Геологічні небезпечні природні явища.

 

Зсуви.

 

Зсуви – це зміщення мас гірських порід вниз по схилу під дією сили земного тяжіння без втрати контакту з нерухомою основою на більш низький гіпсометричний рівень.

Найчастіше зсуви бувають у зонах тектонічних порушень, на терасах озер, водосховищ, морів, на схилах гір і річок.

Зсуви є одним із найнебезпечніших і дуже поширених природних явищ. Вони властиві західним областям України, а також узбережжю Чорного та Азовського морів. Зсуви розвинуті на 50 % освоєних схилових площ з основними здеформованими горизонтами від глин карбону до плейстоценових суглинків.

Природними причини зсувів є – збільшення крутизни схилів, підмив їх основи морською чи річковою водою, сейсмічні поштовхи та ін.

Штучними (антропогенними) причини зсувів є – руйнування схилів дорожніми канавами, вирубування лісів, неправильний вибір агротехніки для сільськогосподарських угідь на схилах, надмірний винос ґрунту та ін.

Зсуви формуються у зволожених місцях, коли сила тяжіння накопичених на схилах продуктів руйнування гірських порід перевищує силу зчеплення ґрунтів.

Зсуви виникають в основному в літній час при великих опадах, у горах або на схилах, на берегах річок і ярів, там, де під верхнім водопроникним шаром знаходиться водотривкий, частіше всього глина. Причина цьому – інфільтрація шарів, з яких складається схил, їх перезволоження, підвищення пластичності водотривкого шару, збільшення крутості схилу. Часто зсуви з’яв-ляються внаслідок необережного або бездумного, без урахування геологічних умов місцевості, ведення господарства. Так, у Карпатах, на узбережжі Чорного моря і Дніпра, де порушена екологічна рівновага і гідрологічний режим, внаслідок безсистемної вирубки дерев, розорювання схилів гір, розробки надр відбуваються часті зсуви. При будівництві різних споруд збільшується маса верхнього шару ґрунту, при копанні котлованів і ям руйнується схил, якщо вода з водопроводу і каналізації потрапляє у шар землі або закупорюються місця виходу підземних вод.

Ознакою зсуву може бути: переміщення ґрунту разом з насадженнями, будовами, заклинювання дверей та вікон будівель, просочування води на зсувонебезпечних схилах.

Зсув починається раптово. Спочатку з’являються тріщини у ґрунті, розри-ви доріг і берегових укріплень, зміщуються будівлі, споруди, дерева, теле-фонні і електричні стовпи, руйнуються підземні комунікації. При зсувах зі схилів ґрунт захоплює і несе з собою все, що знаходиться на його поверхні.

Зсуви поділяються:

1) за потужністю – на малі (до 10 тис. м³), великі (до 1 млн. м³), дуже великі (понад 1 млн. м³);

2) за глибиною залягання – на поверхневі (1 м), мілкі (5 м), глибокі (до 20 м), дуже глибокі (понад 20 м);

3) за типом матеріалу – на кам’яні (граніт, гнейс) і ґрунтові (пісок, глина, гравій);

4) за швидкістю зміщення порі – на повільні (швидкість становить декілька десятків сантиметрів на рік), середні (швидкість становить декілька метрів за годину або добу) і швидкі (швидкість становить декілька десятків кілометрів за годину).

Зсуви виникають при крутизні схилу 10 % і більше, а при надмірному зволоженні на глиняних ґрунтах можуть виникати і при крутизні 5÷7 %.

Зсуви можуть бути активними і неактивними. На активність впливає гірська порода схилу, що становить основу зсуву, а також наявність вологи.

Площі зсувонебезпечних процесів за останні 30 років збільшились у 5 разів. Вони поширені майже на половині території України. Найбільшого поширення вони набули у Закарпатській, Івано-Франківській, Чернівецькій, Хмельницькій, Миколаївській, Одеській, Харківській, Дніпропетровській областях, у Донбасі та в Криму. Тут частіше бувають зсуви видавлювання (розміром до 5 км) та зсуви-потоки. У Кримських горах бувають блокові та лінійні зсуви довжиною 0,5÷2,5 км та шириною 0,3÷1,5 км. На берегах каскаду Дніпровських водосховищ, на узбережжі Азовського та Чорного морів поширені зсуви спливання і фронтальні.

