Оползни Крыма

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского

Географический факультет

Кафедра землеведения и геоморфологии

Жарковский Кирилл Юрьевич

ОПОЛЗНИ КРЫМА

специальность - 6.040104 - география

Курсовая работа

2 курс, гр. Г

Научный руководитель

доктор географических наук

профессор Вахрушев Б.А

Симферополь - 2011

Реферат

Крымский полуостров, это регион с достаточно развитыми оползневыми процессами и явлениями. Их изучение, главным образом ведется в целях разработки обоснованных мероприятий по стабилизации склонов. Этим, занимались многие ученые, профессора, геологи-оползневики, начиная с конца XVIII века. И сегодня открываются новые факты, получают новые данные о причинах, факторах и процессах, формирующих оползневые явления. Выявление региональных особенностей и классификация оползней позволит комплексно бороться с этим весьма неблагоприятным процессом. Это позволит сохранить и выгодно использовать территорию в хозяйственной деятельности человека.

Ключевые слова: ОПОЛЗЕНЬ, ОПОЛЗНЕВОЙ БЛОК, СТЕНКА СРЫВА, ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ, ЭРОЗИЯ, АБРАЗИЯ, КЛИФ, БЕНЧ

Кримський півострів, це регіон з досить розвиненими зсувними процесами і явищами. Їх вивчення, головним чином ведеться за для розробки обгрунтованих заходів щодо стабілізації схилів. Цим, займалися багато учених, професорів, починаючи з кінця XVIII століття. І сьогодні відкриваються нові факти, отримують нові дані о причинах, чинниках і процессах, що формують зсувні явища. Виявлення регіональних особливостей і класифікація зсувів дозволить комплексно боротися з цим вельми несприятливим процесом. Це дозволить зберегти і вигідно використовувати територію в господарській діяльності людини.

Ключові слова: ЗСУВ, ЗСУВНИЙ БЛОК, СТІНКА ЗРИВУ, ГІРСЬКІ ПОРОДИ, ГРУНТОВІ ВОДИ, ЕРОЗІЯ, АБРАЗІЯ, КЛІФ, БЕНЧ

Содержание

Введение

Глава 1. История крымского оползневедения

1.1 Период начального изучения оползней (XVIII в. - 1930 г.)

1.2 Период стационарного изучения оползней (1930 - 1980 гг.)

1.3 Современное состояние изучения оползней (1980 - 2011 гг.)

Глава 2. Основные факторы развития оползней

2.1 Климатические факторы

2.2 Геолого-геоморфологические и гидрогеологические факторы

2.3 Антропогенные факторы

Глава 3. Классификация и распространение оползней в Крыму

3.1 Типы оползней их строение и механизмы развития

3.2 Основные оползневые регионы Крыма

Заключение

Литература

Введение

крым оползень склон

Оползни издавна беспокоили людей, наводили на них ужас и страх, разрушая на глазах все, что было ими создано. Материальный ущерб от оползней велик во всех странах, где они развиты. Катастрофические смещения масс горных пород нередко приводят к человеческим жертвам.

Оползни в Крыму имеют повсеместное, но неравномерное пространение, отличаются разнообразием форм, масштабностью проявлений и скоростью смещения. Некоторые из них на протяжении десятков и сотен лет периодически дают о себе знать своими крупными подвижками, другие отличаются разовыми и небольшими смещениями, а, следовательно, короткой жизнью, возможно нет в Крыму проблемы, которая бы так широко занимала умы всех.Изучение оползней и процессов с ними связанных такой целью задавались многие ученые.

Цель данной курсовой работы заключается в обобщении и систематизации трудов ученых, занимавшихся проблемой оползней в Крыму, и предоставлении данного материала в рамках обзорно-ознакомительного. В первой главе освещается история Крымского оползневедения. Многочисленные споры, идеи, суждения порождали и расширяли знания об оползнях. Формирование оползней в Крыму носит своеобразный характер, это обусловлено рядом факторов, которые указаны во второй главе. Естественно особое внимание заслуживают главенствующие факторы: климатический, геологический, геоморфологический, гидрологический. Для понимания всей сложности и неоднородности оползневых процессов необходимо разъяснить причины их возникновения, факторы, влияющие на них. Классифицировать и типологизировать; охарактеризовать их строение. Эти вопросы раскрыты в третьей главе, а также вопрос о распространении оползней и выделяемых с ними районов. Для написания данной работы, объемом в 42страницы, использовался литературно-реферативный метод. Количество используемых источников - 17.

Глава 1. История крымского оползневедения

1.1 Период начального изучения оползней (конец XVIII в. - 1930 г.)

Много загадок таит в себе природа, к их числу относятся и оползни. Они развиваются в геологической среде и относятся к экзогенным геологическим процессам, т.е. происходящим на поверхности Земли или вблизи ее. В последние десятилетия во всем мире ощутимо увеличилось количество оползней, связанных с хозяйственной деятельностью человека. Там, где разнообразные геологические процессы подготовили условия, благоприятные для того, чтобы на склоне начало нарушаться естественное равновесие, любое вмешательство человека способствует возникновению оползня. Так какое же было представление у людей об этом сложном, в большинстве своем масштабном, природном явлении - оползне.

Ночью 12 февраля 1786 года на Южном Берегу Крыма в районе деревни Кучук-Кой (ныне Бекетово) местные жители были разбужены ужасным грохотом и треском. Весь склон от подножия яйлы до самого моря, длиной до 2-х км, некогда старательно освоенный людьми, вместе с береговой линией выдвинулся в сторону моря на 100-150 метров. При этом часть морского дна поднялась и осушилась, образовав небольшие озера. Громадные трещины, вспученные горные породы, блоки и массивы известняков хаотически были разбросаны по всему склону шириной до 1 км от Кастрополя до мыса Кордон. Прежних оврагов и речек не стало, на месте холмов образовались бессточные впадины. Между тем, движение пород, объемом свыше 50 млн. м3, к 28-му февраля практически прекратилось, ознаменовав новую стадию развития склона двумя обрушениями юрским известняков в пределах 500-метрового обрыва Ай-Петринской яйлы. [5]

Находящемуся там дивизионному квартирмейстеру капитану Андрею Шостаку, удалось выполнить первую оползневую карту Кучук-Коя [рис. 1.] в России, да и во всем мире.

