Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса по изученности оползневых явлений 9
1.1. Ущерб от оползневых процессов 9
1.2. Состояние исследований по оползневым явлениям 12
1.3. Классификация оползней 17
1.4. Противооползневые мероприятия 22
1.5. Прогнозирование оползневых явлений 24
1.6. Факторы, влияющие на оползневые процессы 26
1.7. География распространения оползней 31
Геоэкологическая ситуация в Крыму с позиций тектоники литосферных плит 36
Выводы 41
2. Исследование влияния природных факторов на проявление оползневых процессов Крыма 43
2.1. Взаимодействие литосферных плит в Крымско-Кавказском регионе 43
2.2. Геологическая эволюция Крыма и взаимодействие Черноморской микроплиты в условиях субдукции 46
2.3. Активность зоны субдукции 50
2.4. Фактор сейсмичности территории Крыма 56
2.5. Взаимосвязь оползневых процессов с тектоникой 58
Выводы 62
3 Исследование геодинамического состояния оползневых склонов бахчисарайского района 64
3.1. Анализ устойчивости оползневых склонов Бахчисарайского района относительно их экспозиции 64
3.2. Исследование оползней Бахчисарайского района 76
3.2.1 Пространственное распределение оползневых явлений 76
3.2.2. Анализ оползневых участков по значениям коэффициентов 92
3.2.3. Статистический анализ оползневых явлений Бахчисарайского района 99
3.3. Аналогия между склоном и оползнем 105
Выводы 124
4. Прогнозирование оползневых явлений территории крыма на основе геодинамического районирования недр 126
4.1. Сущность метода геодинамического районирования 126
4.2. Результаты геодинамического районирования недр на территории Бахчисарайского района и их взаимосвязь с оползневыми явлениями 131
4.3. Расчет напряжений методом конечных элементов 155
4.4. Классификация зон, выявленных методом геодинамического недр по категориям опасности 161
Выводы 164
5. Рекомендации по обеспечению экологической безопасности территории бахчисарайского района крыма при оползневых явлениях 166
5.1. Влияние природных и антропогенных факторов на природную среду 166
5.2. Профилактика оползневых явлений на основе геодинамического состояния территории 169
5.3. Разработка рекомендаций по обеспечению экологической безопасности при оползневых явлениях Бахчисарайского района Крыма 172
5.4. Экономическая эффективность применения метода геодинамического районирования при профилактике оползневых явлений 176
Заключение 180
Список использованных источников 182
Приложение 201
- Состояние исследований по оползневым явлениям
- Геологическая эволюция Крыма и взаимодействие Черноморской микроплиты в условиях субдукции
- Анализ устойчивости оползневых склонов Бахчисарайского района относительно их экспозиции
- Результаты геодинамического районирования недр на территории Бахчисарайского района и их взаимосвязь с оползневыми явлениями
Введение к работе
Оползневые явления широко распространены как в отдельных районах России, стран СНГ, так и в других регионах мира. Оползни приводят к значительному материальному ущербу. По числу людей, погибших от различных опасных геологических и других природных процессов в России с 1963 по 1992 год, оползни и обвалы занимают второе место после наводнений (21% от общего числа жертв), а по сумме экономических потерь - оползни и обвалы находятся на четвертом месте после процессов эрозии, подтопления территорий и наводнений.
Территория Крыма отличается интенсивной геодинамической активностью, в том числе и оползневыми процессами. Выделение, и тем более оконтуривание, современных оползней в Бахчисарайском районе невозможно, так как в малозаселенных районах оползневые подвижки, которые никого не беспокоят, остаются незамеченными. Однако за период 1997-1998 гг. возникли оползневые участки на пикетах автомобильных дорог Аромат-Многоречье 1 км+600 м, Почтовое-Песчаное 10 км+500 м, Бахчисарай-Береговое 14 км+950 м, в районе прохождения газопровода «Коминтерн», в ряде населенных пунктов: Малосадовое, Новоульяновка, Нижняя Голубинка, Красный Мак. Общий ущерб за этот период по Бахчисарайскому району составил 4 235 294 руб.
Оползни относят к геодинамическим явлениям. Эндогенные и экзогенные процессы находятся в тесном непрерывном взаимодействии и противоречии, которые приводят к формированию лика Земли и ее рельефа.
Обеспечение экологической безопасности и экономической эффективности освоения территории Крымского региона в большой степени зависит от решения комплекса научных и практических задач, связанных с интенсивной геодинамической активностью данной территории.
