Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Красильников П.А. 1 Аброськин О.Д. 1 Красильникова С.А. 1 Ашихмин С.Г. 2 Батракова Г.М. 2 Тагильцев С.Н. 3

---

1 ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

2 ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

3 ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет»

Аннотация. Экзогенные геологические процессы на территории Пермского края имеют широкое развитие. В этом перечне карст занимает особое положение, так как этот процесс широко распространен и, кроме того, может служить катализатором сопутствующих опасных геологических процессов. В связи с чем под руководством министерства природных ресурсов Пермского края выполняется работа по оценке проявлений опасных геологических процессов в пределах урбанизированных закарстованных территорий региона. Целевой задачей исследования является комплекс полевых и камеральных работ, позволяющий оценить последствия опасных геологических процессов на закарстованных территориях Пермского края для принятия соответствующих управленческих решений по минимизации негативного воздействия на объекты инфраструктуры и обеспечения безопасности населения в дальнейшем. Результаты этой работы за 2022 г. представлены в этой статье. Проводилось визуальное обследование форм проявлений опасных геологических и техногенных процессов. Осуществлялась фотофиксация проявлений опасных процессов с использованием современных цифровых фотоаппаратов. Пространственная привязка мест проявления опасных процессов осуществлялась с использованием GPS-приемников. Фиксация морфометрических характеристик объектов осуществлялась с помощью измерительной рулонной ленты и лазерного дальномера. Анализ количества происшествий в разрезе муниципальных и городских округов Пермского края показал, что больше всего событий приурочено к г. Кунгуру и Кунгурскому муниципальному округу.

Статья в формате PDF

1035 KB

опасные геологические процессы

провалы

карст

мониторинг геологических рисков

Пермский край

1. Дробинина Е.В., Золотарев Д.Р. Анализ инженерно-геологических условий и изменчивости состояния дисперсных отложений вблизи поверхностных карстовых форм в обстановках развития карбонатно-сульфатного карста // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2022. № 2. С. 48–62.

2. Максимович Н.Г., Кадебская О.И., Мещерякова О.Ю. Уточнение границ районов сульфатного карста Пермского края // Вестник Пермского университета. Геология. 2021. Т. 20, № 4. С. 320–325.

3. Красильникова С.А., Кустов И.В., Коноплев А.В., Татаркин А.В., Аброськин О.Д. Карстоопасность территории архитектурно-этнографического музея «Хохловка» // Вестник Пермского университета. Геология. 2023. Т. 22, № 4. С. 324–332.

4. Худеньких К.О., Катаев В.Н. Карстовый морфогенез в приповерхностной зоне сульфатно-карбонатного массива Соколино-Саркаевского месторождения гипса и ангидрита // Вестник Пермского университета. Геология. 2018. Т. 17, № 2. С. 171–176.

5. Катаев В.Н., Лихая О.М., Ковалева Т.Г., Золотарев Д.Р., Щербаков С.В. Пространственное соотношение химического состава вод иренского водоносного горизонта и карстовых форм (на примере территории г. Кунгура) // Вестник Пермского университета. Геология. 2009. № 11. С. 66–76.

6. Ковалева Т.Г. Оценка карстоопасности территории г. Кунгура на основе общегеологического подхода // Вестник Пермского университета. Геология. 2016. № 4 (33). С. 18–25.

Экзогенные геологические процессы (ЭГП) на территории Пермского края имеют широкое развитие. Существует много классификаций геодинамических, геологических процессов и физико-геологических явлений, интересующих инженерную геологию. На основе наиболее распространенных классификаций Ф.П. Саваренского (1937) и Е.М. Сергеева (1978) и учитывая специфику региона, можно выделить природные ЭГП, имеющие наибольшее распространение: ЭГП климатического и ветрового характера (выветривание, эоловые процессы); ЭГП геоморфологического (гравитационного) характера (осыпи, обвалы, курумы, оползни, солифлюкция, лавины); ЭГП, связанные с действием преимущественно подземных вод (карст, суффозия, заболачивание); ЭГП, связанные с эродирующим действием поверхностных вод (речная, склоновая и овражная эрозии); ЭГП побережий камских водохранилищ (переработка берегов).

В этом перечне карст занимает особое положение, так как этот процесс широко распространен и, кроме того, может служить катализатором сопутствующих опасных геологических процессов. Карстом Пермского края занимались многие авторы [1, 2]. В связи с чем Министерство природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края с 2016 г., с привлечением подрядных организаций, осуществляет мониторинг проявлений опасных геологических процессов с выдачей рекомендаций по принятию необходимых мер для минимизации негативного воздействия.