Рис. 1. Одна из первых оползневых карт в мире, выполненная в пределах

Кучук-Коя в 1876 г. Дивизионным квартермейстером капитаном Андреем Шостаком [5]

Природная катастрофа близ д. Кучук-Кой рассматривается как грандиозный оползневой процесс, который по масштабности и интенсивности проявления близок к тектоническому. К концу XIX века ученый мир находился на самых первых этапах сбора и накопления информации об оползнях.

К тому времени, когда больше половины крымских земель было роздано в виде «земельных пожалований», начинаеться стремительное освоение края. Формируется буржуазно-помещичий курорт, осуществляются обширные планировочные работы под дворцы, дачи и парки, осваиваются склоны для выращивания с/х культур, строятся дороги, расширяются старые города и возводятся новые. Практическая деятельность требовала более обширных и глубоких сведений о горных породах, полезных ископаемых, подземньводах и, конечно же, об оползневых процессах. С такими целями в Крым направляется большая группа геологов, среди которых Фохт Константин Константинович, Борисяк Алексей Алексеевич, Андрусов Николай Иванович. Они заложили основы современной стратиграфии, тектоники, геоморфологии и гидрогеологии Крыма, а также составили первую геологическую карту полуострова в масштабе 1:420000 (10 верст в дюйме). Геологи Петербурга и Москвы приступили к разработке первых классификационных схем оползней. Профессор Петербургского Горного института Мушкетов Иван Васильевич, дает четкие и лаконичные определения понятиям «оползни» и «обвалы».

«Оползни - такие явления, когда часть пластов породы отрывается -- не опрогадываясь, сравнительно спокойно сползает вниз по склону к подошве горы».

«Обвалы - явления когда масса пород не сползает по склону, а, опрокидываясь, быстро низвергается к подошве».

Павлов Алексей Петрович профессор Московского университета, создатель московской школы геологов, предлагает первую классификацию оползней, учитывающую характер их развития: деляпсивные (соскальзывающие) и детрузивные (толкающие). В апреле 1894 земской гидрогеолог Головкинский Николай Алексеевич приезжает в д. Демерджи. Здесь он обнаруживает, что блоки горных пород весом до 2-3 тысяч тонн прошли через всю деревню. Обвалы горных пород сопровождались сотрясением земли. Расчетами Ю.К. Щукина, Г.П. Горшкова было установлено, что энергия Демерджинского обвала достигала коло 1010 Дж с локальным сотрясением земли силой до 3-4 х баллов. Этот обвал был вторичным явлением, на фоне грандиозного блокового оползня первого порядка (согласно Богдановичу К.И.) объемом его 60 млн. м3. Катастрофически оседавший массив верхнеюрских конгломератов, вследствие сильной выветрелости и теконической раздробленности, интенсивно дробился и обваливался. Оползневая природа этого явления была установлен, много лет спустя геологом Ялтинской инженерно-геологичеокой и гидрогеологической партии Лоенко Александром Алексеевичем. И, как потом оказалось это самый грандиозный оползень среди действующих ополз ней Крыма. Его площадь 1.5 км2, длина по направлению движения 2 км, мощность смещающихся пород более 50. Он постоянно находится в стадии смещений при скорости от 0.1 м до 1 м в год. Подкрепляются эти утверждения наглядным образом. Трещины «бортового сдвига» крепости Фуна находятся друг от друг на расстоянии до 700 м, это свидетельствует о постоянной и небезуспешной работе сдвигающих сил. В пределах покинутой д. Демерджи отмечались отдельные камнепады, а 30 августа 1966 года здесь произошел обвал, когда со 100 метровой высоты падали глыбы весом до 300 тонн. Обвал вызвал слабое землетрясение с энергией до 100 тыс. Дж. (Попов, Грячун, 1968 г.), которое было зарегистрировано в Алуште.

В начале декабря 1906 года, вся территория урочища Чукурлар площадью 167 тыс. м2 вдруг пришла в движение. Многие дачи, участок дороги Ялта -- Севастополь, различные коммуникации были разрушены. Смещения горных пород продолжались еще и в январе 1907 года, достигнув суммарной величины 10 - 12 метров по горизонтали. Висконт Карл Иосифович, автор, по сути первой статьи «Об оползнях близ г. Ялты зимой 1906 г.» Статья по существу стала первой попыткой перечеркнуть бытовавшие легенды о южнобережных оползнях |и рассмотреть проблему с научных позиций исторической геологии, гидрогеологии и гидрологии.

12 марта 1915 года Кучук-Койский склон вновь вышел из состояния устойчивого равновесия, поверхность склона разбилась густой сетью трещин с множеством глыбовых отдельностей. Горизонтальная амплитуда смещенных горных пород составила 40-80 метров.

В последующие годы катастрофические смещения горных пород на Кучук-Кое повторялись в 1923 г., в 1925 г. и в 1938 г., но все меньших и меньших размеров и с большой локализацией в пределах только верхней части склона. Потом они и вовсе прекратились. Затем останутся позади 11-летние, 22-летние, 30-летние ... циклы активизации оползней Крыма, а Кучук-Койский оползень-гигант не проявит никаких признаков жизни. Значительно позже исследователям станет ясно, что чем грандиознее и катастрофичнее оползневой процесс, тем больший запас устойчивости и на более длительное время приобретает склон. Кучук-Койский каменный поток-хаос, объявлен в 1964 году ладшафтно-геологическим памятником природы Крыма. Как это не парадоксально но все то, что привлекает и создает неповторимое впечатление в ландшафте южного Крыма, создано древними, еще более катастрофическими, оползневыми смещениями верхнеюрских известняков. На южных склонах Крымских гор они представлены обособленными массивами в виде гор: Ай-Никола и Парагельмен, Ставри-Кая и Кошка, Могаби и многие другие, всего свыше 50 шт.[5]

На рубеже XIX и XX веков прочно утвердилось мнение, что виновником всех оползневых катастроф южнобережья является вода. Поэтому застройщики ринулись осваивать западные окраины южного Крыма, эта территория (Ласпи-Батилиман) была с сухим климатом. В 1932 году, неожиданно по западной окраине Батилиманского Профессорского уголка, подобно лавине, сметая на своем пути, двинулся оползень. Он вовлек в смещение горный склон площадью до 100 тыс. м2 и сдвинулся по горизонтли на 40 метров. Много лет спустя ему дадут название Бошой Батилиманский оползень.

