Літогенна основа міских територій

2.2 Літогенна основа міских територій

Літосфера включає материки та ложе океанів, не є суцільною твердою оболонкою, вона складається з ряду літосферних плит, які повільно, але безперервно переміщаються відносно одна одної.

Основна частина території України відноситься до структур платформного типу. Їх геологічну будову в схематичному вигляді можна представити як тришарову: поверхневий покрив сучасних і четвертинних відкладень залягає на складчастій осадовій основі, що базується на кристалічному фундаменті, який являє собою масивну товщу магматичних і метаморфічних порід (рис. 2).

Рис. 2. Схема геологічної будови території:

І - чохол сучасних відкладень; ІІ - складчаста підстава; ІІІ - кристалічний фундамент

Основна інженерно-будівельна діяльність у межах міських територій пов'язана з верхнім осадовим чохлом, але в залежності від урболандшафтних умов і специфіки виробничої діяльності життєво важливу роль у формуванні умов міського середовища можуть грати і породи, глибоких структурних ярусів [14].

Усі гірські породи стосовно до будівельної діяльності можна розглядати як основу для будівництва будинку або спорудження, як матеріал для будівництва або як середовище, в якій розміщується споруда. Гірські породи, а також сучасні відклади природного і техногенного походження, які використовуються в будівельних цілях, називаються ґрунтами [1].

З інженерно-геологічних позицій усі гірські породи підрозділяють на два класи - скельні і нескельні. Серед нескельних порід виділяють піщані і великоуламкові породи, взаємодія між частками яких визначається лише тертям і зачепленням, і пило-глинисті, або зв'язкові, породи. Взаємодія між частками зв'язних порід обумовлено наявністю водно-колоїдних зв'язків. Різний характер зв'язків, властивий цим породам, визначає розходження в їх властивостях і поведінці в міському середовищі.

Скельні породи залягають частіше на значній глибині від поверхні землі і відносно рідко, у порівнянні з пухкими осадовими породами, слугують основою міських споруд. Вони є середовищем, у якому здійснюється підземне будівництво (шахти з видобутку корисних копалин, тунелі метро, підземні виробки іншого призначення). Оголення таких порід у межах міста можна бачити, наприклад, у Запорожжі, Севастополі, у містах передгірної зони. Характерною рисою скельних порід є їх монолітність, обумовлена міцними зв'язками між частками. Зв'язки ці носять кристалізаційний або цементаційний характер і визначають високу щільність, малу пористість і високу міцність порід як у сухому, так і у водонасиченому стані.

Зниження міцності порід і зростання водопроникності пов'язане з розвитком у їх масивах тріщинуватості.

Характерною властивістю піщаних та незцементованих порід є їх хороша водопроникність. Вона визначає роль дренуючих чи водовмісних елементів в осадочному комплексі. Показником водопроникності породи є коефіцієнт фільтрації, величина якого залежить від пористості породи і структури порового простору. Пористість уламкових порід коливається звичайно в межах 20-45%. Ці характеристики, у свою чергу, визначаються діаметром і обкатаністю часток, які складають породу, а також однорідністю зернового складу. Зі збільшенням середнього діаметра породоутворюючих часток і їх обкатаності при неоднорідному зерновому складі водопроникність породи зростає.

Величина водопроникності порід змінюється в широких межах. Рух фільтраційного потоку в незв'язній дисперсній породі створює гідродинамічний тиск і може викликати фільтраційні деформації, які звуться суфозійними явищами [14].

Фільтраційні деформації будуть розвиватися в пухкій уламковій породі в тому випадку, якщо в ній є частки, діаметр яких менший від найбільшого фільтраційного ходу, і якщо швидкості фільтраційного потоку достатні для переміщення цих часток.

Власне суфозія, або механічна суфозія, - явище виносу фільтраційним потоком з товщі породи дрібних часток. При цьому збільшується пористість порід і розміри пор.

Контактний випор відбувається у випадку, якщо фільтраційний потік виносить суфозійні частки з деформованого шару породи в глибший за його шар більш грубозернистого матеріалу. Затримуючись в цьому матеріалі, дрібнозернисті частки формують шар, відмінний по складу і властивостям від вихідних порід. Випор - таке руйнування породи, при якому починає рухатися деякий її обсяг із усіма фракціями, які складають породу, що приводить до розпушення частини породи, збільшенню пористості і розмірів пор.

