Реферати українською » Биология » Карстові процеси


Реферат Карстові процеси

Характерні для південних, тропічних печер, де вологість не висока, і можливо висихання. У разі Кавказу іноді зустрічаються великих глибинах, де температура може збільшуватися на 5-10 градусів. У середньому температура порід поповнюється 1 градус на кожні 33 м. глибини.

із)Пизолити (печерний перли).

>Неприкрепленная форма, округлі освіти до1-2см. в діаметрі дно якої підземних озер.

е) Плівки, забережи, оторочки, блюдця – на берегах підземних озер.

Поруч із розчиненням підземні води здатні певних умовах виносити з гірських порідтвердие частинки суто механічним шляхом. Це процессуффозии. Вона особливо проявляється не вдома висхідних джерел напірних вод. Винесення джерелом глини і піску з водоносного шару зменшує поступово обсягслагающей його породи і цим осідання і завалення частини схилу, розміщеній під джерелом.

>Осевшая порода розмокає і мчить водою. Поступово над джерелом в схилі утворюється напівкругла виїмка з крутими схилами:суффозионний цирк – зазвичай невеликих розмірів.Суффозия не вдома підземних вод одна із істотних чинників, сприяють виникненню зсувів.

Існують такі стадії освіти печер:

1. Освіта порожнини.

Відбувається чиста ерозія разом із корозією.Обвали, бурхливі потоки води.Натеки і кристалічні освіти невідомі. Більшість абхазьких печер перебувають у стадії розвитку.

2. Зменшення припливу води, зменшення ерозії.

Вода стікає струменями на стінах печери. Утворюються великінатеки: облицювання стін, пагоди, колони,травертиновие греблі, кам'яні водоспади. Багато озер, пізоліти.

3. Притік води ще менша, по краплях.

Утворюються макарони, тонкі сталактити.

4. Притік води ще менша.

Вода вони вбирають з повітря. Відбувається зростаннякораллитов завдяки дифузії. На кінцяхкораллитов виникаютькристалликтити.

5. Повне висихання печери.Карст старіє. Реліктовий карст. Печери Криму у здебільшого перебувають у стадії розвитку.

Перелічені п'ять стадій можуть повторюватися. Відомі печери, де минуло шість повних циклів. Якісь стадії можуть випадати, розвиток може зупинитися якомусь етапі.

Інтенсивність карстоутворення залежить від наступних чинників:

1. Рівень грунтових вод.

(Приклад: Московська область,карстующиеся породи мають потужність до сотні метрів, знайдено похований карст, але сучасний карст практично немає. Причина: грунтових вод залягають на глибині5-10м.)

2. Хімічна інертність порід.

Домішки магнію різко знижують інтенсивність карстоутворення. (Приклад:Скалистий хребет у Північній Осетії.)

3. Домішки глинистого матеріалу.Микротрещини забиваютьсяглинистими частинками (>кольматация тріщин). Тому карст не розвивається замергелевимтолщам.

4. Експозиція схилу.

Більше сприятливий північний схил, оскільки там більше вологість і довше тримається сніговий покрив (більш інтенсивнінивальние процеси).

5. Рельєф.

Особливо сприятливі закриті улоговини, днища з укосами до 15 градусів.

6. Ґрунти.

Потужність і біологія грунтів впливають на збагачення вод вуглекислотою і, отже, на інтенсивність карстових процесів. Гірські чорноземи, гірські лісові грунту особливо сприятливі. Несприятливими є кісткові малопотужні грунту.

 7.Механические властивості порід.Трещиноватость, нашарування.

(Приклад:Арабика.Карст особливо інтенсивний у тих ділянках, де пласти вапняку залягаютькрутонаклонно і навітьсубвертикально.)

8. Кількість опадів. Клімат. Інтенсивність випаровування.Нивация.

(Приклад: Кавказ. Області потужного карстоутворення перебувають у висотах від 1000 до2200м. Нижче занадто сухо, вище – більшу частину року сходить сніжний покрив.)

2.ИЗУЧЕНИЕ І КОНТРОЛЬКАРСТОВЫХПРОЦЕССОВ

У результатікарстово-суффозионних процесів і явищ зменшується стійкість геологічне середовище вулканічний, що зумовлює катастрофічних наслідків (>просадки, провали, деформації споруд).

У РФ карстові процеси широко розвинені в Архангельської, Ленінградської, Московської, Тульської, Курській, Нижегородської, Воронезької областях, республікахБашкортостан, Татарстан,Марий-Эл, Мордовія, Пермської, Самарської і Свердловській областях.

