ar-net.ru1. гражданское, промышленное и дорожное строительство;
2. гидротехническое строительство и мелиорация земель;
3. разработка месторождений полезных ископаемых.
В условиях развития крупных агломераций (гг. Челябинск, Магнитогорск, Златоуст) происходит изменение естественного ландшафта, повышение уровня подземных вод и увеличение влажности пород. Все это способствует развитию процессов набухания грунтов, их разжижению, выщелачиванию и, как следствие, неравномерным осадкам и деформации зданий и сооружений.
Понижение уровня подземных вод при интенсивном водоотборе сопровождается уплотнением рыхлых и слабоцементированных пород, проседанием земной поверхности, развитием карстово-суффозионных процессов, изменением химического состава подземных вод, сокращением речного стока.
Строительство линейных сооружений (железных дорог, трубопроводов) вызывает нарушение естественного стока, развитие заболачивания, пучения грунтов, нарушение теплового режима, активизацию эрозионных процессов.
Предприятия химической и металлургической промышленности изменяют прежде всего химизм подземных и поверхностных вод, ландшафты и микроклимат.
Мелиоративные мероприятия способствуют развитию эрозии, дефляции, засолению и т.д.
Наиболее значительные изменения геологической среды происходят при отработке месторождений полезных ископаемых. Они обусловлены, прежде всего, перераспределением напряжений в массиве пород, осушением, изменением теплового баланса, взрывными и вибрационными воздействиями, изменением геохимической обстановки, нарушением ландшафта.
При отработке месторождений твердых полезных ископаемых область непосредственного воздействия техногенных факторов на геологическую среду охватывают обычно глубины порядка первых сотен метров до километра, по площади - от нескольких десятков до сотен километров (на групповых месторождениях). Горнодобывающая промышленность на Урале в основном сосредоточена в границах нескольких ведущих горнорудных и угольных бассейнов Челябинский, Бакало-Саткинский и др.
Воздействие горнодобывающей промышленности на геологическую среду носит комплексный характер и затрагивает все компоненты среды. Это, в свою очередь, обуславливает проявление и активизацию различных инженерно-геологических процессов.
При подземной добыче выработка подземных пространств приводит к деформациям вышележащих толщ. При глубине залегания разрабатываемых пластов менее 30 - 40-кратной величины их мощности просадка перекрывающих пород происходит весьма интенсивно.
2.5.6. Инженерно-геологическое районирование и оценка строительных условий
В инженерно-геологическом отношении территория области изучена недостаточно. Крупномасштабных инженерно-геологических съемок на ее территории не проводилось. Физико-технические свойства грунтов исследовались лишь на отдельных площадках под здания и сооружения в крупных городах и поселках, а также на объектах промышленного и транспортного строительства.
Инженерно-геологические условия территории области отличаются большим разнообразием, что определяется ее структурно-геоморфологическими особенностями, литологическим составом пород, гидрогеологическими условиями, а также наличием различных физико-геологических процессов и значительным техногенным воздействием на геологическую среду.
На основании вышеуказанных факторов в пределах территории области выделены следующие инженерно-геологические районы:
а) Равнина Зауралья - являющаяся западной окраиной Западно-Сибирской низменности и характеризующаяся равнинным, почти плоским рельефом, местами слабо всхолмленным, местами слабо расчлененным неглубокими долинами рек и ручьев.
Поверхность равнины осложнена большим количеством озер различной формы и размеров, западин, заболоченных и заторфованных участков. Местами наблюдается засоление почв.
Грунтами оснований в большинстве случаев будут служить озерно-болотные элювиально-делювиальные и аллювиальные суглинки, супеси и пески с прослоями щебенистого материала, мощностью от 3 - 5 до 15 м, подстилаемые опоково-песчано-глинистыми породами мелового и третичного возраста.
Грунтовые воды залегают в основном близко к поверхности (от 0,5 до 5,0 м), а местами на заболоченных участках выходят на поверхность.
Из отрицательных физико-геологических факторов, помимо заболачивания, следует отметить суффозиозные явления, а в южной части - наличие отдельных карстовых воронок.
В целом район относительно благоприятен для строительства, за исключением заболоченных территорий, которые требуют осушения, а также участков, нарушенных горными выработками.
Площади развития промышленных залежей угля и других полезных ископаемых застройке не подлежат.
б) Предгорная равнина восточного склона Урала характеризуется холмисто-увалистым, относительно сглаженным рельефом, расчлененным широко развитой сетью рек, ручьев, озерных впадин и прудов. Встречаются заболоченные и заторфованные участки (преимущественно на севере района) с весьма слабыми уклонами поверхности.
В геологическом строении района участвуют коренные породы, представленные осадочными метаморфическими и интрузивными породами палеозоя, в большинстве случаев - перекрытыми с поверхности элювиально-делювиальными, аллювиальными и озерно-болотными образованиями.
Элювиально-делювиальные отложения выражены суглинками, супесями, разнозернистыми песками, часто с включением щебня, гравия и дресвы.
Аллювиальные образования представленные суглинками, супесями, реже песками, часто заторфованные и иловатые.
Грунтовые воды в пределах района залегают на различных глубинах: от 1 - 3 м до 10 - 20 м и глубже. В пределах пойменных террас рек и заболоченных участках уровень грунтовых вод часто наблюдается на глубинах менее 2 м, а местами выходит на поверхность.
