Поверхностные карстовые воды

Карры – это большие канавки, щели, дыры глубиной от нескольких см до 2 м.

Поноры – вертикальные отверстия, поглощающие поверхностную воду.

Ниши – чаще всего выработка ниш связана с трещинами напластования (фото 3).

Фото 3. Ниша в известняках. Правый берег р. Белый Июс. Район Ефремкино. Хакасия. Фото В.Н. Сальникова

Воронки – диаметр от 1 до 50 м, иногда до 100 м. Глубина 15-20 м. На дне карстовых воронок наблюдаются поноры.

Иногда воронки вытянуты в цепочку. Часто воронки возникают при обрушении кровли над карстовыми полостями или подземными пещерами. Воклюзы – участок выхода на дневную поверхность карстовых вод).

Такие процессы приводят к образованию карстово-эрозионных оврагов.

Карстовые котловины и полья

Образуются:

1. Путем слияния и расширения карстовых воронок;

2. Путем обрушения кровли над крупными полостями.

Обычно имеют карстово-тектоническое происхождение.

Исчезающие реки и озера (Дунай идёт под землёй 12.5 км).

Подземные карстовые формы

Горизонтальные и вертикальные каналы (подземные) – это пещеры. Наблюдаются образования кальцита: сталактиты в виде сосулек – свешиваются вниз; сталагмиты – образования из кальцита поднимающиеся от пола (фото 4). Пример: длина Мамонтовой пещеры (Америка) без ответвлений – 45 км (рис. 4).

Фото 4. Натечные образования под трещиной в кровле пещеры Мейфилд в штате Техас. Здесь имеются следующие формы: 1) тонкие полые свисающие трубки, напоминающие соломинки для коктейля; 2) более массивные, похожие на сосульки сталактиты; 3) сталагмитовые натёки на полу; 4) сплошные столбы или колонны там, где сталактиты и сталагмиты соединяются (из книги А. Аллисон, Д. Пальмер,1984)

Рис. 4. Диаграмма части Мамонтовой пещеры, шт. Кентукки, на которой видны разные горизонты пещеры, приуроченные к горизонтально залегающим слоям известняков, и куполообразные полости, развившиеся по вертикальным трещинам. (Из книги А. Алиссон, Д. Пальмер, 1984)

Оползни

С деятельностью подземных и поверхностных вод связаны разнообразные смещения горных пород:

1. Мелкие смещения (оплыины, сплывы).

2. Крупные смещения земляных масс по склону (оползни).

3. Внезапные обрушения огромных масс горных пород (обвалы, часто при землетрясениях).

Пример: в 1911 году на Памире обвал перегородил реку и образовалось Серезкое озеро. Обвалилось 7-8 млрд.т. Длина озера – 80 км; высота плотины h – 600 м; длина плотины l – 2 км.

Причины:

1. Подмыв берега.

2. Cуффозия (от лат. suffosio – подкапывание).

3. Изменение состояния глинистых пород.

4. Гидродинамическое давление подземных вод.

Элементы оползневых процессов, связанных с геологической деятельностью подземных вод, представлены на рис. 5.

Рис. 5. Схема образования оползня. Положение склона: а – до оползня; б – после оползня. 1 – известняки; 2 – пески; 3 – глины. I – первоначальное положение склона; II – ненарушенный склон; III – оползневые тела; IV – поверхности скольжения; V – надоползневый уступ; VI – подошва оползня; VII – источник

В последние десятилетия во всем мире ощутимо увеличилось количество оползней, связанных с хозяйственной деятельностью человека. Там, где разнообразные геологические процессы подготовили условия, благоприятные для того, чтобы на склоне начало нарушаться естественное равновесие, любое вмешательство человека способствует возникновению оползней. Главной проблемой при этом является прогнозирование оползней: где, когда и в каких масштабах произойдет смещение горных пород.

Например, любое строительство в Крыму всегда сталкивалось с проблемой существования древних или возможного возникновения новых активных оползней.

Основоположник инженерной геологии в СССР И.В. Попов предложил по возрасту и фазам развития классификацию оползней:

1. Современные оползни – это оползни, образовавшиеся при современном базисе эрозии и уровне абразии, среди которых выделяются:

- движущиеся;

- приостановившиеся;

- остановившиеся;

- закончившиеся.

2. Древние оползни, под которыми следует понимать оползни, образовавшиеся при ином базисе эрозии и уровне абразии:

- открытые;

- погребенные.

Изучение оползневых процессов осуществляется широким комплексом методов, которые постоянно совершенствуются и дополняются новыми научными разработками. Конечным продуктом всех методов прогнозирования оползневых процессов является составление схемы инженерно-геологического районирования (рис. 6).

Рис. 6. Схема инженерно-геологического районирования: 1 – устойчивые участки склонов; 2 – условно-устойчивые склоны; 3 – неустойчивые склоны (по данным И.Ф. Ерыш, В.Н. Саломатина, 1999)

Особое внимание нужно обратить на увеличивающееся с каждым годом число техногенных оползней, связанных с инженерно-хозяйственной деятельностью. Это связано, главным образом, со строительством и многими воздействующими при этом на склоны факторами: подрезками, пригрузками, обводнением, динамическими воздействиями. Большое количество оползней (по данным В.Н. Саломатина, 1999) связано со строительством дорог. Оползни получали название «дорожные». Дорожные оползни деформируют не только полотно дорог, но и все то, что примыкает к ним или находится поблизости (фото 5).

Фото 5. Оползень «Гнёздышко». Крымский полуостров. Ялта. В.Н. Соломатин исследует оползень с применением метода регистрации импульсного электромагнитного поля Земли

Фото 6. Вид на «Лагерный сад» с левого берега Томи. Смещение пород кайнозоя идёт по склону в реку Томь. На переднем плане скала «Боец», выполненная углисто-глинистыми сланцами карбона (С₁). Фото. В.Н. Сальникова

Наиболее ярко работа подземных вод проявляется в суффозионных процессах и связанных с ними смещениями горных пород – оползнями.