Подземные воды

Содержание

Слайд 3

План лекции

1. Определение и основные характеристики подземных вод
2. Происхождение подземных вод
3. Условия

План лекции 1. Определение и основные характеристики подземных вод 2. Происхождение подземных
нахождения
4. Геологическая деятельность подземных вод
5. Карстовые процессы и формы рельефа
5.1. Наземные формы
5.2. Подземные формы
6. Карстово-суффозионные и суффозионные процессы
7. Опасные явления, связанные с деятельностью подземных вод, карстовыми и карстово-суффозионными процессами

Слайд 5

По происхождению,
Физическому состоянию,
По характеру вмещающих грунтов,
Гидравлическим условиям,
Температуре,
Минерализации и химическому

По происхождению, Физическому состоянию, По характеру вмещающих грунтов, Гидравлическим условиям, Температуре, Минерализации
составу,
Характеру залегания.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

К подземным водам относятся вся вода, находящиеся в недрах Земли в жидком, парообразном и твердом состоянии и заполняющие поры, пустоты и трещины в горных породах

Слайд 6

Формы нахождения воды в горных породах

Вода в горных породах может находиться

Формы нахождения воды в горных породах Вода в горных породах может находиться
в парообразном, твердом и жидком агрегатном - состоянии, в связном виде -кристаллизационная, конституционная, гигроскопическая, пленочная и капиллярная вода и в свободном виде - гравитационная (свободная) вода.
Гравитационная вода может перемещаться и выполнять механическую и химическую работу.

Слайд 7

Виды воды: 1 – прочносвязанная (гигроскопическая), 2 – рыхлосвязанная (пленочная), 3 –

Виды воды: 1 – прочносвязанная (гигроскопическая), 2 – рыхлосвязанная (пленочная), 3 –
капельно-жидкая (гравитационная), 4 – капиллярная.

1

2

3

4

Формы нахождения воды в горных породах

1

3

Слайд 8

Происхождение подземных вод

По происхождению различают воды:
Экзогенные:
Инфильтрационные, образованные в результате просачивания атмосферных

Происхождение подземных вод По происхождению различают воды: Экзогенные: Инфильтрационные, образованные в результате
осадков и вод рек, озер, морей и т.д. в толщу горных пород;
Конденсационные, образованные из влаги атмосферного влажного воздуха, проникающего в почву и горные породы, в результате; конденсации в порах пород.
Седиментогенные, образованные в результате захоронения вод бассейна осадконакопления вместе с осадками, высокоминерализованные и сильно измененные под влиянием давления и температуры;
Эндогенные :
Метаморфогенные, или возражденные, образованные в результате дегидратации под действием температуры и давления минералов, содержащих в своем составе воду.
Магматогенные, или ювенильные, образованные в результате отделения от магмы паров воды;

Слайд 9

Коллекторские свойства горных пород определяются:
- пористостью, выражаемой отношением объема всех

Коллекторские свойства горных пород определяются: - пористостью, выражаемой отношением объема всех пор
пор к объему всей породы: n = np / n × 100%;
- водопроницаемостью

Горные породы

Коллекторы
(проницаемые водой, вода в них может скапливаться)

Водоупоры
(непроницаемые и крайне слабопроницаемые для воды)

Водоупорными являются глины, тяжелые суглинки, сцементированные и массивные породы.

Слайд 10

Горная порода

Пористость некоторых горных пород

Горная порода Пористость некоторых горных пород

Слайд 11

Водопроницаемость - способность грунтов пропускать через себя воду под действием силы тяжести

Водопроницаемость - способность грунтов пропускать через себя воду под действием силы тяжести
или градиентов гидростатического давления.
Зависит от:
размера и формы частиц грунта,
размера и количества пор и трещин в грунте
гранулометрического состава.

Слайд 12

Степень водопроницаемости горных пород

Степень водопроницаемости горных пород

Слайд 13

Схема строения области развития подземных вод.
1 – капиллярно-подвешенная вода, 2 –

Схема строения области развития подземных вод. 1 – капиллярно-подвешенная вода, 2 –
капиллярно-поднятая вода (капиллярная кайма), 3 - зеркало грунтовых вод, 4 – зона насыщения, 5 – кровля слабопроницаемых пород, 6 – водопроницаемые породы, 7 – слабопроницаемые породы, 8 – направление движения вод

