Региональная оценка карстовой опасности и риска

Короткий опис

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ... 3

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ И ОЦЕНКИ ОПАСНОСТИ КАРСТА... 9

2. ПРИРОДНЫЕ И ТЕХНОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ КАРСТА... 19

2.1. Зонально-климатические факторы... 19

2.2. Геологическое строение... 24

2.3. Тектоника, неотектоника и рельеф... 37

2.4. Гидрогеологические условия... 41

2.5. Техногенные факторы... 48

3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ОЦЕНКА КАРСТОВОЙ ОПАСНОСТИ... 51

3.1. Особенности строения и возраст карстовых деформаций... 51

3.2. История и закономерности формирования карста... 70

3.3. Перекрестное трехрядное районирование территории по основным факторам формирования карстовой опасности... 79

3.4. Вероятностно-детерминированная оценка карстовой опасности на территории Республики Татарстан... 92

4. ОЦЕНКА КАРСТОВОГО РИСКА... 104

4.1. Современные подходы к оценке природных рисков... 104

4.2. Теория и методика оценки карстового риска... 113

4.3. Примеры оценки карстового риска... 120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ... 128

ЛИТЕРАТУРА... 132

ПРИЛОЖЕНИЕ. Карстовые провалы, зарегистрированные на

территории Республики Татарстан с 1845 по 2003 г... 156
Введение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Карст является одним из наиболее опасных природных процессов на Земле из-за внезапности проявления в виде провалов и оседаний земной поверхности, иногда достигающих 50 - 100 метров и более в диаметре и в глубину. В России карстовым деформациям подвержено около 13 % территории, в том числе в пределах более 300 городов и тысяч более мелких поселений, в которых проживают 19 % населения страны (Рагозин, 1999). Суммарный экономический ущерб от карстового и тесно связанного с ним суффозионного процесса составляет в России, по экспертным оценкам, от 1 до 1,5 млрд долл. в год (Рагозин, Елкин, 2004).

Немалая часть этих потерь приходится на Республику Татарстан (РТ), где карстоопасной является 96 % территории. Здесь за период с 1845 по 2003 г. было зафиксировано более 80 катастрофических карстовых провалов, приведших к деформациям и разрушению многих объектов хозяйства и гибели одного человека у пос. Акташ в 1939 г.

В настоящее время интенсивность образования карстовых провалов на территории республики увеличилась до 1 — 2 случаев в год в результате роста статических и динамических нагрузок зданий и сооружений на геологическую среду, а также изменения режима подземных вод на урбанизированных территориях, побережьях водохранилищ и в районах нефтегазодобычи. Однако многие карстовые деформации не фиксируются по причине их образования в малонаселенной местности либо ввиду отсутствия службы карстового мониторинга. Поэтому степень карстовой опасности отдельных крупных по площади территорий Татарстана и России в целом остается практически неизвестной, что чревато серьезными чрезвычайными ситуациями из-за непринятия соответствующих мер по предотвращению возможных ущербов.

Цель диссертации состоит в разработке научно обоснованного подхода к уменьшению социальных и экономических потерь от карстовых

3

провалов в пределах крупных по площади территорий путем заблаговременного выявления факторов их образования, прогнозирования, оценки карстового риска и предупреждения в соответствии с уровнем этого риска.

Основные задачи работы:

1. Установление региональных закономерностей пространственной и временной изменчивости карстового процесса на территории Республики Татарстан;

2. Усовершенствование схемы перекрестного трехрядного районирования территорий по основным природным и техногенным факторам формирования карстовой опасности и риска, отражающим эти закономерности;

3. Выбор и обоснование критериев опасности карстовых провалов;

4. Разработка методики прогнозной вероятностно-детерминированной оценки карстовой опасности и карстового риска на региональном уровне в масштабе 1:200000-1:500000.

