6131

Геологічне середовище міста

Реферат

География, геология и геодезия

Геологічне середовище міста План лекції: Антропогенні зміни рельєфу. Основні види забруднення ґрунтів. Захист міських територій в небезпечних геологічних процесів. Антропогенні зміни рельєфу На вибір місця закладання міста та...

Украинкский

2012-12-29

31.22 KB

34 чел.

Геологічне середовище міста

План лекції:

  1.  Антропогенні зміни рельєфу.
  2.  Основні види забруднення ґрунтів.
  3.  Захист міських територій в небезпечних геологічних процесів.

  1.  Антропогенні зміни рельєфу

На вибір місця закладання міста та його життя, в першу чергу впливають геологічні фактори - форми рельєфу, якість ґрунтів, властивості гірських порід, наявність корисних копалин, а також екзогенні та ендогенні процеси.

Із покращанням технічної забезпеченості людини вплив господарської діяльності на геологічне середовище збільшується. Велику економічну втрату, яка пов'язана з цим, та людський фактор свідчать про необхідність впливу до еколого-геологічного фактору при господарському засвоєнні територій.

В процесі урбанізації рельєф території, що засвоюється, перероблюється відповідно до потреб окремого етапу розвитку міста. Порівняння декількох зрізів рельєфу одної і тої ж міської ділянки дозволяє встановити зміни у складі земної поверхні, які вже відбулися: зникнення озер, річкових протік, ярів, спрямлення русла річки, поява нового водоймища, зміна висотних відміток.

Поява в містах нових форм рельєфу може бути пов'язано з прокладанням транспортних магістралей. В містах, які є центрами добувної чи металургійної промисловості, формується нормальний рельєф, в результаті чого накопичуються тверді відходи у вигляді високих відвалів конусоподібної форми.

Після проведення необхідних рекультиваційних робіт, які включають в себе озеленення, ці відвали можуть стати елементами міського ландшафту. В наш час, у зв'язку з дефіцитом вільних ґрунтів на території міст, ростом населення, розширенням транспортних зв'язків та інженерних комунікацій визначилась тенденція заглиблення міських будівель нижче поверхні землі. В більшості міст Європи під землею розташовані сучасні торгові комплекси та концертні зали, підземні гаражі та складські приміщення. Можливості використання підземного простору дуже великі.

Однак міста, які зароджувалися, як правило, на родючих землях річних заплав, у період нестримної урбанізації займали ці землі під забудову, майдани, шляхи, вулиці та кар'єри. Міста втрачають не тільки земельні площі. Якість земель, які перебувають у розпорядженні міста, враховуючи і приміську зону, постійно погіршується. Ґрунти урбанізованих територій піддаються тим самим шкідливим впливам, що і міське повітря і гідросфера. Хоча ґрунт і має деякі особливості біологічного самоочищення - розщеплює і мінералізує відходи, які в нього потрапили, однак механізм такого самоочищення внаслідок його перевантаження (фізичного, хімічного, механічного) порушується, що призводить до деградації.

Однією із рис найпоширеніших антропогенних змін міських ґрунтів є утворення так званого культурного шару. Під "культурним шаром" звичайно розуміють верхні шари землі великих населених пунктів, які несуть на собі відбиток діяльності людини. В культурному шарі в якості решток трапляються найрізноманітніші матеріали: будівельне сміття, бита цегла, камінь, предмети домашнього вжитку, скло, глиняні черепки, пластмасові вироби.

Культурний шар настільки специфічне утворення, що його вивчення має відбуватися у поєднанні геологічних та історико- археологічних методів досліджень. Культурні шари поділяють за часом утворення на стародавні та сучасні, а за утворенням - на насипні і штучно змінені.

Нагромадження культурного шару відбувається за рахунок відвалів у процесі виконання земляних робіт, при підсипці ґрунту для підвищення позначки будівельного майданчика, благоустрої населеного пункту і за рахунок накопичення різного сміття. В містах старої забудови стародавніх міст антропогенні накопичення значної потужності лежать суцільним покривом: в Лондоні на глибині 25 м., в Москві - 22 м, в Парижі - 20 м.

Найпотужніший культурний шар (36 м) знайдено у Києві, якому виповнилося 1500 років. Культурних пластів налічується тринадцять, причому вісім нижніх належать до періоду Київської Русі.

Головною відмінністю культурного шару від природних ґрунтів є надто велика неоднорідність як за вертикаллю, так і за горизонталлю. До складу різновидів культурного шару входять органічні включення, кількість яких зменшується із збільшенням віку культурного шару, а отже, і глибиною його знаходження.

Однією із основних проблем сучасного будівництва є освоєння ґрунтів під зелені насадження. Від її правильного вирішення значною мірою залежать довговічність, санітарно-гігієнічна ефективність і естетична цінність насаджень.