←Зона аэрации

Зеркало грунтовых вод→

Зона насыщения

Расположение подземных вод в массиве горных пород

Слайд 14

Зона свободного доступа воздуха в толщи горных пород называется зоной аэрации.
В

Зона свободного доступа воздуха в толщи горных пород называется зоной аэрации. В
зоне аэрации различают воды:
почвенные, связанные с инфильтрацией атмосферных осадков и различных поверхностных вод;
верховодка – воды, образующиеся на небольшой глубине, задерживающиеся линзами и прослоями водоупорных пород.
В зоне насыщения различают воды:
грунтовые, залегающие на первом водоупорном горизонте, из – за отсутствия водоупорной кровли подпитывающиеся атмосферной влагой;
межпластовые воды, среди которых, в свою очередь различают:
ненапорные – залегающие между двумя водоупорными толщами и не насыщающие весь водоносный горизонт;
напорные подземные воды (артезианские) залегают между двумя водоупорными толщами, насыщают весь водоносный горизонт и обладают гидростатическим напором. Большие скопления напорных вод – артезианские бассейны, находятся обычно в прогибах. Артезианские воды способны образовывать восходящие источники, «бьющие ключи».
Верхняя граница грунтовых вод – уровень, или зеркало, грунтовых вод. Горизонт пород насыщенных водой и находящийся над водоупорным горизонтом называется водоносным горизонтом.
По направлению уклона местности подземные воды движутся под действием собственного веса по порам и трещинам. Разгрузка происходит в пониженных участках в виде нисходящих источников (родников).

Слайд 15

Выходы грунтовых вод на склоне, нисходящие источники, приуроченные к зонам трещиноватости.

Выходы грунтовых вод на склоне, нисходящие источники, приуроченные к зонам трещиноватости. Тянь-Шань (фото А.А. Зарщикова)
Тянь-Шань (фото А.А. Зарщикова)

Слайд 16

Типы подземных вод

Верховодка – временное
скопление воды на
локальном водоупоре
Грунтовые воды –верхний
постоянный водоносный
горизонт
Межпластовые воды

Типы подземных вод Верховодка – временное скопление воды на локальном водоупоре Грунтовые

располагаются между
двумя водоупорами, они могут обладать напором

Слайд 17

Напорные и ненапорные межпластовые воды

Напорные и ненапорные межпластовые воды

Слайд 18

Гидростатический напор артезианских вод

Гидростатический напор артезианских вод

Слайд 19

Восходящие источники артезианских вод

Восходящие источники артезианских вод

Слайд 20

Артезианские воды и бассейны

http://jams.o12.pl/asyouwish/myfly/great-artesian-basin

http://jams.o12.pl/asyouwish/myfly/great-artesian-basin

Артезианские воды и бассейны http://jams.o12.pl/asyouwish/myfly/great-artesian-basin http://jams.o12.pl/asyouwish/myfly/great-artesian-basin

Слайд 21

По температурам:
холодные – до 20 ° С;
теплые – 20 –

По температурам: холодные – до 20 ° С; теплые – 20 –
42 ° С;
горячие (или термальные) > 42 ° С (Пятигорск > 27°С).
По степени минерализации различают (по В.И. Вернадскому):
пресные (сухой остаток до 1 г/л),
солоноватые (1 – 10 г/л),
соленые (10 – 50 г/л) и
рассолы (50 – 550 г/л).
Жесткость подземных вод определяется наличием солей CaSO4, MgSO2, NaCl и т.д.;

Слайд 22

ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Движение в зоне аэрации - просачивание (инфильтрация):
Движение в зоне насыщения

ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Движение в зоне аэрации - просачивание (инфильтрация): Движение в
- фильтрация (ламинарный режим)
Закона фильтрации Дарси:
Vф = Кф І
где Vф — скорость фильтрации;
Кф — коэффициент фильтрации, характеризует водопроницаемость грунтов.
І - гидравлический уклон, равный уклону поверхности уровня грунтовых безнапорных вод.
Скорость фильтрации (Vф, м/сут, мм/мин или см/с) — это отношение расхода фильтрационного потока QФ к площади поперечного сечения в пористой среде ωп:
Vф = QФ/ ωп
.

Слайд 23

Геологическая деятельность подземных вод


С деятельность грунтовых вод связаны специфические, часто

Геологическая деятельность подземных вод С деятельность грунтовых вод связаны специфические, часто опасные
опасные физико-географические явления и процессы:
Подтопление и заболачивание
Оползни
Карст
Суффозия
Разрушительная деятельность подземных вод проявляется главным образом в химическом разрушении и выщелачивании горных пород, что связано с содержанием в них кислорода, углекислоты, различных органических и неорганических веществ.

Слайд 24

Оползневые склоны

Оползень – отрыв земляных масс и перемещение их по склону под

Оползневые склоны Оползень – отрыв земляных масс и перемещение их по склону

влиянием силы тяжести

Тело оползня

Поверхность
скольжения

Для возникновения оползня необходимо:
1. Наличие достаточно крутого склона (не менее 25°)
2. Наличие водоупора
3. Наличие водоносного слоя

Слайд 25

Характерные оползневые блоки и блоки отседания в четвертичных
отложениях. Дагестан (фото М.Ю. Никитина)

Характерные оползневые блоки и блоки отседания в четвертичных отложениях. Дагестан (фото М.Ю. Никитина)

Слайд 26

Подтопление
– инженерно-геологический процесс, при котором в результате нарушения водного режима

Подтопление – инженерно-геологический процесс, при котором в результате нарушения водного режима под
под влиянием комплекса техногенных и природных факторов происходит направленное повышение влажности грунтов или уровня подземных вод, нарушающих условия строительства или эксплуатации инженерного сооружения.
С 2000 по 2010 гг. в России подтоплено
- около 900 городов
- более 500 поселков городского типа
- тысячи мелких населенных пунктов
256 элеваторов
Площадь подтопленных территорий в России:
- застроенных территорий более 8000 км2
- сельскохозяйственных угодий – более 34 тыс. км2

Слайд 27

10 января 2007 г. Санкт-Петербург

10 января 2007 г. Санкт-Петербург

Слайд 28

Затопление

Затопление улиц г.Геленжика после обильных ливней в 2002 г.