На защиту выносятся:

1. Региональные закономерности образования карстовых провалов на территории РТ и сопредельных регионов, а именно: а) обусловленность их характера и интенсивности конкретными сочетаниями регионально-геологических, зонально-климатических и техногенных факторов и, в первую очередь, особенностями строения и залегания массивов карстующихся и перекрывающих пород, гидродинамической зональностью подземных вод и техногенной нагрузкой на территорию; б) уменьшение интенсивности провалообразования и карстовой опасности в слабонарушенных природных условиях в направлении от наиболее затронутых карстовыми деформациями площадей к менее затронутым (за исключением участков, пораженность которых близка к предельно возможной в данных условиях); в) увеличение интенсивности провалообразования в сильнонарушенных природных условиях (урбанизированные территории, районы нефтегазодобычи и т.п.) по

сравнению со слабонарушенными; г) обратная зависимость интенсивности рассматриваемой опасности от мощности отложений, перекрывающих карстующиеся породы, при прочих равных условиях;

2. Схема перекрестного трехрядного районирования территорий в масштабе 1:200000 - 1:500000 по доминирующим регионально-геологическим, зонально-климатическим и техногенным факторам формирования карстовой опасности и карстового риска, установленным по результатам анализа указанных выше закономерностей развития карстового процесса;

3. Основные положения теории и методики региональной количественной оценки карстовой опасности и карстового риска, которые включают: а) идентификацию проявлений рассматриваемого процесса и определяющих его факторов с использованием ГИС-технологий, методов определения абсолютного возраста карстовых деформаций и перекрестного трехрядного районирования территорий; б) основанный на этой информации вероятностно-детерминированный прогноз площадной интенсивности провал ообразования (м2/км2тод), которая является интегральным показателем как карстовой опасности, так и карстового физического риска потерь территории; в) оценку уязвимости территорий, зданий, сооружений и населения в их пределах для карстовых деформаций определенных размеров; г) оценку карстового экономического (руб./год, руб./км2тод), социального (чел./год) и индивидуального (чел./чел.тод) рисков потерь, позволяющую принимать научно обоснованные управленческие решения по уменьшению и предупреждению ущербов от карстовых деформаций.

Научная новизна работы заключается, во-первых, в установлении пространственных закономерностей распределения карстовых провалов, выраженных в современном рельефе территории РТ, и, во-вторых, - в разработке основ теории и методики регионального вероятностно-детерминированного прогнозирования и количественной оценки карстовой опасности, карстового экономического и карстового социального рисков.

Исходные данные и личный вклад в решение проблемы.

Исходными данными для написания диссертации послужили результаты полевых и лабораторных исследований, выполненных автором в Лаборатории анализа геологического риска ИГЭ РАН в процессе подготовки отдельных проектов по разработке научно-методических основ оценки и управления природными рисками разного генезиса в составе Федеральной целевой научно-технической программы (ФЦНТП) "Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф" (2000 - 2002 гг.), Федеральной целевой программы (ФЦП) "Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 г." (2000 - 2003 гг.), ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на

2002 - 2006 гг.", а также персональных грантов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) для молодых ученых (№ 01-05-06212 и 02-05-06124), полученных в составе основного гранта (№ 00-05-65239), руководителем которого был д.г.-м.н. А. Л. Рагозин.

В качестве непосредственной основы для прогнозной оценки карстовой опасности и карстового риска использовались фактические данные о, примерно, 4 тыс. карстовых деформациях диаметром более 10 м, выявленных путем дешифрирования космофотоснимков, 40 определений их абсолютного возраста с использованием радиоуглеродного и споро-пыльцевого анализа и 80 исторических сведений о крупных провалах, образовавшихся на территории РТ с середины XIX века.

Практическое значение и реализация результатов работы. Методика количественной оценки карстовой опасности и карстового риска на региональном уровне стала одним из основных результатов исследований

2003 г. по проекту "Предупреждение опасных процессов и снижение их воздействий на объекты и среду жизнедеятельности" ФЦНТП "Исследования ...", развивающему и конкретизирующему применительно к карстоопасным

территориям основные положения Федерального закона России "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002 г., № 184. Согласно этому закону, безопасность любой продукции, в том числе зданий, сооружений и примыкающих к ним территорий, должна будет в обязательном порядке оцениваться через пять лет через риск ее нарушения и возможных потерь, обусловленных как техногенными, так и природными факторами.