В 1933 году геолог А.И. Дзенс-Литовский специалист по режиму соленых и грязевых озер, стал свидетелем грандиозного оползня, катастрофически сместившегося на Джангульском побережье в 3-х км от д. Караджа (н. Оленевка). Оползень сформировался в известняках сарматского возраста, 40-метровая толща которых располагается на черных глинах этого же возраста. Размеры осевшего блока известняка поразили даже видавших виды южнобережных геологов-оползневиков: 500 метров вдоль моря и 200 метров по направлению к морю. Когда геолог А.И. Дзенс-Литовский готовил к изданию статью «Оползни Джангульского побережья» геологи-оползневики южнобережья завершили разработку методики стационарного изучения оползней. В то же время в Кучук-Кое было созвано первое Всесоюзное оползневое совещание, а через некоторое время издана монография В.Ф. Пчелинцева и Н.Ф. Погребова «Оползневые явления на южном берегу Крыма» и работа А.П. Нифантова «Оползни. Теория и практика их изучения».

Итак, практически в пределах всего побережья и горного Крыма всегда происходили, и будут происходить оползневые катастрофы. Они во многом не похожи друг на друга и едины только в одном - возникают и протекают непредсказуемо неожиданно и быстротечно. Множество вопросов остается нераскрыто: какие силы выводят склоны из состояния равновесия, как они действуют, плавно или скачкообразно, случайно или закономерно.

Активные споры ведутся на протяжении более чем ста лет, какие факторы являются виновниками возникновения оползней. По мнению академика Петра Симона Палласа, главный виновник южнобережных оползневых катастроф -- это трещинно-карстовые воды, вытекающие из-под ялтинских известняков. Спустя полвека профессор Харьковского университта И.Ф. Леваковский даст свое объяснение причинам нарушения общей устойчивости южнобережных склонов. Он сделал вывод о том, что давление (около 100-200 кг/см2 -- производимое на поверхность пород средней юры от верхнеюрских известняков, разлагается на две составляющие, из которых одна параллельна падению пластов, а другая принимает к нему перпендикулярное направление, т.е. в сторону моря и производит боковое давление. Как следствие происходит выдавливание подстилающих пород в пределах южнобережного склона и оседание блоков известняков вдоль яилйнского обрыва. Следовательно не соблюдается основное условие устойчивости пород, а именно отсутствует заглубление подошвы известняков в породы средней юры, в связи, с чем последние не обжаты боковым давлением. В дальнейшем споры о причинах и факторах возникновения оползневых процессов продолжились.

1.2 Период стационарного изучения оползней (1930 - 1980 гг.)

С 1930 года в Крыму особое внимание уделялось санаторно-курортному строительству. При этом неизменно важной и непреодолимой преградой, для развития Крыма, становились оползни. Поэтому защита существующих и строительство и новых курортно-санаторных учреждений, как и других объектов не возможно было без изучения природы и механизма оползневых процессов, без разработки научно-обоснованной системы мер по их закреплению. В Институте подземных вод ГГРУ ВСНХ СССР приняли решение: организовать в Крыму первую в Советском Союзе оползневую научно-исследовательскую станцию. Основали ее в июле 1930 года. Для исследований был выбран самый гигантский оползень Крыма -- Кучук-Койский. В таком выборе было не меньше риска, чем у вулканологов, которые располагают свой базовый лагерь у подножия вулкана. Группу самоотверженных ученых возглавил 29 летний геолог -- Иван Ефимович Худяев, ассистент кафедры геологии ЛГУ.

Этот человек всего лишь за два года сумел организовать не только научную и практическую работу станции, но одновременно умудрялся находить время для изобретения новых приборов и проработки отдельных вопросов по методике изучения оползней.

Его знаменитая статья «Об определении возраста древних оползней южного берега Крыма», в которой он изложил свои соображения по определению возраста морских отложений (путем сопоставления их высотных отметок с речными террасами Крыма), а также сделал попытку по увязке развития геологических процессов с колебаниями уровня Черного моря. Это был принципиально новый подход к изучению геологических процессов, который открывал реальные возможности по оценке масштабности, характера и тенденций в развитии склоновых процессов. Главная ценность его исследований на данном этапе заключалась в том, что он обосновал необходимость использования историко-геологического метода.

После 1945 года возобновляются исследования, в частности обнаружение и изучение погребенных пляжей. Возникает вопрос, какая связь между погребенными древними пляжами и оползнями. А дело вот в чем. В апреле 1951 года буровая бригада, возглавляемая инженером-геологом Крымской геологоразведочной экспедиции Петром Матвеевичем Ивановым, в районе Алупкинского оползня, на глубине 30 м обнаруживает слой гальки и гравия. При дальнейшем изучении был установлен возраст, площадь ( 5 га) и удаленность береговой линии ( 60 - 220 м) древнего пляжа от современного. Все это позволило сделать вывод о грандиозной катастрофе, в результате которой не ранее 3-5 тыс. лет назад в пределах Алупки произошло оползневое смещение пород с величиной горизонтальной подвижки более 60 - 220 метров. В связи с этой подвижкой морские отложения были перекрыты континентальными породами.

На Кучук-Койской оползневой станции работали опытные и авторитетные специалисты, среди них выделим «святую троицу» крымского оползневедения Погребов Н.В., Пчелинцев В.Ф., Нифатов А.П.. [рис. 3.] Им необходимо было скрупулезно проанализировать все прежние работы, провести новые геологические съемки и разведки, внимательно изучить результаты режимных наблюдений Крымской оползневой станции. При этом Погребов Н.Ф. и Пчелинцев В.Ф. для достижения цели выбрали историко-геологичей путь, а Нифатов А.П. -- геомеханический.

Спустя пять лет появились две монографии: «Оползневые явления на ЮБК» и «Оползни». При детальном изучении геоморфологии южного Крыма ученые разделили его на 20 оползневых районов. В каждом различалось три периода развития оползневого процесса:

· начальный - характеризующийся отсутствием оползневых потоков;

· промежуточный - при котором развиты плоскостные движения покровов;

· конечный - для которого характерны вполне разработанные русла оползневых потоков и общее замирание процесса.

