CC BY
15
УДК 556.491:622
Л. Д. Богаченко, Л. I. Осадча, Т. В. Обуль
Днтропетровсъкий национальный университет 1мен1 Олеся Гончара
МОН1ТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ ТА СТАНУ ГЕОЛОГ1ЧНОГО СЕРЕДОВИЩА ПО БАЛЦ1 ДПВСЬКА В М.ДН1ПРОПЕТРОВСЬКУ
Проаналiзовано стан земель та геолопчного середовища по балщ Дпвська в м. Днiпропетровську в рамках мошторингу земель.
Ключов1 слова: геолог1чний та г1дрогеолог1чний мониторинг, небезпечм екзогенм процеси.
Проанализировано состояние земель и геологической среды по балке Деевская в г.Днепропетровске в рамках мониторинга земель.
Ключевые слова: геологический и гидрогеологический мониторинг, опасные экзогенные процессы.
The landuse and geological environment conditions in draw Diyvska that placed in city Dnipropetrovsk as part of landuse monitoring were analyzed
Key words: geological and hydrogeological monitoring, dangerous exogenic processes.
На територи мюта Дшпропетровська спшьна дiя природних i техногенних чинниюв aKrnBi3ye розвиток складного комплексу небезпечних екзогенних процесiв, що призводить до виникнення iнженерно-геоморфологiчних проблем, яю поряд з регiональною специфшою характеризуються особливостями, притаманними для бшьшосп великих мiст Укра!ни, розмiщених у межах рiвнин давньо! платформи .
В адмшютративному вiдношеннi дослiджyвана територiя вiдноситься до Ленiнського району м.Дншропетровська i знаходиться в його захщнш частинi. Умовнi межi балки: швшчна - перехрестя пр. Свободи i пров. Чорноморський, захiдна - приватна забудова "Дивка-1", схiдна - територiя лакофарбового заводу та забудова жилого масиву "Захщний", пiвденна - затзна дорога. Ближче до устя балку перетинае залiзнична колiя напрямку Дшпропетровськ - Ки!в Придншровсько! залiзницi. Значна частина балки, зокрема на швдш, зайнята землями Леншського лiсництва.
Вивчення природних умов балки, впливу антропогенного навантаження на не! з метою своечасного виявлення змш стану та запобшання або усунення негативних наслiдкiв, прогнозування змiн шженерно-геолопчних умов пiд впливом природно-техногенних факторiв; оцiночнi рекомендаци iз захисту територи вщ небезпечних геологiчних процесiв i явищ - основна мета мошторингу стану земель та геолопчного середовища балки Дпвська [1,2].
Для розв'язання поставлених завдань виконанi настyпнi види шженерно-геолопчних робгг: збiр i систематизацiя матерiалiв вишукувань минулих роюв; рекогносцирувальне обстеження балки; камеральна обробка зiбраних матерiалiв.
У геоморфологiчномy вщношенш дослiджyвана територiя розташована в межах вододшьного плато правого берега р.Дншро (верхiв'я i середня частина дослщжувано! територи) i п'ято! надзаплавно! тераси р.Дншро (швшчна частина балки).
Формування балки проходило внаслщок дiяльностi тривалих екзогенних процесiв неоген-четвертинного вшу тд впливом клiмату, як чинника формування рельефу. Загальна довжина балки сягае приблизно 3000м. Балка мае субмеридюнальний напрямок з твдня на пiвнiч, звивисту форму, впадае в долину р.Днiпра, характеризуеться широкою розгалужешстю, рiзною крутизною схилiв.
Балка мае форму ушченого конуса шириною по бровщ приблизно вiд 150м до 1400м в верхнш частиш та вiд 50м до 550м в нижнш; асиметрична - правий схил бшьш крутий, а лiвий - пологий. Загальна глибина урiзу балки змiнюеться вiд 15м до 40м. Кут похилу балки по вщношенню верив'я до устя становить ~2-3°. У межах дослщжувано! територп видiляються такi геоморфологiчнi елементи: плосю
2 о
; схили вододiльного плато крутизною 2-50; схили балки крутизною вщ 50 до 150; схили балки крутизною бшьше 150; дно балки. Опис балки приводиться з твдня на твтч по и простяганню вiд верх1в'я до устя.