Разрушение асфальта и грунтов

Затопление Затопление улиц г.Геленжика после обильных ливней в 2002 г. Разрушение асфальта
на ул.Фадеева после спада затопления, г.Геленжик, 2002 г.

Слайд 29

Киев. Площадь Славы. 2009 г.

Киев. Площадь Славы. 2009 г.

Слайд 30

Подтопленные территории – участки с неглубоким уровнем залегания 1-го от поверхности

Подтопленные территории – участки с неглубоким уровнем залегания 1-го от поверхности горизонта
горизонта подземных вод (< 3 м)
Выделяют территории:
Временно и постоянно подтопляемые
Естественно и техногенно подтопляемые

Затопление и подтопление территории в Германии во время наводнения, 1997 г.

Слайд 31

Масштабы подтопления

Наибольшее подтопление территорий происходит в городах

Карта подтопления территории г.Москвы

Масштабы подтопления Наибольшее подтопление территорий происходит в городах Карта подтопления территории г.Москвы

Слайд 32

Масштабы подтопления в Москве

Масштабы подтопления в Москве

Слайд 33

Техногенные факторы подтопления

1. Подпор от барражирующего действия заглубленных частей зданий, тоннелей и

Техногенные факторы подтопления 1. Подпор от барражирующего действия заглубленных частей зданий, тоннелей
др.
2. Подпор от участков набережных
3. Подпор от засыпанных оврагов, балок
4. Подпор от плотин
5. Утечки из коммуникаций
6. Отсутствие системы дождевого стока
7. Неправильное планирование и производство мелиоративных мероприятий.

Слайд 34

Примеры техногенного подтопления

Подпор подземных вод от барражирующего действия тоннеля

Подпор подземных вод

Примеры техногенного подтопления Подпор подземных вод от барражирующего действия тоннеля Подпор подземных вод от набережной
от набережной

Слайд 35

Меры борьбы с подтоплением

1. Дренаж территории
2. Создание экранов, завес у

Меры борьбы с подтоплением 1. Дренаж территории 2. Создание экранов, завес у
зданий
3. Гидроизоляция фундаментов
4. Борьба с утечками
5. Организация поверхностного стока
6. Создание комплексной схемы общего водопонижениея

Наводнение во Франции, 2001 г.

Слайд 36

Схема работы водопоглощающей скважины: 1 – поверхностный сток, 2 – инфильтрационыый поток,

Схема работы водопоглощающей скважины: 1 – поверхностный сток, 2 – инфильтрационыый поток,
3 – фильтр гравийный, 4 – фильтр сетчатый, 5 – пески, супеси, 6 – суглинки, 7 – водонасыщенные породы.

Борьба с подтоплением

Слайд 37

Карст
Карст - геологический процесс, сочетающий в себе растворение, выветривание и эрозию

Карст Карст - геологический процесс, сочетающий в себе растворение, выветривание и эрозию
пород, и сопровождающийся формированием особого режима подземных вод, деформациями земной поверхности и образованием особого карстового рельефа.
1) Процесс химического растворения пород и процесс выщелачивания.  
2) Специфические формы рельефа поверхности, подземные формы растворения. Сформировавшиеся в результате карстового процесса;
3) Термин карст произошел от названия известкового плато в Словенских Альпах.
Карстующиеся породы – известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, каменная соль. Более всего распространен карст в карбонатных породах:
2CaCO3(слаборастворим)+CO2+2H2O = 2Ca(HCO3)2(хорошо растворим)+CO2+O2

КАРСТОВЫЕ и СУФФОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Слайд 38

Карбонатный карст
Вода, просачивающаяся с поверхности, содержит много растворенного углекислого газа, а

Карбонатный карст Вода, просачивающаяся с поверхности, содержит много растворенного углекислого газа, а
потому легко растворяет известняк:
СаСО3 + Н2О + СО2 ? Са (НСО3)2
Попадая на стену или потолок пещеры, вода выделяет часть растворенной углекислоты, и бикарбонат вновь переходит в карбонат кальция:
Са (НСО3)2 ? СаСО3 + Н2О + СО2.  
Таким образом на потолке и полу пещеры образуются разнообразные натечные формы.