По мнению Погребова и Пчелинцева основными факторами, способствующими изменению напряжений и потере равновесия горных пород являются:

· подмыв склона морскими и овражными водами;

· перегрузка верхней части склона обвалами в пределах Яйлинского уступа;

· землетрясение.

Воду в условиях южного Крыма следует считать главнейшим оползневым фактором для оползневых пород, потерявших равновесие.

Вольтер Генрихович Гольдтман считает целесообразным выделять и различать: причины -- условия, благоприятствующие формированию оползней и причины-процсссы. благодаря которым постоянно снижается устойчивость склона.

I. Причины -- условия для оползней южного берега Крыма:

· продолжающееся общее поднятие Крымских гор, поддерживающее большую крутизну склона;

· тектоническая раздробленность порсд сланцево-песчаниковой серии; способность ее к быстрому выветриванию с образованием глины;

· наличие на вершине склона обрыва из пород верхней юры, который при обрушениях дает глыбовый навал и поглотает все выпадающие атмосферные осадки, включая поверхностный сток;

· подземные воды и наличие выходов воды из коренных известняков.

II. Причины -- процессы, основные виновники оползней южного Крыма:

· накопление известнякового глыбового навала у подножия Яйлы вследствие обвалов, вызванных как оползневыми смещениями, так и землетрясениями;

· абразионная деятельность моря, подрезающая и уничтожающая нижнюю часть оползня;

· эрозионные процессы в нижней части оползня, снижающие вес естественного контрфорса оползня.

Выдающейся фигурой в отечественном оползневедении была Евгения Петровна Емельянова. За 40 лет научной деятельности опубликовала около 50 работ. Появление в печати любой ее статьи (особенно монографии) для геологов-оползневиков было выдающимся событием. [4]

В 1953 г Е.П. Емельянова в сборнике «Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии» опубликовала небольшую (всего 15 стр.) статью «О причинами факторах оползневых процессов». Она глубоко проанализировала все точки зрения, касающиеся роли различных факторов в образовании оползней всех геологических регионов СССР. Невообразимый хаос, логические и принципиальные шибки, неясность терминологии, всему этому нашла решение.

Для этого она предлагает при рассмотрении оползневого процесса четко различать следующие понятия: объект оползневого процесса -- склон определенной конфигурации; условия или обстановку, в которой развивается оползневой процесс; факторы оползневых процессов, в число которых входят также причины и поводы; агенты, воздействие которых вызывает появление или изменение того или другого фактора; механические силы, действующие в оползневом процессе. При таком уточнении понятий наличие подземных вод будет условием, обстановкой, в которой развивается оползневой процесс; изменение количества подземных вод (их уровня и расхода) будет фактором, влияющим на оползневой процесс; атмосферные осадки, вызывающие подъем уровня подземных вод, будут агентом, воздействующим на оползневой склон; фильтрационное давление подземных вод является механической силой, приложенной к оползневому склону.[5]

В последствии ей будет издано множество научных работ, но статья «О причинах и факторах оползневых процессов» в отечественном оползневедении всегда будет занимать особое место, т.к. благодаря именно ей была прекращена двухсотлетняя борьба мнений об относительной роли факторов в развитии оползней.

1.3 Современное состояние изучения оползней (1980 - 2010 гг.)

Продолжая систематические наблюдения за оползнями, сотрудниками Кучук-Койской станции рассматривались различные проекты по стабилизации склонов. На основе собранных материалов проектировались карты оползневых регионов полуострова. Изучение этого сложного многогранного процесса как оползень не ограничилось только Южнобережным регионом. Экспедиции на Керченский полуостров дали и свои результаты. Там были выявлены иные механизмы формирования и причины активизирующие оползни. Выделены районы их дислокации. [рис. 4.]



Рис. 4. Схема размещения основных оползней керченского полуострова [5]

Подобные экспедиции начались еще в 60-х годах. Здесь также ведется учет: сбор и статистическая обработка данных. Все эти меры по изучению проводят и в современное время. Материалы наблюдения находят свое отражения в трудах наших ученых, профессоров. Одним из таких был Клюкин А.А., его монография [7] дает множество сведений и данных о процессах их динамике и специфике. Сейчас важным остается изучение оползней, так как их проявления наблюдаются каждый год, нанося колоссальный вред и принося огромные убытки хозяйству. Необходимо найти наиболее рациональное решение, как снизить количество оползней и стабилизировать их на максимально возможный срок. Вот какая задача поставлена современным ученым. Но для ее достижения необходимо участие всех структур общества.

Глава 2. Основные факторы развития оползней

2.1 Климатические факторы

Оползли Крыма генетически связаны с особенностями рельефа, геологическим строением и метеорологическими условиями района. Климат характеризуется комплексом метеорологических элементов, которые почти все оказывают влияние на коэффициент устойчивости склонов. Это влияние можно оценить количественно, учитывая сезонные колебания прочности пород, вес профильтровавшейся части атмосферных осадков, снеговую и ветровую нагрузки, барометрическое давление и т. д. Наибольшее значение для условий равновесия склонов имеют:

1) условия увлажнения -- количество атмосферных осадков и его отношение к испаряемости, т. е. коэффициент увлажнения;

2) температурные условия, главным образом наличие и продолжительность морозного периода, наличие многолетней мерзлоты, глубина сезонного промерзания.

Кроме прямого влияния на коэффициент устойчивости склонов, климат оказывает на него и косвенное влияние через другие факторы. Так, климат определяет тип и интенсивность выветривания, характер растительности, количество и режим подземных и поверхностных вод, влияя через последний на время проявления и интенсивность процессов эрозии и абразии.

