«S.M. TASHCHI, E.A. MIASNIKOV GEOLOGICAL-GEOMORPHOLOGICAL SYSTEMS OF VLADIVOSTOK-ARTEM AGGLOMERATION TERRITORY Vladivostok 2003 Министерство образования Российской Федерации Дальневосточный государственный технический ...»

Ministry of Education of Russian Federation

Far-Eastern State Technical University

Engineering and Social Institute of Ecology

Russian Academy of Sciences

Far-Eastern Branch

Pacific Institute of Geography

S.M. TASHCHI, E.A. MIASNIKOV

GEOLOGICAL-GEOMORPHOLOGICAL SYSTEMS OF

VLADIVOSTOK-ARTEM AGGLOMERATION TERRITORY

Vladivostok 2003 Министерство образования Российской Федерации Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Институт инженерной и социальной экологии Российская академия наук Дальневосточное отделение Тихоокеанский институт географии С.М. ТАЩИ, Е.А. МЯСНИКОВ

ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

ТЕРРИТОРИИ АГЛОМЕРАЦИИ ВЛАДИВОСТОК-АРТЕМ

Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим центром в качестве учебного пособия для студентов направления «Прикладная геология» специальности «Земельный кадастр» вузов региона Владивосток УДК 551.4:553. Т Тащи С.М., Мясников Е.А. Геолого-геоморфологические системы территории агломерации Владивосток—Артем: Учеб. пособие. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. – 181 c.

На основе принципа геолого-геоморфологической конформности проведен анализ и синтез знаний по геологическому, тектоническому и геоморфологическому строению территории агломерации. Данный подход способен дать качественно новую информацию о природных, природно-техногенных и техногенных геолого-геоморфологических системах. Она необходима для выявления резервов градостроительства, размещения новых производств, уменьшения геодинамического риска, улучшения экологичности и комфортности проживания, определения экономической целесообразности дальнейшего освоения территории.

Книга для научных работников, преподавателей и студентов, специализирующихся в области наук о Земле.

Табл. 6, илл. 11, библ. 102.

Ключевые слова: геология, геоморфология, системы, устойчивость, уязвимость, геодинамическая опасность, Приморский край, агломерация, Владивосток, Артем.

Отв. ред. В.И. Петухов Рецензенты: П.В. Маркевич, Ю.Б. Зонов, Ю.К. Ивашинников Tashchi S.M., Miasnikov E.A. Geological-geomorphological systems of Vladivostok—Artem agglomeration territory: Textbook. – Vladivostok: FESTU publishers, 2003. – 181 p.

Knowledge analyze of geological, tectonic and geomorphological structure of agglomeration territories was carried out on the base of geological-geomorphological conforms. This approach will be able to give qualitatively new information about natural-technogenous and technogenous geological-geomorphological systems. For purposes of civil-building reserves uncovering, distribution of new kinds of production, geodynamic risk reduction, as well as definition of economic expedience of further territorial mastering it makes necessarily to use this kind of information.

The book intended for specialists of Earth scientists, teachers and students science.

6 tables, 11 pictures, 102 reference.

Key words: geolodgy, geomorphology, system, stability, vulnerabieng, geodynamic danger, Primorsky territory, agglomeration, Vladivostok, Artem.

Reviewers: P.V. Markevich, Yu.B. Zonov, Yu. K. Ivashinikov

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ………………………………………………………………………… Глава I. Некоторые вопросы методологии и методики исследования 1.1. Принципы, понятия, формулировки…………..………….…………. 1.2. Генезис геолого-геоморфологических систем …………................. 1.3. Уязвимость геолого-геоморфологических систем ………….......... 1.4. Геодинамическая опасность ………………………………............... 1.5. Выявление и изучение геолого-геоморфологических систем (основные положения) ………………………………………………. Глава II. Природные условия территории агломерации 2.1. Природно-территориальные комплексы..…….…………….………. 2.2. Геологическое строение..……………………..………………………. 2.2.1. Стратифицированные образования …………….….…...………... 2.2.2. Интрузивные образования…...……………………………………. 2.2.3. Тектоника …………………………………………………...…....... Глава III. Геолого-геоморфологические системы 3.1. Строение геолого-геоморфологических систем …………………….. 3.2. Уязвимость геолого-геоморфологических систем …………..…… Глава IV. Прикладные аспекты изучения геолого-геоморфологических 4.1. Геодинамическая опасность ………………………..……..………… 4.2. Комплексные оценки природных условий в градостроительных целях ……………………………………………………………….. 4.2.1. Природные условия ………………………..…………………… 4.2.2. Инженерно-строительные условия …………………………….. 4.2.3. Охрана окружающей среды ……………………………….......... 4.2.4. Оценка устойчивости низкоранговых геолого-геоморфологических систем …………..…………… 4.2.5. Техногенез и геоэкологическая обстановка …………………… 4.3. Некоторые вопросы кадастроведения.……………..……………….. Заключение ………………………………….…………………….…………... Библиографический список ……..……………………………………………

ВВЕДЕНИЕ

В процессе подготовки учебных курсов по геолого-геоморфологическим дисциплинам, авторы столкнулись с отсутствием учебно-методических пособий, где комплексно и системно освещались бы подходы к изучению геолого-геоморфологического строения территорий. Кроме того, приводимые в имеющихся пособиях примеры практически не охватывают Дальний Восток России (ДВР). Это диктует необходимость подготовки соответствующих изданий, максимально учитывающих природные особенности ДВР, тем более что выпускники дальневосточных вузов готовятся для работы в данном регионе.

Общепризнанно, что ДВР находится в «активной переходной зоне» от Азиатского континента к Тихому океану, под которой понимаются не только пограничные области «континент—океан» (окраинные моря – островные дуги – глубоководные желоба), но и высокоградиентные в геоморфологическом и тектоническом смысле низкоранговые части внутриконтинентальных районов с различным строением и режимом развития. В отношении экзогенных процессов в строении притихоокеанской переходной зоны отмечается, в частности, максимальная на Земле эрозия и сток взвешенных наносов и др. В морфоструктурном плане переходные зоны являются «буферными» регуляторами взаимодействия природных антиподов, а также основными носителями энергии и вещества в геологогеоморфологических системах разных рангов. Это выражается в многообразии морфоструктур разных морфогенетических типов, возрастов и рангов, в их глубокой структурной унаследованности, сейсмоактивности и т.д. [37, 82, 95 и др.]. Притихоокеанская активная переходная зона в геологическом отношении также характеризуется аномально высокой степенью телескопированности тектонических, магматических, металлогенических и других процессов и явлений, особенно в фанерозое, которые как бы сжаты во времени и пространстве, в то время как в других областях Земли они преимущественно разобщены и удалены друг от друга [84, 85, и др.]. Кроме того, протекающие здесь геодинамические и тектонические процессы как нигде активны и имеют разноглубинные корни, вплоть до границы ядро—мантия [67, и др.]. Специфика ДВР отмечается и во всех геологических и географических оболочках (гидросфере, биосфере и т.д.). В социально-экономическом отношении здесь выделяются «контактные зоны» [4], которые являются разновидностями зоны перехода. Одним из типовых районов низкопорядковых переходных зон ДВР авторы считают территорию агломерации.

Агломерация Владивосток-Артем по степени освоенности территории является одной из самых важных не только в Приморском крае. Несмотря на это в хозяйстве юга Дальнего Востока и российской части АТР природнотерриториальные системы агломерации изучены недостаточно, имеющиеся данные не систематизированы, зачастую не опубликованы, а следовательно, малодоступны широкому кругу специалистов и административных работников. Это в полной мере касается и характеристик геологогеоморфологических систем. Вопросам их устойчивости, уязвимости и геодинамической опасности до недавнего времени уделялось мало внимания.

Так, например, сейсмическое районирование слишком общо, а порой и неоднозначно. Сейсмичность здесь, оказывается, не столь благополучна, как считалось [58, 59, 82]. А это означает, что необходима корректировка планов освоения территории, усиление акцента на повышение комфортности проживания, улучшение хозяйственной деятельности и в целом рационального и экологического природопользования.

Традиционная нацеленность геологии на поиски месторождений минерального сырья здесь малооправданна, так как геологическое строение территории изучено достаточно полно. Составлены геологические карты Владивостокского промышленного района, подготавливается к изданию Государственная геологическая карта новой серии, проведены различные тематические исследования. Надежды на открытие промышленно интересных месторождений ничтожны. Неясны перспективы на обнаружение нефтегазоносных месторождений и пресных вод на дне Амурского залива и в Угловской впадине. Для получения удовлетворительного ответа необходимы значительные капиталовложения и решение некоторых технических задач.

Геоморфологическое строение территории традиционно изучалось попутно с геологической съемкой, а не с конкретными целями и задачами. Первая попытка изучения геоморфологических структур, выполненная С. М. Тащи в 1992 году, хотя и получила положительную оценку специалистов, не была нацелена на решение проблем безопасности. Исследования после этого велись в частном порядке, по собственной инициативе.

Требовался синтез знаний по геологическому, тектоническому, инженерно-геологическому и геоморфологическому строению территории агломерации, способный дать качественно новую информацию о природных, природно-техногенных и техногенных геолого-геоморфологических системах. Она необходима для выявления геодинамического риска, резервов градостроительства, размещения новых производств и улучшения комфортности проживания, определения экономической целесообразности дальнейшего освоения территории и др.

Основой для синтеза знаний послужил принцип геологогеоморфологической конформности, главным содержанием которого является наличие тесных прямых и обратных связей между структурной композицией элементов вещественных комплексов, их тектонических и геоморфологических форм, выступающих как единое целое [95, 96, 100, и др.]. В результате проведенных исследований были выявлены и описаны природные, природно-техногенные и техногенные геологогеоморфологические системы (ГГС) разных уровней организации, но мелкий масштаб карты позволяет охарактеризовать лишь первые. Изучение техногенных ГГС требует значительных материальных и людских затрат, что не под силу авторам.

Изучение ГГС агломерации преследовало и вторую цель: создать пособие для обучения студентов, специальности которых требуют знаний в области геологии и геоморфологии. ГГС как единые природные, природнотехногенные и техногенные системы в имеющихся курсах по геологии и геоморфологии не изучаются. Территория агломерации является благоприятным полигоном во всех отношениях для изучения таких структур.

Здесь студенты могут получить навыки выявления, изучения и описания ГГС различных рангов и морфогенетических типов, а это означает, что они должны научиться получать информацию по многим аспектам геологии и геоморфологии.

Территория сложена разнообразными по составу, возрасту и происхождению геологическими телами, их структурами и формами выражения в современном рельефе. Существует большое количество обнажений коренных пород, имеются протяженные разрезы, изучая которые можно получить навыки наблюдений, описания и синтеза полученной информации, комплексного подхода и др. Здесь можно убедиться, что ГГС образуют иерархические системы и группировки признаков как во времени, так и в плоскости карты. Обучающиеся могут заняться изучением любой системы или ее элементов, выявлять и описывать такие их качества, которые будут необходимы для эффективного выполнения целевой установки.