В некоторых, особо сложных горно-геологических условиях необходима разработка методов прогноза последствий оползневых явлений и мер по обеспечению экологической безопасности с учетом геодинамического состояния земной коры. Это состояние определяется методом геодинамического районирования недр, позволяющего выявить блочную структуру земной коры и оценивать уровень ее напряженности.Учитывая, что именно территория Крыма наиболее полно изучена в отношении оползневых процессов, автор рассмотрел опыт и результаты многолетних экспериментальных исследований институтов ВСЕГИНГЕО, ПНИИИС, Ялтинской комплексной гидрогеологической и геологической партии и пр., выполненных для этого региона. Существующие способы прогноза оползневых явлений не учитывают влияние глобальной геодинамики на проявление оползневых процессов, поэтому вопрос обеспечения экологической безопасности территории Бахчисарайского района Крыма путем совершенствования прогноза оползневых явлений на основе геодинамического районирования недр, является актуальной научной задачей.
Цель диссертационной работы заключается в повышении эффективности прогноза оползней на основе геодинамического районирования, посредством выявления их причин, обеспечивающего экологическую безопасность природных и инженерных объектов территории Бахчисарайского района при оползневых явлениях.
В соответствии с поставленной целью определены основные задачи настоящего исследования:
-изучение особенностей геодинамики Крымско-Кавказского региона и анализ результатов геодинамического районирования территории Крыма с позиции их влияния на прогноз оползней и выбор противооползневых мероприятий;
- анализ и обработка- количественных и качественных показателей оползневых склонов и оползней в зависимости от особенностей геодинамического состояния горных пород в Крымском регионе;
- разработка наиболее достоверных методов прогноза и рекомендаций по противооползневым мероприятиям для условий Бахчисарайского района Крыма; - разработка рекомендаций по использованию геодинамического районирования территории Бахчисарайского района для обеспечения экологической безопасности природных и инженерных объектов при оползневых явлениях.
Идея работы заключается в использовании данных о геодинамически активной блочной структуре исследуемой территории и экспозиции оползневых склонов по отношению к направлению пододвигающейся плиты для выбора соответствующих противооползневых мероприятий и рекомендаций, обеспечивающих снижение экологической опасности природных и инженерных объектов.
Научные положения, выносимые на защиту: на основе комплексного анализа причин проявления оползневых процессов в Крыму установлены закономерности перехода склонов в новое устойчивое состояние равновесия за счет факторов, действующих при пододвигании Черноморской микроплиты под Крымский полуостров; метод прогноза оползневых явлений, базирующийся на основе геодинамического районирования, позволяет выявлять границы оползней по принципу «от общего к частному», оценивать напряженно-деформированное состояние массива горных пород Крыма, а также применить классификацию зон по категориям их опасности для территории Бахчисарайского района Крыма; экологическая безопасность природных и инженерных объектов, расположенных в зоне влияния границ и узлов пересечения геодинамически активных блоков, а также эффективное применение мер по их охране оцениваются в зависимости от ориентировки оползневых склонов к направлению движения Черноморской микроплиты.
Научная новизна работы:
- установлены основные закономерности поведения оползневых склонов и оползней в зависимости от пододвигания Черноморской микроплиты под Крымский полуостров; дано геодинамическое обоснование применения метода анализа причин проявления оползневых процессов в Крыму, методов прогноза оползней в зонах активных блоков и мер по экологической безопасности в соответствии с ориентировкой оползневых склонов по отношению к пододвигающейся плите; обоснована достоверность категорий экологической опасности прогнозных зон вероятного проявления оползней, обеспечивающих эффективное и безопасное расположение природных и инженерных объектов в этих зонах: I категория опасности относится к зонам пересечения границ блоков, II категория опасности относится к зонам влияния границ блоков, III категория опасности расположена вне зоны влияния границ блоков. Личный вклад автора заключается: в постановке задачи исследований; получении и анализе экспериментальных данных; организации работ по выявлению экологической опасности от последствий оползневых явлений; внедрении рациональных методов прогноза и противооползневых мероприятий в 6-м микрорайоне г. Бахчисарай; участии в составлении рекомендаций по обеспечению экологической безопасности при оползневых явлениях на территории Бахчисарайского района Крыма на основе геодинамического районирования. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются представительным объемом данных по оползневым явлениям Крыма, обработкой комплекса факторов, результатами проверки расчетных данных по оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород Крыма, удовлетворительным совпадением выявленных границ геодинамического районирования с границами тектонических структур, сейсмической активности и местами проявления оползней.