До суфозійних порід відносять такі, з яких суфозійним потоком виноситься більш 3% часток. Швидкість фільтрації, при якій порушується гранична рівновага суфозійних часток у породі, називається критичною швидкістю фільтрації.

Негативні наслідки суфозійних деформацій виявляються у формуванні зон ослабленої міцності, тріщин у зв'язку зі зміною гранулометричного складу, щільності і пористості порід, обваленні бортів котлованів, порушенні покрівлі порід, які перекривають. Наслідком зміни водопроникності порід є збільшення водопритоків у підземні виробки і котловани, кольматація і вихід з ладу зворотних фільтрів і дренажів водопонижаючих пристроїв.

Характерною рисою пилувато-глинистих порід є здатність змінювати свою консистенцію при зміні вологості. Показниками цих граничних станів є межа пластичності і границя текучості. При вологості нижче межі пластичності глиниста порода має тверду консистенцію і властивості, близькі до властивостей твердих тіл. При вологості вище межі пластичності порода набуває текучої консистенції і властивостей рідини. Вміст фізично зв'язаної води в такій глині досягає 50%. Висока водопоглинаюча здатність глинистих порід пов'язана з перевагою в їхньому складі часток, які характеризуються колоїдними властивостями. Для глинистих порід характерна слабка водопроникність. У геологічному розрізі вони виконують роль водотривких шарів. Глинисті породи характеризуються такими властивостями, як усадка і набрякання, тобто зменшенням обсягу при висиханні і збільшенням при зволоженні. Набрякання зв'язане зі збільшенням товщини гідратних оболонок на поверхні глинистих часток, при цьому в породі виникає тиск, величина якого може досягати 0,8 МПа, який деструктивно впливає на відкоси виробок і основи споруд. Усадка супроводжується нерівномірною деформацією породи при висиханні, появою в ній тріщин і збільшенням водопроникності. Це знижує стійкість порід на природних схилах, у бортах кар'єрів і котлованів. В результаті розтріскування на схилах утворяться пухкі продукти руйнування породи у вигляді глинистої щебінки, яка обсипаючись по схилах, утворить скупчення. При водонасиченні вони можуть служити матеріалом для формування грязьових потоків [14].

Деякі тонкообломкові породи у водонасиченому стані мають специфічну властивість, характерну для колоїдних систем, - при вібраційному впливі переходити з гелю в золь, тобто розріджуватися. Це явище зветься тиксотропією і може бути викликане також електричними й ультразвуковими коливаннями. При знятті впливу система, поступово застигаючи, може знову переходити в гель. Породи з тиксотропними властивостями ведуть себе на зразок грузлих рідин, називають пливунами. При розмаїтості зернового складу пливуни обов'язково містять глинисті мінерали. Формуванню пливунних властивостей сприяє наявність гідрофільних глинистих мінералів типу монтморілоніту й особливих мікроорганізмів. Для істинних пливунів характерні низька водопропускна здатність і нульова водовіддача внаслідок колоїдних зв'язків між частками. Пливуни представляють велику небезпеку при проходці підземних виробок. Катастрофічні наслідки мало розкриття пливуна при проходці тунелю ленінградського метро в 1974 р. На глибині 80 м на незамороженій ділянці у виробку хлинули тисячі кубометрів пливунної породи. Масштаби переміщення мас були так великі, що навіть на поверхні землі утворилася мульда просідання.

Серйозні проблеми при будівництві створює просадочність порід, тобто їхня здатність до осідання при замочуванні під дією власної ваги або спільної дії власної ваги і зовнішнього навантаження. В результаті осідань відбувається опускання поверхні землі на величину до декількох десятків сантиметрів. Це приводить до деформацій будинків і споруд, побудованих на просадних породах. Морфологічними ознаками, які вказують на можливість просадних явищ на даній території, є такі форми рельєфу, як вимоїни, просадні лійки уздовж берегів рік, просадні блюдця на терасах і вододілах. Типовими для України просадними породами є леси і лесовидні породи, які утворюють у степовій і лісостеповій зонах майже суцільний покрив на вододілах і річкових терасах потужністю від 3 до 40-80 м [7].

