Геоэкологические риски эволюционных изменений геосистем представлены многочисленными факторами, одним из основных факторов является преобразование морфолитогенной основы территории. Модельный район представляет собой территорию города Гомеля и непосредственно примыкающие к нему участки, общей площадью 137,6 км2. Природно-ландшафтная структура района представлена моренно- зандровым (43,2%), аллювиальным террасированным (23,7%) и пойменным (33,1%) ландшафтами. К факторам риска, обусловленным техногенным преобразованием морфолитогенной основы на территории модельного района относятся: техногенные грунты, природно-антропогенные геологические процессы и техногенный рельеф.
Техногенные грунты представлены насыпными, намывными и культурными грунтами. Насыпные грунты – насыпи транспортных магистралей, промышленных площадок, отвалы промышленных и бытовых отходов. Намывные грунты – массивы песков (преимущественно русловой фации аллювия), созданные в супераквальных местоположениях в целях городского строительства. Мощность этих образований на территории города достигает 7,2 м. Грунты культурных слоев характеризуются сложным составом (в том числе включают строительный и бытовой мусор, органическое вещество) и мощностью до 10,7 м [3]. В пойменном ландшафте техногенные грунты захоронили участки центральной и притеррасной поймы, в том числе низинные болота с торфяными почвами. В моренно-зандровом ландшафте – сеть оврагов на склоне коренного берега реки Сож, низинные болота (например, Горелое болото в центральной части города). В аллювиальном террасированном ландшафте – ложбины стока (например, бывшей малой реки Мильча).
Техногенные отложения характеризуются значительной неоднородностью гранулометрических, физических и физико-химических свойств. Залегающие под техногенными отложениями торфа и заторфованные грунты обуславливают развитие микробиологических процессов, увеличивающих коррозионную опасность (биогенерация метана, сероводорода, углекислого газа); загрязнение песчаных грунтов органическими соединениями способствует образованию плывунов [1]. К техногенным грунтам приурочены зоны активного проявления геологических процессов: ветровая эрозия – на массивах намывных песков; суффозия – в насыпных и культурных грунтах и т.д. Учитывая указанные негативные свойства техногенных грунтов, увеличение их площади ведет к росту экологического риска.
Современные геологические процессы оказывают влияние на экосистемы, качество окружающей среды, инженерные сооружения [4], поэтому являются важным фактором экологического риска. На изучаемой территории распространены такие процессы, как водная эрозия (линейная и плоскостная), ветровая эрозия (дефляция), суффозия, гравитационные процессы (оползневые, обвально-осыпные, крип), подтопление и заболачивание, осадки оснований инженерных сооружений [3].В подавляющем большинстве случаев эти процессы вызваны деятельностью человека.
Эрозионные процессы проявляются во всех ландшафтах, но с разной интенсивностью и в различных формах. Так, в пойменном ландшафте существенную роль играет речная боковая эрозия, которая проявляется в подмыве и разрушении берегов [3]. Активно протекающие эрозионные процессы в моренно-зандровом ландшафте связаны с деятельностью временных водотоков. Сеть оврагов и балок (протяженностью до 2-3 км) приурочена к пограничной зоне моренно-зандрового и пойменного ландшафтов. Повсеместно на незадернованных склонах насыпей транспортных коммуникаций распространены промоины и рытвины. Плоскостная эрозия наблюдается на пахотных землях (диагностируется на космоснимках и полевыми наблюдениями).
Суффозионные процессы активно развиваются в техногенных грунтах, что проявляется в образовании воронок и провалов на земной поверхности. Эти процессы приурочены к трассам подземных коммуникаций в неоднородных по гранулометрическому составу грунтах, к засыпанным оврагам, продолжающим служить естественными дренами. Одна из главных причин суффозии – утечки из водонесущих коммуникаций. Развитие суффозионных процессов может являться причиной деформаций зданий и сооружений, разрушения дорожного полотна.
