ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2011, № 3, с. 215-226
УДК 624.131
ОЦЕНКА КАРСТОВОЙ И КАРСТОВО-СУФФОЗИОННОЙ ОПАСНОСТИ
В ПРОЕКТЕ КРУПНОМАСШТАБНОГО ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ г. МОСКВЫ
© 2011 г. В. М. Кутепов, И. В. Козлякова, Н. Г. Анисимова, О. Н. Еремина, И. А. Кожевникова
Учреждение Российской академии наук Институт геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН Уланский пер. 13, стр. 2, Москва, 101000 Россия; E-mail: direct@geoenv.ru
Поступила в редакцию 13.10.2010
В статье освещены результаты работ по построению карты опасности древних карстовых форм и современных карстово-суффозионных процессов для территории г. Москвы в масштабе 1 : 10 000, выполнявшихся в ИГЭ РАН в 2007-2009 гг. в рамках проекта крупномасштабного тематического геологического картирования территории города. Специальная геологическая карта такого масштаба впервые построена для всей территории столичного мегаполиса площадью 1100 км2, включая районы, лежащие за МКАД. Карта, созданная на основе обработки данных более чем 25 000 скважин, позволила существенно расширить и детализировать сведения о распространении зон различных категорий карстовой и карстово-суффозионной опасности, что необходимо для оценки природной опасности и риска, обусловленных наличием закарстованных карбонатных пород на территории города. Вместе с другими картами комплекта карту можно использовать при составлении рекомендаций на ранних стадиях проектирования строительного освоения наземного и подземного пространства города.
Ключевые слова: карстово-суффозионная опасность, распространение древних карстовых форм, погребенная речная долина, крупномасштабное геологическое картирование, оценка природной опасности и риска.
ВВЕДЕНИЕ
На рубеже ХХ-ХХ1 веков строительное развитие Москвы поднялось на качественно новый уровень в соответствии с мировыми тенденциями урбанизации. Современные архитектурные потребности мегаполиса в сочетании с ограниченными возможностями наземного строительства в условиях существующей плотной застройки привели к необходимости более широкого использования подземного пространства города. В актуализированном Генеральном плане развития Москвы до 2025 г. подземное строительство впервые вынесено в отдельное направление градостроительного планирования. Принятая в марте 2007 г. Правительством Москвы "Концепция освоения подземного пространства и основные направления развития подземной урбанизации г. Москвы", а также разработанная на ее основе "Городская программа подготовки к комплексному градостроительному освоению подземного пространства г. Москвы на 2009-2011 гг." предусматривают значительное (на 150 тыс. кв. м.
ежегодно) увеличение объема подземного строительства с доведением этого показателя до 15% от общего объема строительства [14]. Для реализации этих программ необходимо проведение всестороннего анализа геологического строения и инженерно-геологического районирования территории города с учетом требований подземного строительства, что позволит перевести градостроительную и природоохранную деятельность на новую информационно-картографическую основу. На основании этого в марте 2007 г. Правительство Москвы издало распоряжение №518-РП "О создании тематических геологических крупномасштабных карт территории г. Москвы" в масштабе 1 : 10 000. Картографические работы проводились в течение 2007-2009 гг. в Институте геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН и НПП "Георесурс" по договору с ГУП "Мосгоргеотрест". В комплект крупномасштабных карт вошло 12 тематических карт, в числе которых "Карта опасности древних карстовых форм и современных карстово-суффозионных процессов".
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КАРСТА И КАРСТОВО-СУФФОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ТЕРРИТОРИИ г. МОСКВЫ
Карст и карстово-суффозионные процессы, наряду с подтоплением и оползневым процессом, относятся к числу главных природных опасностей на территории Москвы, нарушающих устойчивость геологической среды мегаполиса и наносящих огромный материальный ущерб городскому хозяйству [10, 11]. Карстовые и карстово-суффо-зионные процессы, связанные с растворением горных пород подземными водами и часто завершающиеся формированием провалов и оседаний на земной поверхности, в свою очередь приводящих к деформациям сооружений вплоть до их разрушения, являются опасными труднопрогнозируемыми процессами. Их активизация тесно связана с хозяйственной деятельностью человека, в частности с нарушением гидродинамической и гидрохимической обстановок в геологическом массиве.
О наличии карстовых форм в известняках каменноугольной системы, залегающих на глубинах 5-100 м в Москве, было известно из материалов бурения еще с начала XX в. Однако в более полном объеме масштаб подземных карстопрояв-лений был выявлен в 30-х годах прошлого века в связи с проходкой первых линий метрополитена. Итогом интенсивных инженерных изысканий под строительство метрополитена и реконструкцию набережных р. Москвы стал изданный в 1955 г. Мосгоргеотрестом "Альбом геологических, гидрогеологических карт и инженерно-геологических разрезов территории Москвы в пределах Садового кольца масштаба 1:5000 и пояснительная записка к ним" под редакцией Ф.В. Котлова [4]. В этот альбом среди прочих вошли карта рельефа поверхности каменноугольных и коренных пород, а в пояснительной записке говорилось об увеличении трещиноватости и закарстованности известняков в тальвеге доледниковой долины.
