Инженерно-геоморфологическое районирование Белореченского полигона учебных практик и методика составления инженерно-геоморфологических карт

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«ИНЖЕНЕРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ БЕЛОРЕЧЕНСКОГО ПОЛИГОНА УЧЕБНЫХ ПРАКТИК И МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ»

(учебно-методическое пособие)

Нечипорова Т.П.

Ростов-на-Дону 2008

Аннотация

Учебно-методическое пособие «Инженерно-геоморфологическое районирование Белореченского полигона учебных практик и методика составления инженерно-геоморфологических карт» предназначено для обеспечения проведения практик на Белореченском полигоне в пределах горной части республика Адыгея.

Целью пособия является приобретение студентами знаний по инженерной геоморфологии, составлению инженерно-геоморфологических карт и их применению в практической деятельности.

Учебно-методическое пособие включает раздел общих понятий и представлений, два учебных модуля, приложения и список литературы.

Учебно-методическое пособие сопровождается тестами, контрольными вопросами, в нем дано проектное задание.

Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлениям «Геология», «География» и «Экология» на учебно-производственных практиках на Белореченском полигоне, но может быть также использовано при изучении дисциплины «Геоморфология», при прохождении практик на производстве, написании квалификационных и научно-исследовательских работ.

Объем пособия: 48 страниц печатного текста, 3 рисунка, 2 таблицы, 2 приложения, список литературных источников из 16 наименований.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

Модуль 1. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИКИ СОСТАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ

Модуль 2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ БЕЛОРЕЧЕНКОГО УЧЕБНОГО ПОЛИГОНА И МЕТОДИКА ЕГО СОСТАВЛЕНИЯ

Литература

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Проведение учебных, производственных, учебно-исследовательских практик в пределах Белореченского полигона предусматривают освоение различных методик проведения геоморфологических исследований, среди которых важнейшее место занимает методики составления инженерно-геоморфологических карт.

Постановка проблемы. Изучение студентами методики составления инженерно-геоморфологических карт при региональных геоморфологических и геологических работах средних и крупных масштабов является важным элементом их обучения.

Инженерная геоморфология как прикладное направление возникла сравнительно недавно. Основные принципы составления, содержание и условные обозначения не носят унифицированного характера. Существует достаточно большой разброс в принципах составления подобных карт. Большая часть предлагаемых методик связана с составлением инженерно-геоморфологических карт для равнинных территорий.

В настоящем учебно-методическом пособии мы предлагаем методику инженерно-геоморфологического районирования горных территорий на основе анализа существующих принципов и методик. Их освоение поможет студентам глубже разбираться в основах проектирования строительства и функционирования различных сооружений в пределах геодинамических активных территорий и разрабатывать природоохранные мероприятия.

Структура пособия. Учебно-методическое пособие включает раздел общих понятий и представлений, два учебных модуля, приложения и список литературы. районирование инженерный геоморфологический горный

В разделе «Основные термины и понятия» приводятся сведения, необходимые для составления инженерно-геоморфологических карт. Раздел сопровождается контрольными вопросами для самостоятельной работы студентов.

В первом учебном модуле описываются основные принципы и методики построения инженерно-геоморфологических карт. Модуль заканчивается тестами и контрольными вопросами, необходимыми для углубленного самостоятельного изучения приемов составления карт.

Во второй модуль включены данные, необходимые для самостоятельного выполнения проектного задания по составлению карты инженерно-геоморфологического районирования центральной части Белореченского полигона. Здесь приводятся принципы, и методика составления схемы инженерно-геоморфологического районирования горной части республики Адыгея в пределах учебного полигона, построенная на этой основе карта и краткое описание к ней. Для успешного выполнения задания прилагается картографический материал.

Цель пособия. Настоящее учебно-методическое пособие будет способствовать приобретению студентами ряда компетенций, включающих профессиональные знания по инженерной геоморфологии, умение пользоваться литературными и картографическими источниками, а также применять теоретические знания и принимать решения в практической работе. Кроме того, при составлении карты инженерно-геоморфологического районирования конкретной площади - Белореченского полигона, студенты должны получить инструментальные и социальные компетенции - освоить компьютерные технологии, приобрести опыт работы в творческом коллективе.

Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов на учебно-производственных практиках на Белореченском полигоне, но может быть также использовано при изучении дисциплин «Геоморфология», при прохождении практик на производстве, написании квалификационных и научно-исследовательских работ.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

При составлении инженерно-геоморфологических карт необходимо знать основные термины. В данном разделе мы рассмотрим лишь те понятия, которые необходимы в практической работе. Более детально это изучается в специальных дисциплинах на старших курсах.

Инженерная геоморфология - направление прикладной геоморфологии, изучающее рельеф, его морфологические и морфометрические особенности, процессы, условия и факторы рельефообразования и преобразования форм земной поверхности (естественного и искусственного) для их оценки при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

Инженерная геоморфология включает в свой арсенал сведения и методы из геологии, физической географии, гидрологии, климатологии, топографии и подчиняет их единой цели - анализу рельефа с точки зрения условий его использования, устойчивости, динамичности и прогноза эксплуатации. Инженерная геоморфология - это дисциплина, изучающая возможности использования теоретических основ и методов геоморфологии в инженерных целях.

Инженерная геоморфология, используя теоретические основы общей и региональной геоморфологии, тесно взаимодействует с антропогенной и экологической геоморфологией.

Геоморфологические знания служат для обоснования прогнозных оценок при планировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений, а также помогают выяснить характер воздействия сооружений на окружающую природу и функционирование соседствующих сооружений.

