовых проектов зданий и сооружений, рассчитанных на использование в различных ландшафтно-климатических условиях.

4.При достаточном объеме и достоверности полученные данные инженерно-геологического районирования (в первую очередь, региональном) могут использоваться для разработки региональных норм и технических условий при проектировании зданий на естественных основаниях и защитных мероприятий, рассчитанных на обеспечение функционирования сооружений.