Підвищена небезпека виникнення надзвичайних ситуацій, викликаних активізацією карстових процесів, й у урбанізованих територій, відчувають техногенне підтоплення. За прогнозами МНС Росії у 2005 року небезпека прояви карстових процесів висока м. Москва, Казань, Уфа, Самара, Перм,. Нижній Новгород, Дзержинськ,Стерлитамак,Соликамск,Павлово іКунгур, причому їх активізація викликається, зазвичай, недотриманням норм будівництва і експлуатації міських підземних комунікацій, і навіть нераціональної підземної розробкою з корисними копалинами.

Вивченнямкарстово-суффозионних явищ займаєтьсяекогидрогеофизика.

Для вивчення стійкості геологічне середовище вулканічний передгеофизикой ставляться такі:

· Виділення регіонів, де зустрічаються розчинні породи, оцінка літології іперекривающих порід, самихкарстующихся порід і глибини залягання базису корозії, тобто. поверхні скельних порід, нижче від якої немаєзакарстованности.

· Вивчення гідрогеологічних умов: наявності водоносних іводоупорних порід, шарових ітрещинно-карстових вод, їх мінералізації, динаміки (швидкостей руху, і фільтрації).

· Виявленнятрещинно-карстових зон, окремих карстових форм, порожнин тощо.

· Оцінка динамікикарстово-суффозионних процесів і стійкостізакарстованних територій.

Можливість рішення поставлених завдань геофізичними методами визначається відмінністю геофізичних властивостейзакарстованних скельних порід проти тими самими породами, але з порушеними карстовими процесами (нижче базису корозії), іперекривающими, зазвичай,песчано-глинистими породами.Закарстованние породи, попри його присутність серед них порожнин, заповнених повітрям, відрізняються, тим щонайменше, зниженими питомими електричними опорами і швидкостями поширення пружних хвиль, існуванням аномалій природного електричного поля, підвищеннямгамма-активности. Це наявністю у яких глинистих порід ітрещинно-карстових підземних вод, що характеризуються зниженими питомими електричними опорами, а вони часто й швидкостями пружних хвиль.Глинистие породи підвищують гамма-активність, вимірювану пригамма-съемках, атрещиноватие – альфа-активність, вимірювану приеманационной (радоновою) зйомці.

Рішення першого завдання виробляється геофізичними методами, використовуваними длякартирования. У разі круто шаруватих середовищ застосовуються методигравиразведки,магниторазведки, електромагнітного профілювання (методами природного поля (ЄП), опорів (>ЭП), низькочастотного (>НЧП) і високочастотного (>РВП)), гама- іеманационние зйомки. У разі горизонтально і пологого залягаючих порід використовуються електромагнітні зондування (вертикальні (>ВЭЗ), частотні (>ЧЗ) чи становленням поля (>ЗС) й інші), і навітьсейсморазведка методом переломлених (>МПВ) і що проглядали (>МОВ) хвиль.

Рішення завдань також проводиться одиночними чирежимними електромагнітнимипрофилированиями,сейсморазведкойМПВ. З допомогоюскважинних геофізичних досліджень вивчаються фізичні властивості гірських порід навколо свердловин й між свердловинами, визначаються швидкість руху і фільтрації підземних вод. Застосування щонайменше двох методів, наприклад одногоелектроразведочного і самого сейсмічного, може дати більш достовірне рішення поставлених завдань.

Як приклад ефективностіскважинних геофізичних досліджень щодокарстово-суффозионних процесів можна навести результати режимних спостережень біля р. Москви, проведені у рамках Програми моніторингу геоекологічних процесів у місті Москві на 2004-2005 рік. Розглянемо цю програму докладніше.

Багаторічне господарське освоєння території міста Москви істотно змінило гідрогеологічні умови і це викликало активізацію несприятливих геологічних процесів, що порушують екологічну стійкість довкілля міста. Сумарна площакарстово-суффозионних ділянок біля міста становить 15 квадратних кілометрів.

>Многослойное будова товщі порід у верхах зони прісних вод, її мала міць і відсутність стримуючих глинистих верств в покрівлікарстующихся порід у межахприречной частини міської території визначають необхідність ведення спостережень за зсувними і карстовими процесами вдолинном комплексі річки Москви й деяких її приток при пріоритеті організації стаціонарних інструментальних спостережень у тих ділянках прояви активних глибоких зсувів, і навіть ділянках поряд із поверхневими формами прояви карсту.