Данная методика и составленные на ее основе региональные карты карстовой опасности и карстового риска являются необходимой основой для обоснования генеральных схем использования земель и инженерной защиты от карстовых деформаций, создания региональной сети карстового мониторинга, размещения крупных строительных объектов, разработки других программных и предпроектных документов, направленных на обеспечение природно-техногенной безопасности на территории РТ и в других карстоопасных регионах России.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на всероссийских научных конференциях "Перспективы развития естественных наук в высшей школе" (Пермь, 2001), "Современные вопросы геологии" (Москва, 2002), "Геология, геохимия, геофизика на рубеже XX и XXI веков" (Москва, 2002), "Актуальные проблемы экологии и природопользования" (Москва, 2002), "Оценка и управление природными рисками" (Москва, 2003), "Инженерные изыскания в XXI веке" (Москва, 2003), на годичной сессии Научного Совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии "Сергеевские чтения" (Москва, 2002), на Международном симпозиуме "Карстоведение — XXI век: теоретическое и практическое значение" (Пермь, 2004) и на 32-м Международном геологическом конгрессе (Флоренция, 2004).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 16 работах [36 - 40, 72,73, 109 - 111, 113, 188 - 190] общим объемом около 5,4 печатных листов, в том числе в двух коллективных монографиях [76,112].

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 158

страницах текста, включающих введение, 4 главы, заключение и приложение с краткой характеристикой карстовых провалов, зарегистрированных на территории РТ с 1845 по 2003 г. В ней также содержится 18 таблиц, 32 рисунка и список литературы из 221 наименования.

Диссертация подготовлена в Лаборатории анализа геологического риска под руководством д.г.-м.н. A. JL Рагозина, которому автор глубоко благодарен за постоянные советы и помощь в работе. Автор признателен за обсуждение отдельных принципиальных положений работы д.г.-м.н. В. Н. Андрейчуку, к.г.-м.н. А. В. Аникееву, к.г.-м.н. В. Н Буровой, д.г.-м.н. В. Н Катаеву, д.т.н. Е. В. Колосову, д.г.-м.н. В. М. Кутепову, д.г.-м.н. В. И. Макарову, к.г.-м.н. В. М Макееву, к.г.-м.н. М М Певзнер, к.т.н. В. А Пырченко, И. А Саваренскому, Л. Д. Сулержицкому и к.т.н. В. В. Толмачеву.

Автор также весьма признателен всему коллективу Института геоэкологии РАН и его директору академику РАН В. И. Осипову, создавшему оптимальные творческие и материальные условия для подготовки диссертации.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ И ОЦЕНКИ

ОПАСНОСТИ КАРСТА

Первое свидетельство о развитии карстовых деформаций на современной территории РТ принадлежит Ахмеду Ибн-Фадлану, побывавшему здесь в 921 - 922 гг. (Вишневский и др., 2000). Второе упоминание о проявлениях карста имеется в "Книге Большого Чертежа" (Книга..., 1950), где приводится описание Юрьевских пещер у д. Антоновки. В конце XIX века казанские исследователи А. В. Нечаев (1893) и П. И. Кротов (1894) занимались изучением карста в пределах Вятского Вала (Ступишин, 1967а).

Более широко карстовые процессы стали изучаться после 1917 г., когда перед геологами были поставлены конкретные практические задачи по строительству железных и автомобильных дорог, гидроэлектростанций и других объектов хозяйства. С этого времени стали проводиться специальные исследования карстовых процессов, геологических и гидрогеологических условий их проявления. В частности, такие исследования выполнялись на левобережье р. Волги, в районе городов Казань, Зеленодольск и населенных пунктов Васильево, Никольское, Киндери, а также на юго-востоке Республики Татарстан, в районе г. Альметьевск.

