Глава 3. Карты инженерно-геологических условий. Продолжение

3.3. Карты инженерно-геологических условий аналитические

Аналитические карты инженерно-геологических условий составляются преимущественно в обзорном и мелком масштабах, по назначению являются общими. Средне и крупномасштабные карты этого типа представлены как общими, так и специальными картами.

3.3.1. Обзорные карты

Обзорные аналитические карты инженерно-геологических условий составлялись на огромные площади, включающие всю территорию СССР или обширные административно-хозяйственные регионы. В качестве примера подобных карт рассматриваются: Карта распространения оползней на территории Европейской части СССР и Кавказа масштаба 1:2 500 000, составленная сотрудниками института ВСЕГИНГЕО (издана в 1983 г.); Карта прогноза просадочности территории распространения лессовых пород в СССР масштаба 1:2 500 000, составленная В. С. Быковой при участии большого коллектива из различных организаций страны (издана в 1989 г.); Карта грунтовых толщ Нечерноземной зоны РСФСР масштаба 1:1 500 000, составленная коллективом авторов Московского государственного университета и Производственного геологического объединения «Гидроспецгеология» (издана в 1981 г.).

Карта распространения оползней на территории Европейской части СССР и Кавказа масштаба 1:2 500 000 составлена сотрудниками института ВСЕГИНГЕО (1983). Ее специальное содержание разработано В. В. Кюнтцелем, Н. С. Сергеевой и Г. И.Tapaсoвой. На этой карте охарактеризованы особенности площадного проявления оползневого процесса, их типы по механизму проявления и классы по возрасту основного деформирующегося горизонта.

Площадные особенности проявления оползневого процесса отражены на карте контуром и площадной штриховкой для территорий массового распространения оползней и условными, как правило, внемасштабными знаками разного цвета в местах отдельных оползней или их групп (рис. 33, 34). Цветом выделены районы распространения оползней различных классов, определяемых по возрасту основного деформирующегося горизонта. Используемые при этом цвета соответствуют принятым для пород данного возраста в стратиграфической колонке. Возраст этих отложений показан также и геологическим индексом.

Рис. 33. Фрагмент Карты распространения оползней на территории
Европейской части СССР и Кавказа масштаба 1:2 500 000
(по В. В. Кюнтцелю и др., 1983) (вся нагрузка, показанная
на оригинале разным цветом, не воспроизводится)

Рис. 34. Фрагмент легенды Карты распространения оползней на территории
Европейской части СССР и Кавказа масштаба 1:200 000
(по В. В. Кюнтцелю и др., 1983) (цвет не воспроизводится)

На карте отражены закономерности распространения оползней различного типа по механизму движения или их сочетаний: I — оползни выдавливания (сдвига) в породах коренной основы; II — оползни выдавливания (сдвига) в породах коренной основы и оползни течения в поверхностных отложениях; III — оползни выдавливания (сдвига) и оползни течения в поверхностных отложениях; IV — оползни скольжения в породах коренной основы и оползни течения в поверхностных отложениях. Они показываются добавлением соответствующей римской цифры к геологическому индексу основного деформирующегося горизонта (І–N1s и т. п.).

На карте дана качественная оценка степени подверженности территории оползневому процессу с выделением категорий: сильная, средняя и слабая, показанных соответственно вертикальной, горизонтальной и наклонной штриховкой красного цвета (см. рис. 33, 34).

Вся вышеизложенная информация по распространению и характеристике оползней дана на карте, основу которой составляет политико-административное деление Европейской части СССР и Кавказа с элементами физико-географической нагрузки (без характерного для нее цветового выражения), с отметками высот и урезов воды над уровнем моря, а также обозначением болот и солончаков. Соответственно, в легенде предусмотрены разделы: населенные пункты, границы разного ранга и прочие обозначения.

Рассмотренная карта является классическим образцом аналитической карты, на которой представлена характеристика проявления только одного элемента инженерно-геологических условий. Легенда составлена удачно и позволяет отразить механизм развития оползней, породы основного деформирующегося в результате оползневого процесса горизонта и качественную оценку (какая собственно только и может быть при таком масштабе) степени подверженности территории оползневому процессу.

Карта прогноза просадочности территории pacnpocтpaнeния лессовых пород в СССР масштаба 1:2 500 000 (1989) составлена В. С. Быковой в соответствии с заданием Госстроя СССР при участии большого коллектива из различных организаций страны. Хотя карта названа авторами прогнозной, мы, в соответствии с ее содержанием, отнесли ее к аналитическим картам инженерно-геологических условий.

Цветовой фон карты отражает преобладающие типы грунтовых условий по просадочности в сочетании с величиной суммарной просадки толщ. Грунтовые условия участков, сложенных просадочными породами, определялись согласно «СНиП 2.02.03–83. Основания зданий и сооружений» в зависимости от возможного проявления просадки пород от собственного веса и подразделялись на два типа: І тип — просадка толщ пород возможна в основном от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса породы отсутствует или не превышает 5 см, ІІ тип — величина возможной просадки толщи пород от собственного веса превышает 5 см.

Легенда рассматриваемой карты состоит из трех разделов. В первом рассматривается распространение, мощность и просадка толщ лессовых пород. Авторы карты исходили из того, что при изысканиях и строительстве на лессовых просадочных грунтах необходимо иметь сведения об их мощности, мощности просадочной толщи и величине просадки толщи. Поэтому на карте и в легенде территории подразделены по этим трем показателям, значения которых даются отдельно для территорий преобладающего распространения лессовых пород просадочных при природном давлении (табл. 7) и просадочных преимущественно при дополнительных нагрузках (Р = 3×105 Па) (табл. 8). Кроме того, выделены территории прерывистого и островного распространения просадочных и непросадочных лессовых пород (табл. 9).

Таблица 7. Территории преобладающего распространения
лессовых пород просадочных при природном давлении

Обозначения	Мощность лессовых пород Н, м	Мощность просадочной толщи, Hsl, м	Величина просадок Ssl, см	Типы территорий просадочности (СНиП 2.02.01–83)
1	2	3	4	5
1	Более 20	Более 20	50–100, реже более*	II
2		15–20	30–50, реже до 100	II
3		10–<15	15–30, реже до 50	II
4		5–<10	5–15, реже до 30	II, I
5		Менее 5	0–15	I, II
6		Более 5	0–10, реже до 15	I, редко II
7	15–20	Более 10	5–50	II
8		5–10	5–30	II, реже I
9		Менее 5	0–15	I, реже II
10	10–<15	10–<15	5–50	II
11		5–10	5–30	II, реже I
12		0–5	0–15	I, реже II
13		Менее 5	Менее 5	I
14	5–<10	5–<10	5–30, реже до 50	II, реже I
15		до 5	0–5, редко до 30	I, реже II
16		до 3	Менее 5	I
17	0–10	0–5	0–15	I, редко II
18	0–5	0–5	0–5	I
19	Более 10	0–10, реже более	0–30	Проявленные, преобладает I
20	Не установлены			Преобладает II**
21	Не установлены			I, редко II **

Таблица 8. Территории распространения лессовых пород просадочных
преимущественно при дополнительных нагрузках, Esl3 (Р = 3 × 105 Па)

1	2	3	4	5
22	До 20 и более	5–15	5–30, реже до 50	I, редко II
23	10–15	3–10	5–15	I
24	5–10	3–10	5–30	I > реже II
25	3–5	0–5	0–5	I, реже непросадочные
26	0–10	0–5	0–15	I, реже непросадочные
27	0–10	0–5	0–10	I, непросадочные
28	0–5	0–3	0–5	I, непросадочные
29	Не установлены			Преобладает I, или непросадочные **

Таблица 9. Территории прерывистого и островного распространения
просадочных и непросадочных лессовых пород

1	2	3	4	5
30	Более 20	Более 20	50–100, реже более	II
31	2–30	Суффозионно-просадочные		II, I
32	0–30, редко более	2–20 и более	5–50, реже более	II, реже I
33	0–30	0–10	0–30	I, реже II
34	0–15	0–5	0–15	I
35	0–10	0–5	0–10, редко до 30	I, очень редко II и непросадочные
36	0–5	0–3	0–5	Непросадочные, I
37	0–3, редко до 5	—	—	Непросадочные
38	Не установлены			Просадочные под толщей крупнообломочных пород
39	Не установлены			Непросадочные под толщей эоловых песков**

Примечания к табл. 7–9.
* Под «реже» и «редко» подразумевается просадка соответственно в отдельных и единичных районах.
** Грунтовые условия просадочности, предполагаемые на основании геологических материалов и единичных данных по просадочности.

Для выделения территории распространения лессовых отложений по их мощности были приняты градации: более 20 м, 15–20 м, 10–15 м, от 5 до 10 м, от 0 до 5 м, причем породы данной мощности занимают не менее 60 % от общей площади контура. На участках, где мощности лессовых пород резко изменяются, или там, где отсутствует достаточное количество данных, вводятся дополнительные градации 0–10 м, 0–15 м и др. При мощности лессовых пород более 20 м дальнейшее их расчленение на карте не производится.

Внутри территорий, характеризующихся одинаковой мощностью лессовых пород, выделяются районы с различной величиной просадочной толщи: более 20 м, 15–20 м, 10–15 м, 5–10 м и менее 5 м. При этом лессовые просадочные толщи мощностью более 20 м по этой величине не подразделяются. Дальнейшее подразделение территории проводилось по величине максимально возможной просадки (Ssl) при условии полного водонасыщения всех просадочных пород. Выделяются территории с преобладающими величинами Ssl от 50 до 100 см, от 30 до 50 см, от 15 до 30 см, от 5 до 15 см и менее 5 см. Для территорий со значительной неоднородностью этой величины используются более широкие пределы колебания просадок: 5–50 см, 5–30 см, 0–30 см и пр.

Площади, характеризующиеся сочетанием определенных величин мощности лессовых пород, мощности просадочных пород и суммарной просадки толщ, показаны на карте арабскими цифрами. Каждая такая площадь охарактеризована в таблицах первого раздела легенды карты всеми этими показателями и определен тип территории по просадочности.

Во втором разделе легенды (рис. 35) расшифровывается цветовое отображение на карте типов территории по характеру грунтовых условий (СНиП 2.08.01–83) и величинам просадок. Красным цветом показаны территории преобладания по площади грунтовых условий II типа, реже I (Ssl до 50–100 см и более); фиолетовым — с чередованием грунтовых условий II и I типа (Ssl — до 30 см, реже до 50 см); темно-коричневым — с чередованием грунтовых условий I, редко II типа (Ssl — до 15 см, редко до 30 см); голубым — I типа (Ssl — до 15 см, редко до 30 см); зеленым — I тип, непросадочные (Ssl — пo 15 см); желтым — непросадочные, редко I тип (Ssl — до 5 см).

Рис. 35. Содержание раздела «ІІ. Типы территорий по характеру грунтовых
условий (СНиП 2.02.01–83) и величинам просадок».
Легенда Карты прогноза просадочности территории распространения
лессовых пород в СССР масштаба 1:2 500 000 (по В. С. Быковой, 1989)

Употребление при характеристике величины просадок понятий «реже» и «редко» подразумевает их наличие на выделенной площади соответственно в отдельных районах либо на единичных участках. Территории, на которых наличие лессовых пород не выявлено или распространены мерзлые лессовые породы (в зоне многолетней мерзлоты), на карте не закрашены.

В третьем разделе легенды характеризуются возраст и генезис преобладающих комплексов лессовых пород (табл. 10). Авторы карты исходили из представлений о полигенности лессовых пород; при этом учитывалось, что каждый геолого-генетический комплекс отличается специфическими закономерностями изменения мощности, литологического состава и свойств отложений по площади и глубине. Они выделялись с учетом их приуроченности к определенным крупным геоморфологическим элементам. В частности, в пределах равнинных областей платформ и плит выделены генетические комплексы лессовидных пород на ледниковых, водно-ледниковых равнинах (преимущественно с покровами лессовидных пород малой и средней мощности); внеледниковых равнинах и плато (преимущественно сложенные мощными лессовыми породами); морских и озерных равнинах (с маломощным покровом лессовых пород); в долинах рек и озерно-аллювиальных равнин (с покровом малой и средней мощности лессовых пород). В пределах области горно-складчатых сооружений генетические комплексы лессовидных пород выделены на низкогорьях, предгорных равнинах и межгорных впадинах (преимущественно с мощным покровом лессовых пород); в конусах выноса и их шлейфах, на горных склонах (с покровом лессовых пород различной мощности); на возвышенностях, плато, водоразделах гор и сопок, сложенных дочетвертичными отложениями (с маломощным покровом четвертичных и лессовых пород).

Таблица 10. Возраст, генезис преобладающих комплексов лессовых пород
(фрагмент третьего раздела легенды карты прогноза просадочности)

Индекс	Генетические комплексы лессовых пород, характер залегания	Литологические особенности толщ лессовых пород	Подстилающие отложения
1	2	3	4
Равнинные области платформ и плит Ледниковые, водноледниковые равнины (преимущественно с покровами лессовых пород малой и средней мощности)
Led, Lpr III	Элювиально-делювиальные, проблематичные прерывистого и островного распространения	Пылеватые супеси, суглинки, редко глины макропористые	Позднеплейстоценовые гляциальные (морена), флювиогляциальные песчано-глинистые, валунные
Lsa, Lsa II–III, Lvd II–III, Led II–III, Lpr II–III	Субаэральные, эолово-делювиальные, элювиально-делювиальные, проблематичные сплошного и прерывистого распространения	Пылеватые суглинки, супеси, редко глины макропористые, местами с горизонтами ископаемой почвы	Среднепозднеплейстоценовые гляциальные (морена), флювиогляциальные, песчано-глинистые, валунные
Led, Led II–III, pr II–III	Элювиально-делювиальные, проблематичные островного распространения	Пылеватые суглинки, реже супеси; на дренированных участках лессовидные	Среднепозднеплейстоценовые гляциальные (морена), флювиогляциальные песчано-глинистые, валунные; дочетвертичные разной степени литификации

Генетические комплексы лессовых пород показаны на карте геологическими индексами, перед которыми для каждого комплекса лессовых отложений добавлена буква «L». Выделены следующие генетические типы: эоловые (Lv), субаэральные (Lsa), делювиальные (Ld), пролювиальные (Lp), аллювиальные (Lа), элювиальные (Le), озерные (Ll), морские (Lm), а также отложения смешанного генезиса — эолово-делювиальные (Lvd), делювиально-пролювиальные (Ldр), элювиально-делювиальные (Led), аллювиально-пролювиальные (Lap), аллювиально-делювиальные (Lad), аллювиально-морские (дельтовые) (Lam), делювиально-солифлюкционные (Lds); кроме того, выделяются лессовые породы проблематичного происхождения (Lpr). Возраст комплексов показан в соответствии с принятыми обозначениями. Например, современные (голоценовые) — LaІV и т. д.

