Природные и антропогенные условия строительства линейных сооружений в районе Большого Сочи
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский
государственный университет»
(ГОУ
ВПО КубГУ)
Кафедра
физической географии
ДИПЛОМНАЯ
РАБОТА
Природные
и антропогенные условия строительства линейных сооружений в районе Большого
Сочи
Работу
выполнил И.А. Макушев
Научный
руководитель,
канд. геогр.
наук, доцент
Е.В.
Антошкина
Краснодар
2013
Содержание
Введение
. Природные условия Большого Сочи
.1 Физико-географические
.2 Геолого-геоморфологические
.2.1 Геологическое строение
.2.2 Рельеф и рельефообразующие
процессы
. Антропогенные условия
строительства
.1Техногенная нагрузка
.2 Влияние антропогенных процессов
на рельеф
. Особенности строительства линейных
сооружений в условиях района Большого Сочи
.1 Общие особенности строительства
.2 Влияние природных и антропогенных
условий
. Влияние строительства линейных
сооружений на окружающую среду
Заключение
Библиографический список
Введение
Данная работа посвящена исследованию аспектов
строительства линейных сооружений в районе Большого Сочи, а так же рассмотрению
природных и антропогенных условий для возведения подобных объектов. Помимо
этого, в ходе исследования будут выявлены негативные для окружающей среды
последствия прокладки линейных конструкций.
Проектирование и прокладка линейных сооружений -
это важное мероприятие, от качества проведения которого зачастую зависят жизнь
и благополучие людей. Линейные сооружения представляют собой конструкции,
выполняющие различные транспортные функции. Это могут быть автомобильные и
железные дороги, мосты, линии электропередач и т.п. Как правило, зона
возведения таких объектов охватывает довольно обширную территорию. Безусловно,
специфика создания линейных сооружений включает в себя комплекс мер,
направленных на оценку местности, в пределах которой будет осуществляться
строительство, анализ природных и антропогенных условий и факторов, от которых
зависят особенности прокладки и возведения конструкции, и дальнейшую проектировку
возводимого объекта, с учётом воздействий окружающей среды.
Сочинский район имеет достаточно развитую
инфраструктуру, это связано с тем, что он является крупнейшей курортной зоной
России, и рекреационные ресурсы района интенсивно используются в течение всего
года. Следовательно, в районе постоянно увеличивается и антропогенная нагрузка,
ведётся активная застройка, и изменяются элементы природной среды. Влияние этих
процессов особенно увеличивается в настоящее время, поскольку район Большого
Сочи активно подготавливается к проведению зимних олимпийских игр в 2014 году.
В данной ситуации приоритетное значение получает проектировка и строительство
линейных сооружений (тоннелей, дорог, мостов), рассчитанных на значительные
нагрузки и обладающих повышенной пропускной способностью, ведь в период
проведения игр ожидается прибытие большого количества людей, и интенсификация
миграционных процессов. В таких условиях качеству возведения, подготовки и
обслуживания линейных конструкций должно уделяться много внимания, но важно
ещё и то, что все строительные мероприятия необходимо проводить без нанесения
вреда уникальной природе района, или же минимизировать отрицательное
антропогенное воздействие насколько это возможно.
Цель работы
состоит в исследовании специфики прокладки линейных сооружений в районе
Большого Сочи с учетом особенностей геологического строения и рельефа, климата
и комплексной антропогенной нагрузки в зоне функционирования этих сооружений.
В задачи настоящего исследования входит
выявление физико-географических особенностей рассматриваемого района и
выявление взаимосвязи рельефообразующих процессов, линейных конструкций и
загрязнения окружающей среды.
Работа состоит из четырёх частей. Включает 11
рисунков, 2 таблицы. Библиографический список включает 23 источника.
1. Природные условия Большого Сочи
.1 Физико-географические
Под «Большим Сочи» понимается не один город, а
целая совокупность курортных поселков, сформировавшихся вокруг города Сочи на
участке Черноморского побережья Кавказа, в пределах Краснодарского края.
Большой Сочи протянулся с севера на юг от поселка Магри до реки Псоу (граница с
Абхазией).
Территория Большого Сочи занимает полосу южного
склона Западного Кавказа шириной от 20 до 50 км и протяженностью вдоль берега
Черного моря 105 км, а по водоразделу Главного Кавказского хребта до 135 км.
Приводимая в различных справочниках протяженность курорта вдоль берега Черного
моря в 145 км не соответствует действительности, так как эта цифра в прошлом
отражала километраж старой извилистой авто-дороги Новороссийск-Батуми, а не
прямое расстояние от Магри до Псоу, которое легко проверяется по километражу
вдоль железной дороги проходящей почти повсеместно у самого берега моря.
Большой Сочи вобрал в себя территорию 4-х
районов. С севера на юг это:
1. Лазаревский район
<#"648440.files/image001.gif">
Рисунок 1 - Геологическое строение Сочинского
района [4]
Сочинский район входит в пределы
Геосинклииальной области южного склона (Гойтхская, Лазаревская и Чвежипсинская
структурно-фациальные зоны) и в область Грузинской глыбы, или Закавказского
срединного массива (Абхазская зона). Первая из этих областей сохранила
геосинклинальный режим развития на протяжении всего Альпийского этапа, вторая,
начиная с верхней юры, проявляет признаки субплатформенного режима. Поскольку
характер тектонической жизни обусловил различия в лито-фациальном облике этих областей,
возникает необходимость выделения соответствующих формаций, начиная с
указанного времен отдельно для каждой из них. Таким образом, выделяются в
пределах территории два ряда осадочных формаций: геосинклинальный и
субплатформенный.
Выделяются следующие формации геосинклинальной
области, сменяющие друг друга от осевой зоны области к периферии:
нижнетерригенная, карбонатная и верхнетерригенная. При определении возрастных
границ каждой формации необходимо учитывать как историю развития
геосинклинальной области в целом, так и особенности данного района.
В общей схеме развития Б. Кавказа формирование
нижнетерригенной формации как начального цикла Альпийского этапа охватывает
период нижней и средней юры, что определяет и характер осадков этого возраста в
пределах Центрального Кавказа. Анализ же периферийных окончаний системы, в
данном случае Западного Кавказа, показывает на продолжение начального цикла
вплоть до нижнего мела включительно. Кроме того, представленная общая схема
усложнялась частными особенностями в пределах каждой структурно-формационной
зоны, вызванными местными тектоническими условиями, приводящими к частичному
изменению условий осадконакопления. Это вызывает необходимость выделения среди
формаций таксономических единиц более низкого порядка на уровне подформаций или
субформаций.