Большая часть систем легкодоступна, что уменьшит затраты на их посещение и изучение.

Авторы признательны коллегам и студентам, оказавшим помощь при подготовке рукописи. Это в первую очередь А.П. Кулаков, В.В. Ермошин, Г.Д. Васильева, И.В Антонцева, Р.И. Ткаченко, С.В. Колесников.

Мы благодарны рецензентам, взявшим на себя труд прочитать работу, сделать замечания и дать ценные советы по ее совершенствованию.

ГЛАВА I. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДОЛОГИИ И

МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Любая наука и ее разделы будут развиваться логично и гармонично в соответствии со средствами познания и правилами оперирования ими, если будут даны четкие формулировки целей и задач исследований, понятий о явлениях, процессах, объектах и предметах исследования, основных принципах, методах и средствах [26, 97, 99].

При изучении геолого-геоморфологических систем (ГГС) главное внимание должно быть обращено на выявление основных законов и принципов эндо- и экзогеоморфогенеза. Их раздельное изучение не самоцель, а всего лишь прием, облегчающий синтез знаний об эндо- и экзогеоморфогенезе. Только в этом случае может быть вскрыта сущность ГГС настолько, насколько позволяют наши знания и возможности.

Методология изучения ГГС разработана недостаточно, несмотря на то, что основные принципы давно известны [2, 29, 79, 88, 92, 95, 100, и др.]. И все же, несмотря на это, всегда существует крен то в сторону морфотектоники, то в сторону экзогенного рельефообразования. Это происходит потому, что представления об объекте и предмете исследования или не сформулированы, или расплывчаты [83].

Вопросы методологии и методики изучения и морфоструктурного картографирования рассмотрены более или менее полно [79]. Поэтому здесь мы ограничимся кратким изложением основных принципов, понятий и формулировок.

Объект исследования — геолого-геоморфологическая система любого ранга, существующая вне нас и независимо от нашего сознания.

Предмет исследования – понятийная, физическая, математическая, картографическая и любая другая модель объекта исследования, создаваемая с конкретной целевой установкой.

Геолого-геоморфологическая система как объект измерения и воспроизведения изучаемых явлений и закономерностей развития. От совершенства методов исследования и возможности стандартизации измерений зависит степень однозначности результатов и их воспроизведения, в конечном счете, совершенство моделей.

Принцип симметрии П. Кюри [39]. Пространственная материальная основа любых энергетических полей и потоков. Чем выше ранг ГГС, тем труднее обнаружить закономерности, позволяющие говорить о виде и типе симметрии. Несимметричных структур нет. Есть сложные, скрытые виды симметрии. Симметрия обнаруживается легче всего у ГГС низких рангов.

Симметрия есть во всей триаде: структуре (ах) вещественных комплексов, тектонических и геоморфологических формах. Отчетливее всего видна симметрия форм по рисункам их структурных линий. А.Н. Ласточкин [41, 42] отмечает, что применение аппарата симметрии необходимо как для изучения ГГС в статике, так и для характеристики морфодинамической составляющей.

Необходим анализ, направленный от симметрии следствия геоморфогенеза к симметрии потоков энергии-массы и далее — к причинам, создавшим их движение.

Во многих работах по симметрии геологических и геоморфологических объектов речь идет о симметрии форм [41, 54, 98, и др.]. Нами сделана попытка увязать симметрию форм и объемов тел [79]. В этом случае симметрию ГГС необходимо рассматривать в плоскостях XY и YZ. Отсюда возможен переход к рассмотрению симметрии потоков энергии – массы.

Подчеркнем, что симметрия ГГС как объемных тел увязывается с их генезисом.

Принцип ранговой соподчиненности. Довольно часто можно встретить работы, когда в качестве элементов системы выступают произвольно вычлененные площади и объемы. Методологическая ошибочность подобного подхода очевидна. В естественных науках, где в полной мере разработаны понятия о фундаментальных объектах исследования, элементами или структурными элементами называются только те части системы (объекта), которые, соединяясь между собой, могут образовать новый объект с качествами, отличными от качества элементов. Для этого необходимо преобразование структурных связей. Поясним эту мысль на следующем примере.

Графит (C–C) отличается от алмаза (С=С) не только по структуре связей между атомами углерода, но и по многим качествам (твердость, сингония, цвет, хрупкость и т.д.).

Необходимо четко себе представлять характер соотношения целого и части, композицию частей (элементы + структурные связи) и их роль в образовании целого. Сложные объекты могут быть «разложены» на менее сложные и т.д. вплоть до неделимых (элементарных).

Однако операции по «сборке» или «разложению» объектов не могут быть бесконечными. Объектами морфотектоники являются формационная и геоструктурная группы вещественных комплексов с их тектоническими и геоморфологическими формами. Их место среди смежных дисциплин показано в таблице 1.1.

Только при наличии представлений о ранговой соподчиненности объектов исследований, в нашем случае морфоструктур и ГГС, можно составлять картографические модели с подразделением их на объекты фона, каркаса и узора карты (табл. 1.2). Обычно это объекты трех смежных рангов. Следует иметь в виду, что при переходе от одного масштаба картографической модели к другому изменяется и статус объекта. Так, например, объекты, образующие каркас картографической модели масштаба 1:100 000, будут играть роль фона на более крупномасштабной карте.

Фундаментальные объекты геотектоники и место морфотектоники (геоморфологической тектоники) среди смежных дисциплин (по О.А. Вотах, Уровень группа ранг Минеральная ФормационГеотектоника ная Геоструктуркомплекс ная Глобальная Ранговая соподчиненность геолого-геоморфологических структур масштаб Мелкий Принцип геолого-геоморфологической конформности. Наличие связей между крупными формами рельефа и геологическим строением территории было замечено давно [18, 19, 20, 21, 46, 47, 90, 91, 92, 93, и др.]. Г.И.

Худяковым [95, 96] был проведен анализ и синтез знаний о наличии тесных связей между формами рельефа и геологическим строением. Им был сформулирован принцип геолого-геоморфологической конформности:

геоморфологическая поверхность конформна организующему ее однородному и однопорядковому с ней геологическому пространству [95].

Дальнейшие исследования показали, что необходимы дополнения и уточнения, позволяющие исключить некоторые неопределенности. Так, например, рассматривая морфотектонопару синклиналь-антиклиналь, сложенную одинаковыми в геологическом смысле вещественными комплексами, трудно объяснить, почему им конформны различные тектонические и геоморфологические формы. По нашим представлениям, вещественные комплексы в данном случае в первую очередь должны рассматриваться не как петрографические или петрохимические категории, а как петрофизические. Тогда они будут отличаться по структурам, типам и тесноте связей элементарных частиц следующего, более низкого ранга.

Представим себе, что пласт кварцевого песчаника был деформирован с образованием антиклинальной и синклинальной складок. В случае антиклинали в ее замковой части, обращенной к поверхности, структурные связи между частицами будут ослаблены. Возрастут степень микротрещиноватости пород, эффективная пористость, возникнут новые типы цемента и др. У синклинали структурные связи элементов того же песчаника усилятся.

Если следовать вдоль осевой плоскости синклинали, то теснота связи будет возрастать к поверхности. Такие же соотношения возникают, если следовать по падению крыльев этих структур. У антиклиналей теснота связей возрастает от замка вниз по падению, а у синклиналей ослабевает по восстанию крыла. Примерно на равных расстояниях от замков складок находится зона (точка) перехода от сжатия к растяжению.

Из приведенного примера видно, что в триаде вещество, тектоническая и геоморфологическая формы — «тон задает» не состав вещественного комплекса, а характер структурных связей его элементов – частиц.

Геолого-геоморфологической системой называют такую систему, где осуществляется неразрывная морфогенетическая связь между геологическим телом, его строением (структурой), составом (веществом) и формой (геологической и геоморфологической). Дальнейшие исследования позволили уточнить приведенную выше формулировку в связи с тем, что ГГС бывают не только природными, но и природно-техногенными и техногенными. Ниже приведены общие и частные определения.

Геолого-геоморфологическая система – объект, формируемый в геологическом пространстве в ходе функционирования потоков энергиимассы (ЭМ), структурная организация, тектоническая и геоморфологическая формы которых находятся в конформных соотношениях и зависят от симметрии среды.

Взаимодействие потоков ЭМ происходит при их перемещении относительно друг друга и от одной ГГС к другой.

Природные ГГС формируются без участия человека и вне его сознания.

Они «открыты» для взаимодействия с окружающими ГГС и имеют достаточно высокий уровень упорядоченных связей.

Природная ГГС производит «энергию роста» или «стабилизации», которая преобладает над «энергией разрушения». Это тот прирост ЭМ, который поддерживает ГГС, обеспечивает ее индивидуальность, устойчивость, способность к самовосстановлению. Степень упорядоченности элементов ГГС (сложности, организованности) и конформности ведет к уменьшению энтропии.

Техногенные ГГС формируются человеком, который определяет структуру и состав вещественных комплексов, форму и ее параметры. Уровень упорядоченных связей, особенно на первоначальном этапе, очень низок.

Поэтому главной здесь является «энергия разрушения». «Энергия роста или поддержания» поступает извне. Человек вынужден тратить некоторое количество энергии, чтобы поддержать систему до необходимых ему параметров. Экзогенная, биогенная и другие энергии улучшают, упорядочивают структуру связей главным образом в поверхностных частях системы. Разрушение этой области ведет к деградации системы и ее разрушению.

Ниже приведены формулировки ряда терминов, которые будут встречаться в последующих разделах.

Геоморфологическая форма (поверхность) – внешняя (наземная) форма (поверхность) геологических (тектонических) тел.

Эндогенная геоморфологическая форма (поверхность) – форма (поверхность), обусловленная эндогенными потоками энергии – массы, их формами и симметрией.

Экзогенная геоморфологическая форма (поверхность) – форма (поверхность), обусловленная экзогенными потоками энергии – массы, их формами и симметрией.

Техногенная геоморфологическая форма (поверхность), обусловленная техногенными потоками энергии – массы, их формами и симметрией.

Морфоструктура – тектоническая структура (форма) с конформной ей геоморфологической поверхностью (формой) [95].

Морфоскульптура – экзогенная денудационная, денудационноаккумулятивная и аккумулятивная структура с конформной ей геоморфологической поверхностью [96].

Эндоморфоструктура – эндогенная геологическая структура (форма тела) с конформной ей экзогенной денудационной геоморфологической поверхностью.

Экзоморфоструктура – экзогенная геологическая структура (форма тела) с конформной ей экзогенной денудационной геоморфологической поверхностью.

Геоморфологическая структура (геоморфоструктура) – совокупность эндогенных, экзогенных, эндогенно-экзогенных геологических структур (форм тел) с конформными им геоморфологическими поверхностями, образующими единое целое [96].