Литологические особенности толщ лессовых пород и подстилающих их отложений отражены в условных обозначениях к карте в виде текстового описания.

Легенда карты, особенно ее первый и второй разделы составлены очень удачно и, несмотря на ее обзорный масштаб, карта очень информативна. Она позволяет получить первые предварительные представления об условиях строительства на таких сложных грунтах, как лессы. Поэтому карта может быть использована планирующими организациями различных ведомств с целью учета грунтовых условий при общем планировании изысканий и строительства, изыскательскими организациями при составлении программ изысканий. Получаемые с карты величины Н, Hsl, Ssl, учитывая масштаб карты и высокую степень генерализации, являются ориентировочными, преобладающими и не могут быть использованы для расчетов под какое-либо конкретное здание или сооружение. Эта карта может быть использована при разработке нормативных и методических документов, при долгосрочном планировании научно-исследовательских работ в различных регионах на просадочных лессовых породах, а также в качестве инженерно-геологической и методической основы при детальном картографировании территорий.

Карта грунтовых толщ Нечерноземной зоны РСФСР масштаба 1:1 500 000 составлена коллективом авторов Московского государственного университета и Производственного геологического объединения «Гидроспецгеология» в 1988 г. по легенде, разработанной В. Т. Трофимовым и П. И. Фадеевым (1982). Под грунтовой толщей авторами понималась толща горных пород и почв, слагающая верхнюю 10-метровую часть разреза различных геоморфологических элементов, находящихся (или в большинстве случаев могущих попасть) в зоне активного воздействия сооружений массовых видов строительства (гражданского, дорожного, сельскохозяйственного, мелиоративного). Разрезы грунтовых толщ существенно различаются по особенностям строения и современного состояния. Основное назначение карты грунтовых толщ — отражение пространственных закономерностей распространения грунтовых толщ различных типов. Основу легенды карты составляет таблица-матрица, в которой выделены грунтовые толщи разных иерархических уровней. По ее вертикальной оси по признакам первой группы (состав и строение толщи) обособлены грунтовые толщи четырех иерархических уровней; по горизонтальной оси по признакам второй группы, отражающим особенности состояния — температуры и степени увлажненности (льдистости). Проведена также систематизация грунтовых толщ в четырех структурных уровнях (рис. 36; приведена схема сокращенного варианта таблицы).

Рис. 36. Принципиальная схема построения основной части легенды
Карты грунтовых толщ Нечерноземной зоны РСФСР
масштаба 1:1 500 000 (1981)

Пояснения к рис. 36. А — скальные; Б — однопородные; 1 — скальные; 2 — крупнообломочные; 3 — песчаные; 4 — лессовые; 5 — глинистые; 6 — крупнообломочные, подстилаемые песчаными; 7 — крупнообломочные и песчаные переслаивающиеся, с преобладанием крупнообломочных в верхней части толщи; 8 — песчаные, подстилаемые крупнообломочными; 9 — песчаные и крупнообломочные переслаивающиеся, с преобладанием песчаных в верхней части толщи; 10 — песчаные, подстилаемые глинистыми; 11 — песчаные и глинистые переслаивающиеся, с преобладанием песчаных в верхней части толщи; 12 — лессовые, подстилаемые песчаными; 13 — лессовые, подстилаемые глинистыми; 14 — глинистые, подстилаемые крупнообломочными; 15 — глинистые, подстилаемые песчаными; 16 — глинистые и песчаные переслаивающиеся, с преобладанием глинистых в верхней части толщи; 17 — торфяные, подстилаемые крупнообломочными; 18 — торфяные, подстилаемые песчаными; 19 — торфяные, подстилаемые глинистыми; 20 — преимущественно крупнообломочные; 21 — преимущественно крупнообломочные, с песчаным слоем в верхней части толщи; 22 — преимущественно крупнообломочные, с глинистым слоем в верхней части толщи; 23 — преимущественно крупнообломочные, с торфяным слоем в верхней части толщи; 24 — преимущественно песчаные; 25 — преимущественно песчаные, с глинистым слоем в верхней части толщи; 26 — преимущественно песчаные с торфяным слоем в верхней части толщи; 27 — преимущественно глинистые; 28 — преимущественно глинистые, с песчаным слоем в верхней части толщи; 29 — преимущественно глинистые, с торфяным слоем в верхней части толщи; 30 — преимущественно торфяные; 31 — крупнообломочные, подстилаемые скальными; 32 — песчаные, подстилаемые скальными; 33 — лессовые, подстилаемые скальными; 34 — глинистые, подстилаемые скальными; 35 — торфяные, подстилаемые скальными; 36 — преимущественно крупнообломочные, подстилаемые скальными; 37 — преимущественно крупнообломочные, с песчаным слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 38 — преимущественно крупнообломочные, с глинистым слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 39 — преимущественно крупнообломочные, с торфяным слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 40 — преимущественно песчаные, подстилаемые скальными; 41 — преимущественно песчаные, с глинистым слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 42 — преимущественно песчаные, с торфяным слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 43 — преимущественно глинистые, подстилаемые скальными; 44 — преимущественно глинистые, с песчаным слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 45 — преимущественно глинистые, с торфяным слоем в верхней части толщи, подстилаемые скальными; 46 — преимущественно торфяные, подстилаемые скальными; а, г, ж — слабоувлажненные; б, д, з — увлажненные; в, е, и — сильноувлажненные; к, м, о — слабольдистые и льдистые; л, н, п — сильнольдистые

По признакам первой группы в первом иерархическом (структурном) уровне выступают грунтовые толщи, сложенные грунтами одного класса, и толщи, сложенные грунтами разных классов. Их выделение проведено по числу классов грунтов, слагающих толщу. На втором структурном уровне в качестве признака обособления выступает характер класса грунтов, слагающих толщу. По этому признаку грунтовые толщи, сложенные грунтами одного класса, подразделяются на грунтовые толщи дисперсные и грунтовые толщи скальные. Грунтовые толщи, сложенные грунтами разных классов, в свою очередь подразделяются на три категории: а) дисперсные, подстилаемые скальными; б) скальные, подстилаемые дисперсными; в) скальные и дисперсные переслаивающиеся. Понятия третьего структурного уровня по числу пород, слагающих грунтовые толщи, подразделены на однопородные, двупородные и многопородные. Первые представляют собой толщи, не менее 96 % мощности которых сложены одной литологической разностью пород (одним литологическим типом грунта). Двупородные грунтовые толщи — это толщи, не менее 96 % мощности которых представлены двумя породами, причем мощность каждой из них составляет не менее 5 % общей мощности грунтовой толщи. Многопородные грунтовые толщи — толщи, сложенные тремя и более породами.

Четвертый структурный уровень грунтовых толщ выделяется по литологическим особенностям, т. е. по конкретным литологическим типам пород. Выделяются шесть их разновидностей: скальные (совместно скальные и полускальные), грубообломочные (гравийные, галечниковые и валунные), песчаные (пески разной крупности), лессовые (лессы и лессовидные суглинки, просадочные при нагрузке 0,3 МПа), глинистые (супеси, суглинки и глины), торфяные (все виды торфа). По признакам, характеризующим состав однопородных, двухпородных и многопородных грунтовых толщ, выделено 46 реально развитых литологических разностей грунтовых толщ. Их названия прямо отражают особенности литологического состава грунтов, слагающих толщи. При этом названия разностей одно- и двухпородных грунтовых толщ однозначные. В многопородных грунтовых толщах в названиях литологических разностей употребляется слово «преимущественно», означающее простое преобладание грунта данного состава над другими разновидностями грунтов, участвующих в строении толщи.

Из признаков второй группы (горизонтальная ось таблицы-матрицы легенды) грунтовые толщи в первом структурном уровне выделяются по степени однородности состояния пород в разрезе толщи: грунтовые толщи с однородным состоянием грунтов по разрезу и грунтовые толщи с неоднородным состоянием грунтов по разрезу.

На втором структурном уровне деления в качестве классификационного признака использовали характер состояния грунтов в разрезе толщи. По этому критерию толщи с однородным состоянием грунтов по разрезу подразделяются на грунтовые толщи талые (и немерзлые) и грунтовые толщи многолетнемерзлые. Последние, в отличие от первых, имеют отрицательную среднегодовую температуру и содержат лед.

Эти категории грунтовых толщ на следующей, третьей ступени подразделяются по среднегодовым температурам грунтов. Среди грунтовых толщ немерзлых и талых обособлены: а) грунтовые толщи с температурой 0–1 °С; б) грунтовые толщи с температурой 1–3 °С; в) грунтовые толщи с температурой более 3 °С. Грунтовые толщи талые в верхней части разреза, многолетнемерзлые в нижней включают только одну категорию — с температурой, близкой к 0 °С. Многолетнемерзлые грунтовые толщи подразделяются на три категории: а) с температурой –1÷0 °С; б) с температурой –1÷–3 °С; в) с температурой ниже –3 °С.

На четвертом структурном уровне грунтовые толщи выделяются по степени увлажненности (льдистости). При этом среди талых толщ выделены грунтовые толщи слабоувлажненные, увлажненные и сильноувлажненные; среди многолетнемерзлых — слабольдистые, льдистые и сильнольдистые. При этом грунтовые толщи скальные и дисперсные однопородные грубообломочные и песчаные отнесены к слабоувлажненным, если подземные воды залегают в них глубже 5 м (степень влажности толщи при этом ≤ 0,5). Они являются увлажненными, если подземные воды в них залегают на глубине от 2 до 5 м включительно (степень влажности толщи во многих случаях будет равна 0,5–0,8). Толщи этого состава относятся к сильноувлажненным, если подземные воды залегают на глубинах менее 2 м (степень влажности толщи > 0,8). Эти же критерии условно приняты и для двухпородных и многопородных грунтовых толщ, в которых крупнообломочные и песчаные грунты преобладают или ими сложена верхняя часть разреза толщи.

Грунтовые толщи дисперсные однопородные глинистые относятся к слабоувлажненным, если их весовая влажность ниже влажности нижнего предела пластичности, а консистенция грунтов твердая (среднеарифметическое значение показателя консистенции по разрезу толщи < 0). Глинистые толщи являются увлажненными, если их влажность изменяется от нижнего до верхнего предела включительно, а консистенция грунтов пластичная (среднеарифметическое значение показателя консистенции изменяется от 0 до 1 включительно). Сильноувлажненными названы грунты, влажность которых выше влажности верхнего предела пластичности, а консистенция текучая (скрытотекучая) (среднеарифметическое значение показателя консистенции > 1). Эти же критерии условно приняты и для двухпородных и многопородных толщ, в которых преобладают глинистые грунты или ими сложена верхняя часть разреза толщи.

Все грунтовые толщи дисперсные однопородные торфяные или двухпородные и многопородные, в которых верхняя часть сложена торфяными образованиями, отнесены к сильноувлажненным. Грунтовые толщи дисперсные однопородные лессовые и двухпородные, в которых лессовая составляющая залегает в верхней части разреза, отнесены к слабоувлажненным.

Выделение слабольдистых, льдистых и сильнольдистых многолетнемерзлых грунтовых толщ любой температуры проведено на основе следующих признаков. Грунтовые толщи скальные рассматриваются как слабольдистые и льдистые объединенные. Грунтовые толщи дисперсные крупнообломочные и песчаные подразделены на две категории. К льдистым отнесены толщи грунтов с объемной льдистостью, меньшей или равной 40 %, содержащие только лед-цемент (поровая его разновидность). Суммарная весовая влажность таких грунтов обычно не превышает 25 %. К сильнольдистым отнесены породы с объемной льдистостью, большей 40 %, содержащие шлиры льда. Суммарная весовая влажность этих грунтов превышает 25 %. Эти же критерии условно приняты и для двухпородных и многопородных грунтовых толщ, в которых крупнообломочные и песчаные грунты преобладают или слагают верхнюю часть разреза.

Грунтовые толщи дисперсные глинистые подразделены на три категории. К слабольдистым отнесены образования с объемной льдистостью, за счет льда-цемента равной или меньшей 20–25 %. Их суммарная весовая влажность ниже величины нижнего предела пластичности; при протаивании они приобретают твердую консистенцию. Льдистыми названы грунты с объемной льдистостью (за счет шлирового льда или льда-цемента) от 21–26 % до 40–50 %. Их суммарная весовая влажность изменяется от нижнего до верхнего предела пластичности; при протаивании они приобретают пластичную консистенцию. К сильнольдистым отнесены грунты с объемной льдистостью (за счет шлирового льда и льда-цемента), большей 40–50 %. Их суммарная весовая влажность превышает влажность верхнего предела пластичности; при протаивании они приобретают текучую консистенцию. Эти же критерии условно приняты и для двухпородных и многопородных толщ, в которых глинистые грунты преобладают или слагают верхнюю часть разреза.

Грунтовые толщи однопородные торфяные или двухпородные и многопородные, в которых верхняя часть разреза сложена торфом, отнесены к сильнольдистым. Многолетнемерзлые дисперсные грунтовые толщи любого состава и строения при наличии полигонально-жильных или пластовых льдов отнесены также к сильнольдистым.

