Геологические процессы, связанные с поверхностными водами

Поверхностные воды (моря, океаны, водохранилища, реки, озе­ра, временные водотоки и др.) выполняют на земной поверхности огромную геологическую работу — разрушительную и одновремен­но созидательную. В инженерно-геологической и строительной прак­тике наибольшее внимание уделяется изучению таких процессов, как оврагообразование, подмыв и разрушение берегов рек, абразия мор­ских берегов, переработка берегов водохранилищ, селевые потоки и др. Эти геологические процессы, вызванные поверхностными вода­ми, наносят существенный урон геологической среде, деформируют и разрушают мосты, плотины, набережные и другие сооружения. Они во многом способствуют развитию таких опасных геологичес­ких процессов, как оползни, обвалы, осыпи и др.

Важное инженерно-геологическое значение имеют и наносы (ал­лювиальные отложения), которые формируются в процессе созида­тельной деятельности поверхностных вод. Изучению подвергают условия залегания, состав и свойства этих отложений, которые мо­гут быть основанием, средой или материалом для отсыпки земля­ных сооружений. При выполнении этих работ обязательно учитыва­ют гидрологические факторы — скорость и расход водных потоков, режим их уровней, энергию и другие элементы.

Геологические процессы, связанные с деятельностью поверхностных и подземных вод Карст

Под карстом понимают совокупность процессов и явлений, свя­занных с растворением трещиноватых горных пород (известняков, гипса, каменной соли и др.) и образованием отрицательных форм рельефа на поверхности земли и различных полостей, каналов и пещер в глубине. Нередко развитие карста сопровождается провала­ми и оседанием кровли, образованием воронок, озер и других впа­дин на земной поверхности.

Термин «карст» произошел от одноименного названия извест­някового плато в бывшей Югославии близ г. Триеста, где подоб­ные явления наиболее развиты. Горные породы, которые подвер­жены развитию карста, называют карстующимися, массивы гор­ных пород — закарстованными, а районы, где развивается карст, карстовыми. Провалы и оседания земной поверхности, вызван­ные карстом, представляют значительную опасность для существу­ющих зданий и сооружений. Особенно это относится к строитель­ству и эксплуатации в карстовых районах гидротехнических, транс­портных и подземных сооружений (прорывы карстовых вод в тон­нели, провалы грунтов под зданиями и ца трассах железных до­рог, разрушения мостов, незаполняемые водохранилища и другие аварии и деформации).

Карст широко распространен в мире. Карсту подвержена значи­тельная часть всей суши Земли, в том числе большие площади и в России (центральная часть Русской равнины, западное Приуралье, Приангарье, Северный Кавказ и многие другие районы, где имеются растворимые горные породы. Интенсивность развития карстовых процессов может быть весьма высокой. Так, например, по данным Р. Ньютона (1984), в США только в штате Алабама за последнее время возникло огромное число искусственно вызванных провалов и оседаний земной поверхности, связанных с техногенной активизацией карста. Отдельные воронки достигали 50—-60 м в диа­метре и до 30 м глубиной.

Основные условия и интенсивность развития карста. Необхо­димыми условиями развития карста являются: 1) наличие раствори­мых горных пород; 2) трещиноватость пород, обеспечивающая про­никновение воды; 3) растворяющая способность воды и ее активная циркуляция (движение) по трещинам.

При сочетании на конкретном участке этих условий развитие кар­ста неизбежно, при исключении хотя бы одного из них — карст не образуется.

По характеру растворимых пород различают три основных типа карста: карбонатный (известняк, доломит, мел, мергель), сульфат­ный (гипс, ангидрит) и соляной (каменная и калийная соли).

По подсчетам ученых, карбонатные карстующие породы (обна­женные и погребенные) на всех континентах Земли занимают площадь 40 млн км², гипсы — около 7 млн км² и соли — до 4 млн км².