Геоморфоструктура – фундаментальный объект геоморфологии и элементарная ячейка структурно-геоморфологической карты.

Морфоструктура – фундаментальный объект морфотектоники и элементарная ячейка морфоструктурной карты.

Предмет морфотектоники – исследование связей между вещественноструктурными комплексами, их тектоническими и геоморфологическими формами.

Цель морфотектоники – выявление однородных и однопорядковых конформных связей между геоморфологической поверхностью и организующими ее эндогенными элементами геологического пространства и формирование на этой основе поля возможных практических действий (поиски месторождений, инженерная геоморфология, геодинамическая опасность, землепользование и т.д.).

Основные методы морфотектоники – морфоструктурный анализ и синтез с системой операционных приемов, позволяющих изучать в вещественноструктурном комплексе и конформной ему геоморфологической поверхности результаты функционирования потоков энергии-массы и выявлять основные характеристики геолого- геоморфологических объектов путем определения места, занимаемого ими в системе морфогенетических типов. Выбираются эталонные процессы, присущие соответствующему морфогенетическому типу морфоструктур.

Цели морфотектонического картографирования определяются необходимостью картографического моделирования заданного морфотектонического пространства и его расчленения для осуществления дальнейшей научно-практической деятельности.

Опыт морфоструктурного картографирования показал, что морфоструктуры находятся на различных стадиях роста/разрушения. В связи с этим возникла необходимость выделять морфоструктуры, различающиеся по этим признакам.

Первичная морфоструктура определяется по наличию несомненных конформных отношений в триаде вещество—структура—тектоническая и геоморфологическая формы. Триады предшествующих этапов геоморфогенеза преобразованы настолько, что не играют существенной роли.

Активизированная морфоструктура определяется по наличию конформных отношений в природе с частичным их изменением в зонах структурных линий бывшей первичной морфоструктуры. При этом изменяются ее линейные, угловые и высотные параметры, степень уязвимости и др.

Остаточная морфоструктура определяется по наличию прежних конформных отношений в блоках – относительных целиках и их интенсивных преобразований в зонах структурных линий бывшей первичной морфоструктуры.

Возрожденная морфоструктура определяется по наследованию формы и структурных линий прежних морфоструктур без видимой генетической связи с ними. Возрождаются прежние морфоструктуры полностью или их части.

Квазиморфоструктура определяется по отсутствию явной конформной связи между триадой прежней морфоструктуры, ее параметрами и формой.

Потоки энергии массы и их геолого-геоморфологическое следствие.

Геолого-геоморфологические системы являются объемными телами определенной формы и симметрии. Поэтому необходимо иметь представление о тех процессах и явлениях, которые ответственны за перемещение вещественных комплексов, их эволюцию, пространственные позиции, связи и др. В геоморфологии существует понятие литодинамический поток, который предполагает в основном механический тип перемещения вещества на поверхности и вблизи нее [93]. Понятие о потоках энергии-массы является более общим, более емким и разносторонним [13, 50, 79].

Потоки энергии-массы в геоморфологии можно наблюдать, измерять на поверхности Земли за небольшой отрезок времени. ГГС формируются в течение длительного времени (тысячи – миллионы лет). Естественно, что измерения здесь невозможны. Становится очевидным, что обычно мы наблюдаем не сами потоки, а их следствия – геологические тела определенного состава, структуры, тектонической и геоморфологической формы. Это преимущественно остановившиеся, застывшие потоки. Им можно дать лишь качественную характеристику.

В соответствии с принципом полярности представляется целесообразным выделять три составляющие потока - две полярные противоположности и категорию, переходную между ними. Исходя из этого, потоки подразделены на центробежный, центростремительный и горизонтальный.

антигравитационные силы (архимедовы) преобладают над гравитационными.

Он ответственен за перемещение некоторого объема вещества, направленного к поверхности Земли, независимо от того, достиг он ее или нет. Поскольку речь идет о ГГС, то интерес для нас представляют потоки, достигшие поверхности. Такие потоки создают положительные ГГС.

Положительные ГГС формируются центробежными потоками энергиимассы, создающими избыток вещества по сравнению с объемами, существовавшими до этого.

Центростремительный поток возникает тогда, когда гравитационные силы преобладают над антигравитационными. Он перемещает некоторый объем вещества в направлении к центру Земли. В таких случаях формируются отрицательные ГГС.

Отрицательные ГГС формируются центростремительными потоками энергии-массы, создающими дефицит объема вещества по сравнению с объемами, существовавшими до этого.

Горизонтальный (тангенциальный) поток энергии-массы является касательным к поверхности Земли и ее геосферам. В идеальном случае при горизонтальном движении материальные точки (тела) не испытывают вертикальных перемещений или они настолько незначительны, что ими можно пренебречь. Морфогенез осуществляется только в случае отклонения потока от горизонтального. Такие потоки не создают ни избытка, ни дефицита объемов вещества.

В природе существуют все три типа потоков, но соотношения между их интенсивностями и переносимыми объемами вещества непрерывно изменяются. Более того, они переходят один в другой, так как в противном случае будет возникать однополярная система. Изложенные представления позволяют дать следующие определения: положительная, отрицательная и квазиморфоструктура.

Положительная морфоструктура ГГС формируется (сформирована) центробежным потоком энергии-массы, создающим приращение объема вещества с конформной ему выпуклой геоморфологической поверхностью.

Отрицательная морфоструктура ГГС формируется (сформирована) центростремительным потоком энергии-массы, создающим дефицит объема вещества с конформной ему вогнутой геоморфологической поверхностью.

Квазиморфоструктура ГГС отражает состояние квазиравенства объемов вещества, создаваемого центробежными и центростремительными потоками при наследовании неровности поверхностей предшествующих морфоструктур ГГС.

Таким образом, морфоструктуроформирующую роль играют центробежный и центростремительный потоки, создающие соответственно положительные и отрицательные морфоструктуры. Отклонения от вертикали (радиальные потоки) усложняют процесс геоморфогенеза, но его сущность не меняется, возрастает длина пути потоков.

Оперируя объемами вещества, можно измерить абсолютную и относительную длины потоков в плоскостях XY и YZ, линейные, угловые и высотные параметры, созданных ими объемов, их форм, симметрии и др.

Необходимо обратить внимание на следующее обстоятельство. В динамической геоморфологии нет однозначных определений положительной и отрицательной морфоскульптуры. Их синонимами обычно являются положительная и отрицательная формы рельефа. Если обратиться к определениям положительная и отрицательная морфоструктура ГГС, то станет очевидным, что при образовании дефицита объема формируются отрицательные морфоструктуры, а при его приращении – положительные.

Тогда все денудационные морфоскульптуры являются отрицательными, аккумулятивные – положительными, а денудационно-аккумулятивные – квазиморфоскульптурами.

В областях денудации господствуют отрицательные морфоскульптуры, а неровности рельефа возникают из-за различий дефицита объемов выносимого вещества. На выпуклых формах рельефа они меньше, чем на вогнутых. В областях аккумуляции господствуют положительные морфоскульптуры, а неровности рельефа обусловлены различиями в приращении объемов. Формирование квазиморфоскульптур характерно для квазиравновесных состояний: при предельном денудационном выравнивании и компенсированном типе аккумуляции. В этих случаях расход объемов вещества примерно равен их приходу.

1.2. Генезис геолого-геоморфологических систем Определение природы ГГС и условий их образования является одной из важных и сложных задач. Ниже намечены пути её решения. Существует множество потоков энергии-массы, функционирующих в тектоносфере, но здесь выбраны лишь те, которые достигают поверхности Земли. Они играют главную роль в геоморфогенезе. Более того, при морфотектоническом картографировании изучаются конкретные объемные тела, части которых обязательно экспонированы на поверхности. Наиболее распространенными в литосфере являются инъективные, метаморфогенные, дислокационные, седиментогенные и вулканогенные потоки. У каждого из них существует две противоположности: потоки, связанные с разуплотнением и уплотнением, разница между которыми и обеспечивает движение. Рассмотрим коротко основные характеристики ведущих потоков и их роль в геоморфогенезе.

Инъективные потоки. В обширном семействе инъективных потоков (соляные, глиняные, гидротермальные и др.) ведущее значение имеют плутоногенные (интрузивные) потоки. Главная роль в геоморфогенезе принадлежит центробежной составляющей потока, ответственной за формирование положительной морфоструктуры. Она ведет к наращиванию объема ГГС, её линейных, высотных и угловых параметров.

Плутоногенные потоки формируют в основном купольные ГГС с радиально-концентрическим типом симметрии, а также ряды куполов с симметрией бордюра. Установлена эволюция купольных структур в следующей последовательности: гнейсовый – мигматитовый – гранитогнейсовый – гранитный (интрузивный) [6]. Каждый из них представляет собой самостоятельный морфогенетический тип с подтипами.

Метаморфогенные потоки. Возникновение метаморфогенных потоков связано с физико-химическим преобразованием исходного вещества и при его частичном плавлении. В остальном они похожи на плутоногенные потоки и образуют группу метаморфогенных морфогенетических типов морфоструктур.

Дислокационные потоки. Их формирование связано с процессами физикомеханического и низкотемпературного преобразований исходного вещества.

Остальные отличия этих потоков от плутоногенного и метаморфогенного не столь существенны. Дислокационные потоки формируют в основном линейные морфоструктуры (пликативные, дизъюнктивные). Для формирования положительных пликативных морфоструктур необходимо, чтобы интенсивность процессов разуплотнения вещества преобладала над уплотнением. У отрицательных морфоструктур эти соотношения обратные.

Таким образом, в тектогеоморфогенезе преобладают три генетических типа ГГС: плутоногенные, метаморфогенные и дислокационные. Каждый из них состоит из трех морфологических типов: положительных, отрицательных и квазиморфоструктур. Поскольку один поток переходит в другой, то имеется целая группа морфоструктур сложного генезиса. Например, гранитогнейсовый купол.

Упомянутые выше потоки функционируют в литосфере, но есть и надлитосферные потоки, вещественные комплексы которых входят в литосферу через дислокационные процессы уплотнения. Это седиментогенные и вулканогенные потоки.

Седиментогенные потоки. Потоки этого типа формируются при суперразуплотнении вещества верхней части коры. Вещество настолько разуплотнено, что включается в состав водных, гляциальных, эоловых и других надлитосферных потоков. Седиментогенные потоки могут усиливать или маскировать деятельность трех главных потоков. Они не играют самостоятельной морфоструктуроформирующей роли. Так, например, продукты седиментогенных потоков, накапливаясь в понижениях, образованных дислокационным потоком, увеличивают вес постройки и способствуют ее прогибанию, опусканию, обрушению и др.