В легенде (таблице-матрице) различные таксономические единицы грунтовых толщ, обладающие признаками обеих групп, образуются при пересечении границ разных структурных уровней вертикальной и горизонтальной осей матрицы и представляют собой как бы клетки различного размера. Таким путем обособляются суперклассы, классы, группы и типы грунтовых толщ. Суперклассы — наиболее крупные по объему. Классы грунтовых толщ обособляются в их пределах. Группа является частью класса, тип — частью группы. Суперклассы грунтовых толщ обособляются пересечением границ вертикальной и горизонтальной осей матрицы, отвечающих первому иерархическому уровню деления понятия «грунтовая толща» по признакам первой и второй групп, класс — по второму, группы — по третьему, типы — по четвертому уровню.

К суперклассам отнесены грунтовые толщи, сложенные группами одного класса или сложенные группами разных классов с однородным их состоянием по разрезу.

На основе принятых признаков в таблице-матрице выделено шесть классов грунтовых толщ: грунтовые толщи скальных немерзлых и талых; грунтовые толщи скальных многолетнемерзлых; грунтовые толщи дисперсных немерзлых и талых; грунтовые толщи дисперсных многолетнемерзлых; грунтовые толщи дисперсных, подстилаемых скальными, немерзлыми и талыми; грунтовые толщи дисперсные, подстилаемые скальными многолетнемерзлыми.

Группы грунтовых толщ представляют собой часть класса, обособленную по числу пород, слагающих толщу, и ее температуре. Названия групп формируются путем прибавления слов «одно-, двух- или многопородные» и «с температурой t°1– t°2» к названию класса. Например, грунтовые толщи скальные талые и немерзлые однопородные с температурой более 3 °С. Всего обособляется 36 групп грунтовых толщ.

Наименьшая по размеру клетка в таблице-матрице — тип грунтовой толщи, по существу он представляет собой грунтовую толщу определенного «литологического» состава и определенной степени увлажнения (льдистости), обособленную в пределах групп грунтовых толщ. Его название образуется путем прибавления наименования «литологической» разности и степени увлажнения (льдистости) к названию группы. Например, грунтовые толщи дисперсные немерзлые и талые однопородные с температурой 1–3 °С крупнообломочные, сильноувлажненные. Всего в таблице автоматически обособляются 690 типов грунтовых толщ, из которых 304 реально встречены на данной территории.

Таксоны, обособленные в легенде по признакам первой группы (вертикальная ось таблицы-матрицы), отображаются на карте цветной фоновой закраской. Грунтовые толщи, сложенные грунтами одного класса, показываются гаммой зелено-бирюзовых цветов. Однопородные разности дисперсных грунтовых толщ показываются гаммой светло-зеленых тонов, двухпородные — зеленых и темно-зеленых тонов, а многопородные — бирюзовых тонов. Литологические разности одно-, двух- и многопородных грунтовых толщ отображаются конкретными их оттенками, причем густота их обычно возрастает от толщ грубообломочных к толщам торфяным (сверху вниз по вертикальной оси матрицы). Грунтовые толщи, сложенные грунтами разных классов, показываются гаммой коричневых тонов.

Таксоны, обособленные в легенде по признакам второй группы (горизонтальная ось таблицы-матрицы), показываются на карте цветной штриховкой разной конфигурации, густоты и толщины. Грунтовые толщи немерзлые и талые показываются синей штриховкой, а многолетнемерзлые — красной. Ее характер зависит от температур, степени увлажнения-льдистости толщ. Грунтовые толщи немерзлые и талые с температурой 0–1 °С показываются густой вертикальной штриховкой синего цвета, 1–3 °С — наклонной более разреженной, с температурой более 3 °C — вертикальной редкой штриховкой. Для отображения грунтовых толщ многолетнемерзлых с температурами –1÷0 °C, –1÷–3 °C и ниже –3 °С соответственно приняты аналогичные типы штриховок красного цвета.

Толщина и сплошность линий этой штриховки использованы для отображения степени увлажнения-льдистости толщ (рис. 37). Так, слабольдистые и льдистые многолетнемерзлые грунтовые толщи во всех градациях температур показываются красными тонкими сплошными линиями, а сильнольдистые — толстыми сплошными линиями. Слабоувлажненные талые и немерзлые грунтовые толщи во всех градациях температур отображаются синими тонкими пунктирными линиями, увлажненные — сплошными линиями той же толщины, а сильноувлажненные — толстыми сплошными линиями.

В таблице-матрице при пересечении границ разных структурных уровней вертикальных и горизонтальных осей матрицы образуются как бы клетки различного размера, каждая из которых характеризуется сочетанием определенного цвета и штриховки. Это позволяет отразить на карте суперклассы, классы, группы и типы грунтовых толщ.

Рис. 37. Отображение степени увлажнения (а), льдистости (б)
и среднегодовых температур на Карте грунтовых толщ
Нечерноземной зоны РСФСР масштаба 1:1500 000:

1 — слабоувлажненные, 2 — увлажненные, 3 — сильноувлажненные (1, 2, 3 — при среднегодовых температурах более 3 °С), 4, 6 — слабольдистые, 5, 7 — сильнольдистые (4, 5 — при среднегодовых температурах 0–1 °С; 6, 7 — при среднегодовых температурах от 0 до — 1 °С). Степень увлажнения показана штриховкой красного цвета, степень льдистости — синего цвета. Дополнительно на карте системой ареальных цветных условных знаков показаны грунтовые толщи скальные растворимые или содержащие растворимые прослои, грунтовые толщи глинистые (или толщи, в которых глинистые грунты слагают верхнюю часть разреза) безвалунные, валунные и ленточно-слоистые.

Рассмотренная карта грунтовых толщ сопровождается дополнительно пятью картами-врезками масштаба 1:10 000 000, среди которых:

• карта глубины расчленения рельефа (0–20 м; 20–60 м; 60–100 м; 100–200 м; 200–300 м; более 300 м);

• карта строения грунтовых толщ, на которой цветом показаны грунтовые толщи, сложенные грунтами одного класса: а) скальные, б) дисперсные и грунтовые толщи, сложенные грунтами различных классов (дисперсные, подстилаемые скальными); штриховкой отражены грунтовые толщи: а) однопородные, б) двухпородные, в) многопородные;

• карта современного состояния грунтовых толщ, на которой разными оттенками зеленого цвета показаны грунтовые толщи талые и немерзлые (со среднегодовой температурой выше 3 °С, 1–3 °С и 0–1 °С) и оттенками синего цвета показаны грунтовые толщи многолетнемерзлые (со среднегодовой температурой от 0 до –1 °С; от –1 до –3 °С; ниже –3 °С); синей штриховкой показаны слабоувлажненные, увлажненные и сильноувлажненные и красной — льдистые и сильнольдистые;

• карта агрессивности грунтовых вод, на которой выделены районы распространения грунтовых вод с агрессивностью выщелачивания, углекислотной, общекислотной, сульфатной и районы распространения неагрессивных грунтовых вод;

• карта типологического районирования по характеру грунтовых толщ (масштаб 1:7 000 000), на которой регион древней Восточно-Европейской платформы разделен последовательно на три провинции, три зоны, три области и пять типов районов.

Карта грунтовых толщ предназначена для использования директивными, планирующими и проектно-изыскательскими организациями. Она дает достаточную информацию о характере развития грунтов, позволяет на основе этого целенаправленно составлять программы и проекты детальных инженерно-геологических изысканий, обоснованно выбирать методику их проведения. Она может быть использована при разработке крупных мелиоративных, сельскохозяйственных природоохранных программ, при решении вопросов о развитии или создании новых территориально-промышленных комплексов, при разработке региональных прогнозов изменения геологической среды в процессе хозяйственного освоения территории.

Методика составления этой карты была использована и усовершенствована при разработке Карты грунтовых толщ Европейской части CCCP масштаба 1:1 500 000. Она была составлена большим коллективом сотрудников Московского государственного университета и Производственного геологического объединения «Гидроспецгеология». Главный редактор — Е. М. Сергеев, заместители главного редактора Б. В. Графский, Д. Г. Зилинг, В. Т. Трофимов. Карта была завершена в 1986 г., готовилась к изданию, но в силу объективных причин не была издана. Большой интерес представляет ее легенда, центральная часть которой выполнена в виде двухрядной таблицы-матрицы (рис. 38). В ней выделены грунтовые толщи по составу и строению (в вертикальных графах), по температурно-влажностному состоянию (в горизонтальных). На пересечении рядов показан тип и цвет штриховки, которой грунтовые толщи определенного состава и состояния обособлены на карте.

Рис. 38. Фрагмент основной части легенды Карты грунтовых толщ
Европейской части СССР масштаба 1:1 500 000 (Е. М. Сергеев и др., 1986)

Грунтовые толщи в вертикальных рядах таблицы-матрицы разделены на две группы: сложенные грунтами одного класса и грунтами различных классов. Среди них выделены грунтовые толщи: скальные; дисперсные (рыхлые); дисперсные, подстилаемые скальными; скальные, подстилаемые дисперсными. Далее каждый тип грунтовых толщ подразделен на однопородные, двухпородные и многопородные толщи. На заключительном этапе выделено 48 типов грунтовых толщ по преобладающему составу пород.

В горизонтальных рядах таблицы-матрицы выделены грунтовые толщи с однородным состоянием по разрезу, которые подразделяются на немерзлые и талые, а также на многолетнемерзлые. Среди немерзлых и талых грунтовых толщ выделены три группы со среднегодовыми температурами более 3 °С; 1–3 °С; 0–1 °С. Многолетнемерзлые толщи по среднегодовым температурам подразделены также на три группы: от 0 до –1 °С; от –1 до –3 °С; ниже –3 °С. На заключительном этапе немерзлые и талые грунтовые толщи разделены по влажности: слабоувлажненные, увлажненные, сильноувлажненные. Многолетнемерзлые грунтовые толщи подразделяются по льдистости на две категории: слабольдистые, льдистые; сильнольдистые.

На пересечении горизонтальных и вертикальных рядов в клетках таблицы-матрицы для каждого типа грунтовых толщ определенного состава, строения и температурно-влажностного состояния показан тип и цвет штриховки, которой они обособлены на карте. Для немерзлых и талых грунтовых толщ цвет штриховки зеленый, для многолетнемерзлых — красный.

Границы грунтовых толщ различных среднегодовых температур и степени влажности (льдистости) показаны на карте для талых и немерзлых пород зеленым пунктиром, для многолетнемерзлых — красным.

Дополнительно на карте отражено много информации цветным крапом из условных значков (рис. 39). Грунтовые толщи лессовые, подстилаемые крупнообломочными, показаны коричневыми кружками. Сиреневым крапом отражена величина суммарной просадки лессовых грунтовых толщ (или в которых лессовые грунты слагают верхнюю часть разреза) в см: а) менее 15; б) 15–50; в) 50–100; г) более 100 (при нагрузке 0,3 МПа). Грунтовые толщи скальные растворимые или содержащие растворимые прослои подразделены на: а) слаборастворимые; б) средне- и сильнорастворимые и обособлены на карте черными звездочками. Грунтовые толщи скальные подразделены на прочные и слабые (последние выделены на карте красным крапом). Черным крапом из различных значков выделены грунтовые толщи глинистые или с залеганием глинистой составляющей в верхней части толщи с подразделением их на: а) валунно-содержащие, в основном моренные и мореноподобные; б) ленточно-слоистые; в) глины древних кор выветривания и г) прочие (без крапа). Коричневым крапом обособлены грунтовые толщи особой текстуры (представляют собой смесь грунтов различных типов, например глинистых и крупнообломочных). Синим крапом выделены засоленные грунтовые толщи. На карте зеленым пунктиром оконтурены территории техногенного увлажнения (по состоянию на многоводный год).

Большой объем хорошо систематизированной информации о составе, строении и состоянии грунтовых толщ, содержащийся в легенде карты, делают ее достаточно легко читаемой.

Рис. 39. Дополнительные характеристики грунтовых толщ
(не вошедшие в таблицу-матрицу (см. рис. 38), показанные
на Карте грунтовых толщ Европейской части СССР
масштаба 1:1 500 000 (Е. М. Сергеев и др., 1986)

3.3.2. Мелкомасштабные карты

Мелкомасштабные аналитические карты составляются обычно в тех случаях, когда синтетическая карта содержит большой объем информации, но многие важные параметры не получают на ней отражения вследствие ее большой загруженности. В качестве примера нами рассматриваются Карта современных экзогенных геологических и инженерно-геологических явлений Тюменской области (масштаб 1:1 000 000), составленная коллективом авторов Тюменской экспедиции Московского университета под руководством В. Т. Трофимова; а также серия аналитических карт, составленная тем же коллективом, на каждой из которых характеризуется определенная совокупность параметров мерзлотных условий Западно-Сибирской плиты: Карта распространения среднегодовых температур многолетнемерзлых и талых пород; Карта мощности и вертикального строения толщ многолетнемерзлых пород; Карта генетических типов и льдистости верхней 10-метровой части многолетнемерзлых пород. Все они составлены в масштабе 1:1 000 000 и на единой геолого-геоморфологической основе, характеризующей генезис и возраст рельефа и состав рельефообразующих комплексов пород. Генетические типы рельефа на всех картах показываются системой площадных штриховых условных знаков, цвет которых соответствует цвету топографической основы карты, а их густота характеризует возраст рельефа: сгущение штриховки происходит от древних уровней к молодым, занимающим, как правило, существенно меньшую площадь.

Карта современных экзогенных геологических и инженерно-геологических явлений Тюменской области масштаба 1:1 000 000 составлена коллективом авторов в 1979 г. Характерной особенностью карты является то, что на ней отражены закономерности распространения и морфологическая выраженность всего комплекса геологических явлений, формирование которых произошло не только в голоцене, но и на более ранних этапах развития плиты — в средне- и особенно в верхнечетвертичное время, при отчетливой выраженности их в современном рельефе или в верхней части разреза толщ горных пород и при существенном влиянии на весь комплекс инженерно-геологических условий.

В качестве литогенной основы карты показаны грунтовые толщи, определяющие условия развития современных геологических и инженерно-геологических процессов и создаваемых ими явлений. Все типы грунтовых толщ систематизированы на основе учета их состава, строения и состояния (в соответствии с систематикой, предложенной В. Т. Трофимовым) в первой части легенды, а на карте отражены разной по конфигурации штриховкой оливкового цвета. Выделены четыре большие группы грунтовых толщ: 1) грунтовые толщи многолетнемерзлые (преимущественно песчаные, преимущественно глинистые и т. п. с характеристикой их льдистости и температуры); 2) грунтовые толщи многолетнемерзлые в нижней части разреза, талые и немерзлые, сильно и избыточно увлажненные в верхней; 3) грунтовые толщи талые и немерзлые, сильно и избыточно увлажненные; 4) грунтовые толщи талые и немерзлые, умеренно увлажненные.