Инженерная геоморфология как прикладная область знаний занимает пограничное положение между инженерной географией и инженерной геологией.

Инженерная геология изучает земную кору как возможную среду инженерной деятельности человека, и, прежде всего, горные породы, слагающие земную кору и их свойства. Инженеры-геологи собирают информацию о том, как антропогенные процессы влияют на свойства пород, определяющих устойчивость оснований инженерных сооружений. Геоморфология анализирует те же явления, но под другим углом зрения - как эти процессы влияют на рельеф земной поверхности и его устойчивость.

Инженерная география - это еще не вполне сформировавшаяся научная дисциплина, являющаяся прикладным направлением. Она изучает взаимодействие инженерно-хозяйственной деятельности человека и природной среды с целью обоснования рекомендаций по оптимальному размещению природно-технических систем и повышению эффективности природопользования.

Инженерные сооружения чаще всего возводятся в производственных или транспортных целях, а также в целях жилищного, социального и культурного строительства. Возникает необходимость в средствах инженерной защиты окружающей человека среды. Таким образом, все вопросы размещения объектов инженерной деятельности связаны с развитием территориально-производственных комплексов. Обоснование размещения и прогноз их развития осуществляются экономической географией. Поэтому при разработке рекомендаций по строительству специалисты по инженерной географии должны опираться на результаты экономико-географических исследований. Физико-географические условия накладывают отпечаток не только на условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений, но и влияют на выбор технологий тех или иных видов производства.

Инженерная геоморфология по целевому назначению подразделяется на следующие направления:

Общая инженерная геоморфология, изучающая теоретические вопросы, обобщая методику исследований применительно к различным сферам практического изучения рельефа.

Инженерная геоморфодинамика (процессоведение), включающая:

1) общую геоморфодинамику, которая занимается изучением закономерностей проявления и сочетания современных геоморфологических процессов и их влияние на хозяйственную деятельность человека;

2) частную геоморфодинамику, состоящую из отдельных методов изучения флювиальных процессов, лавин, оползней, карста, селей, защиты берегов, современных тектонических движений земной коры и т. д. и выработки мер по борьбе с этими процессами.

Отраслевая инженерная геоморфология изучает рельеф для нужд различных отраслей народного хозяйства.

Определение динамической геоморфологии было дано Д. Г. Пановым, который считал, что это «часть общей геоморфологии, изучающая развитие и изменение рельефа, его динамику под преобладающим воздействием экзогенных процессов». Сами процессы динамики рельефа он предлагал называть морфодинамическими, подчеркивая, что практическое значение их очень велико, так как они нередко носят катастрофический характер, разрушают сооружения или создают большие трудности в их использовании, требуют защитных мер.

Цель инженерной геоморфодинамики (или процессоведения) состоит в познании на основе изучения форм и элементов рельефа сущность процессов, их генетическую предопределенность и в комплексе с изучением других данных дать прогноз влияния процессов на строительство и прогноз влияния хозяйственной деятельности на процессы.

Динамика, интенсивность, отражение современных геоморфологических процессов в природных условиях любой территории закономерно связаны с геологическим строением, современными движениями земной коры, физико-географическими условиями и инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Под влиянием различного сочетания этих факторов выделяются участки территорий с неодинаковыми инженерно-геоморфологическими условиями. Эти участки могут быть основой для специального картирования рельефа в инженерных целях.

Оценки условий строительства и эксплуатации инженерных сооружений складываются из определения происхождения и возраста рельефа, которые анализируются с точки зрения устойчивости территории, а также влияния тех современных рельефообразующих процессов, которые особенно быстро изменяют морфологический облик территории. Рельеф считается достаточно устойчивым элементом географической среды. Многие его черты практически не изменяются в течение тысячелетий, но некоторые рельефообразующие процессы протекают быстро и за весьма короткий промежуток времени происходят существенные изменения рельефа. Таковы обвалы, осыпи, провалы, сели и все то, что называется катастрофическими явлениями. Оценка устойчивости рельефа -- это одно из условий определения целесообразности размещения и эксплуатации инженерного сооружения.

Информация о происхождении и возрасте рельефа помогает определить изменчивость процессов рельефообразования. B рельефе хорошо различаются обвальные, осыпные, оползневые, делювиальные, солифлюкционные и другие склоны. Их устойчивость различна. В ходе геоморфологического анализа нетрудно разделить курумовые и осыпные склоны и тем самым выявить относительно спокойные и опасные места возможного строительства сооружений. Если наряду с происхождением установлен и возраст рельефа, то это может уточнить представления об устойчивости территории и сделать их более достоверными, так как древние формы рельефа по сравнению с молодыми оказываются и более устойчивыми.

Определение устойчивости рельефа. Под устойчивостью рельефа понимается способность его сохранять свои профили в течение длительного времени. Нарушение устойчивости может происходить естественным путем и за счет деятельности человека. Определить возможные причины нарушения устойчивости рельефа, дать прогноз его развития - одна из задач инженерной геоморфодинамики.

Устойчивость рельефа зависит от современных тектонических движений, состава и свойств горных пород, действующих на них современных экзогенных процессов, морфологии поверхности, расположения в той или иной природной зоне. Нарушение устойчивости рельефа ведет к перемещению горных пород, которое осуществляется двумя способами: 1) по поверхности денудационным путем, в основном под действием силы тяжести, плоскостного смыва, криолитогенеза и 2) по линейному направлению, выраженному перемещением под действием воды, ветра, льда. Первое происходит медленно, второе - сравнительно быстро.