Методы исследований. Комплексный метод исследований, включающий статистический материал проявления оползневых процессов по «Кадастру» оползней Крыма, сравнительный анализ существующих методов картирования геодинамических процессов, расчет напряжений методом конечных элементов. Научное значение работы состоит в установлении закономерности проявления оползневых процессов Крыма, разработке методов прогноза экологической опасности в части оползневых явлений, базирующихся на результатах геодинамического районирования, и предложении противооползневых мероприятий в зависимости от ориентировки оползневых склонов по отношению к пододвигающейся Черноморской микроплите.
Практическое значение работы состоит в разработке рекомендаций по применению методов прогноза оползней Крыма на основе геодинамического районирования, составлении прогнозной карты оползневых участков для Бахчисарайского района и применении соответствующих противооползневых мероприятий для обеспечения экологической безопасности территории. Реализация выводов и рекомендаций работы.
На основании проведенных исследований были составлены методические рекомендации по обеспечению экологической безопасности территории Бахчисарайского района Крыма при оползневых явлениях на основе геодинамического районирования. Учет фактора экспозиции склонов позволил применять соответствующие противооползневые мероприятия, что значительно сокращает затраты на борьбу с оползневыми явлениями на участке 6-го микрорайона г. Бахчисарая. Апробация работы.
Диссертационная работа и отдельные ее положения докладывались и обсуждались на научных симпозиумах Международной научной школы «Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках» (Алушта, Крым, 1999 -2001 гг.); семинаре «Геодинамическая и экологическая безопасность при освоении недр и земной поверхности» («Неделя Горняка-2002», Москва, МГГУ, 2002 г.), VI Международной экологической конференции студентов и молодых ученых (Москва, МГГУ, 2002 г).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит рисунков - 60, таблиц - 36, приложение, имеет список литературы из 187 наименований.
Состояние исследований по оползневым явлениям
Начало исследований причин оползневых процессов относится к первой половине XX века.
Павлов АЛ. в 1903 г. писал о недостатке фактического материала для изучения оползневых явлений, а в 1905 г. опубликовал инструкцию для технического надзора за состоянием местности, по которой пролегает путь Ти-мирязево-Нижегородской линии Московско-Казанской железной дороги. Это была первая инструкция для наблюдений за оползневым районом [111]. В 1930 г. вышла в свет инструкция по длительным наблюдениям за оползнями, составленная Голынец Ф.Ф. [25]. Она содержит описание визуальных методов исследований и не потеряла своей значимости и в настоящее время. Описанию оползневых процессов посвящены работы ряда исследователей: Муш-кетова Д.И. [100], Нифантова Н.ГЦ103], Корженевского И.Б. [74], Рза-евой М.К. [129], Емельяновой Е.П. [38], Ерышем И.Ф. [47] и др.
Вопросам изучения оползней инструментальными методами посвящен большой ряд работ: Погребова Н.Т. [116], Келля Н.Г. [63], Худяева И.Е. [156], Бакирова Л.А. [11], Пчелинцева В.Ф. [125], Хренникова Н.А. [155], Огильви А.А. [105], Емельяновой Е.П. [38], Шеко А.И. [162], Клюкина А.А. [67], Коробановой И.Г. [79], Шемшурина В.А. [161], Ерыша И.Ф. [46], Селю-кова Е.И. [140], Григоренко А.Г. [29], Постоева Г.П. [121], Строма А.Л. [146], Тихвинского И.О. [149] и др.
Впервые в СССР оползневая станция была организована в 1930 г. на Кучук-Койском оползне в Крыму. К 1956 г. количество оползневых станций увеличилось. Они имелись в системах министерств геологии и охраны недр, путей сообщения, угольной промышленности и др. ВСЕГИНГЕО в течение ряда лет осуществлял научно-методическое руководство оползневыми станциями Министерства геологии и охраны недр СССР, разработал научно- методические руководства по стационарному изучению оползней.
Во ВСЕГИНГЕО постоянно ведутся исследования по разработке и совершенствованию методов и технических средств изучения оползневых процессов. В результате этого в последние годы сделан шаг вперед по региональному изучению режима оползневых процессов: разработаны и опробованы методика стереофотограмметрических измерений различных параметров оползней, в том числе с применением перспективной крупномасштабной аэрофотосъемки; методика изучения оползневых деформаций посредством глубинных реперов; методика измерения напряжений посредством датчиков грунтового давления; сейсмоакустические и электроразведочные методы изучения режима и прогноза оползневых смещений; глобальная спутниковая сеть.