Крім майданного поширення, для лесів характерна висока пористість (як правило, 42-58%) з великою кількістю макропор, вертикальна окремість і стійкість крутих укосів у сухому стані, вміст водорозчинних солей (переважно сульфатів і карбонатів) до 15%, що забезпечує зв’язаність часток породи, відносно стійкий зерновий склад, що відповідає суглинкам (вміст пилуватих фракцій від 50 до 82%, глинистих - від 10 до 30%, піщаних - до 15-20%), легка намочуваність при зволоженні. Просадочність лесовидних порід зв'язана як з їх природною розпушеністю, так і з наявністю великої кількості водорозчинних солей.

Осідання на території міст можуть відбуватися при відсутності регулювання поверхневого стоку, при витоках з підземних комунікацій і підтопленні ґрунтовими водами. На просадочність порід впливає інфільтрація з каналів, водоймищ, підпір рік при їхньому зарегулюванні.

Під спорудами вологість лесових порід зростає на 10-15%, що приводить до збільшення пластичності і зниження міцності. Тривале перебування лесовидних порід нижче рівня ґрунтових вод, що характерно для підтоплених міських територій, приведе до розчинення і виносу гіпсу й інших розчинних солей, викликає втрату несучої здатності і набуття ґрунтом тиксотропних властивостей [8].

Сучасні техногенні відклади є характерними елементами геологічного середовища міста, які потребують уваги. Джерелами цих відкладів можуть бути господарська і будівельна діяльність, тверді відходи промисловості і гірничодобувних виробництв. Загальним для них є широке майданне поширення, пухке складування і неоднорідний якісний і зерновий склад. Найбільший обсяг і площу поширення мають відходи гірничодобувної промисловості. Наприклад, у Донецьку площа під териконами займає 15 км², без інших видів відкладів. Крім насипних техногенних відкладів, виділяють намивні, представлені переміщеними за допомогою гідротранспорту матеріалами. У таких містах України, як Київ і Харків, є житлові райони, побудовані на намивних пісках. Для районів видобутку корисних копалин характерні намивні відклади відходів збагачення руд.

Недооцінка властивостей сучасних техногенних відкладів може привести до розвитку небезпечних геологічних процесів, деформації і руйнування будинків і споруд, та людських жертв [14].

Розділ 3. Зміна міських територій під дією антропогенного навантаження 3.1 Антропогенний вплив на геологічне середовище міста

Антропогенний вплив на компоненти геологічного середовища міст виявляється в наступних аспектах:

-   зростанні інтенсивності вивітрювання за рахунок зміни складу атмосферного повітря (випадання кислотних дощів і кислотних рос);

-   зміні рівня ґрунтових вод і їх складу, що приводить до зміни властивостей порід несучої основи;

-   зміні складу літогеної основи міських територій за рахунок відсипання і намиву техногенних відкладів і аерозольних випадань з атмосфери;

-   зміні характеристик фізичних полів у межах міських агломерацій.

Під впливом перетворення рельєфу, регулювання поверхневого стоку, витоків з водоносних комунікацій відбувається зміна гідрогеологічного режиму міської території. Наслідком є підвищення рівня ґрунтових вод, а нерідко і підтоплення певних ділянок міста. Пов'язане з цим водонасичення порід знижує їх міцність і приведе до деформації і руйнування будинків і споруд [14].

Фізичний вплив великого міста з розвинутою транспортною мережею, великим промисловим і енергетичним потенціалом виявляється в місцевій зміні температурного, електричного і магнітного полів. Виникають вібраційні поля. Створюється так називане фізичне забруднення геологічного середовища міста.

Виявляючись на локальній території, ці техногенні фізичні поля по інтенсивності значно перевершують природні аналоги, створюючи на території міста високі градієнти характеристик. Техногенний вплив надає геологічному середовищу додаткову кількість енергії через статичні (вага споруд), динамічні (вібрація), температурні й електричні поля. Нагромадження надлишкової енергії в середовищі, яка служить основним фундаментом або вміщає інженерні споруди і комунікації, несе в собі небезпеку погіршення якості цього середовища.