Силы, мешающие перемещению масс под действием рельефообразующих факторов, зависят от сцепления и трения, состава пород, их увлажненности, выветрелости и других инженерно-геологических свойств. Чем больше коллоидных частиц и выше их насыщенность водой, тем больше подвижность горных пород. Зависимость между массой, углом наклона и трением выражается соотношением

Mg sin б ? Mt mg cos б,

где М - масса; g sin б - слагающая силы тяжести; t - коэффициент трения; mg cos б - давление масс на основание.

Методы исследований. Для характеристики геоморфологических условий при инженерной оценке местности требуются специальные геоморфологические исследования, включая стационарные наблюдения. При этом следует помнить, что в рельефе земной поверхности выделяются три области, оценка которых должна проводиться с учетом их особенностей. Это области сноса (области денудационного рельефа), области транзита (переноса вещества рельефообразующими процессами) и области аккумуляции (области формирования аккумулятивного рельефа). В областях сноса изменение рельефа ставит под угрозу существование фундаментов сооружений, так как разрушает их в первую очередь. В области транзита рельеф, как правило, не изменяется и при непрофессиональном анализе может казаться достаточно устойчивым и надежным. Связанные с экзогенным рельефообразованием литопотоки могут воздействовать не только на инженерные объекты, но и на технологию производства, если они окажутся на пути схода лавин, переноса песка ветром и др. А области аккумуляции могут стать причиной погребения тех или иных частей сооружений.

Геоморфологическая оценка местности - это своеобразное разрешение, выданное геоморфологами строителям на возведение сооружения. В ней должны быть даны рекомендации и для создания средств защиты проектируемых объектов от нежелательных воздействий рельефообразующих процессов.

Для инженерной оценки рельефа чаще всего пользуются морфометрическими и кинематическими (динамическими) методами.

Морфометрические методы в инженерно-геоморфологических исследованиях основаны на изучении размерностей рельефа, т. е. определении линейных размеров: длин склонов, длин и ширины долин, периметров бассейнов. Эти данные необходимы для вычисления размеров различных сооружений, например длины плотин, мостовых переходов и т. п. Линейные измерения позволяют получить другие морфометрические характеристики рельефа - площади, уклоны, густоту и глубину расчленения рельефа.

Данные о густоте и глубине расчленения рельефа, его уклонах необходимы для определения общего плана размещения сооружений, проектирования профиля и плана укладки трубопроводов, трасс дорог и других объектов.

Существует много приемов численного анализа рельефа. Это методы «кривой пересеченности рельефа» и «начального уклона местности» М. М. Протодьяконова, использовавшиеся при проектировании железных дорог. Методика «ритмов рельефа» А. А. Борзова применялась в работах по размещению постоянной и временной оросительной сети. Прием «насыщенности рельефа горизонталями» П. М. Орлова использовался при оценке проходимости местности.

Кинематическими, или динамическими, методами определяют изменения пространственных соотношений рельефа во времени. Основные величины, с которыми оперируют кинематические методы, - время и масса. Основными методами измерения современных изменений рельефа являются геодезические, фотограмметрические, гидрометрические, сейсмометрические, астрономические измерения.

Выделяются следующие кинематические методы:

1. Методы, основанные на наблюдениях за движением частиц земной коры, или субстанциальные: наблюдения за изменением положения маркированной линии поверхности при движении ледников и осыпей, за наклоном древесных стволов при движении оползней; анализ речных террас, глубин эрозионных врезов, деформаций поверхностей выравнивания, высот снеговой границы и ландшафтных поясов, этажей карстовых галерей.

2. Методы, основанные на наблюдениях за изменением положения поверхности, или локальные. Эти методы состоят в повторных топографических и батиметрических съемках. При этом можно использовать и палеогеоморфологические наблюдения за миграцией дельт, урезов рек, береговых линий.

3. Методы, основанные на наблюдениях за движением потоков частиц, или балансовые. Этими методами замеряют приход и расход твердого стока реки, денудационный вынос в бассейн, снос рыхлого материала по склону, сток и приток растворенных веществ с участка развития карстовых форм; производят анализ отложений, коррелятных процессам денудации, оврагообразованию.

Все измерения рельефа и перемещений поверхности сопровождаются статистической обработкой материалов, постановкой стационарных наблюдений, лабораторных исследований и работ по моделированию процессов, типов и форм рельефа.

Современной инженерной геоморфологией накоплен определенный опыт специальных инженерно-геоморфологических исследований. Интерес к этим работам со стороны практики особенно заметно возрос в связи с внедрением в изыскательские работы дистанционных материалов: разновысотных черно-белых аэрофотоснимков, цветных и спектрозональных фотоизображений, космических снимков и спектрометрических материалов.

Геоморфологические данные используются для районирования территорий по степени устойчивости рельефа. Например, Г. А. Максимович для оценки площадок под промышленное и гражданское строительство классифицирует устойчивость закарстованных территорий по динамичности годового прироста и плотности провальных карстовых воронок.

Существует классификация оползневых районов по степени проявления процесса и локализации оползней на площади (районы единичных оползней, линейного распространения, площадного развития оползней).

Картирование форм и элементов рельефа дает возможность для районирования территории по инженерно-геологическим свойствам грунтов для районов развития эоловых песков, задернованных в разной степени, форм рельефа материкового оледенения, аллювиальных террас разного генезиса и возраста, криогенной морфоскульптуры, суффозионных форм рельефа. В каждом из этих случаев формы рельефа, их морфология, генезис, плотность па единицу площади служат показателями для определения инженерных свойств рыхлых пород, обладающих определенной устойчивостью.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что является предметом изучения инженерной геоморфологии?