Вулканогенные потоки - это надземное продолжение плутоногенных, чем и определяется их специфичность. Вулканогенные потоки обладают чертами как плутогенных, так и седиментогенных потоков. Отсюда их двоякая геоморфологическая роль. Формируя аккумулятивные тела перекомпенсированного типа, они создают дополнительные возможности для воздымания плутоногенного потока на большую высоту, т.е. они способствуют формированию положительной морфоструктуры. В другом случае вулканическая надстройка под своей тяжестью обрушается в опустошенную магматическую камеру, способствуя тем самым образованию отрицательной морфоструктуры (кальдера, вулканотектоническая депрессия).

Сравнивая описанные выше пять типов потоков энергии-массы, видим, что главным при их формировании является различие в преобразованиях исходного вещества и типах ведущих процессов: седиментогенный физические процессы; дислокационный - физико-химические;

метаморфогенный - физико-химические и химические; плутоногенный – химические.

Сочетание генетических типов потоков. Морфоструктуроформирующая роль потоков одного генезиса не столь велика. Она ограничивается формированием единичных морфоструктур низших рангов: экструзивные купола, иглы, некки. Так, например, в формировании интрузивного купола принимают участие минимум три вида потоков: интрузивный (ведущий), метаморфогенный (чаще всего уплотнения) и дислокационный. Они замещают друг друга как по оси X, так и по оси Y. Смена идет в направлении главных потоков: интрузивный (ядро), метаморфогенный (промежуточная зона) и дислокационный (периферия). Такой же будет последовательность в вертикальном разрезе. Этим определяется устойчивость купола, например, в эндогенно-экзогенном цикле.

Суммируя данные по потокам энергии-массы (вещества), отметим главные моменты:

• геоморфогенез осуществляется основными вещественными потоками:

плутогенным, метаморфогенным, дислокационным, вулканогенным, седиментогенным, их комбинациями; роль вулканогенного и седиментогенного потоков невелика;

(центробежную), уплотнения (центростремительную) и переходную (квазипоток);

• генетические типы потоков энергии-массы отличаются по основным процессам преобразования исходного вещества, которому соответствуют свои структуры, тектонические и геоморфологические • геоморфогенез возможен при любых процессах и механизмах, способных обеспечить уплотнение (разуплотнение) вещества и создать дефицит/избыток его объемов по сравнению с исходным состоянием;

• генезис потоков является одним из важных критериев для морфогенетической классификации морфоструктур.

1.3. Уязвимость геолого-геоморфологических систем Основное условие устойчивого развития территории – это достижение оптимального/максимального улучшения качества жизни человека при минимальном/оптимальном воздействии на природные территориальные системы (ПТС). Поэтому целесообразно акцентировать внимание не только на устойчивом развитии в общепринятом в настоящее время смысле, но и на уязвимости/устойчивости ПТС таких рангов, с которыми человек вступает во взаимодействие, осуществляя энергоинформационный обмен.

Взаимодействие не должно превышать возможность сохранения тех качеств ПТС, которые обеспечивают ее устойчивость, т.е. способность системы справляться с энергетическими и информационными потоками, поступающими в нее за характерные для системы промежутки времени. При этом необходимо определять критические энергоинформационные рубежи, переход через которые приводит к возрастанию степени опасности, направленной как со стороны ПТС, так и со стороны человека. Это тем более важно, так как человеческое общество в целом и его части можно рассматривать в качестве подсистем ПТС определенного ранга. Еще В.И.

Вернадский отмечал, что человек является геологическим фактором, его воздействие на среду все чаще и чаще имеет необратимый характер [9].

уязвимости/устойчивости ПТС состоит в выявлении возможностей системы обмениваться таким количеством информации, которое способно сохранить, улучшить или ухудшить ее качество. Важнейшим носителем такой информации являются потоки энергии-вещества (ПЭВ), многие параметры которых зависят от ранга ПТС. Технические возможности человека непосредственно или опосредованно управлять/регулировать ПЭВ убывают по мере возрастания рангов ПТС, с которыми он связан. Поэтому мы вынуждены, считаясь с особенностями ПТС, конструировать свои антропогенные системы так, чтобы они либо не нарушали информационного баланса ПТС, либо при его нарушении могли противостоять разрушительному действию ПЭВ. При такой постановке вопроса необходимо не только исследовать вероятную опасность со стороны ПТС, но и возможности человека создать такую ситуацию, которая может вывести ПТС из равновесного состояния, привести ее к необратимому изменению.

Природная среда является полем взаимодействия множества разноранговых ПТС, которые, в свою очередь, состоят из компонентных подмножеств. Геолого-геоморфологические системы в сфере отношений «человек-природа» можно принять за базовые, так как во многих случаях человеческая деятельность прямо или опосредованно связана с ними.

Функционирование ГГС проявляется через потоки энергии-вещества (массы), которые реализуются посредством литодинамических потоков с их энергией, объемами, скоростями и направленностью на входе/выходе из системы.

Природная среда – поле взаимодействия большого количества природных систем, из которых базовое значение имеют геолого-геоморфологические системы, на которых непосредственно протекает большая часть жизнедеятельности человечества. Устойчивость ГГС, их ресурсный потенциал, его качество, возможности пользования без нанесения необратимого ущерба необходимо учитывать при планировании улучшения качества жизни человека на конкретной территории.

Для оценки устойчивости ГГС целесообразно использовать показатель уязвимости, который косвенно определяет степень риска проживания и экономическую целесообразность ее освоения. Из многих свойств ГГС, определяющих степень их уязвимости, наиболее характерной для энергоинформационного обмена является их эндогенная и экзогенная активность [23, 80, 81 и др.].

Уязвимость ГГС определялась по комплексу признаков: структурная организация вещественных комплексов, тектонические формы (степень дислоцированности слоев вещественных комплексов) и геоморфологические формы (высоты, уклоны, расчлененность, геоморфологические поверхности).

Разработана шкала относительной уязвимости ГГС.

Очень слабоуязвимые ГГС. В эту категорию включены ГГС, сложенные с поверхности и на доступную для наблюдения глубину вещественными комплексами, структурные связи между элементами которых первичные или очень слабо измененные. Это осадки и вулканиты, умеренно связные и связные. Такие породы слагают чехол кайнозойских впадин, в том числе и современный. Сюда должны быть включены покровы лав и туфов Борисовского и Шкотовского плато и реликты покровов на остальной части территории.

Тектонические формы вещественных комплексов первичные:

субгоризонтальные или наклонные (< 10 ), конформные поверхности, на которой они формировались (потоки лав и покровы туров), пласты кневичанской толщи и др. В эту же группу включены полигенетические глины и суглинки со щебнем, облекающие некоторые более древние геоморфологические поверхности фундамента. Мощные линейные и площадные коры выветривания являются тоже геологическими телами в первичном залегании.

Характер геоморфологических форм зависит от изложенных выше характеристик вещественно-структурных комплексов. Это квазиплоские равнинные поверхности на чехлах впадин, слабо наклоненные поверхности на бортах впадин и вулканических плато. Вертикальная и горизонтальная расчлененности, уклоны и перепады высот незначительные. На бортах впадин и в периферических частях вулканических плато степень расчлененности поверхности возрастает.

Слабоуязвимые ГГС. Структурные связи элементов вещественных комплексов слабо изменены по отношению к первичным. Тектонические деформации слоев слабые (10-20о). Часто это брахиформы. Разломы редки, имеют малые амплитуды, изменения в их зонах в основном физикомеханического характера. Перепад высот — метры, десятки метров. Такие условия характерны для наклонных равнин с отдельными увалами, холмами и их небольшими группами — выступами фундамента.

Умеренно уязвимые ГГС. Вещественные комплексы в той или иной мере изменены по сравнению с первичными: уплотнение, изменение пористости и типов цемента, изгибное течение и др. Появляются мелкие складки или складки большого радиуса кривизны, усиливается наклон слоев до 30о.

Дизъюнктивы проявлены отчетливо, а в их зонах породы дроблены, слои будинированы. Из-за неравномерности вторичных изменений усложняется морфология поверхности: увалы, холмы с переходом в мелкие горы.

Возрастают уклоны (5-10о), степень расчлененности. Перепад высот – десятки, сотни метров. Умеренно уязвимые части ГГС обычно тяготеют к зонам перехода впадина – поднятие.

Повышенно уязвимые ГГС. Усиливаются изменения первичной структуры вещественных комплексов вплоть до появления низкотемпературных минералов. Возрастает степень деформации слоев (до 45°) с образованием линейных складок, появляются признаки кливажа течения, возрастают амплитуды дизъюнктивов и ширина их зон. С дислокационными структурами связаны долины рек, гребневые и килевые линии, перегибы склонов. Уклоны поверхности возрастают до 15°, увеличиваются значения вертикальной и горизонтальной расчлененности. Повышенная уязвимость характерна для средних и верхних частей склонов горных морфоструктур.

Высокоуязвимые ГГС. Степень изменений вещественных комплексов высокая, что является результатом динамометаморфизма, динамотермального и низкотемпературного метаморфизма. Преобладает альпинотипная складчатость с падением слоев на крыльях до 70-80°.

Появляются опрокинутые, лежачие, изоклинальные и другие складки.

Широко проявлены кливаж, рассланцевание, катаклаз и милонитизация в зонах разломов. Уклоны поверхности более 15°, преобладает высокая степень расчлененности рельефа. Поперечные профили речных долин большей частью V-образные. Перепады высот – сотни метров. Характерно наличие уступов, резких перегибов склонов. Часто встречаются осыпи, курумы, каменные реки, крупноглыбовые обвалы, скалы-останцы.

Катастрофическое состояние ГГС. Наличие высокоградиентных геолого-геоморфологических зон обеспечивает весьма неустойчивое состояние ГГС. Признаки, указанные в предыдущей категории уязвимости, выражены еще ярче. Большое значение имеет геологическое строение территории. Так, наличие субгоризонтально залегающих покровов вулканитов создает предпосылки для возникновения катастрофических состояний по периферии покровов. Здесь возникают высокоградиентные зоны. Степень опасности зависит как от строения покровов, так и подстилающих толщ. Если те же покровы не прорезаются водотоками, то их уязвимость становится минимальной. Вулканические толщи, подвергшиеся деформациям, теряют свою устойчивость, т.е. становятся более уязвимыми.

Выше приведены общие критерии, позволяющие ориентироваться в проблеме уязвимости ГГС. На самом деле природа разнообразна. В каждом конкретном случае могут быть свои сочетания признаков и условий, которые необходимо учитывать.

Широко распространено мнение, что степень сейсмической опасности наиболее целесообразно определять по геолого-геофизическим данным о строении территории, историческим свидетельствам о землетрясениях и инструментальным измерениям. Карты сейсмического районирования обычно составляются по факту – самому сильному сейсмическому событию, без расчета его силы, максимально возможной для конкретного места.

