О ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПРИ СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

            Г.Т-Г.Турикешев, М.И.Давлетов, К.А.Осетров, Р.З.Сулейманов

Башкирский государственный педагогический университет им.М.Акмуллы,

 ООО «Коинот» г.Уфа, ООО «АльтаирГЕО» г.Уфа, ООО «РИТКАРТ» г.Уфа

      В настоящее время естественные ландшафты на большей части земной поверхности заменяются антропогенными. Люди добывают миллионы тонн нефти, газа, пресной воды, соли, другие полезные ископаемые, строят огромные по площади мегаполисы с высотными зданиями. Города растут не вширь, а ввысь. Это связано со стоимостью земли, подземных коммуникаций, дорог и т.д. В результате добычи нефти и газа нарушается межпластовое давление, а построенные здания и сооружения с огромной силой давят на земную поверхность. В результате нарушается природное равновесие внешних и внутренних сил, в земной коре возникают глубокие новые и оживают старые разломы. По разломам идет связь внутренних (глубинных) и внешних сил. В разломах изменяется сила тяжести, величины электрического и магнитного полей, выделяется радон, аргон, углекислый газ, метан и др. В целом, в пределах разломов возникают геопатогенные зоны. Эти геопатогенные зоны хорошо определяются прибором ИГА-1 (индикатор геофизических аномалий), разработанным учеными уфимского авиационного университета на газопроводах Баштрансгаза.

          Разломы делят земную кору на блоки. Ю.М.Петров называет блоки чешуйками, а рельеф, состоящий из блоков– чешуйчатым. Чешуйки могут соприкасаться или перекрывать друг друга. В результате действия глубинных сил происходит перемещение блоков в вертикальной плоскости. Блоки перемещаются в вертикальной плоскости в различных направлениях, причем возможны случаи, когда с одной стороны блок по разлому поднимается, а по другому разлому – опускается. По исследованиям ученых Татарстана, на Ромашкинском месторождении нефти, где ведется интенсивная добыча, происходит сложение природных, глубинных геодинамических процессов с антропогенными – добычей нефти. При сложении этих сил возникают мощные колебания земной поверхности. Все эти интенсивные, знакопеременные смещения отрицательно сказываются на инженерных сооружениях. В результате колебаний поверхности земли фундаменты, стены зданий покрываются серией трещин, разрушаются трубопроводы, возникают провалы. Одним из авторов, в 2009г было закончено исследование газопровода в пределах Южного Предуралья, протяженностью более 140км, между населенными пунктами Танайка - Щучье Озеро. Газопровод проходит по Уфимскому плато. А.П.Рождественский, в результате геоморфологических исследований сделал вывод, что это не плато, а плоскогорье. Параллельно газопроводу идет нивелирная трасса I и II класса. По данным повторных нивелировок установлена скорость вертикальных движений блоков, где расположен данный газопровод. Первоначально, по космическим снимкам масштаба 1:50000 и топографическим картам, выявлены тектонические нарушения, которые пересекают газопровод. Выявленные тектонические нарушения проверены геофизическими исследованиями. В результате работ намечены геодинамические участки, расположенные в зонах разломов. Согласно результатам повторных высокоточных нивелировок блоки перемещаются разнонаправлено со скоростью 1-2мм/год. В результате перемещений блоков на газопровод в районах разломов, действуют разнонаправленные силы, трубы испытывают растяжение и сжатие. Были вскрыты и проведены дефектоскопические исследования состояния труб, которые показали, что в зонах разломов происходит более интенсивное разрушение газопровода, по сравнению с центральными частями блоков.

