Проявления карстовых процессов на территории Уфы

Рассмотрены причины карстовых провалов и процессов в городе Уфе.

Ключевые слова: карст, гипс, известняк, кунгурский ярус, провал, воронка.

Карстовые явления широко развиты на Земле. В пределах континентов обнаженные и погребенные растворимые в воде горные породы занимают значительные площади: карбонатные — известняки, доломиты, мраморы, и переходные разности, а также писчий мел — до 40 млн. км ² , гипсы, ангидриты и переходные разности — до 7 млн. км ² , каменная соль (галит) и другие соли — до 4 млн. км ² . Наличие вблизи поверхности или на глубине карстующихся горных пород, создает условия для проявления поверхностных и погребенных карстовых форм [5].

Широкое развитие карста привело к тому, что во многих районах приходится повседневно сталкиваться с ним в практической (особенно инженерной) деятельности. Чаще всего отмечается отрицательное значение карстовых явлений, которое, сейчас выясняется, сильно преувеличено. Часто представление о сложности и даже невозможности строительства в ряде карстовых районов было основано на недостаточной изученности карстовых явлений [7].

Карст встречается во многих районах Восточно-Европейской равнины, в Предуралье, на Урале, в Южной Сибири и на Дальнем Востоке. В районах развития карста затруднено промышленное, жилищное, транспортное строительство, разработка месторождений полезных ископаемых [3].

Выполненная оценка поверхностной закарстованности территории Башкортостана показала, что Предуралье, где развит преимущественно сульфатный карст, в 2–10 раз больше поражено поверхностными карстопроявлениями, чем Южный Урал, где доминирует карбонатный карст. Максимальная пораженность карстопроявлениями наблюдается на участках выхода на поверхность массивных и толстослоистых гипсов кунгурского возраста, в пределах которых она достигает 0,57 при плотности 400 и даже 1100 карстовых форм на 1 км ² . На участках развития средне- и тонкослоистых гипсов и в условиях перекрытия их маломощным элювиально-делювиальным чехлом пораженность обычно колеблется в пределах 0,1–0,3, а плотность воронок составляет 30–50 на 1 км ² .

Карстовый процесс — наиболее опасный вид опасных геологических процессов, пораженность им территории Республики Башкортостан составляет ~31 %. Наибольшее воздействие на населенные пункты РБ оказывает сульфатный его тип [4].

Наиболее часто современные провалы и воронки возникают около и в пределах древних карстовых форм рельефа. Проявления карста в виде провалов наблюдается в пределах селитебных зон, где они сопровождаются деформациями зданий и авариями на инженерных сооружениях. Всего же в РБ почти в 400 населенных пунктах возможно проявления карста на поверхности. Активное проявление карстового процесса в настоящее время отмечено в Аскинском, Аургазинском, Кармаскалинском, Мишкинском, Бирском, Благовещенском, Уфимском, Иглинском районах.

В последние годы образовавшиеся провалы характеризуются большими по площади и объему их образования [1].

«Уфимский полуостров» характеризуется широким развитием карстовых процессов. Карст, главным образом связан с гипсами кунгурского яруса, значительно меньше — с известняками, доломитами и загипсованными песчаниками соликамского горизонта (сульфатный и карбонатно-сульфатный классы) рис.1.

В пределах Уфимского карстового косогора зафиксировано более 250 карстопроявлений на поверхности (36 воронок/кв. км), связанных с гипсами кунгурского яруса. Коэффициент закарстованности составляет 0,28 %. Наиболее поражены карстом выположенные днища оврагов ниже мест поглощения поверхностных водотоков [6].

На склонах степень пораженности карстом не превышает 0,040,5 %. Из 26 карстовых провалов 14 приурочено к днищам оврагов, 4 — к склонам оврагов и подножью косогора, остальные — к железнодорожному полотну (2 воронки) и участку между оврагами.

Рис. 1. Карта закарстованности г. Уфы [2]

Причина карстовых провалов в Уфе не всегда связана с природными факторами. Часто просадке грунтов способствуют утечки воды из инженерных сетей. Согласно сборнику Института геологии УНЦ РАН, доля таких утечек в питании уфимских подземных вод составляет от 25 до 50 %. С 2010 по 2015 годы было обнаружено более 600 скрытых утечек в городской водопроводной сети, где терялось более 3 миллионов кубометров воды.

В среднем же в городе происходит 10–15 утечек в сутки, чему способствует высокий износ сетей. Сети водоснабжения изношены сегодня на 83 %, водоотведения — на 68,7 %, тепловые сети — от 60 до 70 %. В результате, по данным геологов, около 80 % всех карстовых провалов в Уфе и ее окрестностях в той или иной степени связаны с утечками из воды из коммуникаций [8].

Совместно с А. П. Ткаченко и под руководством д-р. геол.-минерал. наук, ст. науч. сотр., профессора УУНиТ С. К. Мустафина составлен «Атлас литотипов основных инженерно-геологических элементов района инженерно-геологических изысканий территории мегаполиса Уфа», в 2023 году, в объеме 80 страниц.

В атласе приведены результаты исследования основных литотипов инженерно-геологических элементов, охарактеризованы карстовые процессы на территории г.Уфа, описаны опасные геологические экзогенные процессы, а также геологическое строение г. Уфа рис. 2.

Рис. 2. Гипс, P ₁ i

Литература:

1. Абдрахманов Р. Ф., Мартин В. И., Попов В. Г., Рождественский А. П., Смирнов А. И., Травкин А. И. Карст Башкортостана. Уфа — 2002. С. 178.
2. Гайсина А. Ф. Проблема карста в городе Уфа // Актуальные вопросы современной науки, Томск. — 2017. — С. 183–186.
3. Катаев В. Н. Основы структурного карстоведения: учеб. пособие по спецкурсу / Перм. ун-т. — Пермь, 2004. — 143 с
4. Лыкошин А. Г. Карст и гидротехническое строительство. М.: Стройиздат, 1968. 183 с.
5. Максимович Г. А. Основы карстоведения. Том 1. Вопросы морфологии карста, спелеологии и гидрогеологии карста. Пермское книжное издательство, Пермь, 1963 г., 445 стр.
6. Печеркин А. И., Болотов Г. Б. Геодинамика рельефа карстующихся массивов. Учебное пособие по спецкурсу. — Пермь: Пермский университет, 1983. — 84 с.
7. Смирнов А. И. Геологическое строение. Карст // Атлас Республики Башкортостан. Уфа: Башкортостан, 2005. С. 60
8. Фазлыева А. И., Петрук А. С. Карст г. Уфа республики Башкортостан и методы его предотвращения // Уральская минералогическая школа. 2016. № 22. С. 120–122.