Від зсувів слід очікувати таких небезпек, як: руйнування і завалення житлових та виробничих будівель, потенційно небезпечних об’єктів, інженерних та дорожніх споруд, магістральних трубопроводів та ліній електромереж, систем життєзабезпечення, а також травмування та загибель людей. Крім того, зсуви створюють умови для перекриття рік, внаслідок чого можуть виникати катастрофічні паводки.

Селі

 

Селевий потік – це бурхливий потік води, грязі, каміння, який виникає несподівано під час великих злив або швидкого танення снігу, льодовиків у горах та їх сповзання в русла річок. Ця маса рухається по руслу або прямолінійно, викликаючи на своєму шляху великі руйнування. Селевий потік характеризується великою масою і швидкістю руху, руйнує будівлі, дороги, гідротехнічні та інші споруди, знищує сади, поля, ліси, призводить до загибелі людей і тварин. Як і при інших стихійних лихах, при загрозі селевого потоку велике значення має своєчасне виявлення початку стихії і попередження людей. Наближення селевого потоку можна впізнати за звуками ударів валунів і уламків каміння, що перекочуються, це нагадує гуркіт поїзда, який наближається з великою швидкістю.

Причини виникнення селевих потоків: сильні зливи, інтенсивне танення снігу та льоду, розмив гребель водойм, землетруси і виверження вулканів. До причин виникнення селевих потоків належать і антропогенні фактори: вирубування лісів і деградація ґрунтів на гірських схилах, роботи в кар’єрах, вибухи гірських порід при прокладанні доріг, неправильна організація обвалів та підвищена загазованість повітря, що згубно діє на ґрунтово-рослинний покрив.

Ймовірність зародження селів залежить від складу та будови гірських порід, їх здатності до вивітрювання, рівня антропогенної дії на район та ступінь його екологічної деградації. Під вивітрюванням розуміють процес механічного руйнування і хімічної зміни гірських порід та мінералів. Інтенсивність та швидкість вивітрювання характеризуються природними умовами (атмосферні опади, вітер, коливання температури повітря та інше).

До селевого басейну належить гірська територія з прилеглими схилами, на яких містяться складові зруйнованих гірських порід, його витоки, всі його русла, водозбір, а також район його дії.

Процеси виникнення і розвитку селів перебувають у залежності від таких характеристик селевих басейнів, як висота витоків, селеактивність, а також геологічна будова та ерозія гірських порід.

Залежно від висоти селевих потоків селеві басейни поділяються на: 1) високогірні – 2,5 км і більше; 2) середньогірні – 1,0÷2,5 км; 3) низькогірні – до 1 км.

Басейни характеризуються і об’ємом селевого виносу. Чим вище витік, тим більший об’єм селевого виносу з 1 км² поверхні басейну.

Виникнення і розвиток селевого потоку проходять у три етапи:

1. накопичення в руслах селевих басейнів рихлого матеріалу внаслідок гірської ерозії і вивітрювання порід;

2. переміщення рихлих гірських матеріалів по гірських руслах з підвищених ділянок у нижчі;

3. розосередження селевих виносів у гірських долинах.

Рух селів – це суцільний потік із каміння, бруду та води. Вони мають у своєму складі тверді матеріали (10÷75 % від всього об’єму) і рухаються зі швидкістю від 2 до 10 м/с. За об’ємом селевий потік може досягати від сотень тисяч до мільйонів кубічних метрів з розмірами уламків до 3÷4 м в поперечнику і масою 100÷200 т. У фронті селевого потоку може утворюватись „голова” висотою до 25 м.

За складом розрізняють:

1) грязьові селеві потоки – суміш води з невеликою кількістю землі та дрібного каміння (об’ємна вага складає 1,5¸2 т/м³);

2) грязекам’яні селеві потоки – суміш води, гравію, гальки та невеликого каміння (об’ємна вага складає 2,1¸2,5 т/м³);

3) водокам’яні селеві потоки – суміш води з камінням переважно великого розміру (об’ємна вага складає 1,1¸1,5 т/м³).