Вплив вібраційного поля на літогенну основу міського середовища є різним в залежності від типу порід, на які впливає вібрація. Скельні і напівскельні ґрунти з пружними властивостями, передають вібрацію від джерела до об'єкта впливу без значного поглинання енергії коливань. При вібраційному впливі на дисперсні породи найчастіше відбуваються необоротні зміни їхньої структури, наслідком чого є зменшення міцності, нерівномірне ущільнення і т.п. При нахилі масиву порід та прояві таких геологічних процесів, як зсуви, обвали, карст, пливунні явища, вплив вібрації може викликати переміщення порід і тим самим значно підсилити інтенсивність і негативні наслідки цих явищ. Основним джерелом вібрації стосовно літогеної основи території й інженерних об'єктів, які знаходяться в ній, є транспортні магістралі. За верхню межу припустимого вібраційного впливу на геологічне середовище приймається 73 дБ, що відповідає швидкості переміщення часток породи приблизно 225 * 10^-6 м/с. Ці умови створюються, коли поряд з автомобільним транспортом або незалежно від нього функціонує рейковий транспорт із регулярним рухом. Стимулює прояв обально-зсувних процесів у сполученні з вібрацією підрізування схилів при прокладці транспортних магістралей, виїмка великої кількості породи при будівництві й інші зміни рівноваги в межах масивів порід і ґрунтів.

Теплове забруднення геологічного середовища в містах являє собою підвищення її температури щодо природних значень. На території великого міста порушення температурного режиму може спостерігатися до глибини 100-150 м і більш. При цьому на горизонтах 10-30 м спостерігається тенденція до розширення по площі геотермічних аномалій з підвищенням на 2-6° С фонових значень температури гірських порід і підземних вод.

Під впливом надлишкового тепла може відбуватися локальне просушування порід зі зміною їх міцності. З підвищенням температури ґрунтових вод зростає швидкість хімічних реакцій у зоні їхнього контакту з матеріалами підземних споруд. Встановлено, що швидкість корозії будівельних марок сталі лінійно зростає при зміні температури від 0 до 80°С. Збільшення температури порід і підземних вод активізує діяльність мікроорганізмів, які є агентами біокорозії. Найбільш розповсюдженими джерелами теплового забруднення геологічного середовища міських територій є магістральні теплопроводи і мережі гарячого водопостачання.

На ділянках проморожування ґрунтів при будівництві котлованів в обводнених умовах і прокладці трас метрополітену в складних інженерно-геологічних умовах під впливом холодоносія з температурою від -10 до -26°С істотно змінюються властивості водонасичених порід, порушуються сформовані режими водо-, массо- і теплообміну, мікробіоценозів [14].

Електричне поле блукаючих струмів у землі пов'язано з рейковим електротранспортом. Вплив його виражається в підвищенні корозійної активності середовища. Небезпека корозії виникає при щільності блукаючих струмів 5-10^-2 А/м², тоді як їхня щільність, яка спостерігається реально, у містах у 200 разів вища. При високому рівні електричного впливу швидкість корозії сталі складає до 2 мм у рік, а терміни безаварійної служби трубопроводів скорочуються вдвічі. Витоки з трубопроводів у свою чергу служать новими джерелами забруднення геологічного середовища міст.

Для запобігання критичних ситуацій, які представляють загрозу для життя людей і приводять до деформації і руйнування будинків і споруд, важлива достовірна оцінка сучасного стану геологічних об'єктів і процесів, прогноз їхньої зміни в часі при взаємодії з об'єктами техносфери.

Гірські породи є одним із природних джерел опромінення жителів міст. Від вмісту в породах радіонуклідів радію, торію і калію залежить як зовнішнє, так і внутрішнє опромінення людей. Внутрішнє опромінення найбільшою мірою пов'язано з надходженням через органи дихання газу радону, що є продуктом радіоактивного перетворення елементів уранового ланцюга. Цей газ має здатність еманувати з порід, проникати через отвори в підлогах і стінах, через стики елементів конструкцій у приміщення і накопичуватися на перших поверхах будинків.

Безпосереднім джерелом виділення радону є радій-226. За вмістом цього ізотопу гірські породи сильно розрізняються. Особливо високі вмісти радію можуть бути в деяких різновидах гранітів, а з осадових порід - у глинистих сланцях, збагачених органічною речовиною. Рівень радоновиділення залежить не тільки від концентрації в них радіоізотопів, але і від структурно-тектонічних особливостей території. У зонах тектонічних розламів і підвищеної тріщинуватості порід виділення радону відбувається більш інтенсивно.