Карбонатная формация Геосинклинальной области
южного склона охватывает толщу верхнемелового флиша. Преимущественным
распространением в пределах формации пользуются известняки и мергели. Особое
положение занимают в литофацнальном отношении сеноманскне отложения, для
которых характерно наличие туфогенных образований, и отложения датского яруса,
обогащенные горизонтами песчаников. Последние в связи с этим, включаются в
соседнюю верхнетерригенную формацию.
Верхнетерригенная формация охватывает, таким
образом, отложения дат-эоцеиа. Для этой формации характерен терригенный флиш,
представляющий ритмически слоистую песчано-глинистую толщу, часто с прослоями
обломочных известняков и мергелей. Верхнетерригенная формация заканчивает в
пределах района геосинклинальный ряд формаций.
В нижнетерригенной формации нижнеюрский
песчано-глинистый геолого-генетический комплекс, объединяющий осадки лейаса, в
основном приурочен к Гойтхской структурно-фациальной зоне и лишь локально в
ядрах антиклинальных структур обнажается в пределах более северной Лазаревской
зоны. Преимущественным распространением в разрезе пользуются глинистые сланцы
(аргиллиты) с подчиненными прослоями песчаников и алевролитов.
Аргиллиты темно-серые, серицитово-кремнистые составляют
75% разреза при общей мощности комплекса около 4000 м. Текстура полосчатая и
микрослоистая. Тонкодисперсная фракция характеризуется по данным
электронно-микроскопических, термических и дифрактометрических исследований
гидрослюдистым составом. Из аутигенных минералов отмечаются пирит, кварц,
ангидрит, полевые шпаты. Группа вторичных минералов содержит кальцит, хлорит,
реже альбит и кварц.
Аргиллиты отличаются большой водостойкостью: они
не размокают в воде, однако значительное содержание органики и пирита, быстро
окисляющихся на поверхности, приводит к интенсивному расслаиванию породы. Слои,
теряя монолитность, легко подвергаются дальнейшей дезинтеграции процессами
физического и химического выветривания.
Располагаясь в пределах тектонически напряженной
структурно-фациальной зоны, приуроченной к осевой части мегантиклинория Б.
Кавказа, породы комплекса характеризуются большой пликативной и дизъюктивной
нарушенностью. Тектоническая раздробленность и трещиноватость также приводит к
ослаблению прочности пород, что в совокупности определяет относительную
денудационную неустойчивость этого геолого-генетического комплекса. С полями
его развития связаны преимущественно отрицательные формы рельефа с мягкими
очертаниями, которые весьма резко выделяются в пределах среднегорного и
высокогорного пояса, примыкающего к Главному водоразделу.
Вулканогенно-осадочные образования
распространены в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны. При общей
мощности около 400 м толща представлена чередованием черных аргиллитов, в
средней части которых выделяется вулканогенный горизонт мощностью до 200 м,
сложенный крупно- и мелкообломочными туфами и туффитами основного состава.
Порфиритовая серия развита в южных зонах Чвежипсинской и Абхазской и в пределах
района на поверхность выходит лишь в долине р. Мзымты в районе Красной Поляны
(ГЭС) и ущелье Ахцу. Отложения представлены в основном туфобрекчиями с глыбами
авгитовых порфиритов и горизонтами шаровых лав.
Вулканогенные образования отличаются большой
прочностью (временное сопротивление сжатию достигает 2000 кг/см2 для
порфиритов и 1600 кг/см2 - туфолав), что характеризует их как
скальные породы. Благодаря тектонической раздробленности вулканогенные породы
обладают повышенной трещиноватостью, усиливающейся за счет активно проходящих
процессов выветривания. В целом же, обладая высокой относительной прочностью по
сравнению с окружающими песчано-глинистыми породами, вулканогенно-осадочная
толща образует наивысшие элементы рельефа района (массивы Ачишхо, Б. Чура и
многие прилегающие к ним отроги).
Верхнеюрский валанжинский терригенно-карбонатный
флишевый геолого-генетический комплекс в пределах района развит преимущественно
в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны. В Чвежипсинской зоне разрез
осадков, объединенных в этот комплекс, обнажается лишь в ядре Дагомысского
поднятия, прорезаемого ущельями рек Дагомыс и Шахе, и поэтому, несмотря на
стратиграфическую представительность, площадное его развитие крайне ограничено.
Отложения, входящие в рассматриваемый комплекс,
в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны представлены мощной (до 2000
м) флишевой толщей. Основные компоненты флишевой толщи представлены
известняками, мергелями, песчаниками, алевролитами (реже конгломератами и
гравелитами) и аргиллитами. Известняки представлены обломочными разностями
различного состава и известковыми псевдооолитами, песчаники и алевролиты
разнозернистые полевошпатово-кварцевые. Конгломерат известняково-полимиктового
состава от галечного до валунного. Аргиллиты зеленовато-серые, листоватые и
косослоистые, карбонатные; мергели глинистые, преимущественно косослоистые.
Породы комплекса характеризуются неравномерной
прочностью. Временное сопротивление сжатию органогенно-обломочных известняков
достигает 1200 кг/см2, песчаников - 1800 кг/см2, что характеризует
их как скальные породы. Мергели и аргиллиты отличаются более низкими
показателями. Средние величины прочности соответственно равны 150 и 100 кг/см2.
Для толщи пород, объединенных в рассматриваемый
комплекс, также характерна, хотя и в меньшей степени по сравнению с выше
описанными, интенсивная тектоническая нарушенность. Благодаря сравнительно
прочному составу слагающих комплекс пород пликативные нарушения находят
выражение в более пологой складчатости, переходящей в изоклинальную в обогащенных
пластичными осадками частях разреза. Вместе с тем, в породах данного комплекса
широко развиты дизъюнктивные нарушения в виде многочисленных поперечных
разрывных нарушений. Флишевое переслаивание пород в целом придает комплексу
прочностную изотропность, а присутствие в разрезе высо-копрочных пород -
денудационную устойчивость. В рельефе с развитием этого комплекса связаны
положительные морфологические элементы, образующие вслед за
вулканогенно-осадочным комплексом водораздельные массивы второго порядка: Амуко,
Бзыч, Аутль и др.