Климат определяет режим сезонных колебаний коэффициента устойчивости склонов, влияет как на его среднее, так и на максимальное и минимальное сезонные значения, определяет время наступления его максимума и минимума, а следовательно, влияет на время оползневых подвижек. [3]

Оползневой процесс относится к числу прерывистых унаследованных процессов. Крым относится к числу регионов с интенсивным развитием оползневых процессов. На полуострове зарегистрировано более одной тысячи действующих оползней. Они сосредоточены в Южном, Северном, Западном и Восточном оползневых районах, соответствующих южному и северному макросклонам Крымских гор, Равнинному Крыму и Керченскому полуострову [5]. Во внутренней части полуострова преобладают эрозионные, а на побережье - абразионные оползни. Одним из факторов влияющих на оползневые процессы в Крыму является климат, а именно распределение осадков и их цикличность, выраженная максимумами и минимумами. Самые большие осадки выпадали в 1990-1991 гг. (1258 мм), 1996-1997 гг. (1093 мм) и 1987-1988 гг. (1056 мм). Периоды активизации оползней совпали с влажными периодами. [рис. 5.] Число активных оползней превышало норму в 1,3-2,2 раза. В результате обильного увлажнения грунтов атмосферными осадками их объемная масса возрастает до 20-30%, а сопротивление сдвигу снижается до 50%, а иногда и более, что сопровождается уменьшением коэффициента устойчивости склона, образованием новых и активизацией ранее образовавшихся оползней.

Активизация происходила во влажные годы (1988, 1991, 1997 гг.) и после влажных лет (1982, 1992 гг.) - в засушливые и нормальные по увлажнению годы, если выпадали экстремальные дожди, таяли сугробы метелевого снега, водотоки и волны подрезали склоны. Эти явления нередко совпадали или происходили в близкое время, особенно в годы высокой циклонической активности. Коэффициент корреляции активности оползней с годовыми суммами атмосферных осадков составил 0,59, при сдвиге на 1 год - 0,63.

Для образования и активизации оползней наиболее благоприятны атмосферные осадки холодного периода года, когда меньше потери на испарение. Поэтому внутригодовая активность поверхностных оползней возрастает в зимне-весенний период года.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. График активности оползней (1) и хода атмосферных осадков (2) [7]

Периоды активизации близки к периодам возмущений климата, святым с ветвью роста солнечной активности и развитием Эль-Ниньо Южной осцилляции. Последние максимумы 11-летнего цикла солнечной активности были зарегистрированы в 1989 и 2001 гг., а наиболее значительные Эль-Ниньо - в 1997-1998 и 2002 гг. На 1988, 1997-1998 и 2002 гг. приходится активизация оползней. Конец ХХ-го и начало XXI-го веков отмечены в мире и в регионе очень высоким уровнем циклонической активности, неоднократным выпадением экстремальных атмосферных осадков, формированием разрушительных паводков, увеличением интенсивности волнения и абразии берегов.

2.2 Геолого-геоморфологические и гидрогеологические факторы

Оползневой процесс наиболее интенсивно и активно проявляется в областях новейших и современных поднятий, зонах и узлах пересечения живых разломов, районах высокой сейсмичности, на увлажненных, подрезанных и перегруженных склонах. Очень часто незначительные изменения рельефа, отклонение от обычных метеорологических условий в сочетании с другими факторами служат причиной нарущения устойчивости склонов и возникновения оползневых явлений.

Оползень - перемещение части горных пород, слагающих склон, на более низкий уровень в виде скольжения без потери контакта с неподвижным основанием.

Движение происходит по круглоцилиндрическому, [рис.6] плоскому или ступенчатому ложу - поверхности скольжения.

1 -- первоначальное положение склона;

2 -- ненарушенные слои;

3 -- оползневой блок;

4 -- поверхность скольжения;

5 -- площадка оползневой террасы;

6 -- стенка срыва оползневого тела;

7 -- напорный оползневой вал;

8 -- урез реки

Рис. 6. Схема поперечного профиля оползня [11]

Процесс начинается с потери равновесия и продолжается до наступления нового состояния равновесия. Это происходит в результате перемещения неустойчивых масс пород из верхней крутой на нижнюю более пологую часть поверхности скольжения. После достижений состояния динамического равновесия оползень стабилизируется или вступает в стадию подготовки нового смещения. Оползни характерны на склонах крутизной 10-30 градусов, сложенных лессами, суглинками, глинами и другими породами, вмещающими прослои глин. [7] Оползни формируются в области развития глинисто-алевролито-песчаниковых отложений таврической серии, средней юры и продуктов их разрушения, представленных суглинистой породой, содержащей включения щебня и обломочного материала в среднем 35% от массы глинистого заполнителя.

Геологическое строение Южного берега Крыма отражает особенности структуры юго-западной части Главной гряды Крымских гор. Главная гряда Крымских гор образует целую систему складчатых структур и представляет собой ядро мегантиклинали, сложенное породами мезозоя. Симеизский, Алупкинский, Ливадийский и Гурзуфский оползневые районы, расположены в области Ялтинского антиклинального поднятия, ядро которого сложено породами таврического флиша. Формирование мощной толщи таврического терригенного флиша (мощность превышает 2500 м) связывается с быстрым накоплением таврических осадков в верхнетриасовом и нижнеюрском прогибе, который протягивался через весь Горный Крым, Кавказ и прилегающие часта Черного моря - Крымско-Кавказская геосинклиналь. [12]

Отложения таврического флиша (Т3 + I1) представлены аргиллитами с прослоями глинистых сланцев и песчаников. Четвертичные отложения расчленяются на нижнечетвертичные (Q1), среднечетвертичные (Q2), верхнечетвертичные (Q3), нерасчлененные средне- и верхнечетвертичные (Q2+3), нерасчлененные верхнечетвертичные и современные (Q3-4) и современные (Q4).

Среди четвертичных отложений Южного берега Крыма выделяются следующие генетические и возрастные группы пород: морские отложения - отложения древних морских террас, современные отложения пляжей, речные отложения - отложения древних речных террас, современные аллювиальные накопления, делювиальные и пролювиальные отложения - отложения древних «континентальных» террас, современные: отложения подножий крутых склонов, накопления осыпей и обвалов, отложения, связанные с оползневыми процессами, элювий коренных пород. [1]

В местах распространения известняков и продуктов их разрушения оползневые явления встречаются в виде исключения. Формирование оползневых явлений в значительной степени определяется особенностью тектонической структуры южнобережного поднятия, осложненного наличием синклинальных понижений второго порядка, образованных на поверхности пород таврической серии. Синклинальные понижения и депрессионные впадины в кровле пород таврической серии и средней юры, заполненные мощной толщей пород делювиального генезиса, являются основным структурным элементом, с которым связаны оползневые явления. Наличие синклинальных понижений с наклоном осей складок в сторону моря отразилось на условиях залегания верхнеюрских известняков, в результате чего рельеф поверхности Яйлы на этих участках имеет понижения, уклон которых соответствует осям синклинальных складок. Благодаря этому созданы специфические условия для концентрации и циркуляции поверхностных и подземных вод с Яйлы по определенным путям, направленным в сторону развития оползневых накоплений, вызывая увлажнение пород и способствуя активизации оползневых явлений.