При стационарных наблюдениях выясняются закономерности развития оползневых явлений во времени, а также производится уточнение пространственных закономерностей. Стационарные наблюдения включают изучение современной природной обстановки в процессе комплексного инженерно-геологического картирования [162, 79]. Крупномасштабное картирование оползней сопровождается разведочными работами, изучением свойств пород. В процессе предварительного изучения и картирования используются геофизические методы, в частности, электроразведка [28, 102, 105, 161] и др. Ряд работ был посвящен аналитическим методам исследований оползней: Славянова В.Н. [143], Корженевского И.Б. [77], Блохмана Г.З. [14], Рзаевой М.К. [131], Тихвинского И.О. [148], Постоева Г.П. [121], Горбуши-ной В.К. [26] и др.
На моделях оползни изучали: Бондаренко А.А. [17], Горбушина В.К. [27], Геворкян С.Г. [21], Остапенко В.В. [109] и др. Эти работы сводились в основном к выявлению математической зависимости между отдельными параметрами оползней.
Механизму проявления оползневых процессов посвятили свои работы следующие ученые: Славянов В.Н. [144], [145]; Емельянова Е.П. [40], Золотарев Г.С. [51], Кожевникова В.Н. [70], Труханова Р.И. [151], Шуйский Ю.Д [167], Ерыш И.Ф. [47], Тихвинский И.О. [148], Корженевский И.Б. [78], Постоев Г.П. [ 121, 122], Путикова М.О. [ 124], Родионов В.Н. [135].
Ряд работ посвящен методам изучения трещин: Мушкетова И.В. [99], Худяева И.Е. [156], Нифантова А.П. [103], Рогозина И.С. [136] Тер- Степа-няна Г.И. [147] и др.
Трещины - один из главных признаков оползневого смещения, позволяющий познать механизм и природу оползня. Трещины на зданиях и сооружениях есть показатель характера оползневых процессов и разрушения. Первые попытки изучения физики оползневых процессов были сделаны Мушкетовым И.В. в 1890 г., где он дал подробное описание трещин на оползнях, применяя положения механики для объяснения характера и расположения оползневых трещин. Голынец Ф.Ф. в 1930 г. предлагал изучать трещины на оползнях для выявления типов оползневых подвижек, очагов максимальных и минимальных напряжений. Классификации оползневых трещин, основанные на механизме их образования, дали в 1939 г. Рогозин И.С. и в 1946 г. Тер-Степанян Г.И. Классификация Рогозина И.С. [136] позволяет выделять следующие виды трещин (см. рис. 1.1).
Геологическая эволюция Крыма и взаимодействие Черноморской микроплиты в условиях субдукции
Микроплита появилась в результате взаимодействия Евразиатской плиты с одной стороны и Африканской, Аравийской плитами - с другой [57] (см. рис. 2.1). Это подтверждается тем, что фокальный механизм землетрясений становится здесь надвиговым. Сейсмические зоны делят рассматриваемую территорию на серию микроплит: Эгейскую, Турецкую, Черноморскую, Южно-Каспийскую, Иранскую, Лутскую и Белуджистанскую. Участок сейсмофокальной зоны в районе Крымского полуострова является частью протяженного разлома, разделяющего тектонические плиты. Тектонический шов по Южному склону Большого Кавказа прослеживается на материковом склоне Черноморского побережья и далее до района, расположенного южнее Крыма.
Геологическая эволюция Крыма представляется как последовательное причленение к краю крупного палеоконтинента Лавразии-Евразии ряда микроплит и террейнов: Украинии, Скифии и Крымии с закрытием древних океанов: Палеотетиса, Мезотетиса и Паратетиса и в настоящее время являются составной частью Евразийской плиты (рис. 2.3). Эти процессы определили современное геологическое строение полуострова: накопление различных осадочных пород, проявление разновозрастного магматизма, формирование надвигов, меланжей, олистостром и принадвиговых складок. На кайнозойском этапе в районе выделяются две структуры первого порядка: Равнинный Крым, относимый ранее к платформе, и Горный Крым, считавшийся мегантиклинорием в составе геосинклинали. Равнинный Крым состоит из разнородного фундамента Украинии и Скифии, который перекрыт чехлом осадочных пород мелкайнозойского возраста. Горный Крым - это складчато-надвиговая область в составе Альпийско-Гималайского-Индонезийского пояса.