Для того щоб зростаючий потік твердих відходів не поглинув суспільство, як один за одним були поховані під залишками шарів цивілізації семи міст стародавнього світу, необхідно вирішити дві проблеми: перше, і може найскладніше - це збирання сміття, друге - це спалювання відходів. Побудована в Дюссельдорфі установка для спалювання сміття забезпечує теплом 700-тисячне місто і приносить прибуток в розмірі 34 $ за кожну тонну перероблених відходів. Металевий брухт, який отримують із установки спалювання, реалізується за комерційними цінами, попіл продають для добрив або для виготовлення шлакоблоків.

В Україні є досвід створення потужних сміттєпроводів та станцій збирання й ущільнення відходів, які в пресованому вигляді подають в цехи переробки сміття.

Актуальною є проблема забруднення ґрунту людськими і тваринними фекаліями, які використовуються для удобрення сільськогосподарських угідь. Велика кількість тварин і птиці у приміських районах, а також у сільського населення, вимагає вирішення проблеми знешкодження їх фекалій оскільки без цього заходу вони являють собою таку ж небезпеку як і людські.

В теперішній час в Україні і за кордоном здійснюється широкий комплекс досліджень для виявлення негативних дій антропогенних навантажень на ґрунтовий покрив природних і штучних екосистем, що дасть змогу вибрати шляхи раціонального використання ґрунтів урбанізованих територій.

Різнобарв'я природних умов на Землі привело до формування неоднорідного ґрунтового покриву з визначеною закономірністю зміни типу ґрунтів по природних зонах та у зв'язку з висотною зональністю. На формування конкретного типу ґрунту та ґрунтового профілю впливають клімат, материнські породи, які її підстеляють, рельєф, характер водообмінних процесів, тип природної рослинності, характерної для даної місцевості та кліматичної зони, тварини та мікроорганізми, які живуть у ґрунті.

В останні сторіччя дуже важливим фактором ґрунтоутворення стала діяльність людини. На урбанізованих територіях, в порівнянні з природними, антропогенний фактор у ґрунтоутворенні можна рахувати основним. Для міст характерні в основному так звані техноземи - ґрунти, які засновані людиною в процесі рекультивації тих чи інших об'єктів чи господарської діяльності людини. Для них характерна відсутність чітких горизонтів, мозаїчність окрасу, підвищена щільність та, відповідно, менша пористість.

Основною властивістю ґрунтів незалежно від їх типу є родючість. Родючість ґрунту обумовлена наявністю в їх складі органічних та мінеральних поживних речовин, які визначаються параметрами структури, що підтримують нормальний газообмін та водообмін, фізико-хімічними характеристиками (концентрацією іонів водню та сольовим режимом), які підтримують нормальні умови для проходження процесів в рослинах.

Використання ґрунтів в містах, як правило, має несільськогосподарське використання. Важливий напрямок їх використання - укладання парків, скверів, газонів, покрить для спортивних споруд. Дерновий шар ґрунтового профілю використовують для закріплення схилів, при будівництві автодоріг. Неродючі ґрунти разом із суглинками та іншими ґрунтовими матеріалами застосовують для основ при будівництві будинків.

  1.  Основні види забруднення ґрунтів

На території міст ґрунти піддаються забрудненню, яке можна розділити на механічне, хімічне та біологічне.

Механічне забруднення - це забруднення ґрунтів крупним матеріалом у вигляді будівельного бруду, скла, кераміки та інших речовин.

 Біологічне забруднення пов'язане з привнесенням до ґрунту та розмноженням в ньому небезпечних для людини організмів. Основні показники біологічного забруднення – бактеріологічний, гельмінтологічний та ентомологічний (комахи). Всі ці види забруднення контролює санстанція.

 Хімічне забруднення пов'язано з проникненням до ґрунту речовин, які змінюють природну концентрацію хімічних елементів ґрунту. Хімічне забруднення є найпоширенішим, найнебезпечнішим і довгостроковим.

Ділянка території міста на якій показник концентрації хімічних елементів відрізняється від геологічного фону – має назву геохімічної аномалії. Геохімічні аномалії в межах яких вміст небезпечних речовин досягає значних меж, називають зоною забруднення.

Основних показником рівня забруднення є коефіцієнт концентрації (коефіцієнт забруднення), який розраховується за формулою:

К=С/Сф, К=С/СГДК                                                                                               (1)

Але є і сумарне забруднення ґрунтів:

Z=ΣКn-(n-1),                                                                 (2)

де n – число елементів. 

