26-02-2014_18-06-33 / ЛЕКЦИЯ 8
.pdfПрибалтийский бассейн площадью 38322 км2 расположен на северо-западе Беларуси. Воды залегают в трещинах пород кристаллического фундамента и в водоносных отложениях разных геологических периодов и в четвертичных отложениях. Они относятся к сульфатным и сульфатно-хлоридным. Выделяется три яруса водоносных комплексов - нижний, средний и верхний, – которые гидравлически взаимосвязаны. Воды слабо минерализованы; их минерализация повышается с глубиной до 50 г/л.
Оршанский бассейн площадью 71319 км2 является западной частью Московского бассейна. В нем выделены две гидродинамические зоны – активного и замедленного водообмена: первая объединяет пресные воды четвертичных, меловых и девонских отложений; вторая, расположенная на глубине более 800 м, с минерализацией вод до 163 г/л, не имеет активной связи с поверхностью.
Припятский бассейн площадью 65715 км2 на юге сливается с
Днепровско-Донецким артезианским бассейном. В нем выделя-
ется три водоносных яруса: нижний – с замедленным водообменом и минерализацией вод до 440 г/л; средний – воды в известняках, мергелях, доломитах и песках и минерализацией до 50 г/л; верхний
– пресные воды в юрских, меловых и четвертичных, преимущественно в межморенных отложениях.
Брестский бассейн площадью 31619 км2 является восточной частью Полесского погружения. В нем выделен ряд водоносных горизонтов между водоупорами. В кристаллическом трещиноватом фундаменте залегают трещинные воды. Выше расположены воды в трещиноватых песчаниках, известняках, доломитах, мергелях и мелах. Минерализация вод повышается с глубиной до 12,2 г/л.
Областями питания всех артезианских бассейнов являются склоны Белорусского массива, седловины и прилегающие поднятия вне границ республики; областями разгрузки служат прилегающие погружения, соединенные с бассейнами Балтийского и Черного морей. Часть вод разгружается по долинам рек и их притоков.
На всей территории республики широко распространены напорные воды в межморенных флювиогляциальных отложениях. Они вместе с водами палеогена, мела и девона дают около 80% подземного стока и широко используются в водоснабжении.
13
7.6. Геологическое строение Минска и окрестностей Геологические условия. В геологическом отношении район
г. Минска и его окрестностей располагается в пределах Белорусской гряды, сформировавшейся при Московском оледенении. Гряда в виде широкой крупнохолмистой возвышенности образована ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями. Она простирается от западных границ БССР на восток и северо-восток, выходя за пределы республики, достигая наибольшей высоты в средней своей части и образуя крупнохолмистую Минскую возвышенность.
Ее рельеф имеет типичный конечноморенный характер, причем гряды довольно высоки и вытянуты в широтном направлении, а холмы чередуются с понижениями, заполненными водно-леднико- выми отложениями. На поверхности размытых участков много валунов разного размера. Широко развиты эрозионные промоины, возникшие в результате деятельности поверхностных вод.
Оледенение и процессы послеледникового периода определили состав и характерные особенности отложений. Состав моренной толщи здесь чаще всего супесчаный со значительными прослойками глин. Суглинки и супеси имеют красно-бурый, серова-
то-бурый цвет, содержат валуны кристаллических и осадочных пород; встречаются известняковые включения. Типичные моренные отложения прослаиваются водно-ледниковыми песками и супесями, а также озерно-ледниковыми грунтами. Поверх море-
ны отложены мощные толщи водно-ледниковых песков, супесей и суглинков, которые явились исходными для формирования покровных лессовидных отложений мощностью в несколько метров.
На территории Логойского района ярко выражены современные процессы площадной и линейной эрозии, а также проявления суффозии. Распространены овраги, балки, делювиальные шлейфы, западины, имеют место процессы размыва и смыва.
Общая мощность четвертичных отложений, вскрытая буровыми скважинами, достигает 120 м. В толще этих отложений можно выделить следующие генетические типы:
1)современные болотные, озерно-болотные;
2)современные озерно-аллювиальные;
3)водно-ледниковые (флювиогляциальные);
14
4)лёссовидные проблематического происхождения;
5)конечноморенные;
6)донные моренные.
Ниже четвертичных отложений лежат пески среднего девона.