2. Назовите науки естественно-научного цикла, с которыми тесным образом взаимодействует инженерная геоморфология?

3. Что изучает инженерная геоморфодинамика?

4. Под влиянием различного сочетания природных и антропогенных факторов выделяются участки территорий с неодинаковыми инженерно-геоморфологическими условиями. Могут ли они быть основой для специального картирования рельефа в инженерных целях ?

5. Что называют «устойчивостью рельефа»? Назовите признаки устойчивости рельефа.

6. Назовите основные методы, применяемые в инженерной геоморфологии.

7. Какие морфометрические методы нашли широкое применение для инженерно-геоморфологических целей?

8. В чем состоит суть динамических методов наблюдений?

9. Основными методами измерения современных преобразований рельефа являются …..?

10. Назовите основные признаки рельефа, по которым можно районировать территории.

МОДУЛЬ 1. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИКИ СОСТАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ

Комплексная цель модуля - познакомить студентов с существующими принципами и методиками составления общих и частных инженерно-геоморфологических карт.

В комплексе исследований, проводимых при инженерно-геоморфологическом анализе, важное место принадлежит инженерно-геоморфологическому картографированию и районированию.

Цель инженерно-геоморфологического картографирования заключается в разработке приемов и способов составления специальных карт, характеризующих геоморфологические условия строительства и эксплуатации объектов.

Инженерно-геоморфологические карты узкого служат инженерным целям в различных отраслях народного хозяйства, несут специальную, необходимую для той или иной отрасли нагрузку, отражают динамику рельефа, его качественные и количественные особенности и элементы прогноза развития.

Эти карты подразделяют на два типа:

1) средне- и крупномасштабные (1:200 000 - 1:50 000) для целей общей инженерной геоморфологии (карты районирования);

2) целевые крупномасштабные карты для частной инженерной геоморфологии (1:50 000 и крупнее). Принципиальные особенности составления этих двух типов карт во многом сходны.

Районирование - это метод членения исследуемой территории на таксоны, которые отвечают как минимум двум критериям: 1)специфики выделяемых территориальных ячеек и 2) взаимосвязанности насыщающих их элементов.

Принято различать частное районирование, основанное на учете лишь отдельных элементов территории, и общее - основанное на комплексном, или интегральном, подходе. Результатом районирования является сетка районов, которая отражает объективную иерархичность пространственных систем.

Существует типологический и региональный подходы.

Типологическое районирование предусматривает выявление и выделение определенных типов территориальных единиц того или иного порядка на основе учета общих существенных признаков, свойственных им, и отказа от учета многих частных их особенностей. При этом характеристика дается не каждому конкретному контуру, выделенному на карте, а группе контуров данного типа.

Региональный вид районирования основан на выделении территориальных единиц, каждая из которых характеризуется ясно выраженной индивидуальностью и получает персональную характеристику.

Типологическое выделение районов ориентировано, таким образом, на сходство, а региональный -- на различие признаков.

Геоморфологическое районирование позволяет логично представить закономерности строения, развития и пространственного размещения рельефа Земли. Районирование систематизирует имеющиеся знания о рельефе, необходимо для решения ряда практических задач

Инженерно-геоморфологическое районирование можно рассматривать как специальный вид геоморфологического районирования.

Под инженерно-геоморфологическим районированием следует понимать выделение системы территориальных элементов разного ранга, характеризуемых внутренним сходством и внешними различиями инженерно-геоморфологических условий, и описание этих систем.

Инженерно-геоморфологическое районирование должно опираться на комплекс специальных инженерно-геоморфологических карт, которые позволяют оценить геоморфологическую обстановку строительства и эксплуатации инженерных объектов. Имеющийся опыт создания таких карт говорит о том, что их содержание не может быть единым, поскольку оно определяется видами инженерно-строительной деятельности и должно основываться на особенностях морфоклиматической зональности (Леваднюк, 1983).

Известное развитие получило специальное инженерно-геоморфологическое районирование по набору определенных признаков. В качестве примера можно привести типологию долин главных рек Сибири для целей гидроэнергетического строительства (Коржуев, 1977).

Инженерно-геоморфологическое районирование выполняется по определенным принципам на основе выбранных классификационных признаков. Принципы - важнейшие логические правила, методологические подходы и методические положения, которые необходимо соблюдать при проведении любого типа или вида районирования. Классификационные признаки - это те выбранные и обоснованные исследователями характеристики рельефа, на основе которых происходит деление территории при региональном районировании или типизации территориальных единиц определенного ранга при типологическом районировании.

Симонов Ю.Г. и Кружалин В.И. (1989) сформулировали основные принципы инженерно-геоморфологического районирования:

Районирование должно проводиться по вещественно-морфологическим признакам, отражающим закономерности пространственной изменчивости инженерно-геоморфологических условий, обусловленных взаимодействием региональных и зональных рельефообразующих факторов.

Сумма выделенных при районировании территориальных единиц должна быть равна объему (площади) делимой территории при региональном виде районирования или объему классифицируемого (делимого) понятия в случае типологического и оценочного районирования.

При районировании должно соблюдаться требование соразмерности - территориальные комплексы, выделяемые на определенной ступени районирования, должны относиться к одному рангу.