Слайд 39

Открытый карст – карстовые формы видны на поверхности; чаще развит в горных

Открытый карст – карстовые формы видны на поверхности; чаще развит в горных
районах.
Закрытый карст – карстовые образования на поверхности не заметны, так как они перекрыты толщей каких-то других отложений; характерно для равнинных платформенных районов.
На поверхности карстовые формы рельефа представлены каррами, желобами, рвами, воронками различных типов, понорами, западинами, котловинами, карстовыми ущельями, слепыми долинами.
Подземные формы карста представлены карстовыми шахтами, колодцами и пещерами

Типы и формы карста

Слайд 40

Карры – углубления в виде ямок, борозд, канавок, образованные в основном выщелачиванием

Карры – углубления в виде ямок, борозд, канавок, образованные в основном выщелачиванием
известняков поверхностными атмосферными водами.

Поверхностные формы карста

Слайд 41

Карровые поля

Карры иногда покрывают обширные площади, превращая их в неудобья и

Карровые поля Карры иногда покрывают обширные площади, превращая их в неудобья и
трудно проходимую местность (карровые поля).

Слайд 42

Желоба и рвы – более протяженные и глубокие, чем карры, участки карстового

Желоба и рвы – более протяженные и глубокие, чем карры, участки карстового
выщелачивания поверхности известняков, наследуют первичные трещины.

Слайд 43

Поноры – это узкие глубокие отверстия, наклонные или вертикальные, поглощающие поверхностную воду

Поноры – это узкие глубокие отверстия, наклонные или вертикальные, поглощающие поверхностную воду
и отводящие её вглубь карстового массива. Поноры часто возникают на узлах пересечения трещин.

Поноры, образованные в местах пересечения карстовых желобов. Ручей (слева), исчезающий в поноре. Большой Канадский север. Фото D. Ford.

Слайд 44

Провальная карстовая воронка 120 м в диаметре и 45 м.глубиной, образовавшаяся

Провальная карстовая воронка 120 м в диаметре и 45 м.глубиной, образовавшаяся 2
2 декабря 1972 г. Алабама, США.

Две соединяющиеся карстовые воронки поверхностного выщелачивания. Крым, плато Чатырдаг. Фото Ульяновой Д.В. 1999.

Карстовые воронки – наиболее распространенные поверхностные формы карста. Воронки бывают от пологих и мелких до крутосклонных. Диаметр воронок редко превышает 50 м, а глубина - 15-20 м.
По типу образования обычно выделяются воронки поверхностного выщелачивания и провальные воронки.

Слайд 45

Вид карстовой воронки снизу

Вид карстовой воронки снизу

Слайд 46

Карстовые воронки:
1) Воронки поверхностного выщелачивания;

Карстовые воронки: 1) Воронки поверхностного выщелачивания;

Слайд 47

2) Провальные воронки:

2) Провальные воронки:

Слайд 48

Озеро, образовавшееся в карстовой воронке

Озеро, образовавшееся в карстовой воронке

Слайд 49

Плитвицкие озера карстового происхождения, Хорватия

Плитвицкие озера карстового происхождения, Хорватия

Слайд 50

Великая голубая дыра
Расположена в центре Лайтхаус-Рифа - атолла в составе Белизского

Великая голубая дыра Расположена в центре Лайтхаус-Рифа - атолла в составе Белизского
барьерного рифа.
Дыра представляет собой круглую карстовую воронку диаметром 305 м, уходящую на глубину 120 м. Данное геологическое образование первоначально являлось системой известняковых пещер, сформировавшихся в ходе последнего ледникового периода. Уровень моря тогда был значительно ниже, но когда океан поднялся и свод затопленной пещеры обвалился, образовалась карстовая воронка — довольно распространённая форма рельефа вдоль побережья Белиза.

Слайд 51

Блюдца и западины – это мелкие, небольшие карстовые воронки;
Полья – понижения неправильной

Блюдца и западины – это мелкие, небольшие карстовые воронки; Полья – понижения
формы, образуются при слиянии нескольких воронок. Одно из наиболее крупных польев — Ливаньско полье в Боснии (Югославия) —занимает площадь в 379 км².
Карстовые колодцы, шахты, пропасти – это каналы, уходящие почти вертикально вглубь карстовых массивов на десятки и сотни метров при диаметре в первые метры.
Слепые долины – небольшие реки, протекающие в закарстованных районах, имеющие исток и внезапно заканчивающиеся у воронки или поноры, куда уходит вся вода. Часто бывают полуслепые долины, когда через несколько километров поток выходит на поверхность.

Слайд 52

Колодцы и шахты – вертикальные или наклонные карстовые формы, уходящие в

Колодцы и шахты – вертикальные или наклонные карстовые формы, уходящие в глубину
глубину на десятки и сотни метров. Они образуются при развитии понор. Известны шахты глубиной до 1100 м.

Карстовая пропасть в толще известняков, Предальпы.

Слайд 53

Карстовая
пропасть
Нагорный Карабах. Малый Кавказ
(фото Н.Л. Фроловой)

Карстовая пропасть Нагорный Карабах. Малый Кавказ (фото Н.Л. Фроловой)

Слайд 54

Исчезающие (слепые) долины – в карстовых областях часто наблюдаются исчезающие ручьи

Исчезающие (слепые) долины – в карстовых областях часто наблюдаются исчезающие ручьи и
и реки.
В Башкирии река Янан – подземный поток протяженностью 40 км под землей, длина поверхностной части реки составляет 17 км.