В верхiв'я балки з швденного сходу, пiвдня, пiвденного заходу й заходу врiзаються п'ять вiдрогiв. Верхiв'я деяких iз них ускладненi яружною мережею, глибина врiзання вiд 3м до 8м, ширина вщ 1м до 25м, кут ухилу борта 30-60°. Довжина ярiв вiд 30м до 100м. Схили й дно ярiв частково задерноваш, густо поросли деревинно-чагарниковою рослиннiстю, частково засипанi побутовим i будiвельним смiттям.
Ширина вщропв по бровцi змiнюеться в межах 200 - 400м, глибина врiзання - до 25м, довжина - вщ 300м до 550м. Борти в бшьшш частиш вщропв полоп (3-8°, рiдше до 15°), в поодиноких випадках крутi (до 50°). Донш частини вiдрогiв на момент обстеження сухi, постiйних водотокiв не спостериаеться. Схили й днища вщропв задернованi й поросли густою деревинно-чагарниковою рослиншстю. На деяких дiлянках (у верхiв'ях вiдрогiв) спостерiгаються стихiйнi см^ники побутового й будiвельного смiття. Нижш частини схилiв вiдрогiв зайнятi тд городи.
Ширина правого (схiдного) схилу балки змшюегься в межах вщ 80м до 450м, кут ухилу вщ 2-5° до 15°. На дшянщ вiд верхiв'я балки до створу з вул.1ллюшина (розташована на лiвому схилi балки) нижня i середня частина правого схилу балки забудована приватними будинками iз садибами. Ця дiлянка схилу штучно терасована, обладнана шдшрними стiнками висотою вщ 0.5 м до 2м, в основному, цегляними. На стшах будинкiв прослщковуються трiщини деформацн субвертикального i дiагонального напрямку, шириною вiд 1мм до 3-5мм, що сiчуть кладку i цеглу.
Верхня частина схилу на цш дiлянцi вiльна вiд забудови, задернована й густо поросла деревинно-чагарниковою рослиншстю. В нижнш частиш схилу знаходиться неддачий кар'ер глибиною до 10м. Борти кар'еру, висотою вщ 3м до 8-10м, вщ пологих до крутопадаючих тд кутом вiд 40 до 90°, слабко задерноваш, в них оголюються сутски лесов1 Дно кар'ера задерновано i поросло деревинно-чагарниковою рослиннiстю, подекуди спостер^аються стихiйнi звалища побутового смтя.
Нижня частина правого схилу балки, на дшянщ вщ створу вул.1ллюшина до пров. Рубiжний, мае бугристо-кучугурний рельеф, обумовлений техногенною дiяльнiстю, схили перекрип насипними грунтами (вiдходи металургшного й будiвельного виробництва - шлаки, залiзобетоннi блоки iз суглинистим заповнювачем). У цей час ведеться вторинна переробка вiдходiв металургшного виробництва й подальше формування техногенного рельефу. В цш частиш
прокладена залiзнична колiя Придшпровсько! залiзницi напрямком Днiпропетровськ - Кшв.
Частина правого схилу балки, вщ залiзничного полотна до вул.Чорноземно!, густо забудована одноповерховими приватними будiвлями. На схилах спостершаються вимоши глибиною вщ 0.1м до 0.8м, шириною до 1м. На деяких дiлянках спостершаються стихiйнi смiтники побутового й будiвельного смiття, а також злив вщпрацьованих паливно-мастильних матерiалiв. На дiлянцi вщ верхiв'я балки до створу з вул.1ллюшина лiвий схил балки пологий (2-5°), забудований приватними будинками з присадибними донками. На стiнах будинюв прослiджуються трiщини деформацп.