Признаки, по которым проводится деление территории, должны выбираться так, чтобы каждая точка попадала только в одну из выделяемых категорий.

В пределах одной таксономической единицы все границы единиц следующего более высокого ранга должны проводиться по признакам одного порядка. Классификационный признак может изменяться от одной ступени районирования к другой.

Каждая группа между выделяемыми таксономическими единицами должна проводиться по определенному классификационному признаку.

Оценка рельефа для целей инженерно-геоморфологического районирования должна включать (Палиенко, 1978):

- анализ генетически однородных граней или поверхностей рельефа,

- влияние структурно-геоморфологических особенностей,

- связь геологического строения с рельефом,

- устойчивость рельефа,

- характер проявления и динамику современных геоморфологических процессов,

- количественные показатели рельефа и темпов развития процессов.

Для графического отображения полученных данных обычно пользуются картой четвертичных отложений, геоморфологической картой, составляемой по морфогенетическому принципу, морфометрическими и другими картами. Однако в отдельности эти карты не отражают конкретной взаимосвязи элементов рельефа и антропогенового покрова с инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями, в частности их трудно использовать для районирования. Возникает необходимость создания синтетической карты рельефа и его инженерных свойств, которая легко сопоставлялась бы, например, с картами гидрогеологического, инженерно-геологического и гидромелиоративного районирования и имела бы с ними близкие принципы выделения картируемых единиц.

В основу составления инженерно-геоморфологических карт положен принцип картографирования генетически однородных поверхностей, или граней рельефа. Основными картируемыми объектами являются отдельные морфогенетические элементы, формы рельефа, т. е. элементарные генетически однородные поверхности, ограничивающие простые формы рельефа.

Обычно показывают группы однородных форм рельефа или генетические категории рельефа. А. И. Спиридонов (1975) выделяет следующие категории рельефа:

а) эндогенный - тектонический, вулканический, псевдовулканический; структурно-денудационный - бронированный, формы препарировки;

б) экзогенный - комплексно-денудационный, гравитационный, делювиальный, флювиальный, карстовый и суффозионный, мерзлотный, ледниковый, эоловый, озерный, морской;

в) антропогенный - денудационный, аккумулятивный.

Выделяются также элементы палеорельефа (погребенного и экспонированного).

В пределах этих групп картируют элементарные генетически однородные поверхности.

Методика составления инженерно-геоморфологических карт и картируемые при этом таксоны сведены в таблицу 1.

Выделение наиболее крупных инженерно-геоморфологических таксонов - групп однородных форм рельефа - основано на зависимости формирования подземных вод, условий дренажа, инженерно-геологических свойств пород от ярусности рельефа. Каждый ярус отличается друг от друга генезисом рельефа, составом литогенной основы, морфологией, основными морфометрическими показателями, характером современных процессов.

Элементарные грани (генетически однородные поверхности) разновозрастных ярусов рельефа сопоставляются с областями и подобластями на картах гидрогеологического и инженерно-геологического районирования.

Группы однородных форм рельефа показывают соответствующим цветом, генетически однородные поверхности - оттенками этих цветов.

По интенсивности и направленности новейших и современных тектонических движений и их отражению в рельефе выделяют морфоструктуры разных порядков. Картируют структурно- геоморфологические элементы (морфоструктуры разных порядков, линии тектонических нарушений, локальные структуры и т. д.) с указанием степени их отражения в рельефе.

При инженерно-геологическом районировании их сопоставляют с подобластями, реже - с районами. Это связано тем, что свойства грунтов, устойчивость рельефа, характер естественной дренированности и взаимосвязь грунтовых и напорных вод контролируются, в значительной мере, структурными особенностями.

Часто границы морфоструктур III порядка, локальных структур и трещинных структур служат контурами ареалов различных современных процессов. В этих случаях их следует сопоставлять с инженерно-геологическими районами. На карте структурно-геоморфологические таксоны показывают цветными (красными или оранжевыми) контурами или линиями.

Более мелкие по размерам инженерно-геоморфологические таксоны выделяются путем картографирования форм и элементов рельефа разного генезиса, свидетельствующих о характере проявления, интенсивности современных экзогенных процессов. Эти таксоны могут служить основанием для выделения районов при гидрогеологическом и инженерно-геологическом районировании. Выделяют группы генетически однородных форм рельефа, например, структурно-денудационные, гравитационные, флювиальные, ледниковые, карстовые, антропогенные и т. д. Интенсивность проявления современных рельефообразующих процессов показывают значками.

Таблица 1

Принципы составления карт инженерно-геоморфологического районирования (Палиенко, 1978)

	Группы однородных форм рельефа	Структурно-геоморфологические элементы	Современные процессы, формы рельефа и их элементы	Морфометрические и морфологические особенности
Принцип выделения	По генезису, основным рельефообразующим факторам в пределах ярусов рельефа	По интенсивности и направленности неотектонических движений, отражению их в рельефе	По генезису отдельных форм и элементов рельефа, по характеру проявления современных процессов	По сочетанию однородных элементов рельефа, углов наклона, степени расчленения
Способы изображения на карте	Элементарные, генетически однородные поверхности, элементы рельефа - цветом	Контуры морфоструктур, тектонические зоны	Формы рельефа, интенсивность процессов в их контурах	Цифровые обозначения в контуре генетически однородных поверхностей и форм рельефа
Инженерно-геоморфологические таксоны	Тектонические, структурно-денудационные, флювиальные, морские, речные и др.	Морфоструктуры ЙЙ и ЙЙЙ порядков (положительные и отрицательные, прямые и обращенные). Локальные морфоструктуры (указать степень отражения в рельефе). Элементы структур. Зоны разрывных нарушений.	Формы рельефа: структурно-денудационные, гравитационные, водно-эрозионные, карстовые, морские, техногенные. Интенсивность процессов показывается значками.	Морфометрические показатели элементарных поверхностей по углам наклона, густоте и глубине расчленения и др.