7.7. Охрана природной среды как общечеловеческая задача
Последние десятилетия XX века ознаменовались стремительным ростом численности населения Земли (уже сейчас оно превышает 6 млрд. чел.) и его научно-технической вооруженностью. Все это создало невиданное до сего времени активное антропогенное воздействие на биосферу, масштабы антропогенных и естественных факторов влияния на среду стали сопоставимыми. В этом сбылось предсказание В.И. Вернадского, что человеческая деятельность превратилась в геологический фактор. Геологические процессы происходят неизмеримо медленнее, чем мощная строительная деятельность последних двухсот лет.
Строительство — один из самых мощных видов производственной деятельности XX века, превратилось в природообразующий фактор. Изменяемая при строительстве геологическая среда оказывает значительное влияние на протекание процессов в сложившемся круговороте вещества, энергии и информации в биосфере, часто дестабилизируя круговоротные процессы. Повсеместное загрязнение окружающей среды разнообразными веществами представляет серьезную опасность для нынешнего и будущего поколений человека на Земле. Налицо наличие глобального экологического кризиса. Выходом из него для человека является сохранение природной среды.
Современная кризисная экологическая ситуация в своем разрешении требует экологизации многих сфер человеческой деятельности и, в частности, строительства, как чрезвычайно мощного фактора воздействия на природную среду. Необходимо учитывать, что строительство свое воздействие будет наращивать в связи с ростом общей численности населения Земли и с нарастающей урбанизацией (уже сейчас почти 60 % населения живет в городах). Кроме того, проявилась тенденция к созданию мегаполисов и промышленных зон большой территории. Строительная экспансия не обязательно связана с новыми строительством и освоением терри-
15
торий, но все больше будет направлена на реконструкцию имеющихся поселений и промышленных комплексов и активное освоение подземного пространства. При этом существенно возрастают роль инженера-геолога и инженера-строителя, обладающего геологическими знаниями. В условиях реконструкции существующих сооружений им придется использовать уже измененную геологическую среду, а также проектировать и возводить («переделывать») здания в условиях влияния других зданий при имеющейся плотной городской застройке. При этом нарастают требования по обеспечению безопасности и надежности сооружений даже при мощных природных и техногенных чрезвычайных ситуациях, так как при росте численности населения Земли все чаще надо использовать под строительство сложные в геолого-климатическом отношении территории. Для жизни человека и работе в комфортных условиях необходимо улучшать качество зданий и сооружений. Главнейшим требованием на ближайшую перспективу остается снижение техногенного натиска на биосферу, устранение загрязнений и т. д.
Ставшее классическим определение Е.М. Сергеева трактует инженерную геологию как науку о рациональном использовании и охране геологической среды от вредных для человека и природы процессов и явлений. Это определение высказано более 20 лет тому назад и во многом предопределило экологизацию самой «инженерной» из всех геологических дисциплин науки. При этом вся предыдущая история инженерной геологии имела вполне определенные экологические корни. Даже и возникновение инженерной геологии обусловлено вполне экологическим фактором – требованиями обеспечения строителей необходимыми для расчетов фундаментов сведениями о прочности и деформируемости грунтов. Поэтому встречающееся иногда расхожее определение инже-
нерной геологии как геологии на службе у строителей, в об- щем-то, достаточно точное. Строительство, являясь чрезвычайно важным экологическим фактором, предопределило инженерную геологию как науку экологического цикла.
Под «строительной системой» мы понимаем здания, сооружения и их комплексы с инфраструктурой инженерных сетей, обеспечивающих их функционирование, а также сосредоточенные в них технологии. Устойчивость строительной системы, ее надежность и
16
безопасность для человека определяется в итоге качеством взаимодействия системы с геологической средой. Изменяемость геологической среды – это геологические процессы, которые усложняют задачи строителей и «провоцируют» свое дальнейшее развитие уже под воздействием созданной строительной системы.
Экологические аспекты взаимодействия строительства и геологической среды приводят к необходимости комплексного рассмотрения системы «сооружение – окружающая среда», что в значительной мере и предопределило формулирование экологической проблематики в геологии. Е.А. Козловский в 1989 г. назвал это новое научное направление геоэкологией. В разработках К.И. Сычева говорится, что предметом геоэкологии являются знания не
только о состоянии геологической среды и всех ее компонентов в отдельности, но и происходящих в них процессах.