Рельеф нижньо! частини лiвого схилу балки, на дшянщ вiд створу з вул.1ллюшина до пров.Рубiжний бугристо-кучугурний, обумовлений техногенною дiяльнiстю, схили перекритi насипними грунтами (вщходи металургiйного i будiвельного виробництва). Тут також постшно ведеться вторинна переробка вiдходiв металургiйного виробництва й подальше формування техногенного рельефу. Верхня частина схилу на дшянщ вщ залiзничноl коли до пров.Рубiжний густо забудована одноповерховими приватними будинками. В 50м схщшше перехрестя пров.Рубiжний з шляхом край штучного вщкосу висотою 10-12м складений насипними грунтами. Ившчшше схил балки спланований i забудований спорудами гаражного кооперативу. Вздовж нижнього вщкосу з боку гаражiв обладнана пiдпорна стiнка, яка з'еднана з робочим дренажним колектором, виведеним в дно балки нижче по схилу вододшу. Височування води в льохах i оглядових ямах не спостершаеться. Дренажний колектор 0 800мм забиваеться грунтами внаслщок суфозшного виносу i час от часу потребуе очищення.
В 300м на пiвнiчний схщ вiд перехрестя вул.Комунарiвська i вул.Колективно! прослiджуеться вiдрiг балки з глибиною урiзу приблизно 12-13м, лiвий схил якого терасований, схил задернований, порослий рщкою чагарниковою рослиннiстю, частково закршлений бетонними решiтками (протизсувнi заходи). На схилах спостершаються вимоши глибиною 0.1 - 0.8м, шириною до 1м. В 50м швденшше залiзноl дороги борт балки оголюеться. В цшому рельеф техногенний, бугристо-ямковий. В швшчнш частинi ведеться вторинна переробка насипних грунлв.
Дно балки в верхiв'l шириною 25-100м поросло деревинно-чагарниковою рослиншстю, задерноване, у середнiй частинi протшае струмок шириною вiд 0.3м до 6м, глибиною 0.1м, вода «стояча», затягнута ряскою.
На вщсташ приблизно 350м до залiзноl дороги ширина дна балки сягае ~50м, дшянками воно засипане шлаками металургiйного виробництва, що перешкоджають розвантаженню струмка ^ як наслiдок, призводить до утворення на насипних грунтах (шлаки) заболочених дшянок шириною 20-25м, глибиною 0.1-0.3м, береги поросли очеретом. Вода з цих д^нок розвантажуеться в струмок глибиною 0.1м, шириною до 0.3м. Дал^ вниз по течи, струмок попадае в залiзобетонний розвантажувальний колектор, який являе собою залiзобетонний лоток, перекритий залiзобетонними плитами, прокладений в насиш залiзничного полотна. Мiсце впадання струмка в колектор i русло струмка частково завалеш насипними грунтами, що е перешкодою для його розвантаження.
На швшч вiд залiзницi, майже до устя балки, дно засипане вщходами металургшного виробництва потужнiстю до 25м, де прокладена автомобшьна
дорога (шд'1зд до пожежного депо й електродепо метрополтена) з обладнаним розвантажувальним колектором.
Вщсипка вiдрогiв балки i И дна проводилась з 1935р. по 1981р. вщходами металургiйного виробництва - доменними i мартенiвськими шлаками. Вщсипка велась сухим способом затзничним i автотранспортом по схилу без ущшьнення.
Майже по всiй територп дослiдження проявляються наслiдки шженерно1 дiяльностi людини: порушення дернового покриву схилiв (городи на схилах), засипка дна вщходами металургiйного виробництва, схилiв - побутовим i будiвельним смiггям, розробка кар'еру, п^^зка схилiв (будiвництво гаражв), додаткове навантаження на схили внаслщок 1х забудови, вiбрацiйнi впливи, пов'язаш з будiвництвом i експлуатацiею залiзничних i автомагiстралей, що призводять до утворення значних статичних i вiбрацiйних навантажень, пiдтоплення внаслiдок пiдйому рiвня пiдземних вод. Все вище перераховане призвело до повсюдного поширення процешв площинно! i лшшно1 ерозн, проявiв суфозн, яроутворенню та зсувам.. Так, загальна площа зсувних дiлянок в балщ Дивська може сягати приблизно 45000м2.
Прояви негативних ерозiйних процешв - ерозiйнi борозни, вимо1ни, площинне змивання - зафiксованi майже по всш площинi схилiв. Процеси площинно1 ерозп активiзуються, головним чином, шсля злив л^ньо1 пори. 1хньому розвитку сприяе техногенна дiяльнiсть на схилах, що використовуються шд городи, коли знищуеться дерновий покрив. У результат площинно1 ерозн на дiлянках, що прилягають до пiднiжжя схилiв балки i И вiдрогiв, а також у !х донних частинах, шсля злив утворюються нагромадження делювiальних вщкладень [3,4].