Формы рельефа, указывающие на особо опасные процессы (карстовые и суффозионные воронки, оползневые и обвальные склоны и пр.), рекомендуется привязывать точными геодезическими методами путем совместного полевого картографирования рельефа геодезистом по абрису геоморфолога и с его участием.

Инженерно-геоморфологические таксоны, характеризующие рельеф с количественной стороны, выделяют по морфометрическим показателям в пределах генетически однородных форм рельефа или их элементов. Для этого проводят картометрические исследования - в основном для выявления площадей с одинаковыми углами наклона и глубиной и густотой расчлененности: в районах, где значительная густота расчленения, указывают модуль горизонтальной изрезанности. Выбор морфометрических показателей зависит от вида инженерных задач. Для проектирования дорог это будут углы наклона и глубина расчленения, для мелиорации - глубина и густота расчленения.

При близком совпадении контуров морфометрических показателей с границами форм и элементов рельефа их наносят в виде цифровых обозначений в контуре форм рельефа. В противном случае ставят разные цифры в пределах одного и того же контура формы рельефа, разграничивая последние на отдельные площади с разными морфометрическими показателями.

Участки при инженерно-геологическом и гидрогеологическом районировании выделяют на основе карты антропогеновых отложений для территорий со стабильным их развитием, а для территорий со слабым развитием антропогенового покрова при картографировании генетически однородных поверхностей рельефа можно указывать особенности их литогенной основы, выделяя еще одну группу инженерно-геоморфологических таксонов.

Целевые (отраслевые) инженерно-геоморфологические карты составляют в крупных масштабах на разных стадиях проектирования и строительства народнохозяйственных объектов -- гидротехнического, мелиоративного, дорожного, промышленного и городского строительства, сельского хозяйства и пр. В зависимости от назначения объектов нагрузка карт будет несколько отличаться друг от друга.

Наиболее пригодными для обобщения являются карты для целей гидротехнического строительства и водных мелиорации. Примером таких инженерно-геоморфологических карт может служить карта, составленная для района одесских лиманов (Хаджибейского и Куяльницкого), где проектируется трасса канала Дунай - Днепр и создается Хаджибейское водохранилище (рис. 1).

Оценка рельефа включает:

1) анализ генетических групп морфоскульптур и их связей с современными геоморфологическими процессами;

2) количественную характеристику рельефа, наиболее влияющую на морфодинамику рельефа (обычно это углы наклона, густота или глубина вертикального расчленения и другие морфометрические показатели);

3) прогноз развития современных процессов в пределах определенных групп морфоскульптур, граней рельефа;

4) анализ соотношения неотектонических структур с группами морфоскульптур и районами развития тех или иных современных процессов;

5) выявление элементов палеорельефа и их соотношение с современным рельефом.

Вспомогательными могут быть различные карты, составляемые на прозрачном пластике и накладываемые на инженерно-геоморфологическую карту. Такими картами обычно являются карты антропогеновых отложений и неотектонические. Могут быть рекомендованы карты техногенного рельефа

Рис. 1 Инженерно-геоморфологическая карта района одесских лиманов (Палиенко, 1978)

Генетические группы форм рельефа (морфоструктур) и современные геоморфологические процессы. Деструкционные (обусловленные современной денудацией и аккумуляцией): 1 - пластовая плиоценовая равнина с уклонами 0-2є (преобладание процессов почвообразования); 2 - склоны крутизной 3-5є (преобладание процессов плоскостного смыва-намыва); 3 -склоны крутизной 6-15 є (преобладание процессов линейной эрозии); 4 - склоны крутизной 16-35є (преобладание процессов оползания). Аккумулятивные: 5 - пролювиальные конусы выноса; 6 - глыбовые накопления; 7 - осыпи. Флювиальные: 8 - тыловой шов и поверхность второй надпойменной террасы; 9 - то же третьей надпойменной террасы; 10 - то же четвертой надпойменной террасы; 11 - поверхности структурных террас на известняковой основе с преобладанием процессов поверхностного выщелачивания; 12 - поверхности пойм с активными пролювиальными процессами; 13 - поверхности пойм стабилизировавшиеся; 14 - поверхности пойм подтопляемые; 15 - высохшие участки дна лимана с интенсивным засолением. Морские и лиманные: 16 - активный клиф; 17 - отмерший клиф; 18 - пересыпи; 19 - косы и пляжи. Неотектонические: 20 - предполагаемые зоны тектонических нарушений, выделенные по геоморфологическим признакам.

Элементы палеорельефа: 21 - абразионный останец куяльницкой ингрессии - Жевахова гора; 22 - тыльная граница лимано-морской куяльницкой равнины на месте уничтоженных абразией понтических известняков; 23 - погребенные палеодолины и направление древнего стока.

Прогнозируемое развитие современных процессов для водохранилища с НПУ-20 м: 24 - ожидаемое абразионно-обвальное отступание берегов; 25 - ожидаемое абразионно-оползневое отступание берегов; 26 - аккумулятивное наступление; 27 - фильтрация в тела надпойменных террас и куяльницкие отложения; 28 - подтопление; 29 - карст. (с нанесением антропогенных форм рельефа, степени освоенности отдельных территорий, видов хозяйственного использования). В отдельных случаях можно составлять вспомогательную карту на пластике, отражающую прогноз развития рельефа.