В Україні райони з підвищеним радоновиділенням присвячені в основному до території Українського кристалічного щита і північно-західної частини Донецького басейну.

3.2 Небезпечні геологічні процеси на території міських ландшафтів

Землетруси - короткочасні коливання земної кори, пов'язані зі стрибкоподібним вивільненням енергії в деякому просторі усередині Землі. При сильних землетрусах у їх вогнищі - гіпоцентрі - виділяється енергія до 10¹⁸ Дж. На поверхні Землі, особливо в області епіцентру, який знаходиться над гіпоцентром, виникають тріщини довжиною до декількох кілометрів, шириною до декількох метрів і глибиною до 10 м, провали, які поглинають будівлі і людей. Землетруси часто стимулюють розвиток зсувів, обвалів, повеней, цунамі.

Найбільш активно і з великою частотою землетруси виявляються в областях розвитку молодої (альпійської) складчастості й опускань земної кори. В Україні сейсмічно небезпечними зонами є Карпати і Крим.

Інтенсивність землетрусів визначається по 12-бальній шкалі Ріхтера, яка враховує характер та зовнішній ефект землетрусів: максимальне прискорення деформації ґрунту, степінь пошкодження та руйнування будівель, реакцію людей та тварин [5].

Інтенсивність землетрусів залежить від властивостей гірських порід, в яких поширюються сейсмічні хвилі, глибини залягання підземних вод, тектонічних порушень і глибини гіпоцентру землетрусу. У пухких породах, особливо обводнених, інтенсивність землетрусу зростає. Підвищенню сейсмічності території сприяє високий рівень стояння підземних вод, наявність різко обкреслених форм рельєфу - крутих схилів, пагорбів, ярів.

При виверженні вулкана викидається величезна кількість попелу, що розсіюється в повітрі, а найбільш легкі частки залишаються у верхніх шарах атмосфери роками.

Досить розповсюдженим явищем у нафтогазоносних районах є грязьовий вулканізм. Грязевулканічні будови можуть мати діаметр від сотні метрів до декількох кілометрів, але не завжди досить чітко виражені в рельєфі. В Україні грязьові вулкани локалізуються в Криму на Керченському півострові, у тому числі три з них розташовані на території м. Керчі. Грязьові вулкани починають діяти, коли пластовий тиск в глинистих породах, до яких вони звичайно присвячені, перевищує гідростатичний. Тоді гази, до складу яких входить метан, оксид вуглецю, азот, сірководень, аргон, викидають із глибини води, уламки порід, перетертий глинистий матеріал.

Одним з найбільш розповсюджених небезпечних процесів на території міських агломерацій є зсуви. Зсув - ковзний зсув мас порід вздовж природного схилу або штучного укосу під впливом сили ваги [2].

Тіло зсуву являє собою сповзаючу по схилу масу породи, обмежену знизу поверхнею ковзання. Поверхня тіла зсуву звичайно нерівна, з локальними зниженнями й одним або декількома терасовидними уступами. У місці відриву тіла зсуву утвориться негативна форма рельєфу, яку називають цирком зсуву. У нижній частині тіла зсуву спостерігається підвищення, яке називається валом випору.

За формою, об’ємом, типом, швидкістю руху й інших ознак зсуви дуже різноманітні. Об’єм зсувів може змінюватися від десятків до сотень тисяч кубічних метрів, швидкість руху - від міліметрів у тиждень до десятків кілометрів на годину. Крім діючих зсувів, виділяють завмерлі, рух яких протягом тривалого часу геодезичними методами не фіксується.

Причиною сходження зсуву є порушення рівноваги схилу. Фактори, які викликають утворення зсуву, можна розділити на природні й антропогенні.

До природних факторів відносять: ослаблення міцності порід, які складають схил, внаслідок перезволоження атмосферними опадами і вивітрювання, збільшення крутості схилу внаслідок підмиву його водою, сейсмічні поштовхи [2].