Из отрицательных физико-геологических факторов, помимо заболачивания, осложняющих инженерно-геологические условия района, следует отметить наличие заболоченных и заторфованных участков, довольно широкое развитие карстовых явлений, в частности, в долинах рек Теча, Багаряк, Увелька, а также в районе г. Магнитогорска и южнее - в долине р. Янгелька. На ряде рек (Миасс, Урал и др.) наблюдается речная эрозия.
В целом район благоприятен для всех видов строительства.
Освоение районов с интенсивным развитием карста требует предварительного проведения специальных инженерно-геологических изысканий.
в) Район пологих склонов Урала и межгорных котловин характеризуется полого-холмистыми и грядово-мелкосопочным, интенсивно расчлененным рельефом, со склонами различной степени крутизны. Территория района в основном залесена, склоны задернованы. Лишь на отдельных участках, преимущественно в верхней части склонов, наблюдаются обнаженные участки.
В геологическом строении района участвуют осадочные, метаморфические и вулканогенные образования палеозоя и протерозоя (известняки, сланцы, кварциты и пр.), с поверхности перекрытые элювиально-делювиальными глинами, суглинками, супесями со щебнем и дресвой, мощностью 0,5 - 5 м до 20 - 25 м. Грунтовые воды залегают в основном на глубинах: от 5 - 10 м, в отдельных случаях - выше.
Из отрицательных физико-геологических факторов следует отметить широкое развитие карста гг. Сатка, Усть-Катав, Нязепетровск и др., овражную эрозию, заболоченность отдельных участков, осыпи.
Кроме того, вблизи ряда населенных пунктов, расположенных в рассматриваемом районе (гг. Сатка, Верхний Уфалей, Бакал и др.), естественный рельеф нарушен в результате разработки месторождений полезных ископаемых (горные выработки, карьеры, отвалы и пр.), что, в свою очередь, ведет к активизации ряда экзогенных геологических процессов (оползни, просадки и пр.).
В инженерно-экологическом отношении район в целом благоприятен для строительства. Однако территориальные возможности ряда городов ограничены условиями рельефа, а также расположенными вблизи них месторождениями полезных ископаемых. К таким городам относятся - гг. Сатка, Бакал, Юрюзань и др.
На участках развития карстовых явлений и других активных физико-геологических процессов (осыпные, заболоченные участки, овраги, промоины и пр.) требуются специальные инженерно-геологические исследования.
г) Вершины горных хребтов и склоны, крутизной свыше 20 - 30 %, сильно расчлененные и осложненные курумами, осыпями, обвалами, часто закарстованные, неблагоприятны для строительства или требуют значительных затрат по инженерной подготовке территории.
д) Долины рек, местами достигающие значительной ширины и характеризующиеся спокойным, слегка волнистым рельефом, террасированные. В долинах выделяется пойма и несколько надпойменных террас различной высоты.
В геологическом строении района участвуют элювиально-делювиальные древние и современные аллювиальные, а также болотные образования, представленные суглинками, супесями, песками (в поймах - с гравием и галькой). Болотные отложения выражены иловатыми разностями и торфом, мощностью от 0,5 м до 3,0 - 4,0 м. Общая мощность отложений колеблется в широких пределах от 0,5 - 4,0 до 25 - 30 м. Четвертичные образования подстилаются коренными породами различного возраста и генезиса.
Грунтовые воды залегают на глубинах 0,5 - 2 м в пойме и заболоченных участках, до 5 - 10 м в пределах надпойменных террас.
Из отрицательных физико-геологических процессов следует отметить развитие карстовых явлений в долинах рек Багаряк, Теча, Сим, Урал и др., а также речную эрозию на ряде участков.
В целом надпойменные террасы рек в пределах всей области наиболее благоприятны для строительства.
Участки развития активных геологических процессов, а также закарстованные территории требуют проведения предварительных инженерно-геологических исследований.
2.5.7. Влияние отходов производства на состояние почв
Челябинская область представляет собой пример беспрецедентного сочетания высоких техногенных нагрузок с огромным количеством высокотоксичных отходов, создающих опасность катастрофического загрязнения территории. Основным источником их образования являются предприятия энергетического комплекса, металлургической, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, а также сельскохозяйственные предприятия.
Ежегодно на территории Челябинской области образуется порядка 2,5 млн. т ТБО, из них 1,6 млн. т - отходы из жилищ (оценочные данные) и 0,9 млн. т - отходы потребления на производстве, подобные ТБО.
В настоящее время основная часть ежегодно образуемых на территории области ТБО утилизируется путем захоронения - около 2 млн. т - и до 0,5 млн. т строительного мусора используется для отсыпки и планирования при ведении строительных работ.
На территории Челябинской области размещено 670 мест захоронения ТБО, из них только 3 полигона (Озерский, Снежинский, Локомотивный), отвечающих санитарно-эпидемиологическим требованиям, а остальные - свалки, согласованные в прошлом веке органами местного самоуправления, отведенные и эксплуатируемые без выполнения необходимых проектно-изыскательских и строительных работ.
Только в г. Челябинске в 2006 г. размещено на городской свалке 326800 т ТБО и около 80000 т промотходов III - IV классов.