Геоэкология как междисциплинарная наука рассматривает человека фактором развития и в то же время объектом защиты его от различных геосферных процессов.
Глобальная проблема охраны природной среды затрагивает как все человечество в целом, так и все страны и народы, и может быть решена лишь коллективным разумом и при объединении усилий всех людей на Земле. Это связано с тем, что природные ресурсы планеты (атмосфера. гидросфера, флора, фауна) не могут быть разделены государственными границами; этих границ не признают и многие загрязнения.
7.8. Управление охраной природной среды. Мониторинг и рекультивация земель
В строительном деле важнейшей задачей является прогноз возможных нарушений природной среды и выработка рекомендаций по их устранению, т. е. нужна система управления природными процессами, сопровождающими строительство.
Важнейшим управляющим инструментом является нормативно правовой механизм, регламентирующий в данном случае экологические аспекты производственной, в том числе строительной деятельности. Следует отметить, что в инженерно-геологические изыскания входит как составной элемент – обязательное выполнение требования по охране и рекультивации среды (рис. 100).
17
Рис. 100. Отработанный карьер, превращенный в зону отдыха
Основы мониторинга. В последние годы деятельность человека по охране природной среды резко активизировалась, появился мониторинг. Мониторинг – это система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей человека природной среды.
Охрана земной коры складывается из трех основных проблем: охраны геологической среды; охраны почв; борьбы с инженерногеологическими процессами.
Геологическая среда включает в себя рельеф и грунты. Ее серьезно нарушают строительство объектов и сама природа в силу глобальных процессов и явлений (землетрясения, вулканизм, речная эрозия и т.д.).
18
Охрана почв. Поверхностный почвенный слой земли играет важную роль в протекании жизненных процессов, являясь источником получения продуктов питания. За последнее пятидесятилетие на Земле потеряна пахотная площадь размером с полуостров Индостан, многие почвы теряют плодородие. Правовая охрана почв представляет совокупность законодательных мероприятий, направленных на эффективное и рациональное их использование, на всемерное сохранение и защиту от вредных воздействий. Перед строительством почвенный слой должен быть снят и размещен на другой территории. Строительство и эксплуатация объектов способствуют возникновению инженерно-геологических процессов (оползни, обвалы, провалы земной поверхности над подземными выработками, подтопление водой объектов и т.д.). Поэтому требуется разработка способов защиты территорий исходя из местных геологических условий и природной обстановки (рис. 102).
Рис. 102. Функциональная схема геоинформационной системы оценки влияния строительства на геологическую среду
19
Рекультивация земель – это всестороннее восстановление поверхности земной коры, нарушенной в процессе техногенной деятельности человека. Она бывает двух видов: горно-техническая и биологическая.
Горно-техническая рекультивация – это приведение нару-
шенной поверхности земли в порядок. Работа начинается с планировки территории и покрытия слоем почвы (до 15 см). Затем создается дерновый слой, хорошо укрепляя поверхность земли, особенно склоны рельефа. При необходимости грунтовые воды регулируются дренажами. Принимаются меры по предотвращению ин- женерно-геологических процессов.
Биологическая рекультивация предусматривает освоение территории под жилую застройку или создание зон отдыха. После планировки поверхность покрывают почвой с посадкой деревьев, кустарников и посевом сельхозкультур. В местах отработанных карьеров возможно создание водоемов (см. рис. 100).
Задачи строителей по охране природной среды при произ-
водстве работ и эксплуатации объектов сводятся к тому, чтобы всегда находить средства и технические возможности для исключению отрицательных воздействий на природную среду.
Строители должны относиться к охране природы, как к важнейшей своей служебной обязанности, быть организатором и руководителем всех природоохранительных работ. При проектировании следует оценивать степень будущего нарушения природы. Иногда от строительства необходимо даже отказаться. Нежелательно занимать земли, пригодные для сельскою хозяйства, а целесообразно использовать непригодные или малопригодные. В период строительства необходимо особое внимание уделять сохранению почв. Грунты, образуемые при вскрытии котлованов, следует вовлекать в сферу строительства (отсыпка насыпей, планировка территорий и т. д.) и не делать отвалов. Не менее важным мероприятием по охране природы при строительстве и эксплуатации объекта является борьба с запылением воздуха, загрязнением водоемов и зеленых массивов, против усиления эрозии, отравления почв.
20