Мелкий масштаб карт сейсмического районирования отражает только общее состояние знаний о сейсмичности территории. Информативность таких карт уменьшается для территорий, где инструментальные измерения малочисленны или не проводятся, а документированная история охватывает короткий временной период. Такой, в частности, является территория Приморского края и всего Дальнего Востока России. Механическое укрупнение масштаба карт сейсмического районирования базируется на тех же данных и принципах, на которых строились мелкомасштабные карты.

Привлечение информации, полученной из принципиально иных источников, остается вне поля зрения.

Практика хозяйственной деятельности на современном этапе показывает, что составление карт сейсмического районирования в традиционном ключе малоэффективно. Основные недостатки: мелкий масштаб, большие площади выделов, не указаны места и интенсивность возможных разрушений на поверхности и на глубинах, куда проникает человек со своими сооружениями (шахты, скважины, подземные хранилища, коммуникации и др.). В последнее время стало очевидным, что сейсмическая опасность на официальных картах сейсмического районирования Дальнего Востока занижена на 1-3 балла [7, 23, 49, 51, 52, 58, 59, 71 и др.].

Специализированные геоморфологические исследования для целей сейсмического районирования преимущественно направлены на поиск палеосейсмических дислокаций и их интерпретацию с целью оценки силы прошлых сейсмических событий. Реже они используются для указания мест и прогноза интенсивности возможных разрушений геоморфологического характера [59]. Районирование территории по экзогенным геоморфологическим процессам не конкретизирует причин и возможности их возникновения, в том числе и при землетрясениях.

Человеческий фактор, степень освоенности территории и возможные разрушения при антропогенезе не берутся во внимание и не показываются на картах сейсмического районирования.

Необходим более комплексный системный подход, когда геодинамическая опасность рассматривается, с одной стороны, как производная от нескольких основных факторов, а с другой – как составная часть (подсистема) суммарной опасности на конкретной территории в конкретной природнотерриториальной системе.

Уже приводились примеры пространственной связи между расположением поселений и степенью геодинамической опасности [62, 80].

Существует принципиальная возможность установления полуколичественных связей между силой воздействия при реализации потенциальной геодинамической опасности и степенью освоенности территории (степенью антропогенного воздействия). Приближенным показателем степени освоенности D может служить коэффициент Энгеля:

D=, где l – длина дорожной сети, км, S – площадь выдела (территории), P – число жителей, чел./км2.

Отношения между степенью освоенности и силой воздействия (энергоинформационный обмен) при реализации геодинамической опасности строятся по принципу прямой и косвенной связи. Чем больше их значение, тем, при прочих равных условиях, выше сила воздействия. В то же время степень освоенности является косвенным показателем селитебнопромышленного воздействия (строительство, карьеры, шахты и т.д.).

Последнее, в свою очередь, изменяет сложившийся природный баланс энергии-массы, создавая своеобразный информационный антропогенный пресс на природные системы. Это приводит к увеличению силы воздействия и возрастанию самого геодинамического риска, который реализуется при достижении им энергоинформационного порога.

Доступными для обычного восприятия проявлениями информационного (энергоинформационного) обмена до достижения порога служат общеизвестные «предвестники» землетрясений. Морфоструктурный анализ, применяющийся при определении геодинамической опасности, не что иное, как дешифрирование следов энергоинформационных потоков косного вещества природных систем, выраженных в геологическом строении поверхности и рельефе. Из многих свойств ГГС, определяющих степень их уязвимости, наиболее важной для энергоинформационного обмена является их геодинамическая активность и, как ее следствие, геодинамическая опасность.

Более корректное, а в ряде случаев и более эффективное определение геодинамической опасности возможно, если построения ведутся на морфотектонической основе. Базовыми для таких построений являются морфоструктурные карты различной степени детальности. Оригинальность методики морфоструктурного картографирования заключается в выявлении неразрывной связи между вещественными комплексами, их вещественноструктурной организацией и формой выражения в современном рельефе Земли. При выявлении и изучении морфоструктур и их картографировании осуществляется синтез данных о геологическом, глубинном, тектоническом, геоморфологическом, инженерно-геологическом, гидрогеологическом строении территории, современных процессах экзо- и эндодинамики. На морфоструктурных картах приводится интегральная оценка результатов совместного действия основных эндогенных и экзогенных процессов.

Геодинамическая опасность имеет три составляющие: эндодинамическую (сейсмотектоническую и морфотектоническую), экзодинамическую (геоморфологическую), технодинамическую (антропогенную). Они проявляются через соответствующие события. Эндодинамическая опасность определяется глубинным геологическим строением территории, ее современной геодинамикой и реализуется через сейсмические события различной интенсивности. Экзодинамическая опасность в рассматриваемом аспекте является результатом эндодинамических событий, проявляющихся на поверхности Земли и изменяющих ее облик. Технодинамические события различной степени влияют на ход и интенсивность экзогенных процессов, т.е. обладают способностью изменять экзодинамическую активность.

Известны примеры их воздействия и на эндодинамическую активность.

Таким образом, целесообразно рассматривать систему взаимосвязанных и взаимообусловленных событий и их следствий, которые представляют опасность для жизнедеятельности человека и сооружений. Если акцентировать внимание именно на энергоинформационном аспекте взаимодействия, можно корректно вести речь о проявлении геодинамической опасности.

Оценка экзодинамической опасности базируется на данных о бывших и возможных экзогенных процессах и явлениях, их видах и интенсивности, местах проявления и комбинациях. Они экспертно ранжированы нами с учетом их последовательности. Каждому событию присваивается соответствующий балл по относительному месту в ряду возможных событий (табл. 1.3). Так, например, смещение/обрушение блока пород не может произойти раньше образования трещины. Место события и его вид указывают, таким образом, на относительную интенсивность экзодинамического процесса в конкретной геолого-геоморфологической обстановке. Это означает, что при сохранении последовательности экзодинамических событий в любом месте их интенсивность может быть или одинаковой, или различной. В зависимости от геолого-геоморфологического строения территории сейсмотектоническое событие одинаковой интенсивности может привести к экзодинамической активности различной степени и разрушениям. Шкала оценки опасности экзогенного характера является пока относительной и охватывает лишь часть экзогенных геоморфологических процессов, распространенных на юге Дальнего Востока.

Она также не учитывает возможность досейсмической подготовки систем к разрушению и остаточные явления от прежних сейсмических событий, т.к.

для их оценки необходимы экспериментальные данные.

Следовательно, картографирование территории по степени геодинамической опасности сводится к выделению градиентных зон по трем показателям: эндодинамическим, экзодинамическим, технодинамическим.

Проводится интегральная оценка опасности, которая и отображается на картах соответствующего масштаба. Он должен быть тесно увязан с целью исследования. По мере укрупнения масштаба меняется акцент приоритетов в триаде геодинамической опасности. Для мелкомасштабных карт первостепенное значение (каркас) имеет эндодинамическая/сейсмическая опасность, а экзодинамическая является дополнительной характеристикой (узор). Основу карт средних масштабов составляют данные об экзо- и эндодинамической опасности, а отражению техногенной опасности отводится роль узора. На картах крупных масштабов сейсмическая опасность будет составлять их фон, экзодинамическая – каркас, а технодинамическая – узор. Для отдельных участков (промплощадки и зоны влияния на инженерные сооружения) могут составляться карты, где роль фона будет выполнять экзодинамическая опасность, каркаса – технодинамическая, а узора – виды и интенсивность последней. При таком способе представления информации тесно увязаны между собой ранги объектов, их геодинамические составляющие и степень относительной опасности, порядок приоритетов.

геодинамической опасности являются две матрицы. Матрица природной геодинамической опасности образована двумя показателями — эндодинамической и экзодинамической опасности. На пересечении горизонтальных и вертикальных строк находятся показатели природной геодинамической опасности (табл. 1.3). Вторая матрица связывает между собой ГГС и технодинамическую опасность. Сочетание на картах/планах показателей двух матриц позволяет провести зонирование территорий как по степени относительных опасностей, так и по их природе (природные, природно-техногенные, техногенные). Разработанная система показателей пригодна для составления карт и схем средних и мелких масштабов.

Совокупность таких карт позволяет характеризовать ГГС высоких рангов.

трещиноватой зоны достигает 30 м, но местами она меньше. Глубина залегания водоносных слоев колеблется от 2 до 25 м. Водообильность комплекса слабая, о чем свидетельствуют величины дебита по имеющимся скважинам: 0,44-2,7 л/сек, удельные дебиты — 0,018-0,88 л/сек, коэффициенты фильтрации — до 0,87 м/сутки. В зонах разломов удельный дебит возрастает до 1 л/сек. Дебиты родников — десятые—сотые л/сек, при преобладании 0,01-0,1 л/сек. Судя по этим показателям, комплекс слабоводонасыщен. По составу вды гидрокарбонатные, гидрокарбонатнохлоридные (реже), минерализация — 0,05-0,1 г/л, жесткость — < 25 мг/экв.

Питание водоносного комплекса осуществляется за счет атмосферных осадков, а в случае его перекрытия комплексом склоновых отложений - и за счет его разгрузки.

В зоне перехода между описанными выше двумя водоносными комплексами могут встречаться локальные участки, где чередуются или совмещены предыдущие комплексы.

Гидрология территории практически не изучена. Имеющиеся сведения не конкретны и не привязаны к определенной местности. Поэтому ограничимся краткой характеристикой мест, где возможно функционирование водных потоков.

Постоянные водотоки отсутствуют. Даже р. Буяковка функционирует в режиме временного водотока, который не всегда справляется с пополнением водного запаса существующих в ее долине прудов [65]. Наиболее мощные временные водотоки в районе улиц Володарского, Буссе и переулка Новгородского ниже улицы Всеволода Сибирцева. Мелкие и очень мелкие ложбины характерны для склонов крутизной более 15°. Так, в районе переулка Некрасовского длина ложбин достигает 20-30 м. Во время дождей, особенно ливневых, водные потоки текут главным образом по улицам. Они транспортируют глину, песок, мелкие камни, которые заполняют стоки, оседают на улицах и во дворах. В местах развития мощного делювиального шлейфа формируются напорные воды, которые выходят на поверхность и присоединяются к наземных потокам.

Относительная геодинамическая опасность Геодинамическая опасность связана с перемещением масс вещественных комплексов определенных объемов и выделением энергии. Традиционно ограничиваются определением интенсивности эндогенной геодинамической опасности — сейсмичностью. Вместе с тем вещество переносится, перемещается и экзогенным, и техногенным путем. Поэтому целесообразнее говорить о комплексной геодинамической опасности, так как существуют прямые и обратные связи между эндо-, экзо- и техногенной опасностями.

Например, техногенное воздействие на геолого-геоморфологические системы при определенных условиях может ускорить/замедлить функционирование не только экзолитодинамических, но и эндодинамических потоков.

Таким образом, как указывалось в главе I, общая геодинамическая опасность складывается из трех составляющих: эндогенной, экзогенной и техногенной опасностей.