За потужністю (об’ємом) селеві потоки можуть бути:

1. катастрофічні, що характеризуються виносом матеріалу понад 1 млн. м³ і спостерігаються, як правило, на Земній кулі один раз в 30÷50 років

2. потужні – виносять матеріал об’ємом в 100 м³ і виникають рідко.

3. середньої та малої потужності. При селях малої потужності виноситься матеріалу близько 10 тис. м³, і виникають такі селі щорічно, іноді по декілька разів на рік.

Від 3 до 25 % території України може потерпати від негативного впливу селевих потоків. Селеві потоки можуть поширюватися на 40 % території Закарпатської області, 33 % території Івано-Франківської області, 15 % території Чернівецької області, 9 % території Криму.

 

Снігові лавини.

 

Снігова лавина – це раптове сходження з гірських вершин снігових мас, що виникають внаслідок перевантаження схилу після великого випадання снігу, під час відлиги, внаслідок формування в нижчих частинах снігової площі горизонту розрихлення. Великі лавини виникають на схилах 25÷60º і, рухаючись зі швидкістю до 200 км/год, можуть нести сотні тисяч тон снігу. Причинами сходження снігових лавин можуть бути перенапруження снігового покрову, різкий порив вітру, звукова хвиля, різка зміна метеорологічних умов.

Розрізняють два основних типи лавин:

1. пилові лавини утворюються безформною сумішшю снігового пилу. Під час руху знизу додається все новий і новий сніг, і лавина зростає.

2. пластові лавини відділені площиною сковзання від основи. Вони виникають, як зсуви і зсуваються у вигляді пласта по старому снігові, що лежить нижче. Пластові лавини більш небезпечні, ніж пилові.

По характеру руху розрізняються:

1. осови – сніжні зсуви, які скочуються по всій поверхні схилу;

2. лоткові лавини – рухаються по формах рельєфу;

3. плигаючі лавини – котрі вільно падають з виступів.

Лавини рухаються із середньою швидкістю від 70 до 100 км/год. Сила удару може становити до 50 т/м² (кубометр мокрого снігу важить до 300 кг). Неважко собі уявити, що це значить, якщо дерев’яний будинок витримує не більше З т/м², а при силі удару 10 т/м² вириваються з корінням вікові дерева.

Виникають лавини при наявності:

1. достатньої кількості снігу в будь-яку пору року на схилах різної стрімкості;

2. порушенні стійкості снігу внаслідок різких змін погоди:

а) сильні снігопади, хуртовини – коли сила зціплення снігу, який щойно випав, з підстилаючою поверхнею незначні;

б) відлиги – поява водного змазування між снігом та підстилаючою поверхнею;

в) розпушення нижнього шару снігу із-за підвищення температури в його товщі та випарування снігу в теплому горизонті.

Без зовнішніх причин сніг не почне рух по гірському схилу. З великою вірогідністю можна передбачити початок лавини якщо:

1. йде сильний снігопад;

2. на поверхню снігу падає дощ;

3. температура повітря змінюється в ту чи іншу сторону під час снігопаду;

4. сильна хуртовина в горах переносить сніг.

Часто причиною лавин є сонячне тепло, яке оплавляє кристали снігу і робить його нестійким на південних схилах гір. Землетрус силою 5¸6 балів викликає потік сейсмічних лавин.

Найбільш лавинонебезпечні V-подібні долини, жолоби та схили під ними, а також відкриті круті схили, покриті товстим шаром снігу. Оптимальними умовами для лавин є засніжені схили стрімкістю від 30 до 40 градусів. Щоб лавина зійшла, тут потрібен або свіжий сніг в 30 см товщиною, або лежалий – не менше 70 см. Якщо схил крутіше 45 градусів, лавини сходять після кожного снігопаду.

Але крім снігових лавин існують і інші види лавин. Земляні лавини виникають при землетрусах на схилах гір, які покриті дрібноуламковими осипами та іншими пухкими породами (пісок, глина, суглинки тощо). Кам’яно-земельні маси, які зміщуються в таких випадках, подібні сніговим лавинам, але на відміну від них складаються з пухких та подрібнених скельних порід.