Фоновой закраской на карте показана эрозионная расчлененность рельефа с выделением территорий с различной (< 20; 20–40; 40–80; 80–120; 120–160; 160–200; > 200) суммарной расчлененностью рельефа, вычисленной по методике В. П. Сементовского как величины общих изогипсометрических коэффициентов в километрах магистральных изогипс, кратных 20 на 100 км2. Слаборасчлененные территории передаются на карте светлыми оттенками бежевого тона, а расчлененные более густыми тонами. Все остальные явления отображены на карте системой цветных штриховых знаков, одни из которых показывают конкретные, разные по размеру, площади или локальные участки развития явлений, а другие лишь ареалы их распространения.

Современные экзогенные геологические явления подразделены на группы по характеру сил, обусловивших их формирование. Выделены явления, вызванные деятельностью поверхностных вод; совместной деятельностью поверхностных и подземных вод; обусловленные деятельностью только подземных вод; действием сил гравитации; деятельностью ветра и обусловленные изменением теплофизического состояния пород (мерзлотные). Среди явлений, обусловленных деятельностью поверхностных вод, выделены явления, вызванные деятельностью постоянных (четко выраженные современные эрозионные уступы; районы современной аккумуляции аллювиальных отложений; участки пойм, затапливаемые ежегодно на длительный срок паводковыми водами) и временных (участки распространения растущих оврагов и развития линейно ориентированной эрозионной сети) водотоков. В эту же группу отнесены явления, вызванные деятельностью вод моря, губ и озер (абразионные уступы и районы современной аккумуляции соответствующих отложений).

К явлениям, обусловленным совместной деятельностью поверхностных и подземных вод, отнесена заболоченность территории, имеющая общерегиональное значение. По степени заболоченности и проходимости болот на основе анализа топографической основы масштаба 1:200 000 на карте выделены: а) заболоченные труднопроходимые и непроходимые участки, б) заболоченные проходимые участки и в) практически незаболоченные участки. Первые два типа показаны на карте штриховкой разных типов зеленого цвета. Практически незаболоченные участки читаются на карте по отсутствию штриховки этого цвета.

Системой штриховых условных знаков такого же зеленого цвета на карте отображены территории по берегам Карского моря, Обской, Тазовской и т. д. губ, на которых периодически отмечаются сгонно-нагонные явления, вызванные действием ветра на воды моря, губ и рек (таким же приемом показаны участки пойм речных долин, на длительное время заливаемые паводковыми водами). Проведена граница распространения катастрофических повышений уровня воды в реках, вызванных действием нагонных ветров.

Отдельными знаками, преимущественно черного цвета, на карте показаны явления, обусловленные изменением режима подземных вoд (суффозионно-просадочные воронки, западины, блюдца; участки развития суффозионного выноса тонкодисперсной составляющей песчаных пород в основании склонов); явления, вызванные оползанием пород (районы практически сплошного линейного распространения действующих и приостановившихся оползней на склонах подмываемых берегов; отдельные действующие и приостановившиеся оползни; районы площадного распространения маломощных оплывин в сезонно-протаивающих породах по поверхности многолетнемерзлых); явления, вызванные обрушением пород (участки интенсивного развития обвально-осыпных явлений); явления, вызванные перевеванием грунтов (песчаные раздувы и связанные с ними дюны, бугры и пр.; грядовые пески).

Комплекс мерзлотных явлений, широко представленный на карте, показан системой площадных, преимущественно штриховых, условных знаков красного цвета. Часть этих знаков характеризует не только особенности площадного распространения мерзлотных явлений, но и количественные аспекты их развития (объемная льдистость, объемная макрольдистость).

Все мерзлотные явления в легенде карты подразделены на две большие группы: 1) вызванные сезонными изменениями температур в слое сезонного протаивания-промерзания и 2) вызванные многолетними изменениями температур в слое многолетнемерзлых и промерзающих пород. Среди явлений первой группы выделено две подгруппы: 1) явления, возникшие при промерзании пород слоя сезонного протаивания-промерзания (невысокие бугры и площади пучения; останцы, каменные развалы и россыпи в местах выходов кристаллических и плотных осадочных пород; участки консервации речных, озерных и морских припайных льдов; каменные кольца, многоугольники, пятна-медальоны, каменные полосы на склонах; речные наледи); 2) явления, возникшие при протаивании пород слоя сезонного протаивания-промерзания (солифлюкционные шлейфы, террасы, языки; нивационные западины, воронки, цирки, уступы). В рамках красным цветом приводится глубина сезонного промерзания (в метрах) отложений данного типа грунтовой толщи и черным цветом — глубина сезонного протаивания многолетнемерзлых пород данного типа грунтовой толщи.

Мерзлотные явления второй группы подразделены на три подгруппы: 1) явления, возникшие при формировании сингенетических многолетнемерзлых пород, 2) явления, возникшие при формировании эпигенетических многолетнемерзлых пород; 3) явления, возникшие при деградации мерзлоты.

К явлениям, возникшим при формировании сингенетических многолетнемерзлых пород, отнесены:

• участки активного сингенетического промерзания современных аллювиальных (в пределах прирусловой отмели), морских, лагунно-морских и озерных (в пределах приливно-отливной зоны и низкой лайды) отложений с температурой ниже минус 5–6 °С, показанные на карте красными звездочками;

• ледяные и льдогрунтовые полигонально-жильные образования стадий роста (современные и позднеголоценовые — в пойменных отложениях) и консервации (верхнечетвертичные — раннеголоценовые — в отложениях террас) и связанные с ними формы полигонально-валикового и полигонально-блочного рельефа. Объемная макрольдистость пород: а) высокая, Jv > 20 %; б) средняя, 5 % < Jv < 20 %; в) низкая Jv < 5 % показывается на карте сочетанием красных горизонтальных и вертикальных линий с увеличением их плотности по мере уменьшения макрольдистости. Там, где эти явления не выражаются в масштабе карты, они показываются фрагментом решетки (квадратом), размер которого также меняется с изменением макрольдистости пород.

Выделены участки консервации речных, озерных и морских пластовых льдов. Дается граница установленного и предполагаемого распространения линз прослоев меж- и подмерзлотных криопэгов в современных (на глубинах до 8–10 м) и верхнечетвертичных (глубже 10 м) отложениях.

К явлениям, возникшим при формировании эпигенетических многолетнемерзлых пород, отнесены:

• участки активного современного эпигенетического промерзания отложений различного генезиса и состава в районах распространения отложений с температурой, близкой к 0 °С (показаны на карте красным крапом);

• ледяные и льдогрунтовые полигонально-жильные образования стадий роста и консервации и связанные с ними формы полигонально-блочного рельефа; объемная макрольдистость: а) средняя, 5 % < Jv < 20 %; б) низкая, Jv < 5 %. Принцип отображения здесь тот же, что и в сингенетических многолетнемерзлых породах, только с точками в квадратах решетки;

• разными знаками показаны миграционные, инъекционные, инъекционно-сегрегационные и пластовые льды разного возраста и в различных отложениях.

К явлениям, возникшим при деградации мерзлоты, отнесены:

• термокарстовые голоценовые формы рельефа преимущественно по полигонально-жильным льдам, для отображения которых на карте используется также решетчатая, но косая ромбовидная штриховка;

• плоскобугристые торфяники;

• современные позднеголоценовые термокарстовые формы рельефа преимущественно по сегрегационному льду — котловины, воронки, понижения, показанные на карте наклонной штриховкой;

• разными знаками отражены крупные термокарстовые котловины, байджерахи, участки развития реликтового бугристо-западинного рельефа.

На карте особо выделен комплекс инженерно-геологических явлений, которые качественно отображены системой условных знаков оранжевого цвета. Вынесены на карту районы активизации береговой эрозии на участках интенсивного судоходства и изменения водного режима рек; участки активизации овражной эрозии и оползней в районax освоения территории; активизации процессов заболачивания, вызванных вырубкой леса и другими видами деятельности и т. д.

Для территорий городов и других населенных пунктов, а также для нефтяных и газовых месторождений охарактеризованы, с помощью вынесенных на карту циклограмм, явления, обусловленные инженерной и хозяйственной деятельностью. Окраска сегментов циклограммы показывает характер явления, а частота встречаемости данного явления на изучаемой территории отражается шириной сегмента (суммарная встречаемость всего комплекса явлений на этой площади принимается за 100 %). Предусмотрен показ в сегментах следующих явлений: повышение уровня грунтовых вод, активизация процессов овражной эрозии, термокарст, тепловые осадки сооружений, морозное пучение, заболачивание, оползни, оплывины, солифлюкция, формирование перелетков, песчаные раздувы, неравномерные осадки, наледи, морозобойное растрескивание.

Эта карта составлена авторами на основе анализа и обобщения огромного фактического материала и явилась по существу первой картой подобного рода на обширную и очень сложную территорию Тюменской области. Легенда ее составлена очень удачно. Весь комплекс экзогенных геологических явлений, отчетливо выраженных в современном рельефе, систематизирован на основании общей генетической классификации процессов по характеру сил, обусловивших их развитие, с учетом времени формирования. Мерзлотные явления рассматриваются с учетом особенностей формирования или изменения многолетнемерзлых толщ. Характеристика всех явлений очень логично показана на фоне систематизированных грунтовых толщ с учетом их состава, строения и состояния и характера эрозионной расчлененности как важнейших факторов развития геологических процессов.

Карта распространения среднегодовых температур многолетнемерзлых и талых пород Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000 составлена большим коллективом авторов МГУ и ПНИИИС Госстроя СССР под редакцией В. Т. Трофимова. Эта карта отражает пространственные закономерности распределения таких важнейших параметров мерзлотной обстановки, как распространение многолетнемерзлых, талых и немерзлых горных пород, их среднегодовых температур (по подошве годовых колебаний), а также содержит характеристику типов и глубины сезонного протаивання-промерзания грунтов.

Легенда карты состоит из пяти разделов. Первый из них посвящен характеристике особенностей распространения по площади многолетнемерзлых и талых пород. Площади распространения многолетнемерзлых пород показываются на карте вертикальной штриховкой разного типа красного цвета, а талые (и немерзлые) породы — горизонтальной штриховкой синего цвета. Среди первых выделено четыре типа участков по особенностям их распространения: 1) практически сплошного распространения многолетнемерзлых пород, где талые породы встречаются лишь под руслами наиболее крупных рек и под акваторией крупных озер; 2) несплошного (прерывистого) распространения многолетнемерзлых пород, в пределах которых массивы мерзлых пород занимают более 50 % площади; 3) несплошного (прерывистого) распространения многолетнемерзлых пород, в пределах которых массивы мерзлых пород занимают 10–50 % (а) и менее 10 % (б), а также участки с частым по площади чередованием небольших островов мерзлых и талых пород (последний тип участков показывается красным крапом). На карте отображаются также площади распространения неглубоко залегающих охлажденных ниже 0 °С пород, насыщенных солеными меж- или подмерзлотными водами (криопэгами).

Во втором разделе легенды отражена важнейшая характеристика карты — температура многолетнемерзлых и талых пород. На карте она показывается сплошной (фоновой) цветовой закраской: многолетнемерзлым породам присваиваются фиолетово-сине-зеленые цвета (первые для низкотемпературных, вторые — для высокотемпературных пород), а талым — желтый и его оттенки. По величине среднегодовых температур многолетнемерзлые породы ранжированы на шесть градаций: 1) преимущественно ниже –7 °С; 2) преимущественно от –5 до –7 °С; 3) преимущественно от –3 до –5 °С; 4) преимущественно от –1 до –3 °С; 5) преимущественно от 0 до –1 °С; 6) преимущественно близкие к 0 °С (частое чередование по площади небольших островов талых и мерзлых пород с температурой, близкой к 0 °С). Температура талых (и немерзлых) пород характеризуется только в двух градациях: 1) от 0 до 2 °С; 2) преимущественно выше 2 °С. Участки с различной температурой отделяются друг от друга сплошной красной линией.

Третий раздел легенды содержит классификацию генетических типов рельефа и характеристику состава отложений первых от поверхности (рельефообразующих) геолого-генетических комплексов. Для отображения на карте типа рельефа используется система штриховых знаков, цвет которой идентичен цвету топографической основы карты. Характеристика состава отложений приведена только в легенде. На карте же показывается лишь литологический состав пород слоя сезонного промерзания-протаивания. Он систематизируется в четвертом разделе легенды. Для отображения его на карте используется система штриховок черного цвета. Причем в пределах выделяемых на карте контуров показываются грунты данного состава, которые преобладают по площади и в разрезе (составляют более 50 % мощности разреза). Границы между участками с разным составом грунтов проводятся точечной линией черного цвета. Для каждого выделенного контура показываются глубины сезонного протаивания цифрами черного цвета и глубины промерзания — красного.

В пятом разделе легенды группируются геологические, геоморфологические и литологические границы, показанные на карте черным цветом.

Дополнительная информация о других природных факторах, влияющих на особенности распространения и теплового состояния пород, отражена на картах-врезках масштаба 1:12 000 000, размещенных на свободном поле основной карты. Это: 1) схема ландшафтного районирования территории; 2) схема распределения среднегодовых температур и годовых амплитуд воздуха; 3) схема распространения средней высоты снежного покрова; 4) схема типов сезонного промерзания и протаивания, а также ряд схем, отображающих изменение температуры грунтов, вызванные нарушением природной обстановки.

Карта мощности и вертикального строения толщ многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000 составлена большим коллективом авторов МГУ и ПНИИИС Госстроя СССР под редакцией В. В. Баулина и В. Т. Трофимова и издана в 1984 г. Она отражает особенности распространения (по площади и разрезу), мощности и вертикального строения толщ многолетнемерзлых пород.

