В статье автор исследует мониторинг карстовых процессов.
Ключевые слова: карст, мониторинг, процесс.
Термин «карст» описывает естественные и антропогенные процессы, а также формы рельефа на поверхности земли и под землей, возникшие благодаря действию воды на растворимые породы, такие как известняки, доломиты, гипсы и другие.
Для ряда населенных пунктов, например, таких как г. Уфа, г. Москва, г. Кунгур и ряд поселков в Пермском крае, г. Дзержинск, г. Арзамас в Нижегородской области, проблемы изучения карста и борьбы с его отрицательными последствиями давно стали актуальными.
Регулярные мониторинги состояния карстовых процессов являются важным этапом в оценке и прогнозировании карстовых явлений. Это необходимо для того, чтобы своевременно выявлять возможные угрозы и риски, связанные с карстовыми процессами, и принимать меры по предотвращению возможных негативных последствий. Карстовые явления могут привести к разрушению зданий, дорог, мостов и другой инфраструктуры, а также к опасностям для общественных и экологических систем. Мониторинг карстовых процессов осуществляется на глобальном, региональном и локальном уровнях.
Карстомониторинг — система слежения за состоянием закарстованных территорий с целью своевременного обнаружения активизации карстово —суффозионных процессов и принятия упреждающих мер, исключающих потерю геостойкости. Включает датчики, приборы и горные выработки (скважины), устанавливаемые на строительных объектах и на местности.
Карстомониторинг включает в себя несколько уровней: региональный, субрегиональный, локальный, элементарный и объектный.
Главной целью регионального уровня карстомониторинга является определение общего направления развития карстовых процессов в целом по карстовым странам или их частям, выявление взаимосвязи карстовых процессов со многими факторами, такими как климат, базисы эрозии, коррозии и другие. Региональный уровень карстомониторинга необходим для контроля и прогнозирования долгосрочного режима карта.
На региональном уровне карстомониторнига применяется в основном повторный анализ аэрокосмических снимков через 25–30 лет для определения изменения поверхностной топографии крупных геологических структур. Оценка таких изменений позволяет контролировать карстовых процессов на окружающую среду.
Субрегиональный уровень предполагает изучение многолетнего режима развития карта в пределах различных его литологических типов с учетом определенных сочетаний перекрытости карстующихся пород некарстующимися. Важным аспектом является определение взаимосвязи между активностью карстовых процессов и геологическими особенностями территории, такими как солнечная активность, атмосферные осадки, уровень подземных вод и другие быстродействующие факторы.
Для субрегионального карстомониторинга на территории площадью приблизительно 100 км 2 используются регулярное дешифрирование аэрофотосиков разведывательное обследование земной поверхности с периодичностью 1 раз в 5–10 лет. Это позволяет обнаруживать новые карстовые формы и отслеживать распространение зон активации и тихой зоны карста.
Локальный карстомониторниг направлен на изучение изменений в развития в течение года в зависимости от быстроизменяющихся факторов. При этом проводится оценка активности карстовых процессов в условиях различной интенсивности водообмена в карстовом массиве. Данный уровень мониторинга основан на анализе гидрогеологических и геоморфологических условий.
Для локального карстомониторнига выделяются площади размером 5–10 км 2 , на которых проводятся регулярные маршрутные исследования1–3 года. Основная задача исследований — отслеживание образования новых карстовых форм, описание их особенностей и оценка скорости развития карстовых процессов, используя данные, полученные при геохимическом анализе.
Элементарный уровень карстомониторнига изучает динамику развития конкретных карстовых форм и скоплений в зависимости от природных условий и колебаний быстроизменяющихся факторов в течение сезона. На данном уровне проводится оценка внутригодового режима карста.
Элементарный карстомониторинг проводится на участках с наибольший закарстованностью, размером от 100 до 1000 м 2 . Для этого используются инструментальные топогеодезические методы. Помимо маршрутного обследования два раза в год, проводятся широкие наблюдения, что позволяет проанализировать изменения на мониторинговых участках.
Объектный уровень карстомониторнига имеет две цели: оценка изменений геолого-гидрогеологической обстановки при работе инженерных сооружений в течение времени и изучение состояния самого объекта. Это позволяет оценить инженерных сооружений на окружающую среду и проверить состояние самого объекта.
Объектный карстомониторинг проводится на сооружениях, имеющих связь с деформациями конструкций, вызванный техногенным карстом. В рамках этого уровня карстомониторинга осуществляется сеть наблюдательных пунктов, которым фиксируют осадки на основании и фундаментах, а также контролируют режим карстовых и подземных вод в покровных некарстующих породах. Наблюдения проводится в течение 1–2 лет и больше.
Первые четыре уровня карстомониторинга сконцентрированы на оценке развития карста и его будущих перспектив. Однако объектный мониторинг в основном направлен на прогнозирование взаимодействия между сооружениями и геологической средой. Полученная информация позволяет принимать более эффективные меры противодействия карсту и разрабатывать более рациональные схемы размещения сооружений для большей безопасности.
В целом, для минимизации возможных последствий карстовых явлений необходимо проводить регулярные мониторинги состояния карстовых территорий и принимать меры по защите населения и инфраструктуры от возможных опасностей.
Литература:
1. Катаев В. Н. Основы структурного карстоведения: учеб. пособие по спецкурсу / Перм. ун-т. — Пермь, 2004. — 143 с.
- Кравченко Г. М. Имитационное 3D моделирование карстовых процессов // Молодой исследователь Дона. 2019. № 5(20). С.48–53.
3. Лыкошин А. Г. Карст и гидротехническое строительство. М.: Стройиздат, 1968. 183 с.