Большая мощность континентальных отложений (более 100 м) и приуроченность их к определенным понижениям в рельефе подстилающих пород, а также литологический состав и характер залегания говорят о том, что образование этих отложений происходило в результате таяния ледников в начале последней межледниковой эпохи. Происхождение их можно рассматривать как результат деятельности бурных водных потоков, отложивших неоднородный материал, претерпевший в дальнейшем переотложение и изменение в результате интенсивных оползневых смещения.

Степень обводненности оползневых накоплений вдоль склона неодинакова. Гидродинамическое давление, создаваемое подземными водами близ выхода на поверхность склона, особенно проявляется при наличии гидравлической связи подземных вод с рекой. В этом случае в моменты половодий речные воды питают подземные, вследствие чего их уровень также поднимается. Спад талых вод в реке происходит сравнительно быстро, а понижение уровня подземных вод в склоне относительно медленно. Получается как бы разрыв между уровнями подземных и речных вод, чем и создается дополнительное гидродинамическое давление в склоне. В результате может произойти выдавливание присклоновой части водоносного слоя, а вслед за ним оползание горных пород, расположенных выше. В связи с этим в ряде случаев отмечается активизация оползней после паводков.[7]

Активизация оползневых явлений происходит в результате влияния на склон суммы факторов, среди которых для одного и того же оползня на разных этапах его развития и проявления существенную роль могут играть различные факторы: в одном случае преобладающее значение оказывают процессы, изменяющие конфигурацию склона (абразионная деятельность моря и эрозионные процессы), в другом-- ухудшающие инженерно-геологические свойства горных пород, слагающих склон, и т. д.

2.3 Антропогенные факторы

Естественные условия, способствующие оползням, усугубляются неосторожностью человека, срезающего нижнюю часть склона для проведения улиц, дорог к пристаням и нагружающего вышележащий склон зданиями, которые со временем обязательно разрушатся. Отсутствие канализации в городах увеличивало раньше количество воды, проникающей в водоносные слои.

Неосторожная деятельность человека, которая иногда приводит к нарушению устойчивости склона. Это может быть связано с разрушениями пляжей (как это иногда имело место при строительстве морских портовых сооружений без учета естественных условий формирования пляжей и направления движения наносов), с дополнительной нагрузкой на склон, с неуемной вырубкой леса, с искусственной подрезкой склонов [3]. Опасность возникновения оползней таят в себе создаваемые человеком отвалы пород вблизи шахт и карьеров.

Так, например в Балаклаве сошел техногенный оползень из-за отвалов породы с карьера по добыче щебня

Глава 3. Классификация и распространение оползней в Крыму

3.1 Типы оползней их строение и механизмы развития

Морфология оползней находится в прямой зависимости от геологического строения склона, его крутизны и удаленности обрыва Яйлы от берега.

Исходя из основных причин, необратимо снижающих устойчивость горных пород на склонах (абразии, эрозии, искусственные подрезки склона, перегрузки обвальным материалом в сочетав любым из видов подрезки) Корженевский И.Б. выделил в горном Крыму четыре типа оползней:

I - абразионные оползни, т.е. оползни, причиной возникновения которых является абразия; базисом этих оползнем является современный уровень Черного моря;

II - эрозионные оползни, т.е. оползни, причиной возникновения которых является эрозионная деятельность рек и временных водотоков;

III - искусственные оползни, т.е. оползни, которые образовались в результате инженерно-хозяйственной деятельности человека, выражающейся в подрезке (или пригрузке) склонов при проведении земляных работ;

IV - смешанные оползни, т.е. оползни, при образовании которых помимо подсечки принимает участие перегрузка гравитационными материалами.

Переходя к условиям образования и развития оползней Южного Крыма Игорь Борисович ведущее место отводит подземным водам, выделяя при этом пять видов питания тела оползня водой:

· Яйлинское -- за счет трещинно-карстовых вод, поступающих из Яйлинского карбонатного массива;

· локальное -- за счет вод, поступающих из массивов- отторженцев;

· бытовое -- за счет техногенных вод;

· только за счет атмосферных осадков;

· смешанное -- сочетание перечисленных видов питания.

На основе этого имеем следующую классификацию [табл. 1].

Таблица 1

Региональная классификация современных оползней Крыма по

Тип оползня	Гидрогеологические условия (питание тела оползня водой)	Литологический состав смещающихся масс
I.Абразионный	1. Яйлинское	А. Известняково- глыбово-обломочные с суглинистым заполнителем
П. Эрозионный	2. Локальное	Б. Аргиллитово- сланцевые, мелко и среднеобломочные с суглинком
Ш. Искусственный	3. Бытовое	В. Известняково- сланцевые, разнообло- мочные с суглинком
IV. Смешанный	4. Только за счёт атмосферных осадков	Г. Суглинистые, с незначительной примесью обломочного материала.

основным причинам возникновения [5]

По форме развития оползневых тел в плане отличают оползни линейного типа -- вытянутые вверх по склону, и фронтального, развивающиеся вдоль побережья. [рис. 8.] Оползни линейного типа имеют длину, в 1,6--10 раз превышающую их ширину. Ширина оползней фронтального типа в 1,5--2 раза больше их длины. Максимальная длина отдельных оползней составляет 2500 м, ширина 1500 м, средняя крутизна склона 12--14°. Оползни располагаются в основном на абсолютных отметках от 0 до 250 м, отдельные из них (Алупкинский) достигают высоты 675 м над уровнем моря.



1- линейные;

2- фронтальные

Рис. 8. Характерные типы оползней в плане [15]

Оползни линейного типа сосредоточены а западной части Южного берега Крыма, а фронтального типа - в восточной. Развитие оползней линейного типа в западной части района обусловлено: более интенсивной вертикальной и горизонтальной расчленённостью рельефа; близким расположением к морю Главной гряды Крымских гор; благоприятными условиями разгрузки трещинно-карстовых вод; более крутыми углами наклона поверхности склона.