В пользу субдукции свидетельствует факт отсутствия в центральной глубоководной части Черного моря гранитного слоя. По мнению исследователей, это явилось результатом его уничтожения на неотектоническом этапе в связи с оттоком гранитного материала в зоны растущих поднятий, обрамляющих море, горноскладчатых сооружений [35]. Согласно геофизическим данным, шельф Черного моря характеризуется континентальным типом земной коры с наличием гранитного слоя до 15 км.
По условиям субдукции впереди пододвигающейся плиты (в данном случае Черноморской) в пределах наползающей плиты образуются возвышенности или горы (в данном случае Крымские горы), а в тылу пододвигающейся плиты образуются впадины (в данном случае глубоководная впадина на дне Черного моря). По мере движения пододвигающейся плиты края надвигающейся плиты обрушаются, изменяются углы падения склонов, что приводит к оползанию грунтовых масс и возникновению частных оползней в районе деятельности человека.
До понтического времени мегантиклинорий Горного Крыма имел северное и южное крыло, а в течение последующего времени, плиоцена и четвертичного времени южная половина мегантиклинория опустилась ниже уровня моря [58]. Мощные плиоценовые воздымания Горного Крыма привели к широкому развитию оползневых явлений на его северном и южном крыле. В позднем плиоцене континентальная окраина ЮБК в структурном отношении почти не отличалась от современной. Эти данные подтверждают вышеназванный механизм субдукции, в результате чего Горный Крым испытывал медленное, но устойчивое воздымание.
Ушаков С.А. и Иванов О.П. [152] в своей работе отмечают, что Крымские горы по своей природе (геодинамической) аналогичны невулканической гряде. Морфоструктуры фундамента четко фиксируются в аномальном гравитационном поле, которое в данном случае отражает эффективно упругий изгиб пододвигающейся под Крым черноморской литосферы. Обычно в тылу наползающего литосферного клина островных дуг, как правило, имеет место вулканическая гряда, которая характеризуется высоким тепловым потоком. На Крымском полуострове проявления современного или недавнего вулканизма неизвестны. Однако в степном Крыму установлена область повышенных величин теплового потока, простирание которой совпадает с простиранием Крымских гор (рис. 2.4). Считается, что зона повышенных тепловых потоков в степном Крыму занимает положение, аналогичное тому, которое в островных дугах занимают вулканические гряды относительно невулканических [152].
Ряд исследователей связывают землетрясения в Крыму с фокальной плоскостью, падающей под Горный Крым, и ниже приводятся доказательства ее наличия. Считается, что фокальная зона погружается в сторону тектонических структур Горного Крыма, фиксируя глубинный надвиг их на Черноморскую впадину, называемую Черноморской микроплитой. На существование такой модели указывали: Горшков Г.П., Левицкая А.Я., 1974; Изукин, 1973, Расцветаев, 1977; Николаев, 1977 и др. (см. рис. 2.4). плоскости земчетрясений;
В работе Белявского Н.А., Михайлова А.Е., 1980, отмечается, что сейсмофокальная поверхность Горного Крыма является поддвигом глубинных частей земной коры. Отражением этих глубинных движений, значительно опережавших в скорости смещение верхних частей коры, является образование сейсмофокальной поверхности, наклоненной под Горный Крым. 2.3. Активность зоны субдукции Многие исследователи находили ряд факторов, подтверждающих активность пододвигания Черноморской плиты под Крымский полуостров. В работе Скворцова Е. [141] приводятся результаты по исследованию грунта Черного моря в связи с землетрясением 1927 г. в Ялте. Было установлено существование полосы, в которой современные отложения отсутствуют. Ширина этой полосы около полумили. Она лежит на склоне континентальной ступени. Эта полоса является тектонической линией, по которой происходят сбросы ила. Все участки распространения таврических сланцев являются областями выхода на поверхность наиболее древних пород Крыма, что свидетельствует также о пододвигании Черноморской плиты под Горный Крым. Шимановский С, Архангельский А.Д. [7] отмечали, что эпицентралышя зона землетрясения 26 июня 1927 г. может быть представлена полосой вдоль южного побережья Крыма между Ялтой и мысом Сарыч, совпадающей с главнейшим направлением крымских горообразовательных процессов, но наиболее вероятными, он считал, залегание очага землетрясения в море у Крымских берегов. По Сорокину Л.В. (1947), аномалия силы тяжести показывает, что максимальные отрицательные значения аномалий силы тяжести (-127 миллиган) наблюдаются Ю-В Ялты и Алушты, т.е. в области, отличающейся сейсмотектонической активностью. При дальнейшем продвижении к центральной части Черноморской впадины они снова увеличиваются и почти достигают нормальных значений. Марков К.К. (1948) считает, что дефект масс под хребтом вызван его поднятием, за которыми не поспевает подток подкорового материала.