Цей коефіцієнт  використовується для оцінки рівня небезпечності забруднення ґрунтів. Коли цей показник Z=16 – припустимий рівень забруднення; Z=16-32 – помірно небезпечний,  Z=32-128 – небезпечний рівень забруднення; Z>128 – надзвичайно небезпечна ситуація       

На урбанізованих територіях забруднення ґрунтів проходить в результаті викидів промислових підприємств, транспорту, теплоенергетики, систем водовідведення міст та відстійників, а також за рахунок використання добрив та пестицидів.

Викиди промислових підприємств є джерелом забруднення грунтів міських територій важкими металами, канцерогенними речовинами, сполуками азоту та сірки.

Базою для оцінки рівня забруднення ґрунтів є значення фонової концентрації речовини яка вивчається в ґрунті конкретного регіону. Як правило, такі підходи використовуються при аналізі забруднення території важкими металами та іншими елементами.

  1.  Захист міських територій від небезпечних геологічних процесів

Геологічне обличчя будь якої території постійно змінюється, іноді дуже швидко і непомітно для людини. Геологічні процеси, які приводять до таких змін, називають ендогенними, якщо вони пов'язані з проявом внутрішньої енергії Землі, та екзогенними, коли викликаються впливом зовнішніх факторів - вітру, поверхневих вод. Активна господарська діяльність приводить до інтенсифікації екзогенних процесів, іноді їх називають техногенним чи інженерно- геологічним.

Геологічні та інженерно-геологічні процеси, які утворюють негативний вплив на території, господарські та промислові об'єкти людей називають небезпечними геологічними процесами (НГП).

Землетруси - тимчасові коливання земної кори, які пов'язані з хвильоподібним звільненням енергії в деякому просторі Землі. При сильних землетрусах в епіцентрі (гіпоцентрі) - вивільнюється енергія до 1018 Дж. На поверхні Землі, особливо в області епіцентру, виникають тріщини у поверхні довжиною до декількох кілометрів, шириною декілька метрів та глибиною до 10 м, провалля які поглинають будівлі та людей. Землетруси стимулюють розвиток зсувів, обвалів, цунамі.

Перерозподіл мас у геологічному середовищі за рахунок відкачування газу, нафти, підземних вод, утворення водосховищ та відвалів скельних порід великого об'єму також підвищують сейсмічність території. Геологічні структури та тектонічні порушення, розташовані поперек руху сейсмічних хвиль, зменшують інтенсивність землетрусу.

Також дуже розповсюдженим явищем в сейсмічних районах є явище сельового вулканізму. Рельєф, який утворюється внаслідок такого вулканізму, може простягатися від десятків метрів до десятків і сотень кілометрів. В Україні такі вулкани зосереджені на узбережжі Криму та Керченському півострові.

Такі вулкани починають діяти, коли пластовий тиск у глинистих породах починає перевищувати гідростатичний. Тоді гази, до складу яких входить метан, окис вуглецю, сірководень, аргон, викидають з глибини воду, уламки порід, що приводить до просадки ґрунтів.

Іншим, але також дуже небезпечним і дуже розповсюдженим явищем є оповзні земної поверхні. Оповзень - це зсування маси порід природного схилу чи штучного відкосу під впливом сили тяжіння.

Тіло оповзня являє собою сповзаючу по ухилу масу породи, яка обмежена знизу поверхнею ковзання. Поверхня тіла оповзня звичайно не є рівною, з пониженнями та одним чи деякими терасо видними уступами. В місці відриву тіла оповзня з'являється форма оповзня яку називають цирком оповзня.

Причиною сходження оповзня є порушення рівноваги схилу. Фактори, які викликають оповзень, можна поділити на природні та антропогенні. До природних факторів відносять: послаблення міцності порід, перезволоження ґрунту опадами, збільшення крутизни ухилу, сейсмічність. До антропогенних факторів відносять: перезволоження порід, підтоплення території, підрізка схилів, додаткове навантаження на схил, вібраційне навантаження.

На території міст України широко розповсюджене таке явище, як підтоплення. Воно встановлене в 244 містах та селах, причому площа підтоплення може сягати ЗО, а з врахуванням потенційного підтоплення і 50% території міста.

До підтоплених міських територій відносять такі, на яких рівень ґрунтових вод розташований вище 2,5 м від відмітки землі. На території зелених насаджень у відповідності з санітарними нормами допускається підвищення рівня ґрунтових вод до 1 м від поверхні.

Підтоплення за різних природних умов проходить по різному. В одному випадку може проходити підвищення рівня ґрунтових вод, в іншому випадку формується техногенний водоносний горизонт. Разом зі зміною рівня ґрунтових вод відбувається зміна їхнього складу. Підтоплення провокує оповзні.

Основними причинами розвитку процесів підтоплення в містах України є: зміна умов поверхневого стоку, проектування водосховищ, засипка природних дрен - ярів, стариць, недостатній розвиток сітки зливової каналізації та поганий її стан, розвиток сіток водопостачання без належного будівництва системи водовідведення, збитки з сіток водопроводів, каналізації та аварії на них.