Легенда карты включает в себя три раздела. В первом разделе дана характеристика распространения многолетнемерзлых nopoд с различным строением и мощностью толщ (рис. 40). В первой части (А) этого раздела предусмотрено выделение шести градаций мощности многолетнемерзлых пород, залегающих непосредственно под слоем сезонного протаивания: 1) менее 10 м; 2) преимущественно от 10 до 50 м; 3) преимущественно от 50 до 150 м; 4) преимущественно от 150 до 300 м; 5) преимущественно от 300 до 450 м; 6) преимущественно более 450 м. На карте они показаны фоновой закраской желто-зелено-сине-розовых цветов. Первый из них соответствует толщам наименьшей мощности, последний — мощным толщам многолетнемерзлых пород. Предусмотрено в этой части первого раздела легенды проведение границ двух типов: черными линиями — границы между районами распространения многолетнемерзлых пород и массивов с различным строением и мощностью толщ и оранжевыми прерывистыми линиями со штрихами — граница широкого распространения неглубоко залегающих отрицательно температурных немерзлых пород, насыщенных сильноминерализованными водами (криопэгами), преимущественно межмерзлотных на террасах и подмерзлотных на лайдах.

Рис. 40. Содержание раздела «I. Распространение многолетнемерзлых пород
с различным строением и мощностью толщ» Карты мощности и вертикального
строения толщ многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты
масштаба 1:1 000 000 (под ред. В. В. Баулина, В. Т. Трофимова, 1984)

Во второй части (Б) первого раздела легенды (см. рис. 40) группируются показатели, характеризующие распространение участков развития «несливающихся» толщ многолетнемерзлых пород. Выделяются три разновидности толщ с различной мощностью слоя многолетнемерзлых пород (преимущественно менее 10 м, преимущественно от 10 до 50 м и от 50 до 150 м). На карте они обособляются ареальным точечным крапом по цвету, соответствующему данной мощности многолетнемерзлых пород. Глубина залегания подошвы талого слоя отражается характером крапа: а) глубина менее 10 м — частыми мелкими точками; б) от 10 до 20 м — редкими крупными.

В третьей части (В) первого раздела легенды дана характеристика распространения и мощности глубокозалегающих (реликтовых) многолетнемерзлых пород. Среди них выделено три типа толщ, различающихся по глубине залегания их кровли (менее 100 м; от 100 до 200 м; и более 200 м). Каждый из них подразделяется на три вида с различной мощностью слоя многолетнемерзлых пород (менее 100 м, от 100 до 200 м и более 200 м). Для изображения этих категорий на карте использована система штриховых условных знаков красного цвета. Каждый тип толщи отражен на карте разным наклоном штриховки, а каждый вид — ее плотностью (сгущение штриховки соответствует увеличению мощности реликтовых толщ многолетнемерзлых пород). Причем сплошная штриховка соответствует территориям с установленной характеристикой положения слоя в разрезе, пунктирная — предполагаемой. Границы вероятного распространения реликтовых толщ многолетнемерзлых пород и территорий с различной глубиной залегания их кровли и мощностью даются сплошной оранжевой линией.

В результате на карте верхний, прерывистый по площади слой многолетнемерзлых пород будет показан цветом; участки, где многолетнемерзлые породы отсутствуют с поверхности, также показаны соответствующим цветом; реликтовый слой многолетнемерзлых пород показывается штриховкой по цветовому полю перекрывающих их талых пород, а районы с двухслойным строением толщ — сочетанием определенного цвета и штриховки.

Во втором разделе легенды проведена систематика генетических и возрастных типов рельефа. Она выполнена в виде двухкоординатной таблицы, по вертикальной оси которой рассмотрен генезис рельефа, а по горизонтальной — охарактеризован возраст различных типов рельефа (от современного до неогенового-раннечетвертичного). В клетках на пересечении горизонтальных и вертикальных рядов показан тип штриховки (светло-зеленого цвета) для каждого генетического типа рельефа определенного возраста, с помощью которого он обособлен на карте (рис. 41).

Рис. 41. Содержание раздела «ІІ. Возраст и генетические типы рельефа»
легенды Карты мощности и вертикального строения толщ многолетнемерзлых пород
Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000
(под ред. В. В. Баулина, В. Т. Трофимова, 1984)

В третьем разделе легенды сгруппированы разные типы геологических и геоморфологических границ, которые показываются на карте черным цветом. Здесь же показан способ выделения на карте территорий распространения талых и немерзлых пород — светлым бежевым цветом, а также особым крапом — участков с чередующимися по площади мерзлыми и талыми породами с температурой, близкой к 0 °С.

Дополнительная информация об особенностях формирования, современного состояния и геологического строения толщ многолетнемерзлых пород показывается на схематических картах-врезках масштаба 1:12 000 000, составленных В. В. Баулиным, Ю. К. Васильчуком, В. Г. Кудряшовым, В. Т. Трофимовым. К их числу относятся: 1. Схема распределения величины геотермического градиента в мезокайнозойском чехле плиты, на которой проведены установленные и предполагаемые изолинии геотермического градиента (в градусах на 100 м) и соответственно цветом выделены зоны с преобладающими значениями геотермического градиента (1,5–2,0; 2,0–2,5; 2,5–3,0; 3,0–3,5; 3,5–4,0; 4,0–4,5; 4,5–5,0; более 5,0); 2) схема распространения и мощность подмерзлотных криопэгов, на которой цветом выделены районы широкого распространения подмерзлотных криопэгов мощностью преимущественно более 50 м; локального распространения подмерзлотных криопэгов мощностью менее 50 м и районы их практического отсутствия. Штриховкой показаны локальные участки широкого распространения криопэгов преимущественно с неглубоким залеганием кровли; 3) схема комплексов отложений, вмещающих подошву толщ многолетнемерзлых пород; 4) схема районирования по мощности и строению толщ многолетнемерзлых пород, на которой цветом выделены зоны: А — преимущественно сплошного (монолитного) строения толщ многолетнемерзлых пород; Б — прерывистого (двуслойного) строения толщ многолетнемерзлых пород; В — глубокозалегающих (реликтовых) толщ многолетнемерзлых пород. Каждая зона делится на области по глубине залегания подошвы (в м): менее 150 (в зоне А менее 300); 150–300; 300–450; более 450 м. На схеме они отражаются оттенками цвета. Районы распространения многолетнемерзлых пород выделяются по мощности толщи. Причем для зоны сплошного (монолитного) и зоны прерывистого (двуслойного) строения многолетнемерзлых пород учитывается мощность толщи, залегающей непосредственно под слоем сезонного протаивания, для зоны реликтовых многолетнемерзлых пород — мощность глубокозалегающей толщи. Районы на схеме отражаются различного типа штриховкой.

Дополнительно на четырех схемах (в масштабе 1:20 000 000) анализируется развитие толщ многолетнемерзлых пород на разных этапах: конец среднечетвертичного этапа (тазовское время); конец позднечетвертичного этапа (сартанское время); время голоценового оптимума; настоящее время. На схемах сочетанием цвета, крапа и вертикальной штриховки показана динамика развития толщ верхнего слоя и глубокозалегающих с выделением их в относительно стабильном состоянии, промерзающих (интенсивно, медленно и т. п.), протаивающих (сверху в разрезах, сверху и снизу в пределах территорий с определенными условиями), деградирующих (в кровле и подошве толщи) умеренно и активно и деградировавших (полностью протаявших). Горизонтальной штриховкой черного цвета показано распространение и строение по разрезу толщ многолетнемерзлых пород (преимущественно сплошные по площади и разрезу, преимущественно прерывистые по площади и монолитные по разрезу, преимущественно прерывистые по площади и разрезу). Проведены изолинии максимальных глубин залегания подошвы толщ многолетнемерзлых пород.

В работе авторами карты представлен разработанный и апробированный второй вариант легенды карты (Трофимов, Баду, Васильчук и др., 1983). В его основу положен принцип картографирования толщ многолетнемерзлых пород различного вертикального строения как главного элемента карты. Легенда этого варианта карты включает четыре раздела.

Первый раздел представляет собой двухкоординатную таблицу-матрицу, в которой характеристика мощности толщи всего разнообразия вертикальных разрезов многолетнемерзлых пород выполнена по вертикальной ее оси в виде фиксированных интервалов глубин залегания подошвы толщ многолетнемерзлых пород. По горизонтальной оси таблицы характеризуется строение толщ многолетнемерзлых по разрезу. Среди большого разнообразия толщ многолетнемерзлых пород по строению их вертикального разреза выделены три типа, наиболее характерные для всей территории Западной Сибири: 1) толщи многолетнемерзлых пород монолитного строения; 2) толщи многолетнемерзлых пород, разобщенные талыми с положительной температурой (двухслойное строение); 3) реликтовые толщи многолетнемерзлых пород с глубоким залеганием кровли. Второй и третий типы толщ многолетнемерзлых пород подразделены на виды и разновидности. Двухслойные толщи многолетнемерзлых пород расчленены на три вида по различию мощности верхнего слоя и семь разновидностей толщ многолетнемерзлых пород, различающихся особенностями глубин залегания кровли второго слоя. Третий тип толщ многолетнемерзлых пород включает три вида толщ, отличающихся друг от друга различной глубиной залегания кровли многолетнемерзлых пород (рис. 42).

Рис. 42. Структура и содержание первого раздела второго варианта легенды
Карты мощности и вертикального строения толщ многолетнемерзлых пород
Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000
(по В. Т. Трофимову, Ю. Б. Баду, Ю. К. Васильчуку, 1983)

При составлении карты для отображения этой информации используется цветовая фоновая закраска контуров и цветная штриховка. Возможны два варианта использования цветовой закраски. Первый из них, являющийся наиболее рациональным, предусматривает показ различным цветом площадей распространения типов толщ многолетнемерзлых пород с различным строением по разрезу. Оттенками цвета в пределах различных типов показываются толщи многолетнемерзлых пород с различной глубиной залегания подошвы толщ; от более густых оттенков для площадей, характеризующихся глубоким залеганием подошвы мерзлой толщи до более светлых — для толщ многолетнемерзлых пород, подошва которых залегает на меньших глубинах. Во втором варианте цветовая закраска используется для отображения толщ с различной глубиной залегания подошвы мерзлых пород. Для этого используются разные цвета: от светлых (для толщ с малой мощностью) к более темным по мере возрастания мощности толщ многолетнемерзлых пород. Виды толщ многолетнемерзлых пород и их разновидности на карте будут показаны соответственно штриховкой различных типов ее наклонов. Для этой штриховой нагрузки целесообразно использовать красный цвет.

Во втором разделе легенды группируются признаки, характеризующие особенности распространения и некоторые особенности строения мерзлых пород, которые не нашли отражения в таблице-матрице (рис. 43). Цвет границ и штриховых знаков этого раздела черный за исключением крапа, отображающего участки развития несливающихся мерзлых толщ (его цвет красный), который наносится на фоновую закраску, показывающую мощность и строение нижележащих толщ многолетнемерзлых пород.

Рис. 43. Способы показа дополнительных характеристик распространенности
некоторых типов мерзлых толщ и таликов на втором варианте
Карты мощности и вертикального строения толщ многолетнемерзлых пород
Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000
(по В. Т. Трофимову, Ю. Б. Баду, Ю. К. Васильчуку, 1983)

В третьем разделе легенды систематизируются данные о генетико-возрастных особенностях рельефа, в четвертом — прочие знаки. Отображение этих данных аналогично вышеописанному (первый вариант составления карты).

Карта генетических типов и льдистости верхней 10-метровой части разреза многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000 составлена большим коллективом авторов МГУ и ПНИИИС Госстроя СССР под редакцией В. Т. Трофимова и издана в 1982 г. Легенда этой карты состоит из четырех разделов.

Первый раздел, представленный в виде двухрядной таблицы-матрицы (рис. 44), содержит характеристику генетических типов и льдистости многолетнемерзлых пород. В горизонтальных рядах (строках) верхней части таблицы-матрицы даются генетические типы многолетнемерзлых пород и их состав, причем многолетнемерзлые породы подразделены на генетически однородные толщи (синкриогенные и эпикриогенные) и генетически неоднородные (синкриогенные породы, подстилаемые эпикриогенными). Дальнейшее деление толщ проводится по литологическому составу. Во всех случаях выделяются: песчаные породы; глинистые; торфяные породы; песчаные породы мощностью 3–5 м, перекрывающие глинистые; глинистые породы мощностью 1–5 м, перекрывающие песчаные; переслаивающиеся песчано-глинистые толщи с преобладанием песчаных пород; переслаивающиеся песчано-глинистые толщи с преобладанием глинистых пород. Среди эпикриогенных толщ выделяются дополнительно толщи, сложенные: песчаными породами, перекрытыми 5–8-метровым слоем талых пород; глинистыми породами, перекрытыми 5–8-метровым слоем талых пород; песчаными породами, чередующимися на небольших площадях с талыми породами (с температурами, близкими к 0 °С); глинистыми породами, также чередующимися на небольших площадях с талыми породами (с температурами, близкими к 0 °С) и т. п.

В вертикальных рядах (колонки) левой части таблицы дается льдистость многолетнемерзлых пород. Выделяются три категории льдистости за счет льда-цемента и шлирового льда: слабольдистые (λ1 < 0,2), льдистые (0,2 < λ1 < 0,4), сильнольдистые (λ1 > 0, 4). Льдистость за счет повторно жильного льда также трех категорий: λ2 < 0,05; 0,05 < λ2 < 0,2; λ2 > 0,2 (см. рис. 44).

продолжение таблицы

Рис. 44. Раздел «I. Генетические типы и льдистость многолетнемерзлых пород»
легенды Карты генетических типов льдистости верхней 10-метровой части разреза
многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты
масштаба 1:1 000 000 (под ред. В. Т. Трофимова, 1982) (см. текст)

В клетках таблицы-матрицы на пересечении горизонтальных и вертикальных рядов выделяются многолетнемерзлые породы определенного генетического типа, строения и литологического состава пород, определенной льдистости. Все эти характеристики на карте отображаются сочетанием цвета и различного типа штриховки черного и красного цвета. Генетически однородные синкриогенные породы показываются розовым цветом, эпикриогенные — желтым и зеленым, генетически неоднородные толщи — синим. Литологический состав пород отражается черной штриховкой по цветовому полю. При этом сложно построенные толщи всех криогенных типов, верхняя часть разреза которых представлена торфом, нижняя — минеральными грунтами, показаны совмещенным знаком торфа и подстилающих отложений. Льдистость многолетнемерзлых пород за счет льда-цемента и шлирового льда дается на карте оттенками основного цвета с углублением тона по мере увеличения льдистости. Льдистость за счет повторно-жильного льда показывается сочетанием красной вертикальной и горизонтальной штриховки, плотность которой возрастает с увеличением льдистости. Массивы талых и немерзлых пород на карте обособляются светло-бежевым цветом.