До антропогенних факторів відносять: перезволоження порід за рахунок витоків, підтоплення або поливу території, підрізування схилів при прокладці доріг, трубопроводів або розробці кар'єрів, додаткове навантаження на схил внаслідок його забудови, вібраційний вплив транспортних засобів або вибухів.

Зсуви часто є постачальниками матеріалу для грязьових потоків - селів. Селі - водні потоки, насичені твердим матеріалом. Формуються найчастіше під час зливових опадів і сніготанення в горбкуватих або гірських районах при наявності великої кількості пухкого, вивітреного матеріалу. Селі мають значні швидкості руху і великою руйнівною силою. Область живлення селя являє собою звичайно верхню частину водозбірного басейну, яка має круті схили. Утворення селів часто провокується наявністю техногенних відкладень. У Києві в 1961 р. при будівництві трамвайно-тролейбусного депо в районі Жіночого Яру здійснювалося планування території методом гідронамиву піску зі зведенням серії дамб. Перенасичені водою ґрунти дамби перетворилися в селевий потік, який обрушився на житловий район міста - Куренівку, де переважали одноповерхові будинки.

На території міст України широко поширене таке явище, як підтоплення. До підтоплених міських територій відносять такі, на яких рівень ґрунтових вод розташований вище 2,5 м від відмітки рівня землі. На території зелених насаджень відповідно до санітарних норм допускається підвищення рівня ґрунтових вод до 1 м від поверхні.

Підтоплення в силу великої розмаїтості природних умов і складу порід, які складають територію міської агломерації, відбувається по-різному. В одних випадках може відбуватися підвищення рівня ґрунтових вод, в інших - формування техногенної верховодки або техногенного водоносного горизонту. Поряд зі зміною рівня ґрунтових вод відбувається зміна їх складу. Внаслідок обводнювання знижується несуча здатність порід основи споруд, руйнуються матеріали підземних комунікацій і конструкцій, забруднюються в результаті витоків з каналізації ґрунтові води [5].

Основними причинами розвитку підтоплення в містах України є:

-  зміна умов поверхневого стоку, зокрема створення водоймищ;

-  засипання природних дренажів — ярів, балок, стариць;

-  недостатній розвиток мережі зливової каналізації і її поганий стан;

-  розвиток мереж водопостачання без відповідного будівництва системи водовідведення;

-  витоку з мереж водопроводу і каналізації й аварії на них;

-  баражний вплив дорожніх насипів, пальових полів, колекторів великого діаметра і тунелів метрополітену.

Затоплення, тобто утворення вільної поверхні води над земною поверхнею, є одним з найбільш розповсюджених природних процесів, пов'язаних з виходом рік з берегів. Воно причиняє великі матеріальні збитки і супроводжується людськими жертвами

Затоплення на урбанізованих територіях характеризується рівнем підйому води і частотою повторюваності. Ці характеристики знаходяться в прямій залежності від площі з водонепроникним покриттям (забудова, асфальт і т.п.) і від обсягу зливового стоку.

Ерозія ґрунтів на території міст розвивається під впливом зосередженого поверхневого стоку, а іноді в результаті витоків з водоносних комунікацій. Найбільш інтенсивно ерозія ґрунтів відбувається при будівельних роботах внаслідок розпушення і виїмки ґрунтів. Інтенсивність ерозії в період будівництва в 10 разів вища, ніж на землях сільськогосподарського використання. Вміст зважених часток у водних потоках на території будівництва підвищується в десятки разів [14].

Річкова ерозія є результатом впливу водного потоку на русло і полягає в розмиві, транспортуванні й акумуляції наносів. Ерозійна робота ріки залежить від витрати і швидкості потоку, петрографічного складу порід, у яких ріка прокладає русло. Найбільша інтенсивність ерозії спостерігається при великих витратах ріки і малої стійкості до розмиву порід, у яких сформоване русло. В результаті ерозії виникає загроза спорудам, розташованим на берегах, що підмиваються. Відкладення наносів у ріці приводить до її обміління, утруднює судноплавство, підсилює загрозу підтоплення прилеглих територій. Зарегулювання річкового стоку в межах міських територій дозволяє знизити негативний вплив цих процесів.