Затоплення - виникнення вільної поверхні води над земною поверхнею є одним з найбільш розповсюджених природних явищ, які пов'язані з виходом річок з берегів. Затоплення на урбанізованих територіях характеризується рівнем підйому води та частотою повторів. Ці характеристики знаходяться у прямій залежності від площі з водонепроникливим покриттям (асфальт, забудова) та від об'єму зливового стоку. Практично всі міста України, розташовані в поймах річок, частково затоплюються, особливо в роки з високою водозабезпеченістю.

Для захисту міст від тимчасового та постійного підтоплення застосовують штучне підвищення рівня поверхні територій чи дамби обвалування, підвищення рівня дренуючої здатності водозборів, регулювання зливового стоку на території міст.

Ерозія ґрунтів на території міст розвивається під впливом поверхневого стоку, а іноді в результаті збитків з водонесучих комунікацій. Найбільш інтенсивно ерозія ґрунтів проходить при будівельних роботах внаслідок розпушування ґрунту. Інтенсивність ерозії в період будівництва в 10 раз більше, ніж на землях сільськогосподарського використання.

Річкова ерозія є результатом впливу водного потоку на русло та заключається у розмиві, транспортуванні та акумуляції наносів. Ерозійна робота річки залежить від витрати та швидкості потоку, петрографічного складу порід, в яких проходить русло річки. Найбільша інтенсивність ерозії спостерігається при великих витратах річки та малої витривалості до розмиву порід.

Карстоутворенням називають геологічний процес, основним компонентом якого є вилуження розчинних гірських порід підземними та поверхневими водами з утворенням крупних пустот в породах, виносом дисперсних часточок з перекривних та суміжних порід, а також з просіданням та обвалом крівлі. Карст може утворюватись на карбонатних породах. На інтенсивність утворення карсту впливає ступінь трищінуватості порід, глибина залягання ґрунтових вод. На територіях міських агломерацій розвитку карсту сприяє формування значних за розмірами депресійних воронок в районах водозаборів (Краматорськ, Луганськ, Рівне), а також в районах розробок корисних копалин.

Абразія - порушення скельних порід хвилями та течіями в береговій зоні моря, озера чи водосховища. В результаті виносу абразійного матеріалу виникають високі та круті абразійні береги. Інтенсивність абразії обумовлена береговою лінією, петрографічним складом порід, умовами їх місцезнаходження, кутом ухилу рельєфу.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2096. Элементарный излучатель Гюйгенса 85.15 KB
  Может быть представлен в виде воображаемой плоской площадки в диэлектрической среде без потерь, в том числе в свободном пространстве, размеры площадки много меньше длины волны.
2097. Передающие антенны и их параметры. 561.44 KB
  Группа определяющая электродинамический режим антенны, геометрические размеры и форма поверхностей и проводов, по которым текут электрические токи, частота колебаний и распределение токов, электродинамические параметры материалов антенны и окружающей среды.
2098. Мощность излучения антенн 281.36 KB
  Входное сопротивление передающей антенны определяется отношением напряжения к току на ее входных клеммах и характеризует антенну как нагрузку для генератора.
2099. Коэффициент согласования передающей антенны 25.36 KB
  Генератор нагружен на согласованную с ним линию без потерь, то при включении на конце линии нагрузки с сопротивлением, равным волновому, вся мощность от генератора будет поглощена этим сопротивлением.
2100. Электрическая прочность и высотность антенн 16.38 KB
  Электрическая прочность антенны характеризуется наибольшей мощностью или наибольшим напряжением в антенне, при которых еще не происходит электрический пробой диэлектриков конструкции антенны или окружающего антенну воздуха.
2101. Действующая длина передающей антенны 150.62 KB
  Выражение для напряжённости электрического поля в дальней зоне антенны с любым распределением тока вдоль ее оси может быть записано в таком же виде, как и для диполя Герца, имеющего равномерное распределение тока.
2102. Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления передающей антенны 24.31 KB
  КНД передающей антенны определяется сравнением данной антенны с некоторой эталонной антенной, направленные свойства которой хорошо известны. В качестве эталонных широко используются: совершенно ненаправленный (изотропный) излучатель, диполь Герца, полуволновой вибратор.
2103. Поляризационные характеристики передающей антенны 144.83 KB
  Поляризация передающей антенны определяется по поляризации ее поля излучения, как правило, по электрическому вектору, который, в общем случае, с течением времени изменяет как свою величину, так и направление в каждой точке пространства.
2104. Приемные антенны 72.42 KB
  Процесс приема - преобразование радиоволн, пришедших в пункт расположения приемной антенны, в направляемые электромагнитной волны, воздействующие на входное устройство приемника.