Нижнемеловой песчано-глинистый субфлишевый
геолого-генетический комплекс развит только в пределах Лазаревской
структурно-фациальной зоны. Он объединяет толщу готерива-альба мощностью около
2000 м. В целом довольно монотонное флишоидное чередование аргиллитов и
песчаников (с содержанием первых до 85 %) нарушается появлением в разрезе
интервалов, обогащенных пачками песчаников
Породы комплекса характеризуются интенсивной
тектонической нарушенностью, обусловленной развитием напряженной складчатости,
сопровождаемой разрывными нарушениями. В силу этого обстоятельства породы
комплекса отличаются повышенной трещиноватостью и раздробленностью, что в
значительной степени определяет денудационную неустойчивость комплекса в целом.
Благодаря сочетанию разнопрочных пород в пределах комплекса поля развития его
характеризуются контрастным рельефом [6].
Из перечисленного следует, что геологическая
обстановка в районе не является стабильной, т. к. комплекс горных пород
неоднороден, что в сочетании с особенностями климата и высокой сейсмической
активностью вызывает определённые трудности в процессе прокладки линейных
сооружений.
.2.2 Рельеф и рельефообразующие
процессы
Большую часть территории Сочи занимают горы,
относящиеся к альпийскому периоду горообразования. Горы разделены долинами рек.
Наибольшие вершины находятся в северо-восточной части: Чугуш (3238 м), Южный
Псеашхо (3251 м), Агепста (3256 м) и др. В северо-западном направлении высота
Главного Кавказского хребта снижается до 1400 м (гора Лысая 1425 м). По
направлению к берегу моря высокогорье сменяется среднегорьем и низкогорьем.
Узкая приморская полоса поднимается над уровнем моря на 2-10 м.
Рельеф Сочи представлен тремя
высотно-морфологическими ступенями: от 0 до 1000 м, 1000-2000 м и 2000-3256 м
над уровнем моря. 74% территории расположено до отметок 1000 м, 19% - от 1000
до 2000 м и свыше 2000 м - 7%. Характер рельефа обусловлен
тектоническими особенностями региона, режимом современных вертикальных движений
земной коры, составом горных пород, деятельностью рек, древних ледников,
процессами выветривания и карста. Территория Сочинского Причерноморья
подразделяется на 4 основные геоморфологические области: аккумулятивных террас,
предгорную, горно-карстовую и высокогорную.
Высокогорная область занята обширным поднятием,
отличается формами рельефа со скалистыми островершинными гребнями,
достигающими 3000 м, с мощными ледниковыми цирками, каменными осыпями. Этот
рельеф сформировался под постоянным активным действием тектонических сил,
речной и ледниковой эрозии, процессов выветривания, снежных лавин, обвалов,
осыпей, оползней. Характерными для высокогорного рельефа являются островерхие
гребни и пирамидальные пики, обрывы и карнизы, крутые склоны.
Значительные площади приходятся на скалистые
утесы, обрывы и карнизы. Преобладают склоны крутизной более 20°. Лишь днища
долин, площадки надпойменных террас, оползневые ступени имеют уклоны до 10-15°.
В горно-карстовой области наблюдается совершенно иная картина. На горных
массивах и хребтах, сложенных известняками, характерно повсеместное развитие
процессов выветривания, которое в условиях избыточного увлажнения и теплого
климата протекает интенсивно. Известняково-карстовый рельеф занимает в регионе
обширные площади и протягивается полосой, ширина которой увеличивается с
северо-запада на юго-восток от 10 до 20 км. Распространены эрозионные и
карстовые явления в виде воронок, колодцев, подземных речек, пещер,
каньоновидных ущелий с отвесными и даже нависающими берегами (особенно на р.
Мзымте). Все эти формы рельефа обусловлены мягкостью горной породы -
известняка, его способностью легко растворяться атмосферными осадками.
Предгорная область представляет собой участок поверхности земли, который
наклонен в сторону моря и расчленен густой сетью водостоков на ряд хребтов,
спускающихся к морю. Сюда относятся средневысокие и низкие горы, увалистые и
холмистые возвышенности. Чаще всего этот тип гор сложен глинистыми сланцами,
известняками и другими относительно легко разрушающимися горными породами,
образующими мягкие формы рельефа. Рельеф холмистый, созданный процессами
выветривания, частыми обвалами, осыпями, оползнями, а также активной эрозионной
деятельностью водных потоков. Развит поверхностный смыв, особенно на склонах,
лишенных растительного покрова. Долины крупных рек здесь широкие и заняты
аллювиальными отложениями. На высотах до 200 м расположены гряды и холмы
предгорий. Они представляют собой высокие террасы, расчлененные долинами рек и
ручьев на низкие гряды, нередко с крутыми склонами в нижней части и с пологим и
мягким очертанием привершинных поверхностей. На высотах 20-40 м над уровнем
моря, вдоль берега моря, узкой полосой тянутся морские террасы. В речных
долинах они продолжаются обрывками высоких речных террас. Область
аккумулятивных террас. Это особый геоморфологический район Сочинского
Причерноморья. Представляет собой низменность, сложенную четвертичными и
современными отложениями. Она вытянута узкой полосой вдоль морского побережья.
С северо-запада на юго-восток эта полоса расширяется, достигая максимума в
районе Адлера. Здесь лежат первая морская и низкие надпойменные речные террасы,
непосредственно переходящие друг в друга. Первая морская терраса располагается
на высоте 4 м над уровнем моря. Террасы сложены галечниками и песком,
перекрытыми суглинком и супесью. Для некоторых пониженных участков, особенно у
первой морской террасы и в устьях рек, характерно заболачивание. Галечниковая
пойма развита главным образом в долинах наиболее крупных рек (Псоу, Мзымты,
Сочи, Шахе, Псезуапсе, Аше), где она обладает значительной шириной и часто
занимает все дно долины от одного склона до другого. У менее значительных рек
галечниковая пойма обычно узкая. Реки часто на поверхности поймы меняют свое
русло, извиваются, образуют петли, разбиваются на рукава. Поверхность галечниковой
поймы обычно обнажена и совершенно лишена растительности. Лишь на отдельных
участках, временно не размываемых водой, появляются заросли кустарников,
ольховый лес или травянистая растительность. Объединенная дельта рек Псоу и
Мзымты образует Адлерскую аккумулятивную низменность. Здесь отмечается активный
размыв (абразия) береговой зоны моря. Причем этот размыв образуется как
погружением приморской полосы, так и сокращением вдоль берегового потока
пляжных наносов.