Оползни линейного типа выполняют преимущественно V-образные депрессионные впадины в рельефе выветрелой зоны пород таврической серии, тогда как фронтальные вытянуты вдоль берега моря и прислонены вершиной к приподнятым участкам пород. [рис. 9.] Различным по форме оползням присуши характерные для каждого типа причины активизации. Для оползней, имеющих линейную форму, показательно развитие деформаций, сосредоточенных в нижней и верхней частях склона при относительно стабильной средней. Оползни фронтального типа характеризуются развитием деформаций в прибрежной части склона. Динамика таких оползней существенно зависит от абразионной деятельности моря. [15]

В условиях Южного берега Крыма оползни фронтального типа характеризуются отношением длины к ширине в пределах 0,37--0,76, линейного -- в 4,3--27 раз больше и составляет 1,6-- 10,0 [табл. 2]. Следовательно, если на основе приведенных соотношений длины и ширины оползней предположить, что абразионная деятелыюсть моря оказывает действие на устойчивость всей массы оползневых пород, расположенных от языка до головы оползня, можно с некоторым допущением считать, что из факторов, спо: собствующих активизации подвижекг на склоне, абразионная деятельность моря для оползней, имеющих фронтальную форму, имеет большее значение.

Таблица 2

Характеристика оползней южных и северных склонов Крымских гор (на 1.01.1998 г.) [5]

Характеристика оползней	Оползневые районы
	Северных склонов 1925 км2	Южных склонов	Западное побережье Крыма	Побережье Керченск- ого п-ова
		Подрайоны (их площади, км2)
		Юго-западный 380 км2 (м. Айя - г. Кастель)	Центральный 360 км (г. Кастель - м. Ай-Фока)	Юго- восточный 460 км2 (м. Ай-Фока - м. Ильи)
Количество	98	538	207	101	25	193
Ширина (м)	118	108	167	106
Длина (м)	152	288	247	141
Площадь (м)	32285	46953	77056	19745
Высота (м)	10-728	10-850	19-950	10-305	10-35
Пораженн-ость (%)	0,125	7.48	4,13	0,35	2,15	3,3

Действующие абразионные оползни на порядок больше эрозионных. Различают оползни по масштабности, которая связана с объемом сносимых горных пород [табл. 3].

Таблица 3

Классификация оползней по масштабности [7]

Масштабность оползней и обвалов	Объём оползней и обвалов, м3
небольшой	сотни
довольно большой	тысячи
большой	десятки тысяч
очень большой	сотни тысяч
огромный	миллионы
катастрофический	десятки и сотни миллионов

Более половины площади занимают 10 крупных абразионных оползней,

расположенных у мысов Толстый, Крабий, Мальчин, Третий и Второй. Самый большой активный оползень находится южнее Прибрежного. Их площадь составляет соответственно около 10 и 30 га, а объем - 1,5 и 4,0 млн. куб. м. Естественно, разнообразие факторов и причин, сформировавших определенные регионы, с развитыми там оползневыми процессами имеют определенные закономерности в распространении. [14]

3.2 Основные оползневые регионы Крыма

Оползни Южного берега Крыма [рис. 10.]. Генетически связаны с особенностями рельефа, геологическим строением и метеорологическими условиями района.



1-- Тессельский; 2 -- Меласский; 3 -- Черный Бугор; 4 -- Кучук-Кой; 5 -- Кикинеизский; 6 -- Доломийский; 7 -- Алупкинский; 8--Золотой пляж; 9 -- Чукурларский; 10 -- Массандровская слободка; 11-- Селям-Магарачский; 12 -- Ай-Данильский; 13 -- Карасанский; 14 - Карабахский

Рис. 10. Схема расположения основных оползней Южного берега Крыма [5]

Участки склонов, подверженные оползневым явлениям, имеют большие размеры. Длина их в некоторых случаях достигает 3,5 а ширина 1,5--2,0 км. На фоне больших оползневых тел, сложеных оползневыми накоплениями, имеются локальные участки характеризующиеся интенсивными проявлениями, наиболее крупные из них [рис. 10]: Тессельский, Меласский, Чернобугорский,

Кучук-Койский, Кикинеизский, Доломийский, Алупкинский, Золотой пляж, Чукурларский, Массандровская Слободка, Селям - Магарачский, Ай-Данильский, Карасанский, Карабахский.

Характерной особенностью рельефа, наложившей отпечаток на формирование оползневых явлений Южного берега Крыма, является наличие Главной гряды Крымских гор с ее высоким скалистым обрывом в южной части и сравнительно плоской поверхностью вершин, создающей, благоприятные предпосылки для аккумуляции и инфильтрации поверхностных вод. Последние, проникая в толщу юрских известняков, слагающих плато Яйлы, образуют водоносные горизонты, дренирущиеся в виде многочислен- иых источников, расположенных вдоль южнобережного склона. Южный склон расположен на границе структурных областей, испытывающих новейшие тектонические движения против,ододоодрз лого знака, что создало определенные условия для формирования современного рельефа.

Эрозионные и гравитационные формы рельефа проявляются на южном склоне повсеместно при разных соотношениях этих форм.

К западу от Алушты, где склон имеет ширину всего 4--5 км и, 1 постепенно сужаясь, выклинивается к мысу Айя, наряду со значительным эрозионным расчленением (густота долинно-балочной сети 2,5--4,3 км на 1 км2), большую роль в рельефе играют гравитационные формы, одна из таких - оползневая.

Оползневая гравитационная форма -- оползни-потоки, оползневые депрессни циркообразной формы со ступенчатым профилем, склоны оползневого срыва и др. В западной части склона оползневые формы получили широкое развитие, чему способствовали геологические и гидрогеологические условия. К ним относятся: чередование субширотных антиклинальных и синклинальных прогибов; с которыми связаны оползневые явления; периодическое увлажнение карстовыми водами, поступающими из яйлинских массивов и продуктов их разрушения; неоднородность литологического состава пород и т. д. [15]

Для центрального района характерно наличие древних в значительной мере эродированных оползней. Древние оползни, под которыми следует понимать оползни, образовавшиеся при ином базисе эрозии и уровне абразии. Они могут быть:

· открытые;

· погребенные.