         В г.Уфе с 1963 по 1995г зафиксированы 22 случая деформации жилых зданий (в том числе: жилых многоэтажных) и других сооружений. Деформации зданий продолжаются и в настоящее время. В 1968г трехэтажное здание по улице Нежинской получило деформации, которые не смогли устранить, и в 1987г это здание было разобрано. Деформации зданий происходило и в других частях Уфы: улицах Галле, Карла Маркса, Уфимском шоссе, Антонова, Менделеева…Причиной большинства деформации зданий и сооружений являются карстовые процессы. Согласно геологическим картам, г.Уфа стоит на самой узкой части Уфимско-Бельского водораздела, сложенного сульфитными, карбонатными и терригенными отложениями. Преобладают сульфатные образования: гипсы, ангидриты. Возникает вопрос - почему активизация карстовых процессов происходит выборочно, на вышеперечисленных улицах? Изучая карстовые поля на территории Южного Предуралья, специалисты отмечают: воронки и провалы возникают по всей площади карстового поля. В отдельных случаях воронки имеют линейное простирание. Это связано тектоническими нарушениями (ослабленными зонами), где повышенная трещиноватость способствует растворению сульфатных пород. Если соединить разрушенные карстовыми процессами здания на плане города, то получим сетку делимости земной поверхности, которая тесно связанную с древними погребенными речными руслами, пересекающими г.Уфу. Известно: реки прокладывают свои русла по ослабленным зонам – т.е. разломам. С обеих сторон разлома происходит перемещение блоков. В разлом, с наклонно расположенных блоков стекают поверхностные и грунтовые воды, способствуя активизации карстовых процессов. Об активном развитии карста в зоне разломов на Ромашкинском геодинамическом полигоне отмечали ученые Татарстана. Подтверждением сказанному о карстовых явлениях могут  служить:  1. разрушенное здание на ул.Нежинской в Уфе – оно было построено на древнем речном русле, 2. здание на ул.Антонова, в  2001г это жилое  пятиэтажное здание в средней части треснула, оно было построено в зоне разлома. Поэтому под фундаментами активно развивались карстовые процессы. 40%  разрушенных зданий располагались в подобных условиях [1].