Во втором разделе легенды представлены генетические типы залежеобразующих льдов (ледяных макротел), залегающих в пределах 10-метровой толщи или близко к ней (рис. 45). Выделены следующие типы залежеобразующих льдов: инъекционные (а — выраженные в рельефе, залегающие в недрах гидролакколитов и б — не выраженные в рельефе); сегрегационно-инъекционные (а — выраженные в рельефе, залегающие в недрах бугров пучения и б — не выраженные в рельефе); погребенные пластовые льды (а — айсберговые; б — ледниковые; в — речные, озерные и морские (припайные и плавучие); пластовые льды неясного генезиса. На карте они отражены различными значками красного цвета.

Рис. 45. Раздел «II. Генетические типы залежеобразующих льдов
(ледяных макротел), залегающих в пределах 10-метровой толщи
или близко к ней» Карты генетических типов и льдистости верхней
10-метровой части разреза многолетнемерзлых пород
Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000
(под ред. В. Т. Трофимова, 1982)

В третьем разделе легенды дается информация о возрасте и генетических типах рельефа, представленная в виде двухрядной таблицы-матрицы. В горизонтальных рядах верхней части таблицы дается возраст рельефа (от современного до неоген-раннечетвертичного). В вертикальных рядах левой части таблицы представлен генезис рельефа (морской, лагунно-морской, озерный, озерно-аллювиальный, аллювиальный, ледниковый, водно-ледниковый, ледниково-водно-ледниковый). В клетках на пересечении горизонтальных и вертикальных рядов показан способ отражения этой информации на карте — различными типами штриховки и крапа зеленого цвета.

Штриховая нагрузка, отражающая на карте генетические типы и льдистость толщ многолетнемерзлых пород, генетические типы и возраст рельефа, достаточно велика (рис. 46). Но, учитывая, что она приводится цветными штриховыми знаками, карта хорошо читается.

Рис. 46. Фрагмент Карты генетических типов и льдистости
верхней 10-метровой части разреза многолетнемерзлых пород
Западно-Сибирской плиты масштаба 1:1 000 000
(под ред. В. Т. Трофимова, 1982), демонстрирующий характер
штриховой нагрузки на ней. Фрагменты решетки на карте
обозначают участки повышенной льдистости за счет
повторно-жильного льда, не выраженные в масштабе карты

На карте показаны также границы распространения многолетнемерзлых пород и участков, сложенных разными по составу и льдистости породами (черным цветом) и границы геоморфологических уровней Западно-Сибирской плиты (зеленым цветом). Кроме того, на ней помещены восемь содержательных карт-врезок масштаба 1:12 000 000.

1. Карта криолитологического районирования составлена Ю. Б. Баду, Ю. К. Васильчуком и В. Т. Трофимовым. На ней цветом показаны криолитологические зоны (Заполярная, Приполярная, Северная) и зона развития талых и немерзлых пород, штриховкой — подзоны (Ямало-Гыданская, Ныдинско-Тазовская, Салехард-Игаркинская, Мужинско-Туруханская, Березовско-Нижневартовская). Сочетанием буквенно-цифровых индексов в пределах каждой подзоны показаны области. Расшифровка их названий дается в таблице-матрице, где по горизонтальной оси в верхней части — зоны и подзоны, а по вертикальной — области; в центре таблицы помещены названия областей с указанием принятого для отображения на карте индекса.

2. Карта прогнозных величин потенциальной осадки оттаивания составлена Ю. Б. Баду и В. Т. Трофимовым. На ней цветом обозначены территории с величиной потенциальной осадки оттаивания:

• менее 0,5 м в слабольдистых преимущественно песчано-супесчаных породах;

• от 0,5 до 3,0 м в льдистых породах различного состава, в северных районах, содержащих повторно-жильные льды мощностью 2–5 м;

• от 3,0 до 5,0 м: а) в сильнольдистых преимущественно глинистых породах в северных районах, содержащих повторно-жильные льды мощностью 2–5 м и б) в сильнольдистых преимущественно суглинисто-глинистых породах зоны их прерывистого распространения, перекрытых торфом мощностью 2–4 м;

• более 5 м в сильнольдистых преимущественно глинистых породах, местами с повторно-жильными льдами мощностью до 6–10 м;

• дополнительно крапом выделены районы с возможными катастрофическими осадками в породах песчано-глинистого состава, вмещающих залежи пластовых льдов.

3. На карте распространения и современных тенденций развития повторно-жильных льдов, составленной Ю. К. Васильчуком и В. Т. Трофимовым, цветом выделены три зоны.

I. Зона совместного распространения древних и современных развивающихся и неразвивающихся син- и эпигенетических повторно-жильных льдов в минеральных, оторфованных и торфяных грунтах. В ее пределах разной штриховкой выделены три подзоны: а) подзона современного широкого формирования сингенетических повторно-жильных льдов на участках преобладания аккумуляции грунтов в субаэральных (на поймах, лайдах и в пределах торфяников на более древних элементах рельефа) и в субаквальных (на дне озер и мелководье морей и губ) условиях; б) подзона современного широкого формирования сингенетических повторно-жильных льдов на участках преобладания аккумуляции грунтов в субаэральных условиях (на поймах и лайдах); в) подзона современного формирования син- и эпигенетических повторно-жильных льдов в торфяных грунтах, и преимущественно эпигенетических — в минеральных грунтах. При этом в примечании оговаривается, что в подзонах а и б северной зоны на участке стабильного положения поверхности грунтовых толщ или их денудации в современных условиях идет формирование эпигенетических повторно-жильных льдов (в том числе и в теле древних сингенетических повторно-жильных льдов или формирующих верхний ярус над ними).

II. Зона распространения древних и современных преимущественно эпигенетических повторно-жильных льдов (в современных условиях повторно-жильные льды развиваются в торфяных грунтах, в минеральных грунтах они находятся в основном в стадии консервации или деградации).

III. Зона отсутствия повторно-жильных льдов, широкого распространения псевдоморфоз по вытаявшим повторно-жильным льдам и остаточно-полигональных форм рельефа.

Значками по цветовому полю показаны участки наиболее активной деградации повторно-жильных льдов в результате локального усиления эрозии (а) и повышения среднегодовых температур пород (б); границами выделены зоны и подзоны.

Пять остальных карт являются палеокриолитологическими, составлены Ю. Б. Баду, Ю. К. Васильчуком, В. Т. Трофимовым и А. Б. Гусевым. Они отражают криолитологические условия в разное время:

• позднеказанцевское время (похолодание около 65 тыс. лет назад);

• позднекаргинское время (похолодание около 30 тыс. лет назад);

• дооптимальное время голоцена (начало бореального периода — около 9,5 тыс. лет назад);

• время голоценового «оптимума» (атлантический период — около 5,5 тыс. лет назад);

• послеоптимальное время голоцена (суббореальный период — около 3 тыс. лет назад).

Условные обозначения к этим картам в первом разделе легенды представлены в виде таблицы-матрицы, где в горизонтальных рядах верхней части таблицы дается характер распространения многолетнемерзлых толщ (практически сплошное распространение генетически неоднородных син- и эпикриогенных толщ; прерывистое распространение эпикриогенных и генетически неоднородных толщ с подразделением его на: а) массивно-островное распространение эпикриогенных и генетически неоднородных толщ и б) редкоостровное и островное распространение эпикриогенных и генетически неоднородных толщ). В вертикальных рядах в левой части таблицы изложены фациальные условия существования и развития многолетнемерзлых пород. Здесь выделены территории стабильного положения поверхности грунтовых толщ или преобладания процессов денудации, а также территории преобладания аккумуляции грунтовых толщ. В последнем случае разделены территории с аккумуляцией в условиях мелководий и лайд, в условиях мелководий и лайд губ (в позднеказанцевское время в озерно-аллювиальных условиях), в условиях русел и пойм рек (при этом оговорено, что в русловых условиях отложения промерзали только в зоне практически сплошного распространения многолетнемерзлых пород). В клетках на пересечении горизонтальных и вертикальных рядов показан цвет, с помощью которого многолетнемерзлые породы определенного характера распространения и формировавшиеся в определенных фациальных условиях отражены на картах. На палеокриолитологических картах дается также мощность синкриогенной пачки в верхней части многолетнемерзлой толщи с выделением трех градаций (< 3 м, от 3 до 8 м и от 8 до 12 м), показанных с помощью горизонтальной и наклонных штриховок черного цвета. Возраст многолетнемерзлых толщ указан геологическими индексами: красного цвета — для синкриогенных толщ, синего — для эпикриогенных толщ, черного — для генетически неоднородных (вне ареалов торфяника); индексом черного цвета, взятым в скобки, показан возраст генетически неоднородных толщ под синкриогенными торфяниками.

Различными знаками черного цвета показаны территории формирования повторно-жильных льдов (а — сингенетических; б — эпигенетических); формирования залежеобразующих льдов (а — погребенных, б — инъекционно-сегрегационных); бугров пучения различного генезиса; термоабразионной переработки побережий; развития термокарста.

3.3.3. Среднемасштабные карты

Среднемасштабные аналитические карты инженерно-геологических условий обычно составляются на отдельные районы или на территории природно-техногенных комплексов. В качестве примера таких карт нами рассматриваются: Инженерно-геодинамическая карта одного из районов Москвы в масштабе 1:200 000, опубликованная Г. А. Голодковской и Ю. Б. Елисеевым (Голодковская, Елисеев, 1989); Карта техногенной нагрузки района Березовского природно-техногенного комплекса в масштабе 1:100 000, составленная М. Б. Куриновым (Голодковская, Куринов, 1996); Макет инженерно-геологической карты горного района в масштабе: 1:100 000, составленный В. С. Федоренко, В. И. Липилиным и Н. Н. Ниловым (Федоренко, 1982), дополненный аналогичной крупномасштабной картой (1:25 000) тех же авторов.

Инженерно-геодинамическая карта одного из районов г. Москвы масштаба 1:200 000, представленная Г. А. Голодковской и Ю. Б. Елисеевым в работе тех же авторов (1989), содержит сведения об общей предрасположенности территории к тем или иным геологическим процессам и их генерациям. Фон карты отдан отображению с помощью штриховки и крапа состава пород как среды развития экзогенных геологических процессов (рис. 47). Выделен состав: песчаный; песчано-суглинистый; песчаный, суглинистый; суглинистый. На этом фоне на инженерно-геодинамической карте показываются поля (участки) развития тех или иных парагенетических генераций природных экзогенных геологических процессов и комплексы инженерно-геологических процессов. Название парагенетических ассоциаций природных экзогенных геологических процессов дается по главному из них, который поражает большую площадь и представляет наибольшую опасность. Выделены различные типы экзогенных геологических процессов. Каждый инженерно-геологический процесс показан на карте определенным условным знаком. Отдельно выделены единичные (крупные) проявления экзогенных геологических процессов: овраги, боковая эрозия рек, карстовые воронки, оползни. На карте представлены элементы динамики экзогенных геологических процессов: предусмотрен знак, показывающий направление смещения границ парагенетических генераций экзогенных геологических процессов (подробнее см. пояснения к рис. 47).

Рис. 47. Инженерно-геодинамическая карта масштаба 1:200 000
(по Г. А. Голодковской, Ю. Б. Елизарову, 1989)

Пояснения к рис. 47. Типы парагенетической генерации экзогенных геологических процессов: I — овражно-эрозионный; ІІ — карстовый; ІІІ — болотно-торфяниковый; ІV — оползневой; V — разрушения берегов; VІ — речной аккумуляции; VІІ — нейтральные территории. Инженерно-геологические процессы: 1, 2 — гидротехнических систем (1 — абразия берегов водохранилищ, 2 — аккумуляция на водохранилищах, каналах); 3, 4 — промышленного и городского комплексов (3 — подтопление, 4 — техногенная суффозия); 5–8 — горнодобывающего комплекса (5 — образование болот по днищам выработок, 6 — образование водоемов по днищам выработок, 7 — осыпи по бортам карьеров, 8 — эрозия по бортам карьеров); 9–11 — мелиоративных систем (9 — просадки и развевание почв при осушении, 10 — пoдтопление при обводнении или орошении, 11 — эрозия при обводнении и осушении). Единичные (крупные) проявления экзогенных геологических процессов: 12 — овраги; 13 — боковая эрозия рек; 14 — карстовые воронки; 15 — оползни. Элементы динамики экзогенных геологических процессов: 16 — направление смещения границ парагенетических генераций экзогенных геологических процессов. Коэффициенты отторженности земель экзогенными геологическими процессами: 17 — с тенденцией роста; 18 — стабильный (на время наблюдения); 19 — с тенденцией уменьшения; 20 — коэффициент площадной пораженности земель экзогенными геологическими процессами. Состав пород — среды развития экзогенных геологических процессов: 21 — песчаный; 22 — песчано-суглинистый; 23 — песчаный, суглинистый; 24 — суглинистый. Прочие знаки: 25 — спрямленные, обвалованные русла малых рек; 26 — плотины на малых реках; 27 — местоположение неудобий; 28 — участки нарушенных земель

Самостоятельное место в легенде карты занимают нарушенные человеком земли и геологические неудобья. Нарушения проявляются в виде инженерно-геологических процессов, характерных для отработанных территорий. Эти нарушения могут быть вызваны как разработкой полезных ископаемых и непродуманной мелиорацией земель, так и процессами подтопления в зоне влияния водохранилища и т. п. Нарушенные земли выделены на карте плотной горизонтальной штриховкой. Приведены коэффициенты площадной пораженности земель экзогенными геологическими процессами, подсчитанными как отношение площади их проявления к площади эталонного участка. Территории, где площадная пораженность геологическими процессами меньше 0,01, отнесены к нейтральным.