В горных областях Кавказа широко развиты
гравитационные процессы: обвалы, осыпи и оползни. Интенсивность проявления этих
процессов, их типы и закономерности распространения определяются рядом
факторов, из которых главное значение имеют характер рельефа (его высота,
глубина расчленения, крутизна склонов), климатические условия (колебания
температуры, степень увлажнения) и их изменение во времени (смещение
перигляциальных зон в связи с развитием древнего оледенения), особенности
структуры и состава горных пород.
Обвалы и оползни нередко связаны с зонами
тектонических нарушений и дробления, а также с сейсмическими явлениями.
Интенсивность проявления гравитационных процессов в каждом конкретном случае
определяется главным образом крутизной склонов и климатическими условиями. Типы
гравитационных перемещений (обваливание, осыпание, оползание) во многом зависят
от характера залегания, трещиноватости и состава горных пород. Так, с
магматическими породами (граниты, лавы), а также с массивными трещиноватыми
известняками и песчаниками связаны обвалы; сланцы большей частью склонны к
осыпанию, а пластичные глинистые породы дают начало оползаниям.
Все факторы, вызывающие проявление
гравитационных процессов в условиях Кавказа, зональны, поэтому распространение
обвалов, осыпей и оползней подчинено закону высотной поясности. Помимо высотной
поясности рельефа, связанной с климатической ландшафтной поясностью,
распределение гравитационных явлений определяется зональностью литологических
комплексов пород [7].
Из этих данных следует, что в целом, район
Большого Сочи является весьма сложным, в отношении строительства, районом. Это
обуславливают несколько факторов: большое количество атмосферных осадков,
высокие среднегодовые температуры, сложная орографическая обстановка, высокая
сейсмичность, сложное геологическое строение, и другие, менее значимые факторы.
Успешное проведение строительных мероприятий возможно только при учёте
комплексного влияния условий окружающей среды.
2. Антропогенные условия
строительства в Большом Сочи
.1 Техногенная нагрузка
На изображениях показано, какие области в
Большом Сочи застроены наиболее плотно. Из них видно, что самую высокую
антропогенную нагрузку испытывают Адлерский район и, собственно город Сочи. По
сравнению с ними, остальные населённые пункты Большого Сочи подвержены менее
сильному влиянию человеческой деятельности.
Рисунок 2 - Карта Большого Сочи [9]
Рисунок 3 - Схема застройки Большого Сочи [9]
Распределение частных строений приурочено, в
основном, к прибрежной зоне. Само побережье Чёрного Моря в данном районе
довольно плотно застроено как жилыми, так и нежилыми сооружениями, большинство
из которых - объекты рекреационного назначения.
В свете изложенного, наиболее подвержены
техногенному воздействию очаги урбанизации и прибрежная зона. В дальнейшем,
предполагается что район испытает ещё более сильное антропогенное влияние, что,
безусловно, негативно скажется на природной среде Большого Сочи.
2.2 Влияние антропогенных процессов
на рельеф
Человек может преобразовывать рельеф земной поверхности
непосредственно (делая насыпь, вырывая котлован) или воздействуя на природные
процессы рельефообразования - ускоряя или замедляя их.
Формы рельефа, созданные человеком, называются
антропогенными.
Прямое воздействие человека на рельеф более
всего проявляется в районах разработки полезных ископаемых. Подземная добыча
сопровождается выносом на поверхность большого количества пустой породы и
образованием отвалов, обычно имеющих коническую форму - терриконов.
Многочисленные терриконы создают характерный ландшафт угледобывающих районов.
При открытой добыче полезных ископаемых обычно
сначала создаются значительные отвалы вскрыши - породы, залегающей выше того
слоя, который содержит полезное ископаемое. Разработка продуктивного слоя идет
путем выкапывания обширных понижений - карьеров, рельеф которых очень сложен,
он определяется геологическим строением, необходимостью предохранить стенки
карьера от обваливания, создать рельеф, удобный для подъезда транспорт.
Значительные изменения рельефа производятся при
транспортном, промышленном и гражданском строительстве. Под сооружения
выравниваются площадки, для дорог создаются насыпи и выемки.
Сельское хозяйство так же оказывает
непосредственное влияние на рельеф преимущественно в горных районах тропиков.
Здесь широко распространено террасирование склонов для создания горизонтальных
площадок.
Косвенное влияние человека на рельеф ранее всего
стало ощущаться в сельскохозяйственных районах. Вырубка лесов и распашка
склонов, особенно неправильная, сверху вниз, создавали условия для бурного
роста оврагов. Строительство зданий и инженерных сооружений, создавая
дополнительные нагрузки на склоны, способствует возникновению или усилению
оползней. В районах подземной добычи полезных ископаемых могут наблюдаться
обширные просадки грунта, так как в отработанных шахтах и штольнях происходят
обвалы.
Воздействие человека испытывают не только
экзогенные, но и эндогенные процессы. Большие водохранилища - это массы воды,
обладающие колоссальным весом: каждый кубический километр воды имеет вес 1
миллиард тонн. Под тяжестью воды земная кора прогибается, причем в
сейсмоопасных районах увеличивается вероятность землетрясений.
Существенное антропогенное влияние сказывается и
на территории Большого Сочи.
В связи с интенсивным строительством,
ландшафтные комплексы Большого Сочи в настоящее время претерпевают значительные
изменения (рисунок 4). Сама по себе подобная антропогенная деятельность всегда
является мощным рельефообразующим фактором. Особенность этого фактора в том,
что его влияние на природу может осуществляться в достаточно большой степени за
относительно короткий промежуток времени. Такое влияние может иметь как
экологический, так и геоморфологический характер, хотя обычно бывают затронуты
обе области одновременно.
Рисунок 4 - Карьер в Адлерском районе Большого
Сочи
(Фото автора, 2011 г.)