Нерідко виникають змішані снігові-льодово-кам’яні лавини, коли обвалюється частина снігу та льоду. Вона залучає до руху уламкові відклади, які покривають гірські схили та днища річкових долин. Інколи скельні обвали в падінні подрібнюються на дрібні уламки та завершують свій шлях у вигляді кам'яних лавин.

Не можна виходити в гори у сніг та непогоду. Слід стежити в горах за зміною погоди. Найбільш небезпечний період сходження лавин – весна – літо, від 10-ї години ранку до заходу сонця. Найчастіше сходження лавини трапляється при крутизні схилів понад 300, якщо схил без чагарників і дерев – при крутизні 200; при крутизні 450 лавини сходять після кожного снігопаду.

В історії людства відомо багато лавинних катастроф. В Альпах відома страшна трагедія, яка сталася під час першої світової війни. На австро-італіпському фронті, який проходив засніженими гірськими перевалами, стихія забрала життя близько 10 тис. солдат. Найбільш лавинонебезпечною країною вважається Швейцарія, де протягом року сходить приблизно до 10 тис. лавин. На території України снігові лавини поширені в гірських районах Карпат та Криму. Шість населених пунктів Закарпаття перебувають під загрозою снігових лавин. Райони хребтів Горгани, Чорногори, Полининській у лютому – березні та в період відлиг є лавинонебезпечні, з обсягом снігових лавин до 300÷350 тис. м³.

Основна небезпека снігових лавин проявляється у вигляді безпосередньої ударної дії на людей та на перешкоди (споруди, будівлі, системи життєзабезпечення). Факторами небезпеки лавин є:

1. значна кількість травмувань і людських жертв;

2. завалювання сніговою масою та руйнування будинків і споруд, потенційно небезпечних об’єктів, доріг, мостів, інженерних споруд, систем життєзабезпечення;

3. знищення лісових масивів та значні збитки сільському господарству.

 

Обвали.

 

Обвал – це відокремлення великого блоку від масиву гірських порід на стрімкому, обривистому схилі чи укосу гір з послідуючим їх обвалюванням та скатуванням глибово-щебенистої маси під дією сили тяжіння. Можливі обвали льодяних мас.

Виникненню цих явищ сприяють геологічна будова місцевості, наявність на схилах тріщин та зон дроблення гірських порід, послаблення їх зв'язаності під впливом вивітрювання, підмивання, розчинення і дії сил тяжіння

Ці явища спостерігаються на берегах морів, обривах річкових долин і у горах. До 80 % обвалів виникають у результаті порушень при проведенні будівельних робіт та гірських розробок.

Осип – це нагромадження щебеню чи ґрунту біля підніжжя схилів.

Карпатські та Кримські гори небезпечні утворенням обвалів і осипів з катастрофічними наслідками, як, наприклад, Демерджинський обвал у 1986 р.

 

Карст.

 

Карстове провалля – западина на поверхні землі, яка виникла внаслідок розчинення гірських порід поверхневими чи підземними водами.

На 60 % території України розвиваються карстові процеси. Це явище пов’язане з розчиненням природними водами гірських порід. В деяких областях України рівень ураження карстовими процесами сягає 60÷100 % території. Характерними є явища карбонатного, сульфатного, соляного карсту. Особливу небезпеку викликають ділянки розвитку відкритого карсту (вирви, колодязі, провалля), що становить 27 % від всієї площі карстоутворення. Найбільш розвинутий відкритий карст на території Волинської області на площі 594 км², Рівненської – 214 км², Хмельницької – 4235 км².

Абразія

 

Абразія – це процес руйнування хвилями прибою берегів морів, озер та водосховищ. Абразійний процес найбільш поширений на Чорноморському узбережжі. У береговій зоні Криму щорічно зникає 22 га, між дельтою Дунаю та Кримом – 24 га, у північній частині Азовського моря – 19 га. Абразії підпадає до 60 % берегів Азовського та до 30 % – Чорного морів. Швидкість абразії становить в середньому 1,3÷4,2 м за рік.