Цель исследования – оценка проявлений опасных геологических процессов на закарстованных территориях Пермского края.

Материалы и методы исследования

Проводилось визуальное обследование форм проявлений опасных геологических и техногенных процессов. Основными оценочными параметрами явились: фиксация провалов, трещин, просадок, обрушений и прочих форм, возникших в результате проявлений опасных геологических и техногенных процессов с выявлением источников и причин активизации опасных геологических процессов [3, 4]. Осуществлялась фотофиксация и пространственная привязка мест с использованием современных цифровых фотоаппаратов и GPS-приемников. Морфометрические характеристики объектов изучались с помощью измерительной рулонной ленты и лазерного дальномера. На местах проявления опасных процессов проводился опрос сотрудников музея, сбор и анализ информации предшественников, опубликованных в открытой печати и находящихся в геологических фондах. По результатам комплексного анализа информации составлялись акты обследования с рекомендациями по ликвидации проявлений опасных процессов.

Сбор и систематизация зафиксированных проявлений опасных геологических процессов осуществлялись как в табличных редакторах (Microsoft Excel, облачные сервисы), так и с использованием современных ГИС-технологий. По результатам пространственной привязки зафиксированных проявлений опасных геологических процессов (ОГП), созданная ранее база геоданных в формате *.mdb дополнялась новыми объектами. Кроме того, пространственное положение зафиксированных провалов также сохранялось в kmz-формате для использования в современных картографических онлайн-сервисах.

Следует отметить, что в данной работе приводятся не все проявления опасных геологических процессов, возникшие в 2022 г., а только те, которые расположены в пределах урбанизированных и закарстованных территорий.

Результаты исследования и их обсуждение

В течение 2022 г. на урбанизированных закарстованных территориях Пермского края зарегистрированы и описаны четырнадцать провалов грунта, деформация здания, три случая подмыва берегов, оползание грунта и поглощение воды через понор, а также одно обмеление озера. Иллюстрация мест проявления опасных геологических процессов представлена на рис. 1.

Провалы грунта:

− карстово-суффозионный провал в г. Кунгур, ул. Степана Разина, 152. Провал вызван процессами, связанными с повреждением канализационного коллектора и утечкой стоков;

− карстовый провал в пос. Комсомольский Кунгурского МО, ул. Ленина, 3;

− карстовый провал в д. Усть-Телес Уинского МО, ул. Колхозная;

− карстовый провал на дороге д. Шалашная – д. Мутная Добрянского ГО;

− карстовый провал в с. Серга Кунгурского муниципального округа, ул. Набережная, 11;

− карстовый провал в с. Серга, 100 м к востоку от восточной окраины села и 200 м к западу от западной окраины д. Выползово Кунгурского муниципального округа;

− карстовый провал в г. Кунгуре Кунгурского муниципального округа, ул. Гоголя, 34;

− карстовый провал в г. Кунгуре Кунгурского муниципального округа, перекресток ул. Ситникова и ул. Свободы;

− карстовый провал в г. Кунгуре Кунгурского муниципального округа, ул. Карла Маркса, 23;

− карстовый провал на автодороге на водозабор «Черный исток», в 150 м от поля д. Заборье Добрянского городского округа;

Рис. 1. Карта проявлений опасных геологических процессов, произошедших в 2022 г.

− карстовый провал в г. Кунгуре, ул. Газеты «Искра», 58;

− провал между поселками Скальный и Половинка Чусовского городского округа, техногенного происхождения;

− карстовый провал в г. Кунгуре Кунгурского муниципального округа, ул. Бочкарева, между домами 111 и 113;

− карстовый провал в с. Серга, 70 м к востоку от восточной окраины села и 230 м к западу от западной окраины д. Выползово Кунгурского муниципального округа.

Понор по адресу пос. Скальный, ул. Лесная, 7. Поглощение воды через понор зафиксировано в пос. Скальный Чусовского ГО в зоне развития карбонатного карста у дома по адресу ул. Лесная, 7. Понор располагался в огороде позади жилого дома рядом с дренажной канавой, отводящей дождевые и талые воды от дома и хозяйственных построек. Со слов хозяев, в момент обнаружения понор на поверхности был диаметром около 20 см и уходил вглубь почти вертикально, поглощая всю воду, которая дренировалась по канаве. В глубину прослеживался на 1,5–2 м. Впоследствии понор с поверхности расширился до 40 см и был засыпан хозяевами перемятой глиной с утрамбовкой. На территории пос. Скальный на небольшой глубине непосредственно под четвертичными отложениями залегают известняки турнейского яруса каменноугольной системы, которые с поверхности выветрелые и имеют трещины, через которые поглощаются воды из вышележащих пород. Понор мог возникнуть над одной из таких трещин. В случае качественного тампонажа повторное появление понора маловероятно.