Воздействие человека на окружающую среду, и в
том числе, на рельеф, может быть прямым и опосредованным. Косвенное воздействие
не вызывает немедленных заметных изменений в зоне деятельности, но способно
послужить катализатором развития негативных процессов в будущем, и обнаружить
своё влияние в весьма значительной степени. Даже сравнительно лёгкое локальное
воздействие человеческой деятельности на природную среду влечёт изменения
микроклимата ландшафта, может нарушать гармонию в растительном и животном мире,
оказывать влияние на биогеоценозы различных уровней. Более существенное влияние
может проявляться в виде усилении эрозии, засолении, распашки, заболачивании обширных
участков. Ещё более сильное влияние хозяйственной деятельности человека в
геоморфологическом и физико-географическом плане, часто является фактором
рельефообразования, и неизбежно влияет на сообщества живых организмов на
значительных территориях. На данный момент в описываемом районе хозяйственная
деятельность достигла таких масштабов, что её негативное влияние на природу
проявляется уже сейчас, тем более что воздействию нередко подвергаются
уникальные и особо охраняемые природные объекты. Так, например, на территории
Сочинского национального парка, близ посёлка Ермоловка, были обнаружены отвалы
отработанной горной породы, которые, будучи свезёнными туда, впоследствии
привели к сходу оползня (рисунки 5, 6).
Рисунок 5 - Отвал грунта на территории
Сочинского национального парка, около посёлка Ермоловка [10]
Рисунок 6 - Оползень, спровоцированный отвалом
грунта близ посёлка Ермоловка [10]
Ещё один оползневой процесс зафиксирован на
склоне горы в микрорайоне Блиново Адлерского района Сочи (рисунок 7). Там лес
целыми пластами обрушивается вниз, ползущий грунт рвет трубы водоснабжения. Под
угрозой уничтожения находятся жилые дома. Этот оползневой процесс спровоцирован
строительными работами. Неизвестная пока организация без каких-либо
укрепительных работ начала рыть траншею для прокладки неких коммуникаций прямо
на склоне горы, под жилым сектором [11].
Так же известно, что подобные явления имели
место при отвалах грунта в долинах рек Псоу и Мзымта. Вот наглядные примеры
того, как антропогенная деятельность обусловила и ускорила склоновые процессы,
повлияв на рельеф отдельного участка.
Рисунок 7 - Оползень в микрорайоне Блиново
Адлерского района Сочи [11]
Ещё одна распространённая причина оползней и
обвалов - это подрезка склонов. Она часто имеет место при прокладке трасс.
Подрезка заключается в чрезмерном изъятии грунта из основания склона, что в
дальнейшем приводит к его деформации и развитию склоновых процессов. Косвенной
причиной возникновения оползней и подобных явлений может служить удаление
растительного покрова из зоны работ, в тех случаях, когда этот покров выполняет
скрепляющую функцию, то есть, задерживает развитие склоновых процессов. Как негативное
следствие человеческой деятельности следует рассматривать и разуплотнение
грунта. Это часто происходит при проведении строительных работ и может привести
к весьма негативным последствиям.
Само собой, возведение линейных сооружений в
значительной степени влияет на рельеф. Прокладка дорог и строительство тоннелей
и мостов требует существенного вмешательства в структуру ландшафтной среды. В
Большом Сочи наиболее масштабным мероприятием, непосредственно связанным с
прокладкой линейных конструкций, является строительство совмещённой авто- и
железнодорожной трассы «Адлер - горно-климатический курорт «Альпика-Сервис»».
Реализация этого проекта предполагает сооружение вантового моста, нескольких
тоннелей, и, собственно, саму трассу, которая будет весьма протяжённой (рисунок
8).
Рисунок 8 - Схема трассы «Адлер -
«Альпика-Сервис»»
(Фото автора, 2011 г.)
3.
Особенности строительства линейных сооружений в условиях района Большого Сочи
.1
Общие особенности строительства
При прокладке и проектировании линейных
конструкций необходимо проводить инженерно-геологические изыскания, которые
обеспечивают комплексное изучение инженерно-геологических условий трассы
линейных сооружений, включая рельеф, геологическое строение,
сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав,
состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы.
Также важно составить прогноз возможных изменений инженерно-геологических
условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с
целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной
подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта
строительства и охраны окружающей среды.
Специфика проведения инженерно-геологических
изысканий для проектирования и строительства линейных сооружений заключается в
проведении изысканий на участках большой протяженности. Объёмы геологических
работ зависят от длины трассы линейных сооружений, стадии проектирования,
сложности инженерно-геологических условий, распространения специфических
грунтов. Необходимым первоначальными данными для начала изысканий являются
результаты топографической съёмки, материалы аэро- и космосъемки, которые
подкрепляются визуальными наблюдениями. Сложность проведения геологических
изысканий для линейных сооружений может быть вызвана непроходимостью
территории, наличием большого количества существующих строений и коммуникаций
[12].
Геологические изыскания также проводятся в
предварительно пробуренных скважинах. Их количество может значительно
колебаться в зависимости от некоторых факторов:
· основного назначения проектируемого
линейного объекта;
· протяженность трассы (поскольку
бурение скважин выполняется согласно заданному шагу);
· детальности изучения инженерно-геологических
особенностей территории;
· количества углов поворота на трассе,
переходов через реки или насыпи ;
· насколько сложна геология
<#"648440.files/image009.gif">
На этапе разработки проекта используются
геофизические методы, штамповые, прессиометрические испытания, статическое
зондирование, проводятся гидрогеологические исследования.
Результатом инженерно-геологических изысканий
является заключение с оценкой геологических условий трассы линейных сооружений,
прогноз возможных изменений инженерно-геологических и гидрогеологических
условий, определение нормативных и расчетных значений показателей прочностных и
деформационных свойств грунтов выделенных инженерно-геологические элементы,
рекомендациями и предложения по проведению последующих изысканий.
Инженерно-геологические изыскания для разработки
рабочей документации обеспечивают детализацию и уточнение
инженерно-геологических условий конкретных участков строительства проектируемых
линейных сооружений, разработку окончательных объемно-планировочных решений,
расчеты оснований, фундаментов и конструкций проектируемых сооружений,
детализацию проектных решений по инженерной защите, охране окружающей среды,
рациональному природопользованию и обоснованию методов производства земляных
работ.