Следующий этап изучения карста связан со строительством гидроэлектростанций в Среднем Поволжье в середине прошлого века. Большой вклад в изучение карста Среднего Поволжья внес А. В. Ступишин (1947 - 1972), установивший основные географические закономерности развития равнинного карста. В этот же период М. С. Кавеевым (1963) был проведен анализ геологических условий развития карста Волго-Камского региона, составлена карта карстовых районов, а также разработана методика инженерно-геологических исследований в районах развития карста.

Примерно в это же время, во второй половине XX века, постепенно формировались фундаментальные теоретические и методические основы

современного карстоведения, в том числе и прогнозной оценки карстовой опасности. Это стало возможным благодаря исследованиям Ф. П. Саваренского (1939), Г. А. Максимовича (1963, 1969), И. В. Попова (1959), Н. А. Гвоздецкого (1972, 1981), К. А. Горбуновой (1977, 1979, 1992), В. Н. Дублянского (1984, 1992), Г. Н. Дублянской (1992, 1998), В. П. Зверева (1967), В.М Кутепова (1989), А Г. Лыкошина (1968, 1992), И. А. Парабучева (1992), И. А. Печеркина (1966, 1969), И. А. Саваренского (1962, 1990, 1995), Д. С. Соколова (1962), А. В. Ступишина (1947, 1954, 1967а,б, 1972а,б), В. В. Толмачева (1980, 1986, 1990, 2004а,б), Ю. Б. Тржцинского (1977, 1999), В. Н. Андрейчука (1995, 1999, 2001), В. Н. Катаева (2001, 2004), Е. В. Колосова (1984, 2000), А. В. Лехова (1986), Н. А. Миронова (1977, 1988, 1995), А. И. Печеркина (1983, 1986), В. П. Хоменко (1986, 2003), К. С. Джонсона (2004), Ф. Ройтера (1981), X. Молека (2004) и многих других крупных ученых и практиков. Ими были установлены основные закономерности карстового процесса и роль отдельных факторов в его развитии, разработаны показатели и классификации как самого процесса, так и его проявлений, созданы методы изучения, оценки устойчивости и районирования карстоопасных территорий.

Важнейшим научным достижением в указанное время стало обоснование Д. С. Соколовым (1962) четырех необходимых условий развития карста, включающих: наличие растворимых пород, их водопроницаемости, движущихся вод и их растворяющей способности (агрессивности). Отсутствие любого из этих условий исключает саму возможность развития карстовых пустот в массивах растворимых пород, но, специально подчеркнем, не образование карстовых деформаций земной поверхности при их наличии.

В настоящее время, как отмечают Г. Н. Дублянская и В. Н. Дублянский (1998, с. 18), наметилась тенденция к пересмотру данных фундаментальных положений Д. С. Соколова. Одни исследователи, в том числе и последние из отмеченных, расширяют перечень основных условий,

10

выделяя при этом практически без всякого обоснования главные из них. Другие (Кутепов, Кожевникова, 1989) обособляют среди основных условий пассивные и активные составляющие.

Вопросы классификации карстового процесса и создаваемых им наземных и подземных карстовых форм с использованием морфологических, генетических, литологических и других признаков, наиболее полно рассмотрены в работах Д. С. Соколова (1962), Г. А. Максимовича (1963), А. В. Ступишина (1967а), Н. А. Гвоздецкого (1972), А. Г. Чикишева (1979), И. А. Саваренского и Н. А. Миронова (1995), Г. Н. Дублянской и В. Н. Дублянского (1998).