Слайд 55

Полье – обширная область развития карстовых процессов, нижнее плато Чатырдаг. Крым. Вид

Полье – обширная область развития карстовых процессов, нижнее плато Чатырдаг. Крым. Вид
с вертолета
(фото М.Ю. Никитина)

Слайд 56

Пещеры – главные подземные формы карстового рельефа

Входной колодец в пещеру Да Ченг,

Пещеры – главные подземные формы карстового рельефа Входной колодец в пещеру Да
Китай

Подземное карстовое озеро и грот. Капри, Италия

Воды образуют горизонтальные ходы и пещеры (самая крупная – Мамонтовая, в США, штат Кентукки, до 100 км., в Крыму – Чатыр-Даг, в России – Кунгурская пещера).

Подземные формы карста

Слайд 57

Карстовые пещеры образуются двумя путями:
1) растворения, выщелачивания и размыва;
2) обрушения, раскрытия и

Карстовые пещеры образуются двумя путями: 1) растворения, выщелачивания и размыва; 2) обрушения,
последующего размыва тектонических трещин.
Пещеры сильно различаются по протяженности.
Самой длинной считается Флинт - Мамонтова в США (563 км), вторая по протяженности – гипсовая Оптимистическая на Украине (192 км). Однако, украинские спелеологи утверждают, что обнаружили в Тернопольской области самую длинную пещеру в мире («Музейная»), однако, точной ее длины не сообщают (ИТАР ТАСС).

Слайд 58

Карстовая пещера

Карстовая пещера

Слайд 59

Пещеры используют для туризма и в лечебных целях

Пещеры используют для туризма и в лечебных целях

Слайд 60

Связь этажности пещер с высотой речных долин.

Местами в сильно закарстованных районах

Связь этажности пещер с высотой речных долин. Местами в сильно закарстованных районах
наблюдается несколько этажей пещер. Высотное расположение тех или иных этажей связано с надпойменными террасами рек, которые отражают высотные положения базиса эрозии, и, соответственно, уровня грунтовых вод. При длительном эрозионном цикле реки успевают сформировать террасу, а карстовые подземные воды, движущиеся к реке - систему пещер. Понижение уровня базиса эрозии вызывает понижение уровня грунтовых вод, старая пещера становится осушенной, а новая формируется ниже.

Слайд 61

Изменение физико-химических условий приводит к выпадению из насыщенных минеральными солями подземных вод

Изменение физико-химических условий приводит к выпадению из насыщенных минеральными солями подземных вод
приводит к выпадению их из раствора минералов, например, арагонита, галита, гипса, и образованию на стенах, потолке и днище пещер разнообразных натечных форм, таких как: корки, завесы, занавесы, сталактиты сталагмиты и сталагнаты, гуры.
Из вод, насыщенных кремниевой кислотой, образуются кремнистые туфы. В местах выхода на земную поверхность насыщенных углекислотой подземных вод откладывается известняк и известковый туф – травертин.
При минусовых температурах натечные образования слагаются льдом.
Оставшаяся после растворения известняка глинистая масса, часто имеющая красноватый цвет из-за оксидов и гидроксидов Fе, формирует терра-россу.

Аккумулятивная деятельность подземных вод

Слайд 62

Гипсовые "деревья". Фото Мальцева В.

Во всех пещерах широко распространены натечные

Гипсовые "деревья". Фото Мальцева В. Во всех пещерах широко распространены натечные образования.
образования.

Слайд 63

В зависимости от положения в пещере и формы, натечные образования подразделяются на:

В зависимости от положения в пещере и формы, натечные образования подразделяются на:

Сталактиты - выросшие на своде пещеры из просачивающейся воды. Иногда можно наблюдать ряды сталактитов, маркирующие трещину в потолке.
Сталагмиты - выросшие на полу из капающей сверху воды. Так как упавшая капля воды растекается по сталактиту, то они обычно более короткие и широкие по сравнению со сталактитами. Обычно растут непосредственно под сталактитами.
Сталагнаты - вертикальные колонны. Образуются из доросших до полу сталактитов или из соединившихся и сросшихся сталактита и сталагмита.
Гуры - наплывы на полу пещеры, похожие на оплывший стеарин.
Завесы - образуются при равномерном просачивании воды через трещину в потолке, имеют примерно постоянную толщину.

Занавесообразные ряды сталактитов и сталагмит, вырастающий снизу из гура. Фото В.Мальцева.

Слайд 64

Сталактиты (1) и завесы (2)
в пещере Мраморной. Крым

1

2

Сталактиты (1) и завесы (2) в пещере Мраморной. Крым 1 2

Слайд 65

Сталактиты, переходящие местами в сталагнаты:

Сталактиты, переходящие местами в сталагнаты:

Слайд 66

Подземное озеро. Занавесы. Терра-росса.

Подземное озеро. Занавесы. Терра-росса.