Особенностью инженерно-геоморфологических карт является совместный показ генетических форм рельефа по отдельным ступеням-граням (генетически однородным поверхностям) и действующих и прогнозируемых в их пределах современных геоморфологических процессов. Цветом показываются генетические группы форм рельефа и геоморфологические процессы. Оттенками цвета изображают генетически однородные грани рельефа, но с неодинаковыми морфометрическими показателями и различными геоморфологическими процессами.

Для тех групп форм рельефа, которые не имеют широкого площадного развития, линейно вытянуты (фрагменты речных и морских террас, трещинные структуры) и не могут быть подразделены на дополнительные грани по морфометрическому принципу, показывается однотонный цветовой фон и значковые изображения форм и элементов рельефа.

Предлагается показывать на карте районы прогнозируемого развития процессов. Способы изображения могут быть разными:

а) совмещенный показ на одной карте инженерно-геоморфологической нагрузки и элементов прогноза;

б) раздельный показ прогнозируемых процессов на прозрачном пластике с последующим его наложением на инженерно-геоморфологическую карту. При первом варианте районы прогнозируемых процессов показывают красными или оранжевыми линиями и группами значков или единичными значками.

А. И. Спиридонов (1975) разделяет геоморфологические карты для инженерных целей несколько иначе:

Общие обзорные карты геоморфологических условий строительства и карты районирования по условиям строительства в масштабе 1: 500 000 и мельче - используются для планирования и размещения строительства.

Обзорные карты геоморфологических условий в масштабах 1:200 000 - 1: 100 000 -- предназначаются для проектирования строительства конкретных сооружений разного рода.

Карты с детальной характеристикой геоморфологических условий в масштабе 1:50000 - 1:25000 - предназначаются для обоснования проектного задания при составлении планов создания различных видов сооружений.

Карты с очень детальной характеристикой геоморфологических условий в масштабе 1:10000 и крупнее - предназначаются для обоснования проекта строительства конкретных инженерных объектов.

ТЕСТЫ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ

1. Целью инженерно-геоморфологического картографирования является:

1) составление специальных карт, характеризующих геоморфологические условия строительства и эксплуатации объектов;

2) разработка приемов составления геоморфологических карт;

3) составление карт четвертичных отложений;

4) составление плана размещения объектов строительства.

2. Установите соответствие:

А. Для целей общей инженерной геоморфологии (карты районирования) составляются карты масштаба ….;

Б. Целевые карты для частной инженерной геоморфологии имеют масштаб ……

1) средне- и крупномасштабные (1:200 000 - 1:50 000)

2) крупномасштабные (1:50 000 и крупнее).

3. Типологический подход районирования заключается в выявлении и выделении:

1) определенных типов территориальных единиц того или иного порядка на основе учета общих существенных признаков;

2) территориальных единиц, каждая из которых характеризуется ясно выраженной индивидуальностью;

3) территориальных единиц, которые имеют персональную характеристику;

4) различия признаков.

4. Выберите основные принципы инженерно-геоморфологического районирования:

1) при районировании должно соблюдаться требование соразмерности;

2) признаки, по которым проводится деление территории, должны выбираться так, чтобы каждая точка попадала только в одну из выделяемых категорий;

3) в пределах одной таксономической единицы все границы единиц следующего более высокого ранга должны проводиться по признакам одного порядка. Классификационный признак может изменяться от одной ступени районирования к другой:

4) все варианты верные.

Для составления карты инженерно-геоморфологического районирования необходим анализ … карт:

1) четвертичных отложений;

2) морфометрических показателей рельефа;

3) карты распространения современных геоморфологических процессов;

4) все варианты верные.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что является главным при составлении инженерно-геоморфологического районирования?

2. Что мы называем классификационными признаками районирования?

3. В основу составления инженерно-геоморфологических карт по Палиенко Э.В. положен принцип ….

4. Какие методические приемы при оценке рельефа для целей инженерно-геоморфологического районирования включает Палиенко Э.В. ?

5. Почему при создании карты инженерно-геоморфологического районирования создается синтетическая карта рельефа и его инженерных свойств ?

6. Какой принцип положен в основу составления инженерно-геоморфологических карт ?

7. Для каких целей составляются частные инженерно-геоморфологические карты?

8. Какие исследования рельефа являются главными при составлении частных инженерно-геоморфологических карт?

МОДУЛЬ 2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕБЕЛОРЕЧЕНКОГО УЧЕБНОГО ПОЛИГОНА И МЕТОДИКА ЕГО СОСТАВЛЕНИЯ

Комплексная цель модуля - освоение методик составления карт инженерно-геоморфологического районирования, приобретение навыков выполнения инженерно-геоморфологических карт.

Учебный Белореченский, расположенный в горной части республика Адыгея, все активнее вовлекается в сферу хозяйственной деятельности. Основной отраслью специализации этого района становится туризм. По отношению к рекреации рельеф выступает в качестве ресурса и в качестве условия развития рекреационной деятельности. Изучение рекреационного потенциала горных территорий требует особого подхода и более детального изучения, ввиду активной современной экзодинамики рельефа. В связи с этим возникла необходимость составления инженерно-геоморфологических карт и в том числе инженерно-геоморфологического районирования.