Эти классификации можно условно разделить на девять основных групп по используемым в них основаниям для деления:

1. По литологии пород (Соколов, 1962; Максимович, 1963; Гвоздецкий, 1972; Дублянский, Дублянская, 1998);

2. По характеру перекрывающих отложений (Соколов, 1962; Максимович, 1963; Гвоздецкий, 1972; Дублянский, Дублянская, 1998);

3. По гидродинамической зональности карстового процесса, которая определяет динамику подземных вод (Максимович, 1963; Лыкошин, 1968; Лыкошин и др., 1992);

4. По приуроченности к определенным геоморфологическим элементам (Ступишин, 1967а; Гвоздецкий, 1972,1981);

5. По приуроченности к тектоническим структурам (Максимович, 1963; Мусин, 1966; Ступишин, 1967а; Гвоздецкий, 1972; Абдрахманов и др., 2002);

6. По климату (Якуч, 1979);

7. По возрасту (Ступишин, 1967а; Колосов, 1983 - 2000);

8. По интенсивности карстового процесса (Макеев, 1948; Саваренский, 1967; Родионов, 1963; Зверев, 1967; Саваренский, Миронов, 1995 и др.);

9. По комплексу признаков (Максимович, 1963; Ступишин, 1967а; Ильин и др., 1981 и др.).

Е. В. Колосов (2000) справедливо отмечает, что приведенные выше

11

общие классификации содержат ряд типичных ошибок. К ним относятся: а) несоответствие степени равнозначности выделяемых классификационных признаков; б) несоблюдение и пропуски логических ступеней признаков в так называемой "таксономической лестнице", что объясняется невозможностью создания классификации, которая сумела бы охватить все особенности развития карста.

Наиболее значительный вклад в разработку типологии карста, внес, на наш взгляд Г. А. Максимович (1963). По степени обнаженности карстующихся толщ и характеру покровных образований он выделил шесть основных региональных типов карста: средиземноморский, кавказский, среднеевропейский, камский, русский и среднеатласский. Морфологически сходный с этими типами карст, проявляющийся на относительно небольших участках, Г. А. Максимович называет соответственно голый, задернованный, покрытый (подэлювиальный), перекрытый (подаллювиальный), закрытый и подву л канический.

Одной из ключевых проблем в методике изучения и оценки закарстованных территорий является их районирование. Карстологическое районирование и, в частности, на региональном уровне в масштабе 1:50000 -1:100000 и мельче проводилось на территории Русской равнины (Родионов, 1963; Ступишин, 1967а; Мусин, 1966; Чикишев, 1979; Торсуев, 1986 и др.), Башкирии (Мартин, 1975; Лиханов и др., 1988; Абдрахманов и др., 2002 и др.), Украины и Молдовы (Дублянская, Дублянский, 1998 и др.), Нижегородской области (ТСН 22-308-98 НН, Колосов, 2000 и др.), Пермской области (Горбунова и др., 1992; Катаев, 2001 и др.), а также в пределах многих других регионов России.

Значительный вклад в решение вопросов крупномасштабного изучения и оценки карста с инженерно-геологических позиций, внесли методологические исследования, выполненные во второй половине XX века под руководством И. А. Саваренского и В. В. Толмачева в районе г. Дзержинска Нижегородской области.

12

Для характеристики опасности карстового процесса исследователи использовали различные термины. В 1940 - 1960-е гг. 3. А. Макеев, Г. А. Максимович применяли понятие "устойчивость территории".

Г. Н. Дублянская иВ. Н. Дублянский (1998) на основании анализа многочисленной литературы по инженерному карстоведению отмечают, что термин "карстоопасность" был впервые введен и использован в 1970 -1980-е гг. Н. В. Родионовым и Б. Н. Ивановым. В 90-е годы XX века понятия устойчивость и карстоопасность становятся синонимами.

Хотя до сих пор отмечаются значительные расхождения в понимании содержания этих основных терминов. Часть исследователей понимает под карстовой опасностью быстро протекающее, иногда катастрофическое воздействие карста на земную поверхность (Кутепов, Кожевникова, 1989).