Рассматриваемая территория по степени сейсмической активности в одних случаях относится к 7-балльной зоне, в других — к 8-балльной. Вместе с тем стало ясно, что определение сейсмической опасности по свершившемуся самому сильному землетрясению не соответствует реальной угрозе. Сила возможных самых сильных землетрясений бывает больше на 1-2, реже балла [7, 80]. Поэтому фоновое значение для г. Владивостока должно быть не менее 8 баллов. На участках с мощными недоуплотненными склоновыми отложениями необходимо добавлять 1-2 балла.

Экзодинамическая опасность определяется типами и видами литодинамических потоков, их интенсивностями, мощностью экзогенноактивного слоя и др. То же самое можно сказать и о технодинамической опасности, интенсивность которой определяется степенью преобразования геолого-геоморфологических систем. Это, в первую очередь, нагрузки от сооружений, нарушение установившегося квазиравновесия при сооружении насыпей, дамб, выемок, откосов и т.д. В конечном счете, необходимо ответить на вопросы: какие, где и какой силы возникнут геодинамические события и какую опасность они составляют?

Таким образом, для рассматриваемой территории фоновая сейсмическая опасность принимается 8 баллов по шкале МСК-64, плюс 1-2 балла при склоновых отложениях мощностью более 10 м и наличии мощных зон разломов. Интенсивности экзо- и технодинамических опасностей могут быть оценены лишь качественно для каждого конкретного выдела (описания см. в следующем разделе).

4.2.2. Инженерно-строительные условия Инженерно-геологические условия. Общие сведения Однообразное геологическое строение территории, сложный рельеф и климатические условия, ее чрезвычайно высокая освоенность позволяют выделить три группы грунтов: без жестких связей, скальные и полускальные.

Группа поверхностных грунтов (без жестких связей) развита широко и занимает примерно 2/3 площади территории. Они представлены делювием, коллювием, элювием м антропогенными грунтами. Пространственные позиции этих образований рассматривались выше.

Делювиальные отложения сложены в основном средними суглинками, иногда супесями. Содержание песчаных, щебнистых и древесных фракций различное и зависит от места формирования грунтов.

Физические свойства суглинков (на первом месте показатели при доверительной вероятности 0,95, на втором — 0,999): естественная влажность (%) — 17,2-20,7; 15,8-22,1; удельный вес (т/м3) — 2,68-2,71; 2,67объемный вес (т/м3) — 1,92-2,01; 1,89-2,04; объемный вес скелета (т/м3) — 1,65-1,76; 1,60-1,80; верхний предел пластичности (%) — 28,2-34,9; 25,4нижний предел пластичности (%) — 18,5-23,0; 16,6-24,9; число пластичности – 9,7-11,9; 8,8-12,8; пористость (%) —33,6-38,4; 31,7-40,3;

коэффициент пористости — 0,506-0,623; 0,464-0,676; показатель консистенции (В) (-0,21)-(+0,018); (-0,29) –(+0,063); показатель степени уплотнения (Kd) — 1,015-1,221; 0,930-1,305; коэффициент сжимаемости при нагрузках 2-4 кг/см2—0,03-0,01; модуль осадка — 20-40 мм/м; величина набухания (%) — 2-3 (не набухающие); водопроницаемость слабая (коэффициент фильтрации 0,24-0,34 м/сутки). Воды сезонные, глубины 2-5 м, по составу близкие к атмосферным, со слабой агрессивностью выщелачивания.

Грунты гравитационного происхождения формируются на склонах крутизной >10° и имеют почти повсеместное распространение, исключая ЭЯ четвертого и частично третьего типов. Для них характерна вертикальная сортировка. Внизу крупнообломочный материал составляет до 70% от общей массы. Вверху преобладают супеси и суглинки с небольшим количеством дресвы и щебня. Из-за небольшой мощности отложений (до 2 м) эти грунты при строительстве убираются и не оказывают влияния на строительство.

Осыпи формируются на склонах крутизной более 25-35°, и их влиянием можно пренебречь.

Оползневые накопления известны в верховьях р. Буяковки. Их наличие возможно в районе переулка Новгородского. Отличаются они от делювиальных отложений наличием крупных глыб и блоков коренных пород, которые при бурении могут быть приняты за скальные грунты. Физические свойства грунтов крайне невыдержанные.

Элювиальные отложения развиты на плоских водоразделах и небольших субгоризонтальных площадках на склонах. Их состав зависит от строения субстрата. Верхняя часть мощностью до 2 м представлена супесчанощебнистыми и дресвяно-суглинистыми образованиями. Подошва элювиальных отложений имеет сложный рельеф, возможны карманы, где мощности возрастают в 2-3 раза. Эти участки требуют дополнительного изучения.

Антропогенные грунты отличаются от склоновых отложений тем, что в их состав входит строительный мусор, фрагменты строительных конструкций, древесный материал, кирпич, бетон и др. Их мощности крайне неравномерны и зависят от параметров насыпей, дамб, выемок и др. Из-за крайней неравномерности их строения и недоуплотнения такие грунты в периоды дождей подвергаются переувлажнению. Возможны оползания, сплывы, просадки, промоины.

Скальные грунты представлены вулканитами владивостокской свиты.

Показатели физико-механических свойств этих грунтов изменяются в широких диапазонах. Их основные значения приведены в таблице 4.1.

Физико-механические свойства вулканогенных пород по данным литовые порфириты брекчии В верхней, наиболее выветрелой зоне грунты переходят в категорию полускальных с механической прочностью до 500 кг/см2. Все разности пород морозоустойчивые. Они достаточно надежны для любых видов строительства.

Районирование территории по комплексу природных и Разнообразие природных условий на территории определяется многими факторами, но рельеф среди них играет главенствующую роль. Достаточно беглого взгляда, чтобы увидеть, что чем больше уклоны, тем меньше интенсивность градостроительного освоения. Однако это не всегда означает, что здесь сосредоточены ресурсы для дальнейшего градостроительства.

Проблема из инженерной в таких местах переходит в категорию экономическую, т.к. решаются задачи целесообразности.

В связи с тем, что на рассматриваемой территории происходит довольно быстрая смена различных условий, целесообразно провести ее зонирование.

По каждому выделу необходимо дать оценку по следующим показателям:

• условия и интенсивность градостроительного освоения, оценка его • экологическая уязвимость/устойчивость ГГС;

• сохранение, восстановление и улучшение экологического благополучия.

С учетом сказанного ниже приведена краткая характеристика каждого участка (рис. 4.1).

Участок 1 ограничивается улицами Пушкинской и Светланской и зонами их влияния. Здесь полностью преобразованы микроформы рельефа.

Некоторые из них из-за древности застроек выглядят как естественные.

Техногенные отложения и формы рельефа доминируют (> 95%). Плотность застройки очень высокая, и ресурсы отсутствуют. Увеличение емкости участка возможно только за счет сноса старых и строительства многоэтажных зданий. При этом надо иметь в виду, что под склоновыми отложениями может скрываться система субширотных разломов и зон дробления, отделяющих грабен бухты Золотой Рог от горста. Здесь проходит тектонический контакт между породами владивостокской и поспеловской свит, которые имеют несколько отличные физико-механические свойства.

Ввиду того, что мощности склоновых отложений наиболее высокие в районе, свойства коренных пород не изучены или изучены локально.

Экологическая уязвимость территории участка высокая. Так, по степени загрязненности почв экологическая обстановка оценивается от напряженной до критической, уровень загрязнения - от опасного до чрезвычайно опасного, значения показателей степени загрязнения почв (СПЗ) — от 32 до 64 [28].

Весь участок, за малым исключением, относится к районам с высоким уровнем заболевания детей. Вдоль бухты Золотой Рог протягивается промзона, где сосредоточены источники, создающие угрозу ухудшения экологической обстановки. Так, например, по данным лихеноиндикационных исследований уровень загрязнений за 4 года перешел от повышенного к максимальному [28, 34, 72 и др.].

Вдоль тыловой границы участка, где намечается перегиб склона, происходит разгрузка материала канализированных литодинамических и водных потоков. Замедляются их скорости, оседают влекомые частицы, в том числе и загрязнений. По мере удаления от тыловой границы возрастает доля частиц песчаной и глинистой фракций, переносчиков загрязнений.

Зоны относительно высокого обводнения и распластывания канализированных потоков показаны на рис. 4.1. Наиболее значительная из них расположена в районе ул. Металлистов и пер. Академического. Здесь кроме всего прочего возможны небольшие оползания на откосах, формирование оплывин, просадок и промоин.

Общеизвестные рекомендации по улучшению экологического благополучия по г. Владивостоку касаются главным образом улучшения качества воздушного бассейна [72]. Для концентрации и удаления продуктов загрязнения в водных и литодинамических потоках необходимо совершенствование дренажных систем и коллекторов, устройство ловушек и удаление экологически опасных накоплений. В первую очередь их необходимо оборудовать в местах разгрузки канализированных потоков.

Вдоль тыловой границы участка, в местах развития фронтальных потоков, наиболее эффективными могут быть ловушки: лотки, густые насаждения кустарников, сходящие каскадами, ориентированные вдоль склонов.

Подобные мероприятия позволят снизить экологическую уязвимость территории. Совершенствование дренажных систем и закрепление откосов необходимо в первую очередь в местах наиболее вероятного обводнения склоновых отложений.

Участок 2 характеризуется средними уклонами поверхности, наличием трасс сезонных канализированных литодинамических и водных потоков, часть из которых берет начало в верхних ярусах рельефа. В инженерногеологическом отношении здесь преобладают склоновые отложения умеренных мощностей (до 3 м) с повышенным содержанием дресвы и щебня.

Вдоль тыловой границы участка в них появляются более крупные обломки скальных пород и мелкие их коренные выходы. В зоне тыловой границы происходит частичная разгрузка литодинамических потоков, которые освобождаются в первую очередь от крупнообломочного материала, а песчаный и особенно глинистый могут проноситься транзитом и отлагаться на участке 1.

Степень освоенности территории высокая, но несколько меньше по сравнению с участком 1. Относительно меньше застроена седловина в верхней части ул. Луцкого. Градостроительный ресурс на участке минимален, и он не может быть увеличен за счет скверов, цветников, других зеленых насаждений, которых и так недостаточно.

Экологическая обстановка на участке напряженная, местами критическая.

Уровень загрязнения почвы умеренно опасный, СПЗ от 16 до 32, местами > 32. В целом загрязненность почв меньше, чем на участке 1, но достаточно высокая. Источники загрязнения: промышленные предприятия, автостоянки.