Анализ устойчивости оползневых склонов Бахчисарайского района относительно их экспозиции
Все оползни произошли на левом берегу реки Альма в районе разлома 3-го ранга. Имеют общий генетический тип: геоморфологическая принадлежность склона - эрозионная, литология пород - суглинки; общий тип оползня по форме в плане - циркооб-разный; крутой оползневой склон, который изменяется от 12 до 30; площадь сползания изменяется от 1850 до 112000 м (№8); визуальная мощность оползневых накоплений колеблется от 3 до 17 м ; наибольшие высоты стенки срыва от 3 до 10 м. В большинстве случаев оползень занимает весь склон и нижнюю часть. В составе пород преобладают глины, желто-бурые суглинки с редкими прослоями гальки. Динамика процесса представлена на рис. 3.4, откуда следует, что активность оползня была прерывистой. Наибольшая активность была в 1969 году. Более подробные сведения об этих оползнях приведены в Приложении.
В районе села Отрадное и Шевченково с 1976 по 1984 г. произошло 6 оползневых явлений: (№:27-32). Оползание массы происходило в ССЗ и СЗ направлениях согласно экспозиции склона. Активными оползнями считаются: №: 28,27,30,31. Временно стабилизировавшиеся оползни: №29,32. Все оползни произошли на левом берегу Альмы в районе разлома 3-го ранга. Они имеют общий генетический тип, общий тип по форме в плане - циркообраз-ный, кроме оползня №30,32 - сложной формы; пологий оползневой склон, который изменяется от 12 до 16; площадь сползания изменяется от 1500 до 11 780 м ; визуальная мощность оползневых накоплений колеблется от 2,5 до 7 м. В большинстве случаев оползень занимает основание склона. Смещение происходит по старым плоскостям скольжения. Динамика процесса представлена на рис. 3.5.
В районе деревни Зубакино, Казанки за период 1971 - 1984 гг. произошло 5 оползневых явлений: (№: 738,753-756,750,741). Сползание произошло в СЗ, ЮЗ, ЮЮЗ, З, СЗ, ЮЮВ направлениях согласно экспозиции склона. Временно стабилизированные оползни № 738,741, остальные активные. Оползни произошли у устья Ойсенковской балки, на правом и левом склонах Ойсенковской балки, на правом берегу реки Альмы в районе разлома 3-го ранга. Имеют общий генетический тип оползня по форме в плане - цир-кообразный, кроме №754 - фронтальный; пологий оползневый склон, который изменяется от 7 до 16; площадь оползания от 1400 до 186000 м2; визуальная мощность оползневых накоплений колеблется от 3 до 20 м. В большинстве случаев оползень занимает основание склона. Зона скольжения проходит по глинам олигоценового возраста. Динамика процесса представлена на рис. 3.6, откуда следует, что наибольшая активность была в 1976 г.
В районе Каштановое в зоне разлома 3-го ранга за период 1968 - 1980 гг. произошло 7 оползневых явлений (№: 735-737,746-749). Из рис. 3.7 видно, что оползание массы происходило в ЮВ, СВ, Ю направлениях, согласно экспозиции склона. По Кадастру (1979) активным оползнем считается № 746, остальные временно стабилизированы. Все оползни произошли на территории н/ф «Южная» в районе разлома 3-го ранга. Они имеют общий генетический тип; отличаются формой в плане: 4 циркообразные, глетчерообразный, с суженой горловиной, фронтальный; пологий оползневый склон, который изменяется от 7 до 17; площадь сползания изменяется от 950 до 40 000 м2; визуальная мощность оползневых накоплений колеблется от 2 до 12 м. В большинстве случаев оползни занимают среднюю часть и основание склона. В составе пород преобладают глины серые плотные аптского возраста. Динамика процесса представлена на рис. 3.7.