Слайд 67

Травертин – это грубопористая известковая порода, отлагающаяся в местах разгрузки (выхода на

Травертин – это грубопористая известковая порода, отлагающаяся в местах разгрузки (выхода на
поверхность) источников карстовых вод.

Травертин с отпечатком листа. Коллекция Геологической школы МГУ. Фото Дамбаева В.А., 2005.

Терра росса (лат. terra rossa - красная земля) – красноватые глинистые отложения карстовых форм, являющиеся нерастворимой частью карбонатных пород. Обогащены окислами, в основном Al и Fe.

Высыпки терра-росса в дорожной выемке. Израиль. Фото D.Frimerman.

Слайд 68

Суффозия – процесс разрушения горных пород подземными водами путем механического выноса

Суффозия – процесс разрушения горных пород подземными водами путем механического выноса твердых
твердых частичек породы,
(от лат. suffossio — подкапывание, подрывание), внешне похожий на карст, но принципиально иной, т. к при суффозии идет выноса материала в нерастворенном состоянии.
Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и суглинков, под склонами долин рек. Суффозия часто проявляется на выходах источников, особенно восходящих источников напорных вод.
В карбонатных и гипсоносных песчано-глинистых отложениях и мергелях карст и суффозия могут проявляться одновременно. Это явление носит название глинистый карст, или глинистый псевдокарст.
Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи с образованием отрицательных форм рельефа: западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин) диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер.
Суффозионно-карстовый процесс - процесс вмывания материала в трещины и полости, который как бы засасывается вниз в разжиженном виде, и на поверхности земли внезапно образуются провалы или медленно развиваются карстово-суффозионные воронки (воронки просасывания), что весьма распространенно на Русской плите.

Суффозия

Слайд 69

Суффозионный провал, Бирский р-он Башкортостана

Суффозионный провал, Бирский р-он Башкортостана

Слайд 70

Суффозия на юге Красноярского края
Суффозионные провалы, Новоселовский р-н, дер. Курганы

Суффозия на юге Красноярского края Суффозионные провалы, Новоселовский р-н, дер. Курганы

Слайд 71

Просадочные воронки на обочине выше по склону над провалами

Вертикальный суффозионный колодец,

Просадочные воронки на обочине выше по склону над провалами Вертикальный суффозионный колодец,
ниже по склону от провалов

Слайд 72

Опасные карстовые, суффозионные и карстово-суффозионные явления

Опасные карстовые, суффозионные и карстово-суффозионные явления

Слайд 73

Опасность и ущерб
Связаны с карстово-суффозионными деформациями толщи горных пород, образующимися в результате

Опасность и ущерб Связаны с карстово-суффозионными деформациями толщи горных пород, образующимися в
действия гравитационных и гидродинамических сил, приводящим к развитию карстовых и суффозионных форм рельефа
(полостей, трещиноватых и ослабленных зон и т.д.)
В населенных пунктах – обрушения приводят к жертвам и требуют на восстановление финансовых затрат.
Суффозия также осложняет строительство и сельское хозяйство; кроме того, вдоль цепи суффозионных просадок может заложиться овраг.
Под большими городами в карстующихся породах могут оседать промышленно загрязненные грунты, что приводит к загрязнению подземных вод, которые проникают в реки, водоемы и водозаборы.

Превентивные меры:
1) Инженерно-геологическое изучение местности на наличие карста.
2) Проведение экологической экспертизы и ОВОС
3) Четкое следование указаниям по строительству в соответствии с проведенными исследованиями.

Слайд 74

Недоучет карстовых и карстово-суффозионных процессов в инженерно-строительной деятельности может привести к:
просадке

Недоучет карстовых и карстово-суффозионных процессов в инженерно-строительной деятельности может привести к: просадке
и провалам жилых зданий над подземными полостями;
деформациям железнодорожного или автомобильного полотна;
значительной утечке воды из водохранилищ;
поступлению карстовых грунтовых вод в подземные выработки;
Загрязнению подземных вод.

Провальная карстово-суффозионная воронка под жилым зданием

Слайд 75

Дзержинск, Тверская обл. 9 февраля 2007г.

Дзержинск, Тверская обл. 9 февраля 2007г.

Слайд 84

Березники, Пермская область, провал грунта, 2007 г.

Березники, Пермская область, провал грунта, 2007 г.

Слайд 85

Урал, Березники, 2007. 
Провал земной поверхности над карстовой полостью произошел на промплощадке ОАО

Урал, Березники, 2007. Провал земной поверхности над карстовой полостью произошел на промплощадке
«Уралкалий» в конце июля 2007 г. Первоначально площадь участка провала над техногенной карстовой полостью составила примерно 60 на 40 метров, а глубина — около 15 метров.
По данным на 9 октября, величина провала составила 423 м на 318 м и увеличилась за неделю на восемь метров. Размеры воронки в коренных породах составили 405 на 280 метров .
Причиной провала стало затопление одного из участков старейшего рудника «Уралкалия», произошедшего 19 октября 2006 г.