В. В. Толмачев и Ф. Ройтер (1990), исходя из того, что основным показателем, учитывающим основные особенности карстовых деформаций (разнородность, дискретность, зависимость от техногенных воздействий и др.), является надежность объекта, т.е. вероятность того, что сооружение (комплекс зданий и сооружений) за расчетный срок не будет иметь недопустимых деформаций, приводят следующее определение карстоопасности: "характер и степень воздействия карстовых деформаций на грунтовую толщу и сооружения, которые могут привести к затруднению освоения закарстованных территорий".

В свою очередь И. А. Саваренский и Н. А. Миронов (1995) под устойчивостью понимают: "... насколько мала на рассматриваемой территории опасность карстового провала, а также оседаний земной поверхности".

Г. Н. Дублянская и В. Н. Дублянский (1998) предлагают понимать под карстоопасностью: "потенциальную опасность освоения закарстованной территории, создающую угрозу инженерным сооружениям, здоровью и жизни людей".

В. Н. Катаев (2001) показал, что обсуждаемое понятие, в зависимости

13

от акцентов оценки, может содержать сведения об интенсивности и масштабах карстопроявлений, условиях и факторах развития карстово-суффозионных процессов. Им предлагается следующее определение карстоопасности: "определенное сочетание природных и природно-техногенных условий и факторов развития карстовых и сопутствующих процессов, способное вызвать динамические явления в основаниях инженерных сооружений на поверхности или внутри карстового массива, в результате которых могут возникнуть аварии, катастрофы и экологические бедствия".

Приведенные выше определения имеют общий характер, тем самым не позволяют количественно оценить карстовую опасность. Поэтому автор с учетом основных положений теории оценки геологического риска (Рагозин, 1997) под карстовой опасностью понимает угрозу образования в пределах определенной территории за заданное время карстовых и (или) карстово-суффозионных провалов и оседаний земной поверхности определенных размеров, которые могут привести к негативным для объектов хозяйства и населения последствиям.

Общепринятой интегральной мерой рассматриваемой опасности до последнего времени являлась среднемноголетняя интенсивность провалообразования (случаев провалов/км2тод), предложенная 3. А. Макеевым (1948). Существует несколько классификаций и методов количественной прогнозной оценки карстовой опасности или устойчивости территорий для карстовых провалов, разработанных И. А. Саваренским (1967, 1995, СНиП 1.02.07-87, СП 11-105-97 (часть II)), В. В. Толмачевым (1980, 1986), Ф. Ройтером и др. (1981), Р. Л. Ху и др. (2001), М. Леи и др. (2002) в основном для масштаба 1: 25000 и крупнее.

Методы оценки карстовой опасности (устойчивости), предложенные И. А. Саваренским, В. В. Толмачевым, Ф. Ройтером и X. Молеком, базируются в основном на вероятностно-статистическом анализе распределения в пространстве "молодых" карстовых воронок, возраст

14

которых обычно не превышает 50 - 100 лет.

Данные методы позволяют устанавливать, после проведения трудоемких расчетов и картографических построений, интенсивность или вероятность образования провалов определенных размеров. Но они практически не применимы для региональной оценки карстовой опасности больших по площади территорий в масштабе 1:100000 и мельче из-за значительной трудности получения необходимых для такой оценки исходных данных, а также из-за ряда принятых в этих методах спорных допущений. Например, о независимом друг от друга образовании карстовых провалов в одной области пространства и вытекающим отсюда их описанием пуассоновским распределением событий в методах первых двух авторов.

Одним из основных недостатков использования в качестве показателя опасности среднемноголетней интенсивности провалообразования, по мнению Е. В. Колосова (2000), является также отсутствие дифференциации карстовых воронок по возрасту. В результате получаются весьма усредненные результаты и необоснованно увеличиваются площади опасных для строительства участков.

В последние 3-4 года во многих странах мира, в том числе и в России, стала активно разрабатываться новая проблема оценки карстового риска. Одной из первых зарубежных работ по этой проблеме стала методика прогнозирования карстовой опасности и карстового риска, предложенная китайскими специалистами Р. Л. Ху, М. Леи и др. (2001, 2002). Ее анализ показал, что она является, по сути, экспертной полуколичественной системой вневременного предвидения принципиальной возможности образования и негативных последствий карстовых провалов, так как в их основу положена субъективная балльная оценка отдельных обусловливающих эти провалы факторов и уязвимости для них зданий и сооружений.