Багаторічний (з 1974 року) досвід спостережень за карстовим процесом показав, що велика практичного значення для прогнозування можливих провалів мають топографо-геодезичні виміру осідання поверхні і є візуальні контролю над деформаціями будинків та земної поверхні.

Отже, розвиток небезпечних процесів у геологічній середовищі міста потребує постійному моніторингу.

Для організації моніторингу вивчення і прогнозуваннякарстово-суффозионних процесів спроектована нова мережу, що включає 16 кущівярусно розташованих свердловин (по 3 свердловини в кущі) і одинадцять одиночних свердловин. Необхідність створення нової мережі пов'язані з особливими вимогами до зони розміщення і характеристикам свердловин за глибиною. Розташування свердловин орієнтується до дільниць перебуванняпереуглубленних долин, глибина становить близько 100 м.

Перелік вимірюваних параметрів і періодичність спостережень для моніторингукарстово-суффозионних процесів входять такі параметри як рівні, температура,Ca,Mg,Na+K,HCO3,SO4,Cl,CO2(своб.),O2, pH, загальна мінералізація, загальна жорсткість,углекислотная і сульфатна агресивність,Sr, органолептичні властивості, мікробіологічний склад,гелиевая зйомка.

Цікавим також за вивченні й контролю карстових процесів є досвід створення геоінформаційної системи (ДВС).

>Геоинформационние системи з кожним роком мають дедалі важливіше значення для географічної науки. Це простотою використання даних технологій і наростаючою багатофункціональністю створюваних систем.

Застосування геоінформаційних систем, дозволяє уникнути певних вад, що використовувалися кількісних методів. Вони, зокрема, дають можливість значно заощадити час проводити дослідження, дозволяють позбутися помилок, пов'язаних із складними розрахунками, а найголовніше, – швидко і здатні якісно візуалізувати отримані результати, втіливши в тематичну географічну карту, графік, або ж представивши цифрову інформацію якрезультирующих таблиць.

 ВикористанняГИС-систем до вивчення карсту, – справа щодо нове, хоча вже є певні напрацювання. Основним недоліком цих робіт є використання стандартних «фабричних» ДВС, котрі страждаютьшаблонностью, бо за розробці перших систем, основний наголос було зроблено саме у модульність оболонки. Зрозуміло, ці ДВС дозволяють виробляти дуже якісний матеріал, але досить враховувати те що, що де вони призначені вивчення конкретної території і що конкретного процесу.

Основні складового ДВС – це тематична функціональний частина.

>Тематическую частина можна підрозділити на основні тематичні бази даних, і супутні. Для запропонованої системи основними тематичними базами будуть ті дані, які відповідають цифровий проекції умов карстоутворення, – тобто генетичним чинникам. Супутні бази даних відбивають чинники, що впливають перебіг карстового процесу.

Функціональна основа є машинну реалізацію моделі процесу, з усіма алгоритмами і функціями. У функціональну частина також входить топографічна основа.

>Топографическая основа дляГИС-систем є важливим складової, яку може накладатися будь-якийизучаемий процес чи об'єкт, і саме існування ДВС зумовлено наявністю топографічної основи, як елемента створюваного електронного географічного простору.

Як нічого для будь-якого з екзогенних процесів, для карсту існують необхідні умови її виникнення у разі, якщо вони мають категорією «достатності». У зв'язку з цим, методологічної підвалинами розробки тематичної бази «>ГИС-Карст» є уявленняД.С.Соколова[4] про чотирьох основні умови розвитку карсту. (Наявність: 1 –карстующихся порід, 2 – їх водопроникності, 3 – рухомих вод, 4 – та його агресивності стосовновмещающим породам.)

Будучи, власне, абстрактними поняттями, основні умовиобъективизируются конкретними чинниками природного довкілля. Проте, з усього різноманіття чинників, які мають ту чи іншу умова, необхідно виділити провідні чи що визначають чинники, які мають відповідати наступним вимогам: оцінюватися кількісними параметрами, враховувати основні властивості умови і виражатися площею, тобто надавати можливість картографування об'єктів.

Провідні чинники, відбиваючи просторову і тимчасову мінливість карстової середовища, можуть бути основою інженерно-геологічних, гідрогеологічних та інших оцінок і прогнозів. У цьому полягає можливість створення функціональної частини ДВСоценочно-прогнозного чи управляючого блоку.

Чинники, відбивають першу умову розвитку карсту, – наявність розчинних порід, – об'єднують у геологічної базі даних, куди входить:

· Поширеннякарстующихся порід за площею та у межах.

Чільну увагу приділяється сполученнямкарстующихся інекарстующихся порід. Уелектронно-картографической частини будуються геологічні карта народження і розрізи.