Карстоутворенням називають складний геологічний процес, основним компонентом якого є вилужування розчинних гірських порід підземними і поверхневими водами з утворенням великих порожнеч у породах (лійок, печер і т.д.), винос дисперсних часток із відкладів, а також осіданням і обваленням покрівлі. Тому частіше говорять про комплекс карстово-суфозійних процесів. За формою прояву розрізняють поверхневий (відкритий) карст, характерним прикладом якого служить Кримська Яйла, і підземний (прихований) карст. Підземний карст утвориться у випадку, якщо карстоутворюючі породи перекриті товщею нерозчинних, але водопроникних порід. Карст може розвиватися в карбонатних породах (вапняках, доломітах, крейдо-мергельних товщах), сульфатолітах (гіпсах, ангідритах), галолітах (кам'яних, калійних солях). На інтенсивність формування карсту впливає ступінь тріщинуватості порід, глибина залягання підземних вод, яка визначає швидкість фільтрації і водообміну, а також гідрохімічний склад вод. Природними факторами, які сприяють карстоутворенню, є пересічений рельєф, наявність потужного підземного стоку, високі швидкості фільтрації, присутність у воді вільної вуглекислоти, тріщинуватість порід. На активізацію карстоутворення можуть вплинути техногенні фактори, які сприяють обводнюванню покривних відкладень, зниженню рівня тріщинно-карстових вод, різкому коливанню рівня підземних вод, наприклад, при відкачці підземних вод або при скиданні стічних вод і відходів у карстові порожнечі, а також зміна гідрохімічного складу підземних вод [14].

На територіях міських агломерацій розвитку карсту сприяє формування значних за розмірами депресійних лійок в районах водозаборів, а також у районах розробок корисних копалин, де спостерігаються осідання і провали поверхні. Антропогенна активізація сульфатного карсту створює загрозу забудові південно-західної частини Львова, яка складає до 30% території міста.

Просідання поверхні характерні для зон залягання лесових порід. На сучасному етапі розвитку міст України різко збільшилася площа забудови на лесових підставах. Здатність цих відкладень до просідання при замочуванні обумовлює специфіку будівництва на цих ділянках. У Дніпропетровській і Запорізькій областях майже 80% господарських об'єктів побудовано на просадних лесових ґрунтах, з них більш ніж у 10 тисячах виявлені істотні деформації.

Для міст, розташованих на берегах морів, водоймищ, озер, серйозну проблему являє переробка берегів і руйнування споруд у прибережній смузі. Обвалення берегів відбувається в результаті хвильового впливу. Вітрові хвилі з'являються внаслідок сил тертя між повітряним потоком і поверхнею води [2].

Приливні хвилі мають невелику енергію розмиву, але висота припливу досягає в деяких місцях 10 м і більше і може являти значну загрозу для споруд.

Абразія - процес руйнування гірських порід хвилями і течіями в береговій зоні моря, озера або водоймища. В результаті виносу абразійного матеріалу утворюються високі і круті абразійні береги. Інтенсивність абразії обумовлена контуром берегової лінії, петрографічним складом порід, які складають берег, умовою їх залягання, руйнівною силою хвилі, кутом нахилу шельфу. В деяких місцях серйозну роль в абразійних процесах відіграє антропогенний фактор.

Береги, складені вапняками, конгломератами, є відносно стійкими до абразії, особливо при падінні шарів вбік моря.

Берегові глинисті відкладення не тільки розмиваються, але і сповзають униз при перезволоженні. Сполучення абразії й зсувоутворення характерно для району Одеси. Абразійні форми рельєфу розвиваються також на незакріплених ділянках узбережжя Дніпровського каскаду водоймищ. На пологих берегах у міру наближення до надводної частини берега хвиля деформується, розпластується, в результаті чого втрачає енергію, а сила удару зменшується. Відкат хвилі відбувається повільно, маса води гальмує наступну хвилю. Будівництво в смузі пляжу або зрізання частини його при будівельних роботах може привести до порушення динамічної рівноваги „море – берег”, збільшенню розмиву берега в одних місцях і нагромадженню наносів в інших.

Висновки

Геологічні фактори - форми рельєфу, якість ґрунтів, властивості гірських порід, наявність корисних копалин, а також екзогенні й ендогенні процеси впливають на вибір місця закладення міста і його наступну долю.