Також слiд зазначити наявшсть у геологiчному розрiзi дослщжувано1 територп лесових грунпв рiзноl потужностi, здатних при замочуваннi проявляти просiднi властивосп, як ще одного з несприятливих фiзико-геологiчних процесiв.
При обстеженнi будинюв на обох схилах балки виявлено трщини деформацiй на стiнах будинюв, на пiдпiрних стiнках, вiдрив та порушення вимощень навколо будинюв, провали асфальту.
Велика потужнють в балщ Дпвськш насипних грунтiв (до 25м), яю можуть створювати непроникнi для води дшянки, наявнiсть дорожних наситв, що створюють баражний ефект, перезволоження лесових грунпв атмосферними опадами, ерозшний розмив схилiв, збiльшення крутизни схилiв внаслiдок господарсько1 дiяльностi людей - це основш чинники, що активiзують розвиток негативних екзогенних процесiв на дослщжуванш територil.
Територiя балки Дивська розташована у межах крайово1 частини Украшського кристалiчного масиву, що вщноситься до нагорного неотектонiчного блоку. В геолопчнш будовi приймають участь осадовi вiдкладення неогенового та четвертинного вшу. Неогеновi вiдкладення представленi полтавською свитою, основну товщу яко! складають шски кварцевi та глини зеленувато-сiрi [5,6].
На схилах балки неогеновi вщкладення перекритi суглинками середньочетвертинного вiку i глинами делювiальними нижньочетвертинного вiку. Вони перекрш! товщею елювiально-делювiальних та еолово-делювiальних четвертинних лесових вiдкладень.
У межах балки Дивська фшсуеться один водоносний комплекс, який складаеться з двох рiзновiкових водоносних горизонтiв: четвертинний горизонт, розповсюджений у лесових, алювiально-делювiальних, алювiальних вiдкладеннях i балковому делювil; неогеновий - у тсках полтавсько1 свити. Обидва горизонти безнапiрнi, тому що не мають мiж собою витриманого вододшьного шару, який би
являвся водотривом. Перетш верхнього горизонту в нижнш вiдбуваеться через дшянки, де щiльнi грунти вщсутш - мгiдрогеологiчнi вiкнам [7].
Режим водоносного горизонту порушений внаслщок штенсивно! техногенно! дiяльностi людини. Рiвень водоносного горизонту в межах дослщжувано1 територи залягае на рiзних глибинах вщ денно1 поверхнi (вiд 1м до 20i бiльше метрiв). Вщносним водотривким шаром служать щiльнi суглинки та глини.
Потужнють водоносного горизонту невитримана й тюно пов'язана з глибиною залягання водотривкого шару i зменшуеться вiд вододiльного плато до дна балки. Живлення водоносний горизонт отримуе за рахунок шфшьтраци атмосферних опадiв, витокiв з пiдземних водонесучих мереж з боку житлово1 забудови та промислових заводських зон.
Розвантаження водоносного горизонту зi схилiв балки вщбуваеться в И дно, а по^м разом з поверхневими водами донного струмка, в р.Дшпро. Неогеновий водоносний горизонт розповсюджений у доннш частит балки, де вщсутнш вщносний водотривкий шар мiж четвертинним та неогеновим горизонтами, яю мають единий рiвень пiдземних вод. Водовмiщуючими грунтами неогенового горизонту е шски кварцовь Горизонт поповнюе запаси води за рахунок перетшання пiдземних вод шляхом вертикальное' фшьтрацп iз четвертинного водоносного горизонту на схилах балки та iз струмка через делювiальнi вщкладення.
Аналiз матерiалiв вишукувань минулих роюв з 60-х рокiв минулого столотя по теперiшнiй час показав, що iнтенсивна забудова верхнiх частин схилiв балки висотними будiвлями, промисловими зонами заводiв, призвели до збiльшення витоюв води в грунти з шдземних комунiкацiй, а iнженерна дiяльнiсть людини (прокладка дор^, терасування денно1 поверхш, неорганiзованi смiттезвалища) посприяла iнтенсивному проникненню атмосферних опадiв в грунти. Вищенаведеш фактори стали причинами пiдйому рiвня пiдземних вод на окремих густо забудованих територiях iз середньою швидюстю до 0.5-1.0м/рiк.