Деформации здания. В период с 19.06.2020 г. по 01.04.2022 г. на фасаде здания по адресу г. Кунгур, ул. Ленина, 46а, зафиксированы расширяющиеся вертикальные трещины, идущие с 1-го по 5-й этажи (рис. 2).

Рис. 2. Трещины на здании по состоянию на 12.05.2022 г.

Здание расположено в междуречье р. Сылва и р. Ирень в зоне развития активных карстовых процессов. Карстующиеся породы в пределах первой надпойменной террасы залегают на глубине 20–25 м, их мощность до 25 м. В 40 м к северу от обследованного здания располагается карстовая котловина размером 90х30 м, заполненная водой. На крыше здания со стороны ул. Матросской смонтированы две вышки сотовой связи.

Оползень. 12 мая 2022 г. обследовано домовладение по адресу: г. Кунгур, ул. Ленина, 3а. На участке визуально выявлены проявления склоновых эрозионных процессов и процесса сползания грунта. В геоморфологическом отношении исследуемое домовладение расположено в верхней части коренного склона долины р. Ирень, осложненного врезанным оврагом субмеридионального направления. В пределах огорода выполнено террасирование, что незначительно уменьшило крутизну склона. Ниже огорода крутизна увеличивается до 45°, что приводит к сползанию грунта по склону. Овраг восточнее участка значительно завален строительным и бытовым мусором, который тоже постепенно смещается вниз по склону. По южной границе участка проложена газовая труба на опорах, которая проведена к соседнему домовладению. Оползнеопасный склон, на котором в настоящий момент наблюдаются процессы смещения верхнего слоя грунта, представляет наибольшую опасность для газовой трубы (рис. 3).

Подмывы берегов:

– на р. Шаква в д. Плеханово;

– на р. Бабка в д. Ботово;

– на р. Бабка в д. Канабеково (повторно, ранее описано сотрудниками Горного института УрО РАН).

Все разрушения берегов с карстовыми процессами не связаны. Оползание берега зафиксировано в г. Кунгуре на правом берегу р. Ирени около дома по ул. Ленина, 3а. Вызвано гравитационными процессами, с карстом не связано.

Обмеление озера. Произошло в д. Гусево Кунгурского муниципального округа Пермского края.

Анализ количества происшествий в разрезе муниципальных и городских округов Пермского края показал, что больше всего событий приурочено к г. Кунгуру и Кунгурскому муниципальному округу – 16 происшествий. На территории Уинского муниципального округа – одно происшествие, а в Добрянском и Чусовском городском округах произошло по два чрезвычайных события. Исследованиям карста в Кунгуре посвящено много работ [5, 6].

Зафиксированные ОГП на территории Пермского края в 2022 г.

Рис. 3. Место обследования по состоянию на 12.05.2022 г.

Заключение

За анализируемый период авторами статьи зарегистрировано и описано четырнадцать провалов, одна деформация здания, проявившаяся в виде трещин на здании, три случая боковой эрозии, один оползень и возникновение одного понора, а также одно обмеление озера. Авторы считают, что важным этапом исследования является структурирование и накопление полученных результатов в удобном для дальнейшего анализа виде. Это позволит накопить достаточно большой массив данных в разрезе десятилетий и, вероятно, установить новые временные и пространственные закономерности возникновения опасных геологических процессов.

Поэтому все зафиксированные проявления опасных геологических процессов систематизировались как в табличных редакторах (Microsoft Excel, онлайн-таблицы, облачные сервисы), так и с использованием современных ГИС-технологий. По результатам пространственной привязки зафиксированных проявлений ОГП создается и ведется база геоданных в формате *.mdb, с названием «ОГП_Пермского_края», информация из которой визуализируется средствами ArcGis 10.8 «Зафиксированные проявления ОГП.mxd».

Эта база данных содержит информацию об областях распространения карстующихся пород, топографическую основу и места проявления опасных геологических процессов. Каждый тематический слой содержит необходимую и достаточную атрибутивную информацию. Для классификации зафиксированных объектов помимо номера проявления добавляется буквенный индекс, характеризующий тип опасного геологического процесса. Так, буквы «к» обозначают карстовый генезис, «с» – суффозионные процессы, «т» – техногенное происхождение. Кроме того, в этом тематическом слое содержится информация о местоположении акта проведенного обследования, что позволяет в режиме гиперссылки, при работе с картографическим материалом, при нажатии одной клавиши получить соответствующий этому событию акт обследования.

Библиографическая ссылка