По характеру оползневых смещений А. П. Нифантов [13] различает два их вида:

1) когда масса движется по какой-то поверхности без взаимного перемещения составляющих ее частиц;

2) когда движение оползневых накоплений осуществляется путем взаимного передвижения составляющих ее частиц, т. е. течением массы. в западной части Южного берега Крыма наряду с первым типом движения развит также и второй. Такому типу движения пород способствует большая крутизна склона в западной части по сравнению с восточной. Примером второго типа движения могут служить оползни: Тессельский, Меласский, Черный Бугор, Кикнеизский, Доломийский и др.

Оползни Восточной части Южного берега Крыма. Оползневые процессы восточной части Южного берега Крыма [рис. 12.]

обусловлены климатическими условиями, а также геологическим строением и составом пород, вовлекаемых в оползневые смещения. В геологическом строении юго-восточного берега Крыма участвуют породы таврической серии, средней юры и четвертичные.



Рис. 12. Схема расположения оползней в восточной части Южного берега Крыма [15]

Из оползнеобразующих факторов для оползней восточной части Южного берега Крыма наиболее мощными и постоянно действующими, исходя из общей неотектонической обстановки, являются абразия и эрозия. Подземные воды, формирующиеся за счет атмосферных осадков, выпадающих на Яйле, питают всего 9 оползней (8%), а остальная часть подземных вод Яйлы дренируется многочисленными балками и реками.

Основная часть оползней (90%) увлажняется за счет атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на поверхность оползней и прилегающие к ним водосборы. Следовательно, на режим устойчивости оползневых склонов района могут оказывать влияние атмосферные осадки, выпадающие только непосредственно в пределах конкретных оползневых участков, в то время как значительная часть оползней западной части Южного берега Крыма, особенно Симеизские и Алупкинские, постоянно увлажнены за счет карстово-трещинных подземных вод, поступающих из известняков Яйлы. О кинематике оползневых процессов востока Южного берега Крыма мы можем судить частично по оползням Генуэзский 759 и Приветное 813. Первый расположен западнее пос. Морское, с 1964 г. до апреля 1967 г. находился в фазе интенсивных смещений (более 1 м в год), в апреле-мае 1967 г. перешел в фазу катастрофического смещения (до 1,5--2 м/сут), хотя аномального отклонения оползнеобразующих факторов (абразии, осадков, сейсмических толчков) в этот период не отмечалось. Оползень при этом выдвинулся в море на 10--15 м, образовав впереди себя вал выпирания. В последующие 3 года скорость смещения оползня понизилась до 0,5--0,8 м/год.

Оползень у пос. Приветное, в 750 м на северо-восток от устья р. Ускут, с 1964 г. находится в активном состоянии со скоростью смещения до 1 м/год.

Оползни Западной части Крымского полуострова. Обвально-оползневые процессы западной части Крыма от г. Севастополя до Байкальской косы [рис. 13.] долгое время оставались неисследованными. По характеру абразионной и аккумулятивной деятельности здесь выделяют

[рис. 13.]: 1) аккумулятивный берег, который протягивается от оз. Сасык до Сакских озер; 2) аккумулятивно-абразионный -- от Малого Сакского озера до оз. Багайлы; 3) абразионные участки Тарханкутского полуострова и от оз. Багайлы до г. Севастополя. [рис. 14.]

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 -- обвалы; 2 -- оползни; 3 -- древний клиф; 4 -- бенч; 5 -- литифицированные отложения; 6 -- аккумулятивные формы; 7 -- песчаные наносы

Рис. 13. Схема западной части Черноморского побережья Крыма [15]

Высота береговых обрывов возрастает с севера на юг и достигает иногда 25--30 м. Подошва берегового обрыва отделяется от уреза моря

современным пляжем шириной 15--20 м.

Рис. 14. Абразионный оползень, Каламитский залив [17]

В геологическом строении принимают участие в основном неогеновые и четвертичные породы. Значительное распространенно имеют континентальные отложения средне- и верхнеплиоценового возраста занимающие значительную площадь между Евпаторией и Севастопольской бухтой. Литологически они представлены желто-бурыми и красно-бурыми континентальными глинами с редкими линзами песчаников и галечников.

В пределах Тарханкутского полуострова между Бакальскои косой и Евпаторией на дневную поверхность выходят сарматские известняки с редкими прослоями глин, что создает благоприятные условия для формирования оползней.

Западная часть побережья Крымского полуострова является зоной неравномерных опусканий, которые происходили в течение четвертичного времени. В отличие от всего побережья Тарханкутский полуостров в течение этого времени испытывал слабые дифференцированные подвижки.

Формированию оползней первого порядка способствуют широко развитые в западном районе в пределах прибровочной части плато трещины бортового отпора, которые располагаются на расстоянии 2--4 м от бровки и вытянуты вдоль нее на 10--15 м.

Оползни Тарханкутского полуострова расположены в пределах Джангульского побережья, приурочены они к ядру Джангульской антиклинали и связаны с деформациями светло-зеленовато-серых тонкослоистых глин нижнего сармата, кровля которых находится в пределах современного уровня моря. Роль нагрузки, создающей критические перепады давлений в глинах, выполняют средне- и верхнесарматские известняки с прослоями мергелей и известковистых песчаников. Мощность этих отложений достигает 50 м.

Оползни Джангульского побережья почти непрерывно деформируют морской склон на протяжении 3,9 км, имея длину по оси от 90 до 230 м, при мощности смещающих масс до 30--40 м, т. е. здесь имеют место типичные фронтальные оползни, для которых индекс удлиненности, по Е. П. Емельяновой [3], значительно менее 0,5 м. Поверхность оползневого склона ступенчатая с многочисленными бессточными западинами. Ступени формируются за счет отчленения с последующим вращением крупных блоков средне- и верхнесарматских известняков, поверхность которых имеет обратный уклон, достигая 48°. Блоки во многих случаях при последующих повторных смещениях хорошо сохраняются, образуя цепочку холмов вдоль уреза. Нижние блоки подвергаются ин- , тенсивной морской абразии, энергия которой не гасится в пределах узкого современного пляжа шириной 5--6 и в редких случаях 10 м. В пределах подводной части склона на расстоянии 20--40 м от уреза разбросаны одиночные глыбы сарматских известняков, свидетельствующие о смещении береговой линии, которые в некоторой степени гасят энергию штормовых волн. [2]