Подтопление территорий – опасный геологический процесс, выражающийся в повышении уровня грунтовых вод или формировании техногенного водоносного горизонта, также повышение или формирования техногенного уровня сезонной верховодки, принятый для данного вида землепользования порог геологической безопасности. Подтопление – результат действия природных и техногенных факторов. При развитии подтопления возникают угрозы: для здоровья людей (сырость в местах проживания), их благосостояния (затопление подвалов и т.д.), для экологической обстановки (угнетение древесных насаждений) и т.д. [2].Основной причиной подтопления городской территории является нарушение водного баланса за счет ухудшения естественной дренированности территории при строительстве: изменение рельефа, уничтожение гидрографической сети, утечки из воднонесущих коммуникаций, неудовлетворительная работа дождевой канализации и т.д. [3].
Характеристикой опасности современных геологических процессов может служить площадь их распространения. С точки зрения распространенности (охвата территории) наибольшую опасность представляют водно-эрозионные процессы, дефляция, подтопление и заболачивание. Локальное проявление имеют суффозия и осадки оснований инженерных сооружений. Проявления гравитационных процессов на изучаемой территории единичны. Современные геологические процессы создают предпосылки возникновения аварий технических систем и соответственно связанных с ними чрезвычайных ситуаций.
Важным фактором экологического риска выступает техногенный рельеф, который обуславливает: а) развитие ряда экзогенных геологических процессов (эрозия, оврагообразование, оползни и т.д.); б) влияет на распределение вещественно-энергетических потоков в ландшафте, в том числе на миграцию загрязняющих веществ; в) является фактором устойчивости ландшафтов и т.д. Увеличение вертикального расчленения рельефа, которое является показателем его энергии, ведет к активизации гравитационных и флювиальных геологических процессов. Растительный покров на техногенных формах рельефа представлен сообществами начальных стадий сукцессии, характеризующихся низким проективным покрытием, что способствует активному протеканию водно-эрозионных процессов. Планировка рельефа изменяет условия движения поверхностного стока и может являться одной из причин развития подтопления территории. Отрицательные формы рельефа вызывают изменение подземного водного баланса, становятся приемниками поверхностного стока и источниками повышения уровня грунтовых вод. Чем больше техногенное вертикальное расчленение рельефа, тем выше дестабилизация геосистемы.
Кроме того, показателями антропогенной нагрузки, вызывающей рост экологического риска, могут выступать удельная площадь высотной застройки и плотность транспортных коммуникаций. Высотная застройка является источником статических нагрузок, а транспортные коммуникации – динамических нагрузок и химического загрязнения. Аварии и повреждения этих технических систем характеризуются повышенным экологическим ущербом. Оценка состояния зданий (жилые здания 5-12 этажей) показывает, что для микрорайонов, созданных на искусственной морфолитогенной основе, характерно увеличение случаев дефектов и повреждений (трещины в панелях стен, плитах, в швах между панелями, в кладках, блоках и перемычках панелей) в 2,5 раза по сравнению с среднегородским показателем. В преобразованном пойменном ландшафте дефекты и повреждения зданий фиксируются в 83% случаев; в моренно-зандровом и аллювиальном террасированном ландшафтах – менее 20%. Вероятная причина отмечаемого явления – неоднородность несущей способности техногенных грунтов, обуславливающей неравномерные деформации зданий. Следовательно, пойменные геосистемы с искусственной морфолитогенной основой представляют собой зоны повышенного геоэкологического риска. Таким образом, антропогенная эволюция геосистем на территории города ведет к росту геоэкологического риска, обусловленного активизацией техноприродных геологических процессов.
Литература
- Дашко Р.Э., Александрова О.Ю. Инженерно-геологические и геоэкологические факторы активизации экзогенных процессов в подземной пространстве Санкт-Петербурга // Сергеевские чтения. Выпуск 5. Молодежная сессия: Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. – М.: ГЕОС, 2003. – С.153 – 157.
- Трацевская Е.Ю. Закономерности формирования геологических опасностей Беларуси. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2008. – 121 с.
- Трацевская Е.Ю. Инженерно-геологические условия города Гомеля. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорин, 2005. – 210 с.
- Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология. – М.: Геоинформмарк, 2002 г. – 415 с.
Автор: С.В. Андрушко
Источник: Проблемы геологии и освоения недр. Труды XVI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 110-летию со дня основания горно-геологического образования в Сибири. Томск, 2012. С. 498-499.