В районе Прохладном в районе разлома 3-го ранга за период 1973 -1984 г. произошло 3 оползня: (№:744,752,757). Оползание массы происходило в СЗ, СВ, С направлениях согласно экспозиции склона. По Кадастру (1979 г.) считаются активными. Оползни произошли на а/д Новопавловское - Научный, в 0,5 км на восток от с. Прохладное. Они имеют генетический тип; общий тип по форме в плане - глетчерообразный, циркообразный; пологий оползневый склон, который изменяется от 9 до 14; площадь сползания изменяется от 13760 до 187500 м2; визуальная мощность оползневых накоплений от 5 до 15 м. Занимает среднюю и нижнюю часть склона. Состав пород: суглипки и глины верхнемелового возраста К2 sn и породы таврической серии Тз и Jj. Динамика процесса представлена на рис. 3.8.
В районе п. Счастливое в зоне пересечения двух разломов за период 1969 - 1980 гг. произошло 7 оползневых явлений: (№ 727-732,751). Оползание массы происходило в СЗ, СВ, ЮЗ направлениях согласно экспозиции склона. По Кадастру (1979 г.) оползни временно стабилизированные. Произошли у водохранилища в 0,5 км на ЮВ от села и на правом склоне долины р.Бельбек на автодороге Голубинка - Счастливое. Имеется 6 генетических типов оползней; общий тип по форме в плане — циркообразный; крутой оползневый склон, который изменяется от 13 до 20; площадь сползания изменяется от 1900 до 15700 м2; визуальная мощность оползневых накоплений колеблется от 3 до 10 м. В большинстве случаев оползень занимает нижнюю часть склона. Зона скольжения проходит по элювию пород таврической серии. Динамика процесса представлена на рис. 3.9.
Береговое. В районе п. Береговое в зоне разлома, отделяющего сушу от моря за период с 1975 по 1984 г. произошли 2 оползня: (№ 1, 2). Оползание массы произошло в 3 направлении, согласно экспозиции склона. Активные оползни произошли в береговом обрыве. Имеют общий тип по форме в плане - фронтальный; крутой оползневый склон (17, 22); площадь 13500 , 17650 м2; визуальная мощность от 5 до 10 м. Оползни занимают весь склон. В состав пород входят N2 континентальные желтовато-бурые суглинки с прослоями гальки и гравия , известняка, кварца. Динамика процесса представлена на рис. 3.10.
Кача. В районе п. Кача в зоне разлома, отделяющего сушу от моря за период 1975 - 1984 гг. произошло 13 активных оползней (№:9-18,24,25) (см. рис. 3.11). Сползание массы происходило в береговом обрыве у подножья моря в 3 направлении. Они имеют генетический тип - абразионный; форму в плане - фронтальную; литология пород - суглинки; крутой оползневый склон изменяется оті2 до 36 ; площадь сползания - от 5000 до 478590 м ; визуальная мощность оползневых накоплений колеблется от 8 до 20 м; наибольшие стенки срыва до 32 м. Оползень занимает весь склон. Оползневые участки Бахчисарайского района имеют единый возраст пород основного деформируемого горизонта, что характеризует независимость проявления оползней от литологии пород.
Результаты геодинамического районирования недр на территории Бахчисарайского района и их взаимосвязь с оползневыми явлениями
При освоении территории Бахчисарайского района Крыма одной из наиболее крупных и сложных проблем является проблема обеспечения экологической безопасности при оползневых явлениях.