Инженерно-геологические условия уточняются на
конкретных участках переходов через естественные и искусственные препятствия
трасс линейных сооружений (таблица 2).
Таблица 2 - Категории сложности условий для
прокладки линейных сооружений [15]
На участках трасс линейных сооружений типового
проектирования для обоснования рабочей документации используются материалы изысканий,
выполненные для проекта, проводятся горные выработки по оси трассы для
уточнения инженерно-геологических условий.
На трассах воздушных линий электропередач горные
выработки размещаются в пунктах установки опор: от одной выработки в центре
площадки в простых инженерно-геологических условиях до 4-5 выработок в сложных
условиях.
Глубины выработок устанавливаются до 8 м для
опор на естественном основании (в зависимости от их типа), а для свайных
фундаментов промежуточных опор - на 2 м ниже наибольшей глубины погружения
конца свай и для угловых опор - не менее чем на 4 м ниже погружения нижнего
конца свай.
На участках электрических подстанций и на
прилегающих к ним территориях выполняются электроразведочные геофизические
исследования с целью установления геоэлектрического разреза и удельного
электрического сопротивления грунтов для проектирования заземляющих устройств.
По трассам металлических трубопроводов
различного назначения выполняются геофизические (электрометрические) работы для
определения блуждающих токов, оценки коррозионной активности грунтов и
проектирования защитных сооружений [15].
Инженерно-экологические изыскания для
строительства выполняются для оценки современного состояния и прогноза
возможных изменений окружающей природной среды под влиянием антропогенной
нагрузки с целью предотвращения, минимизации или ликвидации вредных и
нежелательных экологических и связанных с ними социальных, экономических и
других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.
В состав изысканий входят:
1. Сбор, обработка и анализ опубликованных и
фондовых материалов и данных о состоянии природной среды, поиск
объектов-аналогов, функционирующих в сходных природных условиях.
2. Экологическое дешифрирование
аэрокосмических материалов с использованием различных видов съемок
(черно-белой, многозональной, радиолокационной, тепловой и др.).
. Маршрутные наблюдения с покомпонентным
описанием природной среды и ландшафтов в целом, состояния наземных и водных
экосистем, источников и признаков загрязнения.
. Проходка горных выработок для получения
экологической информации.
. Эколого-гидрогеологические
исследования.
. Почвенные исследования.
. Геоэкологическое опробование и оценка
загрязненности атмосферного воздуха, почв, грунтов, поверхностных и подземных
вод.
. Лабораторные химико-аналитические
исследования.
. Исследование и оценка радиационной
обстановки.
. Газогеохимические исследования.
. Исследование и оценка физических
воздействий.
. Изучение растительности и животного
мира.
. Эпидемиологические и
медико-биологические исследования.
. Стационарные наблюдения (экологический
мониторинг).
. Камеральная обработка материалов и
составление отчета.
Виды работ устанавливаются в программе
инженерно-экологических изысканий в зависимости от вида строительства,
характера и уровня ответственности проектируемых сооружений, особенностей
природно-техногенной обстановки, степени экологической изученности территории и
стадии проектно-изыскательских работ.
Геологические изыскания для автомобильных
дорог
Для профессионального и качественного
проектирования автомобильных дорог необходимо проводить инженерно-геологические
изыскания. Данный вид исследований сможет предоставить максимум информации о
геологических условиях и особенностях территории под строительство.
Произведение подобных работ предполагает
детальное изучение строительных свойств грунтов, инженерно-геологического
обследования мест устройства дорожных сооружений, подробного обследования
отдельных мест, которые требуют индивидуальное проектирование, обследования
грунтовых резервов для возведения земляного полотна дороги, поиска и разведки
месторождений дорожно-строительных материалов. При рабочем проектировании
инженерно-геологические обследования выполняются на участках трассы, где есть
спрямления или смещения, на болотных, оползневых, осыпных участках трассы, в
местах устройства дорожных сооружений и зданий.
Комплекс работ, которые входят в
геологические изыскания
Геологические изыскания для автомобильных дорог
предоставляют следующие исследования:
· детальное изучение рельефа местности
под строительство автодороги.
· физико
<#"648440.files/image011.gif">
Рисунок 9 - Опора вантового моста в Адлерском
районе
(Фото автора, 2011 г.)
Например, автотрассы постоянно подвергаются
воздействию чисто физико-географических явлений. Работа автомобильной дороги
зависит от воздействия на нее многочисленных природных геофизических факторов,
таких как климат, гидрологические условия, рельеф и почвенно-геологическое
строение местности. Климатические условия оказывают особенно большое влияние на
условия эксплуатации дорог. К ним относятся амплитуда и скорость колебания
температуры, количество осадков и испарение, направление и скорость ветров,
мощность снегового покрова, глубина промерзания. Гололед, уменьшая коэффициент
сцепления пневматической шины с покрытием, создает опасность
дорожно-транспортных происшествий. В замерзшем земляном полотне возникают
процессы перераспределения влаги и образования ледяных прослоек, которые,
оттаивая весной, вызывают переувлажнение грунта и снижение прочности дорожной
одежды. Главный враг дорог вовсе не холод, а частые переходы температуры
воздуха через 0° С. При колебании температуры в районе нуля происходит
оттаивание и снова замерзание воды, что является самым неблагоприятным для
состояния дороги. Ведь когда замерзает вода, она увеличивает свой объем и с
огромной силой давит на окружающий ее материал.
Немалый вред автомобильной дороге наносит
солнечная радиация, что особенно характерно для нашего края. Под действием
солнца в асфальтобетонной смеси происходит нагревание битума, вследствие чего
происходят такие деформации как «колеи» (вдавливание асфальтобетона от массы
проезжающих автомобилей).
Большую роль в разрушении дороги играют дождевые
осадки. Выпавшие осадки просачиваются через слой асфальтобетона и тем самым
размягчают дополнительные слои основания. От массы проезжающих автомобилей
происходит выбивание асфальта, в результате чего образуются выбоины, или «ямы».
