К. О. ХУДЕНЬКИХ
ПРИНЦИПЫ И КРИТЕРИИ ИНЖЕНЕРНО-КАРСТОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Народно-хозяйственная деятельность человека в районах распространения карстующихся пород и развития карстовых процессов отягчается риском возникновения чрезвычайных аварийных ситуаций. Поэтому при проектировании хозяйственного освоения территории, где имеет место карст, необходимо учесть все закономерности распространения этого процесса.
На начальной стадии проектных работ производится анализ имеющихся картографических данных. В настоящий момент для этих целей используются геологические и инженерно-геологические карты разных масштабов. Однако они не в полной мере отражают условия распространения карста. В связи с этим в инженерном карстоведении возникла необходимость создания собственной методики построения инженерно-карстологических карт, которые бы полностью соответствовали нуждам проектировщиков и содержали в себе всю необходимую информацию для хозяйственного освоения закарстованной территории.
Но у исследователей карста до сих пор нет единого мнения о методике картирования закарстованных территорий, что в ряде случаев приводит к путанице в определениях, понятиях и принципах картирования. Большинство ученых при картировании карстующихся пород берут в качестве основы геологический материал, дополняя его необходимой дополнительной информацией (необходимость которой определяет автор той или иной работы).
В настоящей статье автор представляет разработанные им унифицированные принципы картирования, типизации и районирования карста на основе принципов геологического и инженерно-геологического картирования, а также анализа предыдущего опыта исследователей-карстоведов.
Рассмотрев методы геологического картирования, автор пришел к выводу, что они не в полной мере удовлетворяют потребностям инженерно-карстологического картирования по следующим причинам. Во-первых, на геологических картах не отображается информация о карстопроявлениях (поверхностных и подземных), во-вторых, они не отражают распространение современных геологических процессов, в-третьих, на геологических картах отражены в основном мощные аллювиальные четвертичные отложения, и отсутствуют маломощные делювиальные, пролювиальные и др., в-четвертых, на геологических картах крайне редко отображается гидрогеологическая информация. Преимуществом таких карт является то, что они отражают возраст и литологический состав пород, геологические границы их распространения, а также на геологических картах нанесены проявления тектоники и неотектоники.
Методы инженерно-геологического картирования наиболее полно соответствуют потребностям инженерного карстоведения. На инженерно-геологических картах показан литологический состав и возраст пород, перекрывающие четвертичные отложения, в том числе и маломощные, гидрологическая и гидрогеологическая (глубина залегания подземных вод, их агрессивность) обстановка, геоморфологические особенности территории, проявления современных инженерно-геологических процессов.
Однако и здесь есть свои недостатки. Карст на всех инженерно-геологических картах, как правило, показывается отдельным условным знаком, не отражающим литологию карстующихся пород, тип карстопроявления (как правило, ограничиваются только воронками). На карте отображается множество «лишней» информации, которая не учитывается при инженерно-карстологических изысканиях в районах с доминирующим опасным геологическим явлением – карстом.
Суть инженерно-карстологических изысканий должна отражать риск хозяйственного освоения исследуемой территории. Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие работы:
- построить карту распространения карстующихся пород;
- построить карту распространения литологических типов карста;
- провести районирование территории по характеру перекрывающих карстующиеся породы отложений;
- провести детальный анализ поверхностных и подземных карстопроявлений;
- провести анализ тектонического строения территории и неотектонических движений;
- провести анализ геоморфологических особенностей территории;
- провести анализ гидрологической и гидрогеологической обстановки территории;
- на основании совокупности вышеизложенных исследований провести районирование территории по степени карстоопасности;
- составить карту риска хозяйственного освоения территории.
При составлении инженерно-карстологических карт обязательно следует учитывать следующие принципы и критерии:
1) Основой инженерно-карстологической карты должна служить геологическая карта того же или более (но не менее!) крупного масштаба, которая может быть дополнена (скорректирована) данными с космо - и аэрофотоснимков, а также по результатам полевых исследований.
2) С геологической карты в качестве дополнений в обязательном порядке должны быть взяты геологические разрезы и колонки. В случае их отсутствия, необходимо составить геологические профили, пересекающие территорию в широтном и меридианальном направлениях, а также основные геологические структурные элементы.
3) Тектоническая и неотектоническая обстановки должны сниматься с геологических и тектонических карт того же или более крупного масштаба и дополняться данными с космо-, аэрофотоснимков и полевых исследований.
4) Обязательно должны учитываться мощность и литологический состав перекрывающих отложений.
5) Должно учитываться геоморфологическое строение территории, особенности гидрологической сети.
6) На карте должна быть представлена информация о глубине залегания подземных вод и их агрессивности по отношению к карстующимся породам.
7) Поверхностные и подземные карстопроявления должны быть показаны в виде собственных отдельных условных знаков (карстовая воронка, карстовый ров, пещера, карстовая ниша, карстовая арка и др.).
8) При районировании территории по степени карстоопасности учитывать различия между понятиями «карстующиеся» и «закарстованные» породы, а также факторы антропогенной и техногенной деятельности человека, которые оказывают наиболее сильное влияние на развитие карстовых процессов.
9) При составлении прогнозных карт использовать вероятностно-процентную систему оценки территории.
10) Использовать по мере возможности общепринятые цветовые схемы и штриховки (заливки) в условных обозначениях.
Из обобщения вышеизложенных принципов и критериев следует, что одним из результатов инженерно-карстологических исследований должен стать комплект карт, всесторонне и полностью характеризующий карстологическую обстановку территории и востребованный при планировании дальнейших более детальных (крупномасштабных) исследований, а также на стадиях предварительного проектно-строительного планирования хозяйственного освоения территории. Данный комплект должен включать в себя следующие карты:
1) Карта распространения типов карста. Должна содержать в себе литологию и возраст карстующихся пород, характер перекрывающих отложений, тектонические и неотектонические условия территории, а также информацию о глубине залегания подземных вод и их агрессивности по отношению к карстующимся породам.
2) Карта экзогенных факторов территории. На этой карте показываются геоморфологические особенности территории, характер гидрографической сети, а также наносятся поверхностные и подземные формы карстопроявлений.
3) Карта районирования территории по степени карстоопасности. Основным фактором составления этой карты является выделение районов распространения закарстованных пород, степень активности антропогенной и техногенной деятельности человека.
4) Карта прогноза развития карстовых процессов (карта риска хозяйственного освоения территории). Эта карта является анализом выполненной работы, на ней показывается административное содержание территории, гидрографическая сеть, и выделяются районы с различной степенью вероятности возникновения карстовых процессов (%), обозначенные цветом.