Остается еще высоким уровень заболеваемости детей. Многие источники загрязнения находятся за пределами участка, на более высоких ярусах рельефа. Загрязнители поступают сюда как по воздуху, так и при переносе водными и литодинамическими потоками. Канализированные сезонные литодинамические потоки, несмотря на их небольшое количество, обладают большой энергией. При одинаковых сечениях с литопотоками участка 1 их скорости больше, а это означает, что возрастает и объем переносимого обломочного материала. Кроме этого, из-за возрастания уклонов повышается роль фронтальных литодинамических потоков, скорости которых то возрастают, то падают, подчиняясь уклонам естественных и искусственных микроформ рельефа.

Борьба с результатами функционирования фронтальных литодинамических потоков требует больших затрат, так как такие потоки развиты повсеместно. Необходимо устройство протяженных ловушек, ориентированных вдоль склонов, «по горизонтали», отстойников, полос зеленых насаждений. Сбрасывание материала твердого стока в коллекторы, дренажные системы приведет к повышению уровня загрязнения на участке и в конечном счете на акватории бухты Золотой Рог. Поэтому сбор и удаление материала твердого стока окажется более эффективным, чем сброс на нижележащие ступени рельефа.

Участок 3 представляет собой небольшой массив, заключенный между улицами Пушкинской, Лазо, Суханова и Луцкого. Он образован двумя ЭЯ рельефа. ЭЯ третьего типа имеет крутые склоны, связанные с интрузией пермских липарит-порфиров и зоной ее экзоконтакта. ЭЯ четвертого типа образуют слабовыпуклую поверхность массива и располагаются на апикальной части интрузии. Сочленение участка 3 с участками 1 и происходит по хорошо заметному нижнему перегибу склонов. Лишь на севере этот переход менее отчетлив и представлен слабовыраженным верхним перегибом склона (ул. Суханова). Изометричная форма участка, наличие двух ступеней в рельефе, из которых нижняя имеет крутые склоны, а верхняя пологую поверхность, сказались на плотности застроек. Наиболее крутые южные склоны и склоны в зоне перехода к верхней площадке практически свободны от зданий и сооружений. Несколько выше плотность застройки на восточном и западном склонах. Градостроительная емкость участка 3 может быть увеличена за счет освоения крутых склонов, если это экономически целесообразно, и некоторого уплотнения остальных. Следует иметь в виду, что трещины и разломы здесь могут быть радиальноконцентрическими. Самыми мощными являются кольцевые разломы, которым подчинены границы ЭЯ, особенно разлом в зоне перехода к участкам 1 и 2.

По экологическим показателям участок 3 схож с участком 2, но имеются и различия. Так, уровень детской заболеваемости здесь ниже.

Литодинамические потоки относятся к центробежному радиальному типу.

Они короткие и маломощные. Весь материал выносится за пределы участка.

Загрязнители могут поступать только из воздуха, но проветриваемость участка довольно высокая. Здесь нет промышленных источников загрязнения. Всякого рода ловушки твердого стока должны быть устроены по периметру участка в местах перегибов склонов. Эти устройства предохранят от загрязнения участки 1 и 2. При подрезании крутых склонов будут формироваться наледи, которые часто спускаются на тротуары и проезжие части дорог. Борьба с ними требует значительных затрат.

Участок 4 по многим характеристикам напоминает участок 3. Он имеет форму овала, ориентированного по удлинению на северо-восток. В его строении принимают участие ЭЯ третьего и четвертого типов. Выровненные площадки во многих местах имеют техногенную природу. Реликты естественных ровных и слабовыпуклых поверхностей сохранились местами.

Крутые и очень крутые склоны до скальных обрывов свободны от застроек.

Там, где крутизна склонов меньше, они застроены или строительство ведется в настоящее время. Таким образом, в резерве остаются территории с крутыми склонами, но это ведет к удорожанию строительства.

Литодинамические потоки на участке центробежные, радиальные, малой мощности. На склонах развиты мелкие закрепленные и незакрепленные осыпи, чередующиеся с коренными выходами скальных пород. На юге, над улицей Пушкинской, нависают скалы. Мелкообломочный материал в настоящее время поступает в основном со строительных площадок и с застроенных террас. Примерно в центре участка существует крупная водосборная воронка с перистым типом гидродинамических и литодинамических потоков. Во время сильных ливней здесь возможно переувлажнение грунтов, их оползание, сплыв, формирование промоин и просадок. Не исключено, что водосборная воронка приурочена к пересечению разломов различных направлений. Все это повышает степень экзодинамической опасности в этом месте.

Экологическая обстановка на участке 4 сходна с обстановкой на участке 3, но отмечается повышение уровня загрязнения снежного покрова до единиц. Объясняется это тем, что участок приближен к промышленным источникам загрязнения и продувается ветрами почти всех направлений.

Уязвимость территории в экологическом отношении небольшая, но она неизбежно возрастет при застройке: изменится микроклимат, осложнится роза ветров, появятся новые источники загрязнения. Поскольку на участке преобладает вынос материала литодинамическими потоками, его освоение неизбежно окажет отрицательное влияние на смежные территории. Поэтому необходима максимальная нейтрализация и локализация этих потоков, в том числе и наледей.

Участок 5 располагается восточнее предыдущего. По многим характеристикам он напоминает участок 2, но есть и существенные различия.

Вдоль улицы Капитана Шефнера следует самый протяженный канализированный литодинамический поток, который начинается вблизи водораздела с Первой Речкой и выходит к ул. Светланской. Справа и слева поток принимает канализированные литопотоки, спускающиеся из участка и др. (рис. 4.1). В верхних частях улиц Капитана Шефнера и Абрековской формируется водосборная воронка с перистым рисунком литопотоков.

Резкий перепад уклонов поверхности на границе участков 4 и 5 может вызывать переувлажнение грунтов. Не исключено, что из-за этого в пределах водосборной воронки могут периодически активизироваться гравитационные процессы вплоть до формирования мелких оползней. Магистральный литопоток приурочен к субмеридиональной зоне разлома, а водосборная воронка — к узлу пересечения разломов нескольких направлений.

Таким образом, эта часть участка 5 неблагоприятна как в экзодинамическом, так и экологическом отношении. Не случайно здесь возрастают показатели загрязнения почв от умеренно опасных до опасных, экологическая обстановка - от напряженной до критической, а СПЗ достигает 64 единиц. Необходим комплекс мероприятий если не по улучшению экологической обстановки, то хотя бы по ее стабилизации.

Участок 6 занимает весь верхний ярус рельефа, т.е. водораздельное пространство между бассейнами Первой речки и бухты Золотой Рог и верхнюю часть южного макросклона. Территория участка застроена крайне неравномерно. Умеренно и относительно плотно застроены ЭЯ рельефа второго типа (средние уклоны). Интенсивное строительство ведется на относительно ровных участках в приводораздельной части (ЭЯ четвертого типа). Создано большое количество искусственных ровных площадок и террас. Обращает на себя внимание то, что территория участка максимально насыщена гаражами, автостоянками, мелкими строениями. Ими заняты даже небольшие полки на крутых склонах.

Территория участка меньше всего насыщена временными канализированными потоками, мощность которых невелика. Всюду господствуют фронтальные потоки гравитационного типа: осыпи, обвалы, камнепады, скопления глыб и обломков в местах изменения крутизны склонов. В зоне южной границы участка сосредоточены места, где сходятся канализированные литодинамические потоки. Наиболее значительные из них расположены на восточном продолжении ул. Володарского выше переулка Академического, в месте пересечения улиц Всеволода Сибирцева и Капитана Шефнера. Их краткое описание приведено ниже.

Пересечение улиц Всеволода Сибирцева — Капитана Шефнера. В районе петли ул. Капитана Шефнера находится гидрографический узел, куда устремляются канализированные литодинамические потоки, образующие систему перистого типа. Несмотря на наличие техногенных форм рельефа, видно, что его естественные формы образуют амфитеатр со ступенчатыми склонами. На одной из таких ступеней проложена ул. Мопровская. На ступенях располагаются мелкие строения. В районе пересечения вышеуказанных улиц намечается выполаживание склонов. Здесь возрастает мощность склоновых отложений (до 2-2,5 м). В их составе увеличивается доля песчаных и глинистых частиц, уменьшаются размеры обломков скальных пород. Наличие обширной строительной площадки может создать подпружинивающий эффект, что, в свою очередь, приведет к обводнению склоновых отложений. Возможна подпитка подземными водами, т.к.

территория находится в зоне разлома. Поэтому здесь могут иметь место отседания блоков, формирование экзогенных трещин, небольших оползней и т.д.

Описанный район соединяется с аналогичным образованием в пределах участка 5. Эти две водосборные воронки «нанизаны» на один и тот же разлом, но располагаются на разных гипсометрических уровнях и соединяются магистральным временным литодинамическим потоком.

Материал из верхней воронки сбрасывается в нижнюю, которая играет роль временного отстойника.

Второй район располагается западнее предыдущего. Веер литодинамических потоков сходится в северной части переулка Академического. В зоне резкого перегиба склона возможно обводнение склоновых отложений. Непосредственно над этим участком возможны отседания блоков, о чем свидетельствуют ступени на склонах, глубокие врезы ложбин и их крутые склоны. Есть все основания полагать, что и этот район находится в местах пересечения разломов.

Таким образом, зона повышенной экзодинамической опасности спускается почти от водораздела к ул. Пушкинской и далее к бухте Золотой Рог. Ее конфигурация в плане изменяется от воронкообразной (верхняя часть) до цилиндрической. Все это ведет к концентрации материала, переносимого литодинамическими потоками.

Экологическая обстановка на участке 6 характеризуется следующими особенностями. В районах концентрации литодинамических потоков она критическая (более 128 единиц). В остальных местах — напряженная с приближением к критической. В первом случае уровень загрязнения от опасного до чрезвычайно опасного, во втором он умеренно опасный.

Значения показателей загрязнения колеблются в широких пределах от 16 до 128 единиц. Возрастает число детских заболеваний.

Из краткого описания выделенных участков видно, что:

— существует тесная связь между формами рельефа, вещественными комплексами, в том числе и литодинамическими, экологической обстановкой и устойчивостью/уязвимостью территорий по степени загрязнений;

— ярусное строение рельефа и крутизна склонов оказывают прямое влияние на интенсивность градостроительного освоения и его ресурсы;

пологие склоны давно освоены, а свободные пространства существуют на крутых и очень крутых склонах;

— наименее благоприятными во всех отношениях являются места концентрации (схождения) литодинамических потоков; здесь возрастает степень экзодинамической, технодинамической и, возможно, эндодинамической опасности;

— наиболее благоприятными в экологическом отношении являются уплощенные поверхности над крутосклонными участками, но они не всегда благоприятны для проживания.

Оценка инженерно-строительных и экологических условий проведена экспертным путем: дешифрированы топоосновы масштаба 1:50000, 1:25000, 1:10000 и 1:2000, использованы аэрофотоматериалы, изучены опубликованные и рукописные работы. Основные недостатки: отсутствие свежих натурных наблюдений, кондиционных масштабу 1:5000 – 1:2000;

отсутствие качественных материалов дистанционного зондирования. Авторы в ряде случаев отошли от традиционной схемы изложения материала. Много внимания уделено вопросам экзодинамической опасности, и в первую очередь литодинамическим потокам, зонам их концентрации.