Это наблюдается в тех местах автодороги, где отсутствует уклон покрытия,
который обеспечивает отвод поверхностных вод с проезжей части. Также на
состояние автомобильной дороги влияет ветер. Сейчас происходит вырубка
деревьев, растущих около проезжей части, считается, что это ведёт к повышению
безопасности на дороге. Но деревья защищают дорогу от ветра, под воздействием
которого дорога теряет свои прочностные характеристики. При оценке влияния
природных факторов на условия строительства и последующей работы автомобильной
дороги следует учитывать обратную зависимость - изменение природных условий в
результате постройки дороги. Так, например, вырубка растительности на полосе
отвода и расчистка придорожной полосы способствуют ее осушению, более глубокому
промерзанию грунта зимой и более быстрому оттаиванию весной. Но помимо
физико-географического влияния, существует влияние геолого-геоморфологического,
биологического, химического характера. И в той или иной степени разным видам
влияния подвержены все типы линейных конструкций, от мостов до линий
электропередач. Склоновые процессы, которые весьма распространены в Большом
Сочи, и высокая сейсмичность заметно усложняют строительство. Нередко бывает,
что в процессе строительства, оползень, или подобное явление, препятствующее
ему, по своей природе имеет естественное происхождение, но причиной ему
послужило прямое или косвенное человеческое воздействие на окружающую среду.
Довольно распространены такие явления при строительстве и реконструкции дорог, и
часто они вызваны подрезкой склона, обводнением, удалением растительного
покрова. Сами по себе эти действия не всегда приводят к подобным происшествиям,
но в сочетании с факторами природной среды, способствующими им, получают весьма
широкое развитие. Именно сочетание природных и антропогенных условий в Большом
Сочи делает строительство в этом районе довольно непростым мероприятием, и
создаёт для него некоторые трудности. Приходится либо проводить защитные
мероприятия, либо устранять последствия негативных явлений.
4.
Влияние строительства линейных сооружений на окружающую среду
При выборе вариантов трасс и конструкции
линейных сооружений кроме технико-экономических показателей следует учитывать
степень их воздействия на окружающую природную среду как в период
строительства, так и во время эксплуатации, а также сочетание дороги с
ландшафтом, отдавая предпочтение решениям, оказывающим минимальное воздействие
на окружающую природную среду. Прокладка трассы автомобильных дорог, назначение
мест размещения искусственных и придорожных сооружений, производственных баз,
подъездных дорог и других временных сооружений для нужд строительства следует
выполнять с учетом сохранения ценных природных ландшафтов, лесных массивов, а
также мест размножения, питания и путей миграции диких животных, птиц и
обитателей водной среды.
На сельскохозяйственных угодьях трассы по
возможности следует прокладывать по границам полей севооборотов или хозяйств.
Не допускается прокладка трасс по
государственным заповедникам и заказникам, охраняемым урочищам и зонам,
отнесенным к памятникам природы и культуры.
Вдоль рек, озер и других водоемов трассы следует
прокладывать, как правило, за пределами специально установленных для них
защитных зон.
В районах размещения курортов, домов отдыха,
пансионатов, пионерских лагерей и т.п. трассы должны прокладываться за
пределами установленных вокруг них санитарных зон или в проектах должны
разрабатываться защитные мероприятия.
Загрязнение окружающей среды происходит при
выполнении большинства технологических процессов, связанных со строительством
или ремонтом дороги, а также с приготовлением дорожно-строительных материалов.
Следует заметить, что загрязнение среды производством работ, а тем более
разного рода физические воздействия, имеют временный характер, продолжаются
только в период выполнения технологической операции. Поэтому, несмотря на
высокую интенсивность, последствия их воздействий на окружающую среду проще
предотвратить [18].
Оценка воздействий технологических процессов с
учетом интенсивности, длительности и распространенности в пространстве
требуется для регулирования технологических операций по критерию экологической
опасности, установления необходимых для этого ограничений и назначения средств
защиты на период производства работ. Большое значение имеет устранение
временных воздействий, приведение временно занимаемых или загрязненных
территорий в экологически приемлемое состояние - рекультивация. При
строительстве дорог имеет место целый комплекс сопутствующих процессов,
оказывающих негативное влияние на окружающую среду (рисунок 11).
Рисунок 10 - Схема взаимодействия
дорожно-транспортной инфраструктуры с окружающей средой [19]
Автомобильная дорога как инженерное сооружение
нарушает природные ландшафты, изменяет режим стока поверхностных и грунтовых
вод. При пересечении речных долин на подходах к искусственным сооружениям
нарушается средняя скорость преобладающих ветров, что приводит к изменению
микроклимата и взаимосвязанных с ним явлений во флоре и фауне. Дорога может
нарушить традиционные сезонные пути миграции животных и насекомых. Стремление
дорожников к снижению затрат за счет применения в строительстве конструктивных
слоев из местных некондиционных материалов и отходов промышленного производства
не всегда оправдано, так как пиритовые огарки, ртутьсодержащие отходы,
каменноугольные дегти, смолы и пески, кумароновые смолы, радиоактивные породы,
разнообразные шламы цветной металлургии способны загрязнять придорожную полосу
токсичными веществами.
С момента ввода дороги в эксплуатацию происходит
миграция химических веществ из дорожных вяжущих материалов:
) перемещением частиц и их перемешиванием в
приземных слоях воздуха в результате износа и механического повреждения
дорожных покрытий;
) диффузией с поверхности полотна дороги.
При укладке дорожных одежд возникают следующие
виды основных воздействий на окружающую среду:
выбросы в атмосферу отработавших газов при
линейной работе комплекса дорожных машин, выполняющих операции по укладке,
уплотнению, формированию слоев дорожной одежды;
выбросы транспортных средств при перевозке
материалов от места хранения или изготовления к месту укладки;
пылеобразование при работе с необработанными
минеральными материалами;
испарение токсичных компонентов применяемых
органических вяжущих, а также составов для заливки швов и ухода за
цементобетонными покрытиями;
загрязнение близлежащих водных объектов
растворами и стоками некоторых компонентов материалов.
Продукты износа покрышек, тормозных накладок
автомобилей и покрытия автомобильной дороги, просыпанная и раздробленная
колесами часть перевозимых по дороге грузов, противогололёдные материалы
турбулентным потоком воздуха распыляются в атмосферу, системой водоотводных
сооружений переносятся в водоемы с аккумуляцией их в донном иле и последующим
отравлением живых организмов.
Кроме того, при сложившейся инфраструктуре,
характере расселения людей прокладка новой дороги вносит порой довольно
значительные социальные изменения, положительные для пользователей транспортом
и отрицательные для населения мест, через которые проходит транзитное движение.