Активизация карстово-суффозионных процессов, приведшая к катастрофическим провалам поверхности в районе Хорошевского шоссе, произошла в городе в 1960-1970-х годах в связи с техногенным нарушением гидродинамического режима подземных вод на северо-западе столицы. С этого времени более подробное изучение условий карстопроявления в Москве, а также разработка методики инженерно-геологического районирования территории, в том числе с учетом степени карстовой опасности, привлекают внимание многих исследователей [1, 3, 5, 9, 13]. В 1977 г. В.Н. Кожевниковой составлена "Карта районирования территории по степени опасности
проявления на поверхности современных карс-тово-суффозионных процессов" для участка на северо-западе Москвы. Первая карта инженерно-геологического районирования города в масштабе 1 : 25 000 была составлена под руководством Г.А. Голодковской в 1980-х годах [1].
В это же время исследования по изучению геологической среды на территории Москвы развернулись в Институте литосферы АН СССР, которые с 1990 г. были продолжены в Инженерно-геологическом и геоэкологическом научном центре РАН (с 1996 г. - Институт геоэкологии РАН). Так, под руководством В.М. Кутепова и В.Н. Кожевниковой была составлена серия крупномасштабных геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических карт для северо-западного района города. Часть полученных результатов опубликована авторами в монографии "Устойчивость закар-стованных территорий" [9]. В 1990-2000-х годах в ИГЭ РАН в рамках выполнения работ по городским программам составлены "Карта карстовой и карстово-суффозионной опасности в масштабе 1 : 50 000" (1995); "Геологическая карта дочетвертич-ных отложений на территории центральной части г. Москвы в масштабе 1 : 10 000" (1998); "Карта районирования центральной части г. Москвы по геологическому строению и условиям взаимосвязи водоносных горизонтов в масштабе 1 : 10 000" (1998); "Геологическая карта дочетвертичных отложений территории г. Москвы с разновозрастными эрозионными врезами в пределах МКАД, масштаб 1 : 10 000" (2004); а также серия крупномасштабных (1 : 1000 - 1 : 2000) геологических карт с оценкой карстово-суффозионной опасности на участках строительства Третьего и Четвертого транспортных колец, Московской монорельсовой дороги, МДЦ "Москва-Сити", участка реконструкции ГАБТ и других объектов [7, 8].
Выполненные исследования позволили достаточно подробно изучить строение геологической среды города и в значительной степени установить закономерности проявления карстовых и карстово-суффозионных процессов на территории г. Москвы.
ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ г. МОСКВЫ, ВЛИЯЮЩИЕ
НА РАЗВИТИЕ КАРСТОВЫХ И КАРСТОВО-СУФФОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Подверженность территории г. Москвы карстовым и карстово-суффозионным процессам определяется особенностями строения ее геологической среды, обусловленными тектоническим
расположением в пределах Русской платформы, на южном склоне Московской синеклизы. Континентальный этап платформенного развития территории, длившийся с конца карбона до средней юры, привел к формированию доюрского расчлененного рельефа - сети речных долин, которые унаследованно развивались и в более поздние геологические эпохи. В результате сформировались три генерации разновозрастных речных долин - доюрские, доледниковые и современные. Так, более половины территории современного города занято долинами р. Москвы и ее притоков, которые прослеживаются с доледникового, а местами и с доюрского времени и во многом определяют инженерно-геологические условия [1, 8, 11, 12]. Взаиморасположение разновозрастных эрозионных врезов - это один из ведущих факторов формирования гидрогеологических условий и современных экзогенных процессов на территории мегаполиса.
В геологическом разрезе территории Москвы в пределах глубины зоны активного водообмена принимают участие терригенно-карбонатные каменноугольные отложения, песчано-глинистые мезозойские (юрские и меловые) отложения, а также песчано-глинистые четвертичные отложения различного генезиса. Средне-верхнекаменноугольные отложения, представленные известняками, доломитами, мергелями и глинами, залегают на глубине 5-100 м от поверхности. Карбонатные породы трещиноваты, а местами и сильно разрушены в результате карстопроявления на протяжении длительной геологической истории. Встречаются зоны дезинтеграции, сложенные обломками известняков и доломитов и известковой мукой. В настоящее время карбонатные породы каменноугольной системы, будучи перекрыты значительной по мощности толщей более поздних осадочных отложений, практически не подвержены собственно карстовому процессу (растворению). Однако опасность представляют сохранившиеся карстовые формы и зоны дроблен
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.