          А.П.Рождественский, Ю.Е.Журенко, используя данные повторных нивелировок 1927 и 1943гг, определили скорость подъема земных пластов в пределах г.Уфа. Она составила +2,9мм/год. Авторы настоящей работы по данным повторных нивелировок 1957 и 1980гг также вычислили скорость движения блоков под г.Уфа. Результат исследований показал , что земная поверхность под г.Уфа опускается со скоростью -0,9мм/год. Строительство многоэтажных зданий, добыча подземных вод, разрушение горных пород вытекающими из ржавых коммуникаций воды и агрессивные жидкости значительно ускорили антропогенное выщелачивание горных пластов под Уфой. Город начал медленно опускаться. По мнению ученых Татарстана, смена знака у вертикальных тектонических движений - является сигналом к возникновению землетрясений. При интенсивном техногенном воздействии и усилении тектонических движений региона, возникают колебания земных пластов, вплоть до землетрясений. Так на Ромашкинском месторождении нефти в результате активной добычи с 1982 по 2000гг возникло 700 землетрясений. Наиболее сильное было в 1991г, его мощность достигала 7 баллов. Землетрясения мощностью до 5 баллов человек не ощущает. Однако эти колебания сильно сказываются на фундаментах и стенах инженерных сооружений. Часто возникают провалы. В пределах Южного Предуралья, в районах интенсивной добычи нефти, за последние 50 лет зафиксировано более 200 провалов.  Возникновение провалов сопровождается деформацией жилых и административных зданий. Такие провалы были в населенных пунктах Курманаево, Япрыково, Михайловка, Талалаевка, Артакуль, Аскино, Ахлыстино, Охлебинино, Кармаскалы и др. В с.Сахаево в 1991г за 2 суток в провал ушло озеро объемом 200000м³. Возникали провалы и в г.Уфе. В 2000г в районе Чебоксарского переулка образовался провал диаметром 10м, глубиной 12м. Возникновение провала сопровождалось шумовым эффектом, и там появилась вода.  В 2001г образовался провал на ул.Пугачева. В д.Чертан образовался провал диаметром более 10м, при этом за несколько дней до его появления жители слышали гулкие удары и ощущали колебания грунта.  Аналогичный провал возник возле железнодорожной станции Иглино, где глубина превысила 15м. А.И.Смирнов объясняет появление провалов карстовыми процессами, а землетрясения - обрушением подземных закарстованных массивов [2]. Но, согласно последним геодинамическим исследованиям К.М.Мирзоева в Татарстане, установлено: первичными являются землетрясения, а провалы - вторичными. А причиной возникновения землетрясений служит активное вмешательство человека в земные недра. Средства массовой информации постоянно сообщают о разрушениях зданий, мостов,  авариях на нефте - газопроводах, теплотрассах, возникновении провалов на улицах городов России. Все эти явления являются реакцией земных недр на техногенную деятельность человека. К сожалению, серьезным исследованием этих процессов  на территории Южного Предуралья никто не занимается. Чтобы говорить о  современных движениях земной коры, необходимо проводить повторные нивелировки I и II класса по ранее проложенным трассам. Но прежде проведения нивелировки необходимо сделать обследование нивелирных знаков. Возникшая в 90е годы перестройка привела к тому, что геодезия стала никому не нужной. Металлические надземные знаки сдали на металлолом, а деревянные разобрали и сожгли. Из-за отсутствия повторных нивелировок, мы не можем ничего сказать о современных движениях земной коры. Упразднение Главного управления геодезии и картографии, создание мелких агентств типа Роскартографии, привело к полному развалу топографо-геодезической  службы в России, которую начал создавать еще Петр I. Огромное внимание ей уделял император Николай II. В советское время по указу В.И.Ленина была создана топографическая служба России. В настоящее время упразднена военно-топографическая служба и закрыто единственное военно-топографическое училище, которому было более 200 лет. Отсутствие повторной триангуляции и нивелировок I и II классов не позволяет судить о горизонтальных и вертикальных движениях земной коры на глобальных и локальных уровнях.  В городах уничтожена городская триангуляция, нет и высокоточной нивелировки. Нет службы, которая бы занималась наблюдением за осадкой, деформацией зданий и сооружений. Отсутствует и сейсмическая служба. Нет в городах геодинамических полигонов. Конечно, геодинамическая служба не спасет от землетрясений и других стихийных явлений, но может предупредить о надвигающихся катастрофах МЧС. В нашей стране действует правило устранять последствия катастроф, а не предупреждать их. Необходимо ученым занимающимся науками о земле, строительстве, добиваться от современных властей восстановления прежней геодезической службы, развития геодезических плановых и высотных высокоточных сетей, обновления топографических карт. (Уточнение: топографическая карта является единственным документом характеризующим состояние местности на момент съемки).  Анализируя разновременные топографические карты можно проследить динамику  развития  природных комплексов и целых систем. Так на территории Южного Предуралья обновлены отдельные трапеции в 2000-2002гг. Сопоставляя их с топографическими картами 1982-84гг видим,  что в старые карты впечатаны отдельные элементы, ситуации. Однако, рельеф и гидрография остались без изменений. Анализ космоснимков и полевые обследования показало, что многие мелкие  реки пересохли. Увеличили свою длину овраги и балки, озера и болота высохли, или возникали на новых участках местности. Все это не показано на обновленных картах [3].

           На основании всего вышеизложенного, чтобы избежать техногенных катастроф, обрушения зданий, разрывов трубопроводов, должно проводиться тщательное исследование геодинамических процессов с использованием  высокоточных геодезических измерений.

                                                   Литература   

1. Р.Ф.Абдрахманов, В.И.Мартин, В.Г.Попов, А.П.Рождественский и др. /«Карст Башкортостана»./ Институт геологии УНЦ РАН Уфа 2002г, С.384

2. А.И.Смирнов /«Оценка воздействия карстового процесса на населенные пункты Республики Башкортостан»./ Карстоведение - XX век. Теоретическое и практическое значение. Пермь 2004г С.328-395

3. Г.Т-Г.Турикешев, М.И.Давлетов/ «О значении точности разновременных топографических карт и высокоточных  геодезических наблюдений при изучении геодинамических процессов на территории Южного Предуралья»/ Геоинформационное картографирование в регионах России. Материалы Всероссийской  научной конференции. ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет». Воронеж. «Истоки» 2009г. С.220-225.