Уже сегодня строительство новых дорог вызывает обоснованные протесты местного
населения и общественных организаций.
В зависимости от состава и интенсивности
движения происходит бытовое загрязнение почвы, растений придорожной полосы,
водоемов людьми, пользующимися дорогой.
Инженерные сооружения, к числу которых относятся
мостовые переходы, трубы, развязки, тоннели различного заложения, подпорные
стенки и защитные сооружения имеют свою специфику влияния на окружающую среду.
При строительстве мостовых переходов происходит переформирование береговой
линии, изменение сечения водотока и контуров водоема, при этом нарушается
гидрологический режим, проявляются размывы и потеря общей устойчивости массива,
одновременно зачастую возникает необходимость охраны рыбных запасов, так как
могут быть уничтожены нерестилища и зимовальные ямы, в которые ежегодно
устремляются косяки рыбы [20].
В геоморфологическом плане, негативное
воздействие на окружающую среду при строительстве линейных конструкций,
безусловно, присутствует в значительной степени. Строительство таких объектов,
являясь фактором рельефообразования, сильно преобразует ландшафтную среду и
часто способствует развитию склоновых процессов.
Следствием активного строительства в Большом
Сочи является и серьёзная нагрузка на природную среду этого уникального
региона. Необходимо максимально снизить негативное антропогенное воздействие на
природу, ведь её значение для народа бесценно, и если не уделять достаточно внимания
её сохранению, то она будет обречена на гибель.
При строительстве, ремонте и содержании
автомобильных дорог следует постоянно, на всех стадиях производства работ
выполнять требования охраны природной среды путем предупреждения и ограничения
негативных воздействий на природную среду до установленных или рассчитанных
предельно допустимых уровней [21].
К основным направлениям охраны природной среды и
рационального расходования природных ресурсов в деятельности производственных
организаций относятся следующие:
сокращение площади временно занимаемых для целей
строительства территорий, особенно ценных сельскохозяйственных угодий, лесов
первой категории, речных пойм и других земель высокого экологического
потенциала;
уменьшение использования материальных природных
ресурсов, особенно добываемых в зоне влияния сооружения (грунт, минеральные
материалы, древесина, почва и т.п.);
сохранение плодородного слоя почвы на землях,
отводимых для временного и разового использования, рекультивация нарушенных
земель;
предотвращение недопустимого загрязнения за
пределами полосы отвода земель, водоемов, атмосферы технологическими выбросами,
отходами, побочными продуктами (пыль, обеспыливающие, противогололедные
вещества, отработавшие газы, потери строительных материалов, нефтепродуктов и
т.п.);
предотвращение экзогенных гео- и
гидродинамических явлений, изменяющих природные системы;
исключение непосредственного уничтожения или
существенных изменений условий обитания и размножения животных (включая птиц,
рыб, земноводных и др.); исключение изменений гидрологического или
биологического режимов болот, водоемов;
- недопущение ухудшения среды
обитания местного населения в зоне влияния объекта (изъятие землевладений, снос
<#"648440.files/image013.gif">
Рисунок 11 - Виды Большого Сочи [23]
Заключение
В ходе данной работы автор
исследовал специфику сооружения линейных объектов в условиях Большого Сочи.
Была выявлена взаимосвязь между природными условиями региона и ходом
строительных мероприятий, а также, отмечены негативные последствия влияния
подобного антропогенного воздействия на окружающую среду.
Рассмотренные в работе особенности
Большого Сочи позволяют сделать вывод о том, что природная среда района весьма
специфична и имеет ряд особенностей, оказывающих влияние на ход строительных
мероприятий. Это может быть воздействие геолого-геоморфологических процессов (оползней,
обвалов, и пр.), и физико-географических явлений (перепады температур, влияние
атмосферных осадков).
Наряду с этим, определённое
воздействие на строительство оказывают и антропогенные процессы, как фактор,
сопутствующий развитию зоны человеческого влияния.
Главный вывод, который автор считает
нужным отметить в заключении работы, состоит в том, что сочетание природных и
антропогенных факторов влияния на строительство в описанном районе технически
усложняет возведение линейных сооружений, однако, при этом сами строительные
мероприятия, в частности, прокладка транспортных трасс, должны осуществляться с
учётом их воздействия на окружающую среду, при минимальном вторжении в
естественное равновесие, и обязательном проведении природоохранных мероприятий.
Ведь от этого зависит благополучие уникальной части нашей Живой Природы -
Большого Сочи.
Библиографический список
1. www.domisochi.ru
. Дубровин Н. И. Формационный анализ
геологического строения и инженерно-геологическая характеристика основных
геолого-генетических комплексов дочетвертичных горных пород Сочинского района
Сочи, 1971. С. 21-38.
.Н.В. Думитрашко, Б.А. Антонов, Н.Ш.
Ширинов Общая характеристика и история развития рельефа Кавказа Москва 1977.
. www.ecoestate.tv
. Безруков В.Ф. Физико-механические
свойства горных пород Сочинского района. Сочи, 1971. С. 39-55.
. Сейсмическое микрорайонирование
территории первоочередной застройки Большого Сочи на площади 75 км2. Фонды ЗАО
«СевКавТИСИЗ», 1985.
. Будагов Б.А., Сафронов И.Н.
Обвалы, осыпи и оползни. Общая характеристика и история развития рельефа
Кавказа. М.: Наука, 1977.
. Курдяков В.С. Антропогенные
оползни Черноморского побережья Кавказа. Сочи, 1971. С. 156-161.
. www.more.vedy.net
. www.sochi-24.ru
11.
www.arch-sochi.ru
<http://arch-sochi.ru>
.
В. Я. Калачёв, С. Н. Максимов Инженерные Сооружения М. 1991.
.
Э. А. Арустамов. «Природопользование» М., 2000.
. С.П.
Горшков, «Экзодинамические процессы освоенных территорий», М., 1982.
.
www.sochiadm.ru
.
СНИП II-7-81. Строительство в сейсмических районах.
.
www.engeco.ru
.СП
11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие
правила производства работ.
.
www.buroviki.ru
.
www.transportrussia.ru
.
www.complexdoc.ru
.
www.rae.ru
.
www.russian.russian-pictures.net.