Поскольку коэффициент пораженности земель оцениваемым процессом, по мнению авторов карты, не отражает истинные потери земельного фонда, ими введен на карте коэффициент отторженности земель. Он рассчитывается как отношение суммарной площади выведенных из строя геологическими процессами (отторженных) земель к площади эталонного участка. По величине он, как правило, на порядок выше коэффициента пораженности территории экзогенными геологическими процессами. В контур отторженных земель входит не только сама форма проявления того или иного процесса, но и вся территория вокруг, которая исключена из хозяйственного обращения. Коэффициенты отторженности земель выносятся на карту в прямоугольных рамках, разные контуры которых отражают динамику коэффициента: с тенденцией роста, стабильный (на время наблюдений), с тенденцией уменьшения.

На инженерно-геодинамической карте условными знаками показаны также спрямленные, обвалованные русла малых рек, плотины на малых реках, местоположения неудобий (косой плотной штриховкой контуров).

В рассмотренной легенде удачно использован коэффициент отторженности земель и динамика его изменения по картируемой площади.

Карта техногенной нагрузки района Березовского природно-техногенного комплекса масштаба 1:100 000, составленная М. Б. Куриновым под научным руководством Г. А. Голодковской (1991), может быть отнесена к аналитическим картам инженерно-геологических условий. Цветовая закраска карты отражает источники техногенных воздействий, показанные на фоне типов строения четвертичных отложений, генезис и возраст которых дается в виде геологических индексов в пределах определенных границ.

Основная часть условных обозначений представлена в виде таблицы-матрицы. В вертикальных ее рядах (рис. 48) дается ранжированный перечень источников техногенных воздействий (природно-техногенный комплекс, техногенное звено, техногенный тип воздействия, природопользователи, техногенный элемент воздействия) и условный знак источника на карте в виде цвета, часто с дополнительной штриховкой разного типа или буквенными обозначениями. В горизонтальных рядах приводится перечень компонентов геологической среды, которые изменены под действием того или иного техногенного элемента воздействия.

Рис. 48. Систематика источников техногенного воздействия в легенде
Карты техногенной нагрузки на геологическую среду
Березовского природно-техногенного комплекса масштаба 1:100 000
(по Г. А. Голодковской, М. Б. Куринову, 1991)

Все источники техногенного воздействия на данной территории отнесены к Березовскому природно-техногенному комплексу, включающему промышленное техногенное звено, аграрное, селитебное и дорожно-коммунальное звено. Среди промышленного техногенного звена выделены горнодобывающий техногенный тип воздействия и теплоэнергетический. Природопользователи горнодобывающего типа воздействия — Березовский разрез–I и местные строительные организации. С Березовским разрезом связаны такие техногенные элементы воздействия, как карьерная выемка, внутренние отвалы, внешние отвалы, административно-бытовой и вспомогательный, опорная база строительства, система водопонижения разреза, очистные сооружения. С местными строительными организациями связаны карьеры строительных материалов.

Природопользователи техноэнергетического техногенного типа воздействия — Березовская ГРЭС–1 и райсовет. Техногенные элементы, связанные с Березовской ГРЭС–1: основная рабочая площадка БГРЭС–1, золоотвалы, отстойники ХВО, складские и вспомогательные площадки, водохранилище. С райсоветами связаны котельные.

С аграрным звеном связан сельскохозяйственный техногенный тип воздействия. Природопользователи здесь совхозы Кадатский и Шарыповский, с которыми связаны такие техногенные элементы воздействия, как пашни, животноводческие формы, площадки ремонта и стоянки сельскохозяйственной техники, хранилища ядохимикатов, хранилища удобрений, сельская застройка, пруды.

Селитебное звено включает такой техногенный тип воздействия, как городская урбанизация. Природопользователи на данной территории — г. Шарыпово и поселок Дубинино. Связанные с ними элементы техногенного воздействия: вспомогательные предприятия (домостроительный комбинат, автотранспортное предприятие), площадки служб городского хозяйства, водозаборы, очистные сооружения, свалки бытовых отходов.

Дорожно-коммуникационное звено включает линейный тип техногенного воздействия. Природопользователями при этом являются г. Шарыпово, БГРЭС–1, Березовский разрез, Автодор. Техногенные элементы воздействия, выделенные здесь: автодороги, железные дороги, конвейерные линии.

Перечень компонентов геологической среды, приведенный в горизонтальных рядах таблицы-матрицы (рис. 49), для которых отмечены изменения под действием техногенных элементов воздействия, включают: изменение химического, микрокомпонентного состава и бактериального состояния (поверхностных вод, подземных вод, почв, пород геологического разреза); изменение рельефа и ландшафта (почвы; зона аэрации, геологическая структура); изменение режима поверхностных и подземных вод (снижение уровней, повышение уровней, перераспределение поверхностного и подземного стока; изменение теплового режима (поверхностных вод, почв и грунтов). На пересечении горизонтальных и вертикальных рядов таблицы-матрицы закрашиваются те клетки, которые позволяют показать изменение того или иного компонента геологической среды под действием конкретного техногенного элемента. Клетки, соответствующие измененному компоненту под действием техногенных элементов горнодобывающего типа воздействия, закрашены в красный цвет, теплоэнергетического — в розовый, сельскохозяйственного — в зеленый, городской урбанизации — в желтый, линейного воздействия — в бежевый.

Рис. 49. Систематика воздействий на геологическую среду в легенде
Карты техногенной нагрузки Березовского природно-техногенного комплекса
масштаба 1:100 000 (по Г. А. Голодковской, М. Б. Куринову, 1991)

Во втором разделе легенды карты приводятся типы строения четвертичных отложений с привязкой их к определенному геоморфологическому элементу, описанием литологического состава пород, с указанием через геологический индекс их генезиса и возраста.

В числе прочих знаков нейтральным цветом на карте выделены неосвоенные территории и территории отчуждения для города.

Рассмотренная легенда карты привлекательна тем, что позволяет не только отразить детальное ранжирование техногенных воздействий, связанных со сложным природно-техногенным комплексом, но и показать связь изменений компонентов геологической среды с определенными техногенными элементами воздействия.

Макет инженерно-геологической карты горного района масштаба 1:100 000 составили В. С. Федоренко, В. И. Липилин, Н. Н. Нилов (1978) (Федоренко, 1982), назвавшие ее специализированной, поскольку она целенаправленно предназначена для сравнительной характеристики подрайонов, выделенных по сосредоточениям оползней, обвалов и селей, сложности их инженерной защиты. Предполагается, что она будет служить руководством для принятия практических решений.

Первый раздел легенды содержит сравнительную характеристику подрайонов. Выделены обвально-оползневые (А) и селевые (В) подрайоны первого порядка (рис. 50), которые подразделены по характеру ассоциаций на подрайоны второго порядка (A1,..., Аi...; В1,..., Вi). Они характеризуются общностью геологического строения, представляют склоны или их крупные части. Индексация подрайонов-аналогов усложняется, когда они продолжаются в соседние бассейны, т. е. за водоразделы (подрайоны переносятся со специально составленной карты районирования).

Обвально-оползневые подрайоны второго порядка оцениваются удельными энергооползневыми потенциалами. Энергооползневой потенциал вычисляется по формуле:

Е = ΔVgH,

где Δ — объемная масса обвально-оползневых накоплений, кг/м3; V — объем явления, м3; g — ускорение свободного падения, м/с2; Н — возвышение центра тяжести массива над базисом смещения. Удельный энергооползневой потенциал рассчитывается из суммарной потенциальной энергии подготовленных к смещению массивов пород, отнесенной к площади подрайона.

На карте около буквенного обозначения обвально-оползневого подрайона крупной цифрой обозначается удельный, в числителе — средний, в знаменателе — единичный максимальный, энергооползневой потенциал (А11,5 × 18/48). Средний энергетический потенциал вычисляется путем деления его суммарного значения на количество возможных оползней. Максимальный энергетический потенциал выбирается по каталогу.

Селевые подрайоны (В) характеризуются удельными суммарными единовременными выносами твердой составляющей, которые указываются в числителе около буквенного индекса, а в знаменателе — линейный коэффициент селевой пораженности.

Следующий раздел легенды содержит оценку ориентировочной общей и локальной устойчивости склонов. Цветными линиями (или сплошной и пунктирной линиями в черно-белом варианте) отрисовываются бровки склонов неустойчивых и потенциально неустойчивых (см. рис. 50). На карте этого масштаба она оценивается главным образом по материалам дешифрирования аэроснимков и данным ограниченного количества наземных маршрутов. Выделяются в основном те потенциально-неустойчивые склоны, на которых сосредоточены крупные действующие или приостановившиеся оползни, и неустойчивые, в разной мере отчлененные массивы.

Рис. 50. Макет специализированной инженерно-геологической
карты масштаба 1:100 000 (по В. С. Федоренко,
В. И. Липилину, Н. Н. Нилову, 1978)

На карте отмечена современная опасность явлений. К особо опасным отнесены явления, поражающие не только склон, но и значительные территории вдоль русла. Сюда же отнесены перекрытия долин, показанные особым знаком, с указанием их высоты в м. Опасные явления поражают склон и его подножье. На карте дана оценка пригодности локальных участков для наземного строительства с акцентом на неблагоприятные участки (см. рис. 50).

Используемые энергетические показатели для характеристики процессов дают представление о сложности инженерной защиты и повышают обоснованность данных на карте рекомендаций по защите населенных пунктов и других объектов. Условными значками показаны места, где необходим перенос, сигнальное оповещение или защита от оползней и обвалов объемом более 1 млн м3 (причем раздельно дается опасность для всего объекта или его части), селевых потоков с повторяемостью до 10 лет. Выделены участки, где необходимы повторные наблюдения за состоянием склонов, селевых долин, оползне-обвальных массивов.

Вся эта специализированная инженерно-геологическая информация на карте дается на фоне геологической характеристики территорий, представленной в виде геологических индексов, отражающих возраст и генезис пород. Дополнительно на карту нанесены региональные взбросо-надвиги герцинского заложения, локально омоложенные; альпийские и герцинские взбросо-надвиги; сейсмодислокации (трещины и рвы). Разного типа штриховкой выделены водоразделы и прилегающие склоны, преимущественно смыва, сложенные отложениями разного возраста. На карте отрисованы переформированные древние водоразделы, ниши отрыва оползней и обвалов. Показаны типы оползней и обвалов.

Авторы предлагают к специализированной инженерно-геологической карте составлять две таблицы: первая — «Типы оползней и обвалов и основные меры борьбы с ними», которая должна включать принципиальный разрез, объемы явлений, основные закономерности формирования, ориентировочную предельную высоту и крутизну склонов, рекомендации мер борьбы. Каждый тип явлений нужно характеризовать по комплексам пород. По существу, это каталог оползней и обвалов.

Вторая таблица — «Типы территорий и основные направления их инженерной защиты от оползней, обвалов и селевых потоков» (табл. 11). В ней выделены два раздела: а) обвально-оползневые подрайоны; б) селевые подрайоны. Для всех подрайонов указывается количество и максимальный объем обвалов и оползней разных типов, площадная и линейная пораженность, приводится характеристика типичных и наиболее опасных происходящих и прогнозируемых явлений, а затем на основании этой характеристики даются основные направления инженерной защиты территории.

Таблица 11. Типы территорий бассейна (подрайоны 2-го порядка)
и основные направления их инженерной защиты от оползней,
обвалов и селевых потоков (фрагмент)

Прототипы и номера подрайонов	Характеристика типичных и наиболее опасных явлений		Основные направления инженерной защиты территории
	происшедших	прогнозируемых
1	31	32	33
а) Обвально-оползневые подрайоны
А12	Сейсмовозбужденные оползни-обвалы объемом до 110 млн м3 с захватом склона на глубину до 150 м. Вдольрусловое перемещение до 3 км	Сейсмовозбужденные обвалы до 20 млн м3 с захватом при вдольрусловом смещении древних обводненных обвально-оползневых масс, содержащих глины оползневого скольжения, и перекрытием долины в устье притока. В высокогорной зоне — оползни-глетчеры объемом до 2—3 млн м3 в древних оползневых накоплениях	Запрещение строительства в боковом притоке и на участке прибортового перекрытия главной долины. При необходимости заблаговременное возведение регулирующих сооружений в зоне подпруживания. Стабилизация возможна при планировке тела оползня с вытаиванием льда
Схематический разрез
б) Селевые подрайоны
В3	Водокаменные сели с объемом единовременного выноса твердой составляющей в несколько тыс. м3 и повторяемостью через 3—5 лет. При прорывах оползневых перекрытий возникали грязекаменные сели	Аналогичные сели. Прорывы перекрытий исключаются	Локализация селевого потока в зоне аккумуляции путем углубления русла и его обвалования
Схема

На аналогичной крупномасштабной карте тех же авторов обвально-оползневые подрайоны подразделены по удельному энергооползневому потенциалу (в тераджоулях) на семь градаций (рис. 51). Выделены селевые подрайоны с удельным объемом единовременных выносов твердой составляющей (м3/км2): > 2000; 1000–2000; < 125. Подрайоны на карте раскрашиваются (взамен штриховки). Там, где обвально-оползневые и селевые районы перекрываются, используется знак вертикальной полосчатости, в полосах которой (через одну) показывается энергетическая характеристика, соответственно, обвально-оползневых или селевых процессов.

Выделенные на крупномасштабной карте подрайоны первого и второго порядка обозначены, как и на среднемасштабной карте, буквенными индексами в прямоугольных рамках с энергетическими характеристиками процессов. Ha карту вынесены все взбросо-надвиги, обозначенные номерами с расшифровкой в легенде их имен собственных.

Рассмотренная легенда к инженерно-геологической карте горного района очень интересна комплексным подходом к характеристике геологических процессов с привлечением энергетических и других количественных показателей, с элементами оценки их опасности, устойчивости склонов и пригодности локальных участков для наземного строительства. На комплексной характеристике геологических процессов базируются рекомендации по инженерной защите населенных пунктов и других объектов.