Слайд 86

Урал, г. Березовский, 2008 г.
Карстово-суффозионный провал у стены здания, построенного в начале

Урал, г. Березовский, 2008 г. Карстово-суффозионный провал у стены здания, построенного в
90-х гг. Первоначальная его глубина составила около 6м. В результате сдвижения грунтов отмостка дома осела на 0,22 м, в ней появились трещины до 0,05 м. Причина провала - локальные подземные пустоты не были выявлены на стадии проектирования.

Слайд 87

Карстовый провал в Гватемале

Карстовый провал в Гватемале

Слайд 88

Карстовый провал в Гватемале
Провал составил 150 метров в глубину и столько же — в длину; в него попали

Карстовый провал в Гватемале Провал составил 150 метров в глубину и столько
несколько жилых домов. Более тысячи людей были эвакуированы, три человека погибли. По свидетельствам очевидцев, они ещё за месяц до обрушения начали ощущать, как земля трясется у них под ногами, и слышали грохот. 

Слайд 89

Карстовый провал в Гватемале

Карстовый провал в Гватемале

Слайд 90

Нью-Йорк,2006 г.
Дорога провалилась прямо под колесами внедорожника, едущего по улице. Проблема

Нью-Йорк,2006 г. Дорога провалилась прямо под колесами внедорожника, едущего по улице. Проблема
в ветхих старых проржавевших трубах, которые лопаются, вода вызывает карст, происходят обрушения.

Слайд 91

Северная Литва

Карстовый провал, возникший 13 июня 2004 г. (диаметр - 7м,

Северная Литва Карстовый провал, возникший 13 июня 2004 г. (диаметр - 7м,
глубина – 13,5м) в дер.Дауменай Биржайского района

Слайд 92

Днепропетровская область, Днепродзержинск, 2009 г.
В Заводском районе Днепродзержинска, возле СШ №23,

Днепропетровская область, Днепродзержинск, 2009 г. В Заводском районе Днепродзержинска, возле СШ №23,
в 500 метрах от моста через Днепр, в результате карстово-суффозионных процессов произошел провал пешеходной дорожки и участка проезжей части улицы.

Слайд 93

Киевско-Печерская лавра
Подъем трактора из провала. 2001 г.

Обвалившаяся гора на Дальних

Киевско-Печерская лавра Подъем трактора из провала. 2001 г. Обвалившаяся гора на Дальних
пещерах. 1798 г.

Часовая башня с
трещиной. 1926 г.

Слайд 94

Пос. Солотвино, Закарпатье

Пос. Солотвино, Закарпатье

Слайд 95

Карта карстовой и карстово-суффозионной опасности на территории г. Москвы
Категории карстоопасности:
1 - весьма

Карта карстовой и карстово-суффозионной опасности на территории г. Москвы Категории карстоопасности: 1
опасная
2 – опасная
3 – малоопасная
Категории карстово-суффозионной опасности:
1 – весьма опасная
2 – опасная
3 - неопасная

Слайд 96

Москва, 2010 г.Пример карстового провала в московском районе Южное Бутово. Под землю

Москва, 2010 г.Пример карстового провала в московском районе Южное Бутово. Под землю
ушли 3 легковых автомобиля и грузовик. К счастью, никто не пострадал.

Слайд 97

.

Провал 120 кв. метров асфальта на Минской улице, Москва, 2007 г.
- Пострадавших нет,

. Провал 120 кв. метров асфальта на Минской улице, Москва, 2007 г.
но в результате движение перекрыто, город на три дня встал в бесконечных пробках.

Слайд 98

Москва, 2009 г., Выборгское шоссе
Образовался карстовый провал в асфальте проезжей части. Размеры

Москва, 2009 г., Выборгское шоссе Образовался карстовый провал в асфальте проезжей части.
провала постепенно увеличивались. Пострадавших нет.

Слайд 99

Москва, ул. Матросская Тишина. 2010 г.
На проезжей части у дома №15 на

Москва, ул. Матросская Тишина. 2010 г. На проезжей части у дома №15
месте водосточного колодца образовался провал асфальта площадью 1 кв. метр и глубиной около двух метров. Позднее размеры провала несколько увеличились.

Москва, 2006 г., район Бибирево.
Во дворе жилого дома номер 74 по Алтуфьевскому шоссе из-за провала грунта под землю ушел легковой автомобиль ВАЗ-2110.
Пострадавших нет.

Слайд 100

Москва, 2010 г.
В зоне развития карстовых воронок в стенах здания образуются трещины

Москва, 2010 г. В зоне развития карстовых воронок в стенах здания образуются
(слева вниз и направо): а) — диагональные (д. 4 к. 2 по ул. Расплетина); б) — вертикальные (д. 19 по ул. Куусинена); в) — вертикальные (д. 3 по ул. М. Малиновского).

Слайд 101

Москва, Большая Дмитровка, 1998 г.
Для защиты фундаментов и подвалов здания на Большой

Москва, Большая Дмитровка, 1998 г. Для защиты фундаментов и подвалов здания на
Дмитровке, где ныне заседает Совет Федераций, соорудили водоотливную стенку. Чем нарушили сложившийся на этом участке гидрогеологический режим. Вода, скапливаясь за этой стенкой, подтопила соседний дом, фасад его треснул.