Охрана окружающей среды является не самоцелью, она должна обеспечить максимально возможные комфортные условия проживания горожан. Проблема должна решаться комплексно и на нескольких иерархических уровнях: город, район, бассейны, участки и т.д. По каждому уровню должна быть составлена комплексная программа, в подготовке которой должны участвовать специалисты, обеспечивающие охват большей части элементов природных территориальных систем.

Соподчиненность программ должна быть следующей: программа высшего уровня по отношению к программе низшего уровня играет роль общих положений и направлений по отбору комплекса мероприятий по охране окружающей среды. Программа следующего, более низкого уровня обеспечивает увязку этих положений с конкретными природными, природнотехногенными и техногенными объектами и определяет круг необходимых защитных мероприятий. В каждом случае должна быть дана характеристика природного объекта и, исходя из его свойств, определен набор мероприятий по охране компонентов окружающей среды.

Выше были описаны конкретные геолого-геоморфологические системы (элементарные ячейки) и их свойства, определен круг мероприятий по сохранению их устойчивости и нейтрализации неблагоприятных в экологическом отношении процессов и явлений.

Мы вполне сознательно отошли от «бассейнового принципа» [63]. На планируемой территории он применим частично, так как на этом уровне от бассейнов остались одни фрагменты или они полностью отсутствуют.

Поэтому мы остановились на выделении элементарных ячеек и их группировке в участки. По этому же пути следует идти, по-видимому, при определении набора типов и видов природоохранных мероприятий.

Ниже остановимся на мероприятиях, обеспечивающих сохранность и устойчивость геолого-геоморфологических систем. Именно эта сторона проблемы не нашла должного отражения в публикациях по охране окружающей среды г. Владивостока [72].

Выше неоднократно отмечалось, что городское строительство сопровождается полным или частичным уничтожением природных микроформ рельефа, преобразуются физико-механические свойства грунтов, создаются природно-техногенные и техногенные формы, нарушается установившееся квазиравновесие. Вместе с ними создаются новые ландшафты, которые в качественном отношении оказываются часто хуже природных.

На территориях ЭЯ первого типа мероприятия должны быть направлены на улучшение качества техногенных и природно-техногенных (реже) систем.

Это сбор и удаление материала литодинамических потоков, укрепление откосов с учетом функционирования временных и постоянных водных потоков. Их наличие ухудшает устойчивость грунтов, зимой возникают наледи, формируются рытвины, промоины, просадки. Здесь должны соблюдаться разумные пропорции между созданием технических сооружений и озеленением.

Одной из важнейших задач является нейтрализация лито- и гидродинамических потоков, спускающихся с верхних ступеней рельефа на нижние. Так, например, наименее благоприятная обстановка на участке связана не только и не столько с источниками, расположенными на нем.

Здесь в конечных и промежуточных ловушках скапливается материал, который транспортируется издалека. Поэтому наиболее мощные природоохранные системы сооружений должны быть сосредоточены по периметру ЭЯ: дренаж, коллекторы, очистные сооружения, насаждения и т.д.

Для ЭЯ второго типа характерно относительное насыщение фронтальными литодинамическими и другими потоками. Главную роль здесь играют гравитационные процессы. Канализированные литодинамические потоки слабо выражены, имеют небольшую протяженность и мощность.

Однако освоение крутых склонов нарушает их устойчивость. Полностью или почти полностью уничтожается почвенно-растительный слой, искусственные откосы и выемки отличаются максимальными высотными параметрами. По площади они равны или больше площадей строительных площадок. Поэтому увеличиваются затраты на природоохранные мероприятия.

На ЭЯ третьего типа целесообразно создание каскада сооружений по нейтрализации вредного влияния литодинамических и других потоков.

Должно быть обеспечено чередование видов и типов сооружений как по горизонтали, так и по вертикали. Так, например, в местах функционирования фронтальных литопотоков при укреплении склонов должны преобладать различные насаждения, от травянистых до древесно-кустарниковых. В местах функционирования канализированных литопотоков будут преобладать технические системы. Если на ЭЯ первого типа основная часть природозащитных объектов должна быть сосредоточена по периметру ячеек, то на ЭЯ третьего типа такие системы должны быть сооружены на большей части территории.

На ЭЯ четвертого типа все виды потоков имеют очень малую мощность и протяженность. Здесь технические природоохранные сооружения должны быть расположены по периметру ячеек, а различные насаждения будут преобладать на остальной территории.

Наиболее сложным является решение проблемы природоохранных мероприятий на ЭЯ второго типа, где функционируют наиболее мощные канализированные потоки, возникают постоянные или промежуточные бассейны их концентрации. В других местах преобладает транзит. Особенно разнообразны экзогенные, возможно и эндогенные, процессы в пределах водосборных воронок. Все это создает сложную мозаику участков с различными условиями.

Система природоохранных сооружений на ЭЯ второго типа будет самой сложной. Здесь должно иметь место сочетание типов и видов сооружений, которые будут применяться на остальных ЭЯ. Пространственные их позиции будут зависеть от конкретных условий. Самыми сложными и энергоемкими будут сооружения на водосборных воронках, на участках обводнения грунтов, формирования оползней, оплывин, промоин, просадок и других гравитационных объектов. Здесь, кстати, усложняются и инженерностроительные условия.

Возвращаясь к ресурсам градостроительства, отметим, что освоение свободных пространств требует солидных капитальных вложений.

Завершая раздел, подчеркнем, что необходимо идти не только и не столько по пути усложнения разнообразия видов и типов природоохранных мероприятий, сколько по их рациональному сочетанию с привязкой к конкретным местным условиям. Здесь были рассмотрены мероприятия по борьбе с теми нарушениями, которые возникают или могут возникнуть при освоении территории. Все остальное должно содержаться в программе следующей, более высокой категории. Еще раз обратим внимание, что за основу взяты геолого-геоморфологические условия, изменения которых связаны или будут связаны с созданием техногенных систем.

Для выявления других условий, нарушающих ход естественных процессов, необходимы детальные наблюдения, которых, как нам известно, пока не существует. В связи с этим следует заметить, что количество и достоверность данных уменьшается от систем высших рангов к системам низших рангов. Так, например, существующие данные о розе ветров важны, но недостаточны. Более важными окажутся данные по розе ветров на проектируемых или существующих улицах и кварталах. Тогда характеристики районов не будут похожими как близнецы, а будут отличаться. При проектировании дальнейшего освоения территорий низших рангов должно возрастать количество натурных наблюдений на них.

Городу необходима, например, служба главного геолога, подчиненная главному архитектору. Она должна следить за динамикой геологогеоморфологических систем и давать прогнозы по изменению их качеств.

Необходимо бороться не со следствиями, а с причинами. Более того, изменения могут иметь не только негативный, но и позитивный характер.

4.2.4. Оценка устойчивости низкоранговых геолого-геоморфологических Оценка устойчивости геолого-геоморфологических систем базируется на комплексе показателей. В качестве исходных состояний приняты те, которые сложились на настоящий момент. Степень урбанизации территории такова, что здесь можно встретить природные, природно-техногенные и техногенные ГГС. При этом чем выше ранг ГГС, тем больше значение природного фактора. Так, геолого-геоморфологическое строение всего склона, на котором располагается территория строительства, не претерпело существенных изменений. Они касаются микроформ рельефа и приповерхностной части геологического строения (глубина проникновения, нагрузки и др.). Техногенные грунты и их формы полностью преобразили формы рельефа, создали новые геологические тела с другими свойствами.

Критериями устойчивости ГГС в первую очередь являются совокупности вещественных комплексов геологических тел, их тектонических и геоморфологических форм, наличие градиентных зон, где происходит быстрая смена многих или всех показателей, и др. Выделено три группы показателей [43]:

– состав вещественных комплексов, их тектоническая структура (формы залегания, разломы); линейные, угловые, высотные параметры рельефа, его морфометрические и морфографические характеристики;

– характер эндогенных, экзогенных, техногенных процессов, их сочетаний и интенсивностей;

– гидродинамические характеристики, возможности затопления и подтопления, изменения уровня грунтовых вод, наличие напорных и безнапорных вод, возможности самоизлива.

Устойчивыми считаются такие ГГС, где уклоны поверхности менее 7-12о, ее горизонтальная и вертикальная расчлененности малые и очень малые, слабо проявлены экзогенные процессы, геологическое строение простое (падение пластов моноклинальное, углы наклона до 30о), водоносные горизонты безнапорные, маломощные, литодинамические и поверхностные гидродинамические потоки фронтальные.

Неустойчивые ГГС характеризуются следующими условиями: сильно расчлененный рельеф с общим уклоном поверхности более 12о, глубина расчленения более 35 м/км2, а густота расчленения более 2 км/км2; активные эндо- и экзогенные процессы, неоднородное геологическое строение, наличие зон дробления и линейных кор выветривания, различных углов падения пластов, складок и флексур; расположение в зоне затопления паводковыми водами 4-5% обеспеченности (1 раз в 25 лет); залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине менее 3 м, а напорных – менее 10 м. Условия градостроительства на рассматриваемой территории показаны в табл. 4.2-4.3 и на схеме районирования (рис 4.1).

Из анализа содержания таблиц 4.2 и 4.3, видно, что «сквозным»

негативным показателем является сейсмичность, которая может достигать 8баллов. Это ведет к удорожанию строительства. По остальным показателям ГГС относятся к устойчивым, приближаясь местами к средней устойчивости.

Обводненность некоторых участков, повышенная дробленность скальных пород, линейные коры выветривания снижают устойчивость ГГС, чем и определяется лимит этажности зданий. Дополнительные исследования условий на конкретных строительных площадках могут изменить эти показатели в ту или иную сторону, но вряд ли они будут существенными, если не считаться с экономической целесообразностью. Данных о современных тектонических и техногенных деформациях земной поверхности нет, но можно предполагать, что они возможны в зонах некоторых разломов. Засыпанные овраги и промоины по-прежнему остаются водосборами, а часть потоков переведена в категорию подземных. Это создает дополнительные опасности, засоряет коллекторы и дрены. Покрытие асфальтом, строительство кюветов, лотков и других сооружений изменяют условия стока, если их строительство проведено без учета характера естественных форм рельефа.

4.2.5.Техногенез и геоэкологическая обстановка Проведенное градостроительство на проектируемой территории и планы по ее дальнейшему освоению несомненно изменяют геоэкологическую обстановку по отношению к установившейся на сегодняшний день.

Основные факторы техногенеза и их влияние на окружающую среду приведены в табл. 4.3. Из таблицы видно, что список негативных показателей, влияющих на геоэкологическую обстановку, довольно обширен.