Рис. 51. Макет карты со специализированной характеристикой
обвально-оползневых и селевых подрайонов
(по В. С. Федоренко, В. И. Липилину, Н. Н. Нилову, 1978)

Пояснения к рис. 51. 1 — обвально-оползневые подрайоны и их удельные энергооползневые потенциалы, тераджоули: 2 — 65–128; 3 — 17–32; 4 — 9–16; 5 — 5–8; 6 — 3–4; 7 — 1–2; 8 — < 1; 9 — селевые подрайоны и их удельные объемы единовременных выносов твердой составляющей (м3/км2): 10 — > 2000; 11 — 1000–1200; 12 — < 125; 13 — перекрывающиеся обвально-оползневые и селевые подрайоны. Взбросо-надвиги: 14 — региональные герцинского заложения, локально омоложенные (43 — Северо-Зеравшанский; 44 — Зеравшанский; 401 — Фараб-Ягнобский); 15 — герцинские и альпийские; 16 — четвертичные, 17 — границы частей подрайона, разделенных водоразделом; 18 — гребни хребтов (Т — Туркестанского; 3 — Зеравшанского; Г — Гиссарского).

Примечание. На картах подрайоны раскрашиваются (взамен штриховки).

3.3.4. Крупномасштабные карты

Крупномасштабные аналитические карты инженерно-геологических условий составляются обычно для небольшой, ограниченной по площади территории в виде города или отдельных его районов, для рудного узла и т. п. При этом на карте анализируется, как правило, наиболее значимый для конкретного вида строительства на данной территории компонент инженерно-геологических условий (трещиноватость, просадочность, осадки под нагрузками и т. п.). Наиболее часто используемый при этом масштаб — 1:10 000. По практическому назначению эти карты относятся обычно к специальным. В качестве примера составления таких карт нами рассматриваются: Карта трещиноватости пород Талнахского рудного узла, составленная Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк и Л. В. Шаумян в масштабе 1:10 000 (1983); Карта просадочности лессовых пород района г. Новосибирска, составленная Я. Е. Шаевичем (Шаевич, 1975); Карта грунтовых комплексов территории Большого Сочи, составленная Е. И. Романовой, Л. В. Заботкиной и Г. С. Беловой в масштабе 1:10 000 (1990); Карта изолиний paвных осадок грунтовой толщи для квартала массовой застройки г. Ленинграда, составленная Р. А. Мангушевым, С. И. Сотинковым, В. А. Челноковой (1989).

Карта трещиноватости пород Талнахского рудного узла масштаба 1:10 000 составлена Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк и Л. В. Шаумян. Она отражает закономерности распространения трещиноватости горных пород, как одной из важнейших характеристик, оказывающих определяющее влияние на состояние массивов пород и их устойчивость.

Легенда к карте состоит из четырех разделов. В первом разделе охарактеризована первичная трещиноватость пород в тесной связи с их возрастом и составом. Породы показаны на карте соответствующей цветовой нагрузкой и геологическим индексом. Первичная трещиноватость охарактеризована количественно через коэффициент трещинной пустотности и модуль трещиноватости.

Второй раздел легенды (рис. 52) характеризует вторичную трещиноватость (тектоническую, выветривания, криогенную, разгрузки) с выделением зон различной интенсивности: средне-, повышенно-, сильнотрещиноватых и раздробленных пород. Выделенные зоны трещиноватости охарактеризованы коэффициентом трещинной пустотности и отражены на карте соответствующим типом штриховки (рис. 53). По мере увеличения трещиноватости густота штриховки увеличивается. Кроме того, на карту вынесены диаграммы трещиноватости, позволяющие судить об ориентировке основных систем трещин в пространстве.

Рис. 52. Содержание разделов ІІ–V легенды Карты трещиноватости пород
Талнахского рудного узла масштаба 1:10 000
(по Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк, Л. В. Шаумян, 1983)

Рис. 53. Способы характеристики трещиноватости на Карте
трещиноватости пород Талнахского рудного узла масштаба 1:10 000
(по Г. А. Голодковской, Л. М. Демидюк, Л. В. Шаумян, 1983).
Условные обозначения см. на рис. 52

В третьем разделе легенды сгруппированы типы дизъюнктивных нарушений; зоны регионального разлома, оперяющие сбросы, тектонические нарушения (см. рис. 52).

Четвертый раздел содержит прочие обозначения в виде обозначений скважин, линий сейсмического профилирования, различного рода границ, маркирующие горизонты туфов и туффитов и т. п.

К карте прилагается инженерно-геологический разрез, на котором на фоне пород, возраст которых отражен цветом, а литологический состав значками, показан характер пространственного изменения расположения различных зон трещиноватости по глубине и по простиранию.

Рассмотренная карта трещиноватости составлена на кровлю коренных пород, но может быть по этой методике составлена на кровлю и подошву рудного тела или на рабочие горизонты проектируемых рудников. Она позволяет проследить закономерности развития трещиноватости в плане и в разрезе и увязать их с геолого-структурными особенностями месторождения. В дальнейшем такая аналитическая карта была использована при построении инженерно-геологической карты условий разработки месторождения и районирования для подземного строительства.

Карта просадочности лессовых пород района г. Новосибирска составлена Я. Е. Шаевичем. Ее фрагмент представлен на рис. 54.

Рис. 54. Фрагмент крупномасштабной Карты просадочности лессовых
пород района г. Новосибирска (по Я. Е. Шаевичу, 1975)

На карте выделены участки с определенной мощностью просадочной толщи лессовидных пород под фундаментами и определены границы районов с различными грунтовыми условиями в зависимости от возможности проявления просадки грунта от его собственного веса при замачивании (I и II типы по СНиП П–Б.2.62). С помощью штриховки разного типа на карте выделены следующие градации мощностей просадочной толщи: до 1,0 м; от 1 до 3 м; от 3 до 5 м; от 5 до 7 м; от 7 до 9 м (I тип) и от 7 до 9 м (ІІ тип). Автор пытался выделить участки, отражающие «истинную» мощность просадочной толщи, исходя из данных об относительной просадочности для каждого интервала глубины при реальном давлении, равном сумме природного и избыточного давления от фундаментов сооружения в середине рассматриваемого слоя. Для этого были построены эпюры распределения давлений в пределах активной зоны, исходя из наиболее принятых в настоящее время в гражданском строительстве типов фундаментов с шириной от 0,5 до 2,0 м, нагрузкой 0,2–0,25 МПа и заглублением 1,5–2,0 м от дневной поверхности. По этим данным подсчитывались значения средних величин давления от сооружения на разных глубинах в активной зоне под фундаментами и затем определялась относительная просадочность при реальном давлении для каждого интервала в отдельности и для всей толщи любой строительной площадки в целом. За основу учета просадочности была принята величина относительной просадочности 0,01 при реальном давлении.

Помимо просадочных участков на карте показаны территории с практически непросадочными грунтами с подразделением их на два типа: участки, где лессовидная толща подтоплена грунтовыми водами, и участки, где в лессовой толще встречаются просадочные слои небольшой мощности.

На карте также обособлены территории с непросадочными грунтами, к которым отнесены участки, где лессовая толща находится в водонасыщенном состоянии, и заболоченные участки. Кроме того, условными знаками показаны овраги, крутые обрывы, отработанные карьеры. Выделенные на карте участки обычно приурочены к определенным геоморфологическим районам города. Их выделение позволяет уже на ранних стадиях проектирования выбрать для каждого из них наиболее рациональный тип оснований и фундаментов.

Карта грунтовых комплексов территории Большого Сочи масштаба 1:10 000 составлена Е. И. Романовой, Л. В. Заботкиной и Г. С. Беловой (1990). На ней отражено геолого-литологическое строение 10-метровой толщи пород в целом, с детальностью, удовлетворяющей требованиям оценки сейсмо-геологических условий территории. На карте показаны зоны распространения грунтов, относящихся к разным категориям по сейсмическим свойствам; литологическая характеристика грунтов; участки распространения грунтов с неблагоприятными сейсмическими свойствами (рис. 55). На карте отображены три категории грунтов по сейсмическим свойствам, которые показываются фоновой закраской (категория I — зеленым цветом, ІІ — желтым, ІІІ — оранжевым). Грунты, относящиеся к категории ІІ по сейсмическим свойствам, определяются как средние грунты, к которым условно относится величина исходного балла, снимаемая с карты сейсмического районирования территории СССР или уточненная при проведении детального сейсмического районирования. Распространение грунтов I категории уменьшает, в соответствии со СНиП II–7–81, величину исходного сейсмического балла на единицу; распространение грунтов категории ІІІ увеличивает исходный балл также на единицу. В качестве признаков отнесения грунта к той или иной категории по сейсмическим свойствам использованы: для скальных грунтов всех видов — степень выветрелости; для крупнообломочных грунтов — наличие песчано-глинистого заполнителя, плотность сложения, влажность; для песчаных грунтов — гранулометрический состав, плотность сложения, влажность; для глинистых грунтов — консистенция, пластичность, пористость. При составлении карты авторы для определения категории грунта анализировали 10-метровый разрез в каждой скважине, находящейся в пределах картируемой территории. При сложном строении разреза категория по сейсмическим свойствам определилась для слоя грунта, преобладающего по мощности в разрезе 10-метровой толщи. Для быстрого анализа разрезов скважины использовались критерии табл. 12, в которой систематизированы основные признаки разделения всех грунтов по категориям. Участки с прогнозирумым возможным изменением категории грунта по сейсмическим свойствам показываются на карте чередованием полос разных цветов, соответствующих категории грунтов, имеющихся на данный момент времени, и прогнозируемых.

В пределах выделенных на карте цветом зон распространения грунтов, относящихся к разным категориям, штриховкой показывается литологическая характеристика пород, преобладающих в 10-метровом разрезе. Эта характеристика включает те особенности, которые важны для определения категории грунта по сейсмическим свойствам. Если нет возможности выделить преобладающий по мощности слой (мощностью 5 м и более), то показывается чередующейся штриховкой литологический состав наиболее представительных слоев. Если грунты разреза относятся к разным категориям, то на карту выносится категория грунта, имеющего наихудшие свойства в сейсмическом отношении.

Линиями и знаками красного цвета на карте выделены участки распространения грунтов с неблагоприятными сейсмическими свойствами. Это динамически неустойчивые грунты типа илов, обводненных песков, грунтов с просадочными и тиксотропными свойствами и др. К этой же группе отнесены и искусственные насыпные и намывные грунты.

Карты подобного типа используются для инженерно-геологического обоснования сейсмического микрорайонирования территории. Предполагается составление для этой цели серии аналитических карт, отражающих информацию о глубине залегания слоя гравийно-галечниковых грунтов, о кровли коренных пород и т. п.

Рис. 55. Макет карты грунтовых комплексов
(по Е. М. Романовой, А. В. Заботкиной, Г. С. Беловой, 1990)

Пояснения к рис. 55. Зоны распространения грунтов, относящихся к разным категориям по сейсмическим свойствам: 1 — первой, 2 — второй, 3 — третьей, 4 — с прогнозным изменением категорий; литологическая характеристика грунтов, относящихся к разным категориям по сейсмическим свойствам: к категории I: 5 — скальные грунты (песчаники, аргиллиты), невыветрелые и слабовыветрелые; к категории II: 6 — скальные грунты (песчаники, аргиллиты) выветрелые и сильновыветрелые, 7 — крупнообломочные грунты (галечники), 8 — глины со щебнем при консистенции ≤ 0,5 и коэффициенте пористости ≤ 0,9, 9 — суглинки со щебнем при консистенции ≤ 0,5 и коэффициенте пористости ≤ 0,9; к категории III: 10 — пески мелкие, 11 — глины с консистенцией ≥ 0,5; участки распространения грунтов с неблагоприятными сейсмическими свойствами: 12 — насыпные грунты (суглинки со щебнем и гравием), 13 — динамические неустойчивые грунты (обводненные пески); прочие обозначение: 14 — выработка и ее номер; границы: 15 — зон распространения грунтов, относящихся к разным категориям по сейсмическим свойствам, 16 — литологические, 17 — участков распространения грунтов с неблагоприятными сейсмическими свойствами, 18 — участка работ. На карте зоны распространения грунтов различных категорий по сейсмическим свойствам раскрашиваются. Грунты с неблагоприятными сейсмическими свойствами на карте выделяются красным крапом

Таблица 12. Выбор категорий грунта по таблице 1 СНиП II–7–81 (1986)

Грунты

Степень выветрелости

Наличие заполнителя до 30 %

Гранулометрический состав

Плотность

Влажность

Консистенция

невыветрелые, слабовыветрелые

выветрелые, сильновыветрелые

гравелистые, крупные, средней крупности

мелкие, пылеватые

рыхлые

средней плотности

плотные

маловлажные

влажные

водонасыщенные

≤0,5 при е<0,9 (глины, суглинки) и ≤0,7 (супеси)

≤0,5 при е≥0,9 (глины, суглинки) и е≥0,7 (супеси)

>0,5

Скальные всех видов

Крупнообломочные

Пески

III**

III

Глинистые

III

Сотрудниками Ленинградского инженерно-строительного института Р. А. Мангушевым, С. Н. Сотниковым, В. А. Челноковой (1989) составлены детальные Карта изолиний равных осадок грунтовой толщи для кварталов массовой застройки и Обобщенная карта зон размещения жилых зданий различной этажности на фундаментах мелкого заложения, предназначенные для рационального размещения зданий различной этажности на планах квартальной планировки при освоении новых районов массового жилищного строительства г. Ленинграда и выбора рациональных типов и размеров фундамента.

При составлении карты изолиний равных осадок для квартала массовой застройки (рис. 56) в качестве количественного критерия использовалась величина ожидаемой средней осадки фундаментов проектируемых зданий. Условно было принято, что конечная средняя осадка типовых зданий, расположенных на участке, отличается от осадки на соседних участках не более, чем на 1 или 2 см. В этом случае границы участков удобно определять по изолиниям равных осадок.

Рис. 56. Фрагмент Карты изолиний равных осадок грунтовой толщи
для квартала массовой застройки (при Р = 90 кПа)
(по Р. А. Мангушеву, С. Н. Сотникову, В. А. Челноковой, 1989):
1 — скважины; 2