Главным принципом, способствующим безопасному освоению территории, является достижение такого порядка ее освоения, при котором в массиве горных пород и земной поверхности в максимальной степени исключаются чрезмерные концентрации напряжений, способствующие активизации оползневых процессов. Этот принцип осуществляется путем: - выявления блочной структуры территории с различной степенью концентрации напряжений в блоках и по их границам; - определения размеров зоны влияния границы блока (разломов); - определения вида антропогенного воздействия на исследуемый участок территории; - применения соответствующих характеру освоения территории противооползневых мероприятий. Оползень - есть геодинамическое явление, возникающее в результате разрядки напряженного состояния горных пород, обусловленного природным полем напряжений (современное тектоническое поле) и полем напряжений, возникающим при антропогенном воздействии на массив горных пород (антропогенное поле). Сведения о тектоническом поле напряжений слагаются из результатов непосредственных измерений в природных условиях и данных, получаемых в смежных науках о Земле. Результаты измерений напряжений в природных условиях, в частности, в шахтах и рудниках вне поля действия влияния горных работ, свидетельствует о том, что тектоническое поле напряжений в массиве горных пород весьма неоднородно и анизотропно в пределах района измерений как по величине составляющих напряжений, так и по направлению их действия. Естественное тектоническое поле напряжений в пределах большого региона оценивают с помощью инструментальных методов в локальных участках, т.е. действуют по принципу от частного к общему. Результаты исследований, полученные в смежных науках о Земле по тектонике плит, глубинным разломам, блоковой тектонике, результатам моделирования позволяют качественно оценить напряженное состояние массива горных пород в районе любой осваиваемой территории и определить ориентировку современных главных напряжений. На основе этих данных разработан метод геодинамического районирования недр, позволяющий оценивать природное поле напряжений по принципу от общего к частному. Тектоническое поле напряжений в районе любой территории, если подходить к его изучению по принципу от общего к частному, можно охарактеризовать исходя из следующих положений. Земная кора разделена на плиты. Под влиянием напряжений, действующих на границе плит, они дробятся на крупные мегаблоки, которые определенным образом взаимодействуют между собой и под влиянием напряжений, возникающих на их контактах, делятся на блоки более низкого ранга. В конечном итоге формируется микроблочное строение массива, динамическое взаимодействие блоков в котором определяет естественное поле напряжений в районе любой территории. Взаимодействие и движение блоков по их границам определяют уровень напряжений в блоках, в результате которых возникают деформации внутри блока. Такое последовательное деление позволяет подойти к оценке уровня напряжений как в районе осваиваемой территории в целом, так и на ее отдельных участках. Рельеф земной поверхности и глубинные структуры связаны определенной зависимостью, которая характеризует не только горные области, но и платформы, равнины. По особенностям строения рельефа, отраженного на топографической карте, выявляются скрытые разломы фундамента. Эти построения подтверждаются геологическими и геофизическими данными. Считают, что тектонические блоки, выделенные в рельефе, фиксируют размещение подвижных блоков фундамента. Числовыми характеристиками рельефа являются его высоты, которые зафиксированы на всех топографических картах, т.е. рельеф можно охарактеризовать полем высот (гипсометрическим полем). Это нашло отражение в многочисленных методических приемах выделения тектонических блоков. Этот прием используется и при выявлении подвижной блочной структуры в районе исследуемой территории методом геодинамического районирования недр. Выявление границ тектонических блоков проводится по рельефу согласно существующим масштабам рангов. При этом блоки I ранга выделяют по топографической карте масштаба 1:2500000, блоки II ранга — по топографической карте масштаба 1: 1000000 в пределах блока I ранга, в котором расположена исследуемая территория. Блоки III ранга выделяют по топографическим картам масштабов 1:200000 или 1:100000 в пределах блока II ранга, к которому приурочена исследуемая территория, блоки IV ранга -по топографической карте масштаба 1:25000 в пределах блока III ранга, к которому приурочена исследуемая территория, и так далее. После выделения блоков I - IV ранга выполняются сопоставительные работы. При сопоставительных работах используются имеющиеся: - геофизические материалы; - геологические и тектонические карты; - карты сейсмичности и теплового потока; - данные, полученные при бурении скважин. В результате сопоставительных работ уточняются границы блочной структуры. Существуют три типа взаимодействия границ блоков различных рангов: - граница растяжения земной коры (спрединг, раздвиг, сброс); - граница сжатия земной коры (субдукция или зона Бениофа, надвиг, взброс); - граница скольжения или сдвига (трансформный разлом, сдвиг). Каждому типу границ литосферных плит соответствует своя геодинамическая обстановка, которая характеризуется определенным глубинным строением, формированием соответствующих тектонических структур, магматических, метаморфических и осадочных комплексов и связанных с ними полезных ископаемых. Динамическое взаимодействие блоков оценивается по: взаимодействию разломов, выявленных геологическими и геофизическими методами; - геоморфологическим данным; - сейсмическим данным; - геодезическим наблюдениям. Выявить динамическое взаимодействие блоков - это значит, во-первых, установить характер их подвижности (поднятие, опускание, скручивание); во-вторых, определить, какими условиями нагружения (сжатия, растяжения, сдвига или их комбинаций) обусловлены эти движения.
Характер взаимодействия блоков по их границам определяет соответствующую ориентировку и вид напряжений в выделенных блоках. Каждый блок находится в равновесном состоянии по отношению к другим блокам, и в нем действует единая ориентация напряжений. Направления их действия можно реконструировать посредством анализа разрывных тектонических нарушений, соответствующих объему выделенного блока, и следов сдвиговых подвижек по ним.