Процеси пiдтоплення та тдвищення рiвня грунтових вод мають виключне значення для трансформаци рельефу i е першопричиною виникнення й активiзацil небезпечних процесiв - просщних, зсувних, суфозiйних, а також призводять до деформацп або руйнування споруд.
На обох схилах балки iз-за природних та техногенних факторiв, основними з яких е обводнювання лесових грунпв, додатковий тиск на грунти схилiв вiд нового будiвництва, вплив на грунти динамiчних коливань, неминуче можуть проявитись негативнi iнженерно-геологiчнi процеси i явища.
На територи балки Дивська були виявленi особливо несприятливi дiлянки, де проявляються негативнi iнженерно-геологiчнi явища та процеси, що вимагають невщкладних заходiв щодо спостереження, прогнозування й своечасного запобiгання !х прояву. До таких дiлянок вiдносяться: шдтоплеш дiлянки; зсувонебезпечна дiлянка; дiлянки з крутизною схилiв бiльше 150, см^ники побутових i промислових вiдходiв; дшянки замочування лесових грунпв; дiлянки, забруднеш паливно-мастильними матерiалами.
Обвально-зсувнi процеси е одними з найбшьш поширених небезпечних процешв, як1 погiршують екологiчнi умови юнування людини через загрозу безпещ жигтедiяльностi населення, збереженню будiвель i споруд. Активiзацiя цих процесiв може мати катастрофiчний характер.
Виходячи з iнженерно-геологiчноl оцшки територи балки можна зробити висновок, що у зв'язку з негативним техногенним впливом в сукупност з природно-клiматичними факторами, дослщжуваш схили можуть бути вщнесеш до зсувонебезпечних, тому i потребують iнженерного захисту.
1нженерний захист видiлених дiлянок вiд несприятливих фiзико-геологiчних явищ та зсувних процешв повинен покращити iснуючi умови, яю склалися пiд впливом природних i техногенних факторiв i передбачае:
а) водозахисш заходи: - органiзацiя поверхневого стоку - ремонт i очищення водовщвщних каналiв i лоткiв, яю знаходяться в порушеному станi; проведення ремонтно-профiлактичних робiт на дренажнiй зливнш каналiзацil, що прокладена в дш балки; прокладка дренажiв для зниження рiвня пiдземних вод; постiйний контроль за станом тдземних водонесучих мереж, водовщвщних каналiв i лоткiв на забудованих територiях.
б) комплекс протизсувних i профiлактичних заходiв, що включають виконання заходiв по оргашзаци поверхневого стоку - планування схилiв й прилеглих дшянок, з яких вода може попадати на схили, обладнання систем вiдкритих водостокiв, днища й стшки яких слiд улаштовувати водонепроникними;
в) заходи по охорош тдземних i поверхневих вод, грунтiв, вщ засмiчення схилiв i дна балки побутовими i промисловими вiдходами та зливу паливно-мастильних матерiалiв.
Б1бл1ограф1чн1 посилання
1. Рекомендаци по кiлькiснiй оцшщ стiйкостi зсувних процесiв. М., 1984.
2. Емельянова О.П."Основш закономiрностi зсувних процеав". "Надра", 1972.
3. Ломтадзе В.Д. "1нженерна геологiя. 1нженерна геодинамша". "Надра",1977.
4. Рекомендацil по iнженерно-геологiчним дослiдженням в районах розвитку зсувiв. М.,1982.
5. Д.С.Кизевальтер i др. Геоморфолопя та четвертинна геологiя.
6. Рельеф Украши. Пiд ред. В.Стецюка. Слово. Кш'в. 2010.
7. Науково-техшчний звiт по об'екту: "Iнженернi послуги (Першочерговi заходи монiторингу стану земель та стану геолопчного середовища м.Дншропетровська)" НВП "Г11НТ1З" .Днiпропетровськ.2010.
Над1йшла до редколегИ' 29.03.2013