На основе изучение опыта составления карт инженерно-геоморфологического районирования, изложенного в предыдущем разделе, мы предлагаем следующие принципы и методику выделения картографируемых таксономических единиц.

Основные единицы геоморфологического районирования -- страны, провинции, области и районы - выделяются с учетом морфоструктурных и морфоскульптурных особенностей. Однако в зависимости от специфики территории и ранга выделяемых регионов предпочтение отдается тому или иному ведущему признаку. Морфоструктурный подход к геоморфологическому районированию в полном объеме используется применительно к молодым горным странам типа Кавказа, где дифференциация территории даже в деталях непосредственно обусловлена древней и новейшей тектоникой (Сафронов, 1983).

Согласно схеме геоморфологического районирования Кавказа (Сафронов, 1983) территория Северного Кавказа относится к двум странам -- Русской равнине и Кавказу, охватывающим соответственно платформенные и орогенические области. Пограничной зоной между ними является система альпийских предгорных прогибов, наложенная на южный крест эпигерцинской платформы, но относящаяся к Кавказской горной стране.

Геоморфологические провинции соответствуют наиболее крупным структурно-тектоническим зонам - эпигерцинской платформе Предкавказья, системе альпийских краевых прогибов и мегантиклинорию (горному сооружению) Большого Кавказа. Они характеризуются геоморфологической и тектонической обособленностью, обусловленной главным образом типом и интенсивностью новейших тектонических движений.

Геоморфологические провинции делятся на области, которые отражают поперечную морфоструктурную зональность и соответствуют тектоническим структурам более низкого порядка - поднятиям и впадинам эпигерцинского фундамента и поперечным сегментам горного сооружения Большого Кавказа. Поперечная морфоструктурная зональность определяется Транскавказским субмеридиональным новейшим поднятием, пересекающим все продольные структурно-тектонические зоны Северного Кавказа. К нему приурочены высокогорные горст-антиклинальные хребты Центрального Кавказа, Минераловодский выступ палеозойского фундамента, разделяющий краевые прогибы в их центральной части, Ставропольский свод, который лежит в основании Ставропольского плато, Зунда-Толгинский выступ в Манычском прогибе, определивший водораздел Западного и Восточного Манычей, и наиболее приподнятый блок вала Карпинского в Южных Ергенях. К западу и востоку от Транскавказского поднятия расположены поперечные зоны погруженного фундамента -- Азово-Кубанская и Терско-Кумская впадины, выраженные в рельефе низменными аккумулятивными равнинами.

По ряду других признаков - в частности, более местным различиям в тектонической структуре и проявлении новейших движений, типам и интенсивности процессов денудации и аккумуляции - могут быть выделены подобласти, районы и более мелкие единицы геоморфологического районирования (рис. 2.).

Схема инженерно-геоморфологического районирования Белореченского учебного полигона, расположенного в горной части республики Адыгея, на основе принципов геоморфологического районирования И.Н.Сафронова (1983) представляется в следующем виде.

Исследуемая территория подразделяется нами на следующие таксоны: страна, провинция, область, подобласть, район и участок (рис.3, табл. 2.).

Страна - А. Кавказская горная страна - соответствует орогенической области альпийской складчатости Альпийско-Гималайского складчатого пояса.

Провинция - А.I. Большого Кавказа выделяется в пределах наиболее крупных структурно-тектонических зон - мегантиклинория Большого Кавказа (высокогорные и среднегорные сводово-глыбовые, складчатые и эрозионно-денудационные хребты). По возрасту они относятся к трем циклам складчатости: доюрской (герцинской), альпийской (мезозойско-палеогеновой) и новейшей (неоген-четвертичной).

По особенностям и амплитудам новейших поднятий, глубине и интенсивности расчленения, литолого-стратиграфическим комплексам, развитию наземного вулканизма, современным и древним климатическим условиям, связанным с различной степенью оледенения, Большой Кавказ разделяется на ряд областей, соответствующих его поперечным сегментам. К ним относятся: Северо-Западный Кавказ, Западный и Центральный Кавказ, Восточный Кавказ, Юго-Восточный Кавказ, Апшероно-Кобыстанские низкогорья.

Рис. 2 Схема геоморфологического районирования Северного Кавказа (Сафронов, 1983) Границы: 1 - провинций; 2 - областей; 3 - подобластей

Условные обозначения к рис. 2

А. Страна: Русская равнина

1. Провинция Предкавказских равнин.

Области:

1. Азово-Кубанская аккумулятивно-эрозионная равнина.

2. Ставропольское плато.

Подобласти:

2.1. Южно-Ставропольская (эрозионно-денудационные равнины и депрессии;

2.2. Центрально-Ставропольская (структурно-денудационное плато);

2.3. Восточно-Ставропольская (денудационные и аккумулятивно-денудационные равнины);

2.4. Северо-Ставропольская (низменные аккумулятивно-эрозионные и аккумулятивные равнины).

3. Терско-Кумская аккумулятивная низменность.

4. Приманычская низменность.

Б. Кавказская горная страна

II. Провинция предгорных депрессий и возвышенностей

Области:

5. Таманский полуостров.

6. дельта Кубани.

7. Кубанская наклонная аккумулятивная и аккумулятивно-эрозионная равнина.

8. Минераловодская наклонная аккумулятивно-эрозионная равнина и островные горы -- лакколиты.

9. Терско-Кабардино-Суиженская.

Подобласти:

9.1.Терский и Кабардино-Сунженский хребты;

9.2. Кабардинская, Северо-Осетинская и Чеченская наклонные аккумулятивные равнины.

...