· Потужністькарстующихся порід.

Від потужності залежить розвиток глибинного карсту;

·Дислоцированность інеотектонический режим карстових масивів, які визначають, при достатньої потужності вапняків, розміри карстових печерних і гідрогеологічних систем;

·Литологические особливостікарстующихся інекарстующихся порід розвинених у регіоні;

· Щодо хімічного складу гірських порід.

Від чистоти вапняків залежить ступінь їхкарстуемости, як від наявностінекарстующихся порід, можливість надходження концентрованого поверхового стоку в галузі їх розвитку. Створюютьсялитологические карта народження і база даних хімічних аналізівкарстующихся порід.

Друге умова – наявність водопроникностікарстующихся порід представленогеолого-структурной і тектонічної базою даних. Сюди входять такі чинники:

1. Умови залягання порід.

При достатніх кутках падіння порід міжпластові тріщини стаютьводопоглощающими;

2. Тектонічнатрещиноватость.

3.Литогенетическаятрещиноватость й тріщини кори вивітрювання.

4. Тектонічні розриви різного рангу.

Будуються тектонічні ігеолого-структурние карти, локалізовані діаграми – трояндитрещиноватости та інших.

5. Типи карстових колекторів:поровий,трещинно-карстовий, карстовий та інших.

Третє, і четверте умова, – наявність рухомих агресивних вод, об'єднують угидролого-гидрогеологическую базі даних:

1.Инфильтрационние води.

2.Инфлюационние води.

3.Конденсация в карстових ітрещинно-карстових колекторах.

4.Гидрологические дані, що характеризують поверховий і підземне стік – шар стоку, норма стоку, коефіцієнт стоку, модуль стоку, водний баланс та інших. Будуються гідрологічні і гідрогеологічні карти,микроклиматические бази даних, і ін.

5. Структурні умови карстових масивів.

6.Геоструктурная позиціязакарстованних територій визначає формування гідрогеологічних басейнів і масивів карстовихвод[5], межі, поверхневі і підземні водозбори, гідрогеологічну зональність і швидкості фільтрації карстових вод.

7. Режим карстових вод.

8. Розвантаження карстових вод: перетік в сусідні водоносні системи, карстові джерела,субмаринная ірусловая розвантаження.

9. Мінералізація карстових вод.

>10.Химический склад парламенту йкарбонатная ємність для вапнякового карсту.

>11.pH і мінералізація води.

>12.Наличие домішок, змінюютьрастворяющую здатність вод та інших.

Результатом карстового процесу є поверхневі і підземні карстові форми:

· Поширення;

· Морфологія;

·Генезис;

· Відкладення;

·Палеогеография;

· Археологія і

· Використання карстових форм складають базі даних карстових явищ.

Далі створюються карти поширення і щільність поверхневих і підземних форм і наводяться описи, плани і вуглерозрізи карстових порожнин.

Під час створення тематичного блоку ДВС, крім основного, важливо раціонально спорудити і супутній набір баз даних. У кожному конкретному випадку, залежно від природних умов території, антропогенного навантаження й правничого характеру господарського освоєння, і навіть цілей і завдань створюваної «>ГИС-Карст», перелік супутніх баз може змінюватися у досить великому діапазоні.

Розглянемо особливості баз даних ДВС. База даних – це сукупність відомостей, що описує деяку систему. За умов їх створенні треба враховувати методи, внаслідок чого база буде виводитися для перегляду і редагування. Бажано реалізувати функції, які виробляти сортування даних, їх вибірку, перехід між крисами і записами, збереження внесених змін. Нарешті, слід вибирати формат бази даних, з конкретно поставленого завдання.

Програмування графіки дляГИС-приложения – майже найскладніший момент. Створенняелектронно-цифрового образу географічної карти вимагає надзвичайно високої точності. Звісно, карту можна простоотсканировать і вставити у програмі, але нинішнього разі губиться зміст інформаційної системи. ДВС, зазвичай, створюється для зручності проведення подальших досліджень. Тому творець системи повинен реалізувати якнайбільше можливостей для аналізу графічної інформації. Передбачається, що має бути використана багатошаровість у виставі карт, тобто накладення географічних карт друг на друга. Мають бути реалізовані змогу побудови нових синтетичних карт, з результатівпослойного аналізу. Наприклад, після накладення таких верств, як шар новостворених карстових форм і шар всіх відомих карстових форм, бажано, щоб система могла побудувати карту активності карстового процесу взагалі.

Впровадження ДВС у виробництві

Схожі реферати:

Навігація