Для региональной оценки карстовой опасности до последнего времени использовались только качественные методы, основу которых составляет районирование территорий преимущественно по инженерно-геологическим

15

факторам формирования карста (Горбунова и др., 1992; Катаев, 2001; Абдрахманов и др., 2002). В отдельных случаях данная операция дополняется оценкой факторов карстообразования в баллах, их суммированием и типизацией на этой основе ранее обособленных таксонов районирования по степени их опасности или устойчивости относительно карстовых деформаций (Дублянский и др., 1990; Дублянская, Дублянский, 1992, 1998).

Не могут дать однозначный ответ об опасности провалообразования и гидрохимические методы изучения карстового процесса путем анализа данных о водном балансе, гидродинамической зональности, интенсивности водообмена, степени минерализации подземных вод и скорости химической денудации в различных частях массивов карстующихся пород (Родионов, 1963; Зверев, 1967; Лехов, 1986 и др.).

В частности, Н. В. Родионовым (1963) был введен показатель активности карстового процесса, который как показала практика, не может быть абсолютным показателем карстовой опасности, поскольку не дает ответ о размерах и характере подземной закарстованности, а также возможности ее реализации на поверхности.

В. П. Зверевым (1967) была разработана методика определения степени агрессивности подземных вод по отношению к карстующимся породам, позволяющая по величине "дефицита насыщения" этих вод определить интенсивность формирования подземных карстовых пустот как в отдельной точке, так и в пределах значительных площадей.

Последняя методика особенно актуальна для прогнозной оценки развития карста в массивах сульфатных и галоидных пород, слагающих территории, где деформации земной поверхности ранее не проявлялись.

Результаты оценки карстовой опасности на территории РТ и сопредельных регионов отражены на нескольких специальных картах разного масштаба. Для г. Казани имеется карта карстовой опасности масштаба 1:25000 (Мирзоев и др., 2001), на которой были выделены 5

16

участков с различными категориями опасности по данным о распространении поверхностных проявлений карста и глубинам залегания верхней границы карстующихся пород без характеристики интенсивности развития процесса.

Госпредприятием "Противокарстовая и береговая защита" г. Дзержинска для западной части Казанского Кремля были проведены работы по оценке карстовой опасности, в результате которых была составлена карта микрорайонирования этой территории по степени карстоопасности масштаба 1:2000 (Дзекцер и др., 2001). Участки микрорайонирования с различной степенью карстоопасности выделялись на балльной основе. Баллы присваивались по результатам проведенных исследований механизма провалообразования, геолого-геофизических аномалий, инженерно-геологических и др. особенностей территории. Полученные суммарные баллы карстоопасности были ранжированы на четыре группы и увязаны с категориями и величинами интенсивности провалообразования по СНиП 1.02.07-87.

Н. А. Докучаевой и др. (2002) была предложена схема карстовой опасности Предволжья Татарстана в масштабе 1:500000, базирующаяся на учете мощности пород, перекрывающих отложения казанского яруса верхней перми. Интенсивность поверхностных проявлений карстовых процессов качественно оценивалась по семи градациям, от практического отсутствия до весьма высокой.

В рамках мониторинга геологической среды Республики Татарстан предприятиями "Противокарстовая и береговая защита", г. Дзержинск и "НПО Геоцентр РТ", г. Казань в 2002 - 2003 гг. были составлены среднемасштабные карты-схемы оценки карстоопасности территории Республики Татарстан и ее отдельных участков (Афанасьев и др., 2004). Участки с различной степенью карстоопасности выделялись на балльной основе. Баллы присваивались по результатам проведенных исследований связи поверхностных проявлений карста с мощностью покровных

17

Список литературы