.

Москва, ул. Изюмская, 2005 г.
В районе дома 36 на Изюмской улице под «КамАЗом», груженным землей, проломился асфальт, и автомобиль рухнул в яму. Провал стал расширяться и поглотил припаркованные у обочины три легковых автомобиля. Образовалась яма диаметром около 20 метров.

Слайд 102

Москва, Ленинградское шоссе, 1998 г. Площадь провала составила около 300 кв. м, глубина на разных участках — от 1 до 1,5

Москва, Ленинградское шоссе, 1998 г. Площадь провала составила около 300 кв. м,
м. Пострадавших не было, однако в образовавшуюся яму рухнул припаркованный самосвал. Также упала мачта городского освещения, в результате чего на сутки было прервано троллейбусное сообщение.

Слайд 103

Москва,2007г. Ул. Аэродромная.
Суффозионная воронка, диаметром 5 м и глубиной 0,4 м, имеет округлую форму,

Москва,2007г. Ул. Аэродромная. Суффозионная воронка, диаметром 5 м и глубиной 0,4 м,
окружена широкими раскрытыми трещинами и имеет вогнутое дно; находится частично в контуре зданий, что довольно опасно.
Москва, 2007г. Ул. Яна Райниса.
Воронка, образовавшаяся в результате суффозионных процессов, также имеет округлую форму и трещины, диаметр ее около 9 м, а глубина 0,3 м. Область поражения захватывает асфальт и грунт за забором. Воронка находится в непосредственной близости подъезда жилого дома.

Слайд 104

Москва, 2007г., ул. Героев Панфиловцев.
Сильно поражена суффозионными провалами территория прилегающая к д. 13 по

Москва, 2007г., ул. Героев Панфиловцев. Сильно поражена суффозионными провалами территория прилегающая к
ул. Героев Панфиловцев. Вдоль всего дома наблюдаются провалы поверхности асфальта и грунта с многочисленными трещинами.
Повторное проявление процессов в местах их прошлой засыпки и асфальтировки поверхности.

Слайд 105

Москва, жилой дом № 15 на ул. Вишневского, находится в аварийном состоянии.
В результате суффозии произошли неравномерные

Москва, жилой дом № 15 на ул. Вишневского, находится в аварийном состоянии.
осадки фундамента здания, что привело к появлению в несущих конструкциях здания сквозных трещин раскрытием до 6—8 см; произошло частичное обрушение фундаментов.

Слайд 106

Москва, 2007г. Ул. Расплетина.
Суффозионная воронка, образовавшаяся на месте карстово–суффозионной воронки, появившейся в

Москва, 2007г. Ул. Расплетина. Суффозионная воронка, образовавшаяся на месте карстово–суффозионной воронки, появившейся
1997 г.

Москва, 2007г. Лесопарк, севернее Новохорошевского проезда.
Карстово-суффозионная воронка, засыпанная мусором, в лесопарке севернее Новохорошевского проезда.

Слайд 107

Что еще может провалиться в Москве:
1. Станции метро "Сокол" и "Аэропорт" -

Что еще может провалиться в Москве: 1. Станции метро "Сокол" и "Аэропорт"
районы с потенциально опасными карстовыми провалами. У большинства новостроек - усиленный фундамент. Он и вызывает проблемы с подземными изношенными водоводами.
2. На Сухаревской площади происходит замена малоэтажных зданий позапрошлого века на многоэтажные комплексы. Их мощные фундаменты перенаправляют естественные потоки грунтовых вод, которые вымывают карстовые пустоты под старыми застройками.
3. На площади Белорусского вокзала идет подземное строительство развязки и торгового центра. Это разрушает грунты в начале Ленинградского проспекта, в частности, под тоннелем-переходом и арками Тверского путепроводного моста.
4. На улице Мясницкая провалы в грунте могут произойти из-за реконструкций ветхого жилого фонда.
5. Во дворах Лубянки причины возможных ЧП - подземные паркинги и реконструкция зданий с заменой их несущих фундаментов.
6. В Солянском проезде проявляет активность подземная река Солянка. Под улицей идут активные карстовые процессы.
7. У гостиницы "Метрополь" опасность возникает из-за отвода воды из-под Манежной площади.
8. На Старом и Новом Арбате карстовые пустоты образовались из-за ухода воды. Причина - массовое подземное и наземное строительство.

Слайд 108

Чжан Цзе

Карст Китая

Чжан Цзе Карст Китая

Слайд 114

Карстовые останцы

Карстовые останцы

Слайд 115

Карстовые озера

Карстовые озера

Слайд 122

Музей карста

Музей карста

Слайд 123

Пещера Фужон

Пещера Фужон

Слайд 124

Пещера желтого дракона

Пещера желтого дракона

Слайд 125

Пещера снежинки

Пещера снежинки
Имя файла: Подземные-воды.pptx
Количество просмотров: 741
Количество скачиваний: 12