Виділено 15 типів міських ландшафтів. Територія одного типу міського ландшафту зайнята одним або двома домінуючими типами (підтипами) комплексів певної категорії (чи ВАЛ, чи ЛТчС, чи ЛІС).

На формування певного типу ґрунту і ґрунтового профілю міского ландшафту впливають клімат, материнські гірські породи, які його підстилають, рельєф, характер водообміних процесів, тип природної рослинності, характерної для даної кліматичної зони, тварини і мікроорганізми, які живуть у ґрунті. Типовими для України є чорноземи, сірі і бурі лісові, каштанові і дерено-підзолисті ґрунти.

Антропогенні ландшафти міських територій існують не відокремлено один від одного. Вони взаємопов'язані між собою завдяки потокам речовин, енергії та інформації. Останні мають вигляд природних потоків з натуральною та антропогенною складовими. Вони об'єднують створені людьми системи у єдиний міський комплекс, який взаємодіє з оточуючими геосистемами. Властивості корінних порід, які можуть призводити до виникнення небезпечних геологічних явищ, можуть бути різними, а саме: водопроникність, пористість, просадочність, схильність до суфозійних процесів.

З удосконаленням технічної озброєності людини вплив господарської діяльності на геологічне середовище зростає. Ефекти антропогенного впливу на геологічне середовище мають тенденцію до кумуляції. Активізація небезпечних геологічних процесів у містах України, обумовлена техногенною діяльністю людини, привела до ряду катастрофічних наслідків. Величезний економічний збиток, зв'язаний з цим, і супутні їм людські жертви свідчать про необхідність особливої уваги до еколого-геологічних факторів при господарському освоєнні територій.

Існують небезпечні геологічні процеси, які становлять найбільшу загрозу міцності міських споруд і комунікацій та життю людини. До небезпечних геологічних явищ, які спричиняють небезпечні та негативні наслідки для міського середовища належать: землетруси та виверження вулканів, сельові потоки, підтоплення, затоплення, єрозія грунтів, кастроутворення, просідання ґрунту, абразія.

Список використаних джерел

1.  Апостолюк С.О., Джигирей В.С., Апопостолюк А.С. Промислова екологія. – К.: Знання, 2005. – 474 с.

2.  Безпека життєдіяльності. /Під ред. В.Г. Цапка. – К.: Знання, 2004. – 397 с.

3.  Білявський Г.О., Фурдуй Р.С., Костіков І.Ю. Основи екології: Підруч.для студ.вищ.навч.закл. - К.: Либідь, 2004. – 408 с.

4.  Денисик Г.І. Антропогенні ландшафти Правобережної України. - Вінниця: Арбат, 1998. - 292 с.

5.  Джигирей В.С., В.Ц. Жидецький. Безпека життєдіяльності. – Л.: Афіша, 2001. – 254 с.

6.  Екологія. / Під ред. Дрогунцова С.І., Коценко К.Ф. – К.: Знання, 2005. – 254 с.

7.  Злобін Ю.А. Загальна екологія. Навчальний посібник. – С.: Університетська книга, 2003. – 414 с.

8.  Круглов И.С., Миллер Г.П. Некоторые аспекты геосистемного изучения урбанизированных территорий // Изв. Русского геогр. общ-ва. - СПб.: Наука, 1993. - Т. 125. - Вып.4. - С. 29 - 35.

9.  Кучерявий В.П. Урбоекологія. – Л.: Світ, 1999. – 346 с.

10.  Мильков Ф.Н. Общее землеведение. - М.: Высшая школа, 1990. - 149 с.

11.  Мильков Ф.Н. Человек и ландшафты. - М.: Мысль, 1973. - 222 с.

12.  Перцик Е.Н. География городов (геоурбанистика). – М.: Высш. шк., 1991. – 319 с.

13.  Природа, техника, геотехнические системы. - М.: Наука, 1978. - 151 с.

14.  Экология города. / Под ред. Ф.В. Стольберга. – К.: Либра, 2000. – 464 с.

15.  Яцентюк Ю.В., Сумм М.В. Сучасна структура ландшафтів міста Вінниці // Наукові записки Вінницького державного педагогічного університету імені М. Коцюбинського. Серія: Географія. - Вінниця: ГІПАНІС, 2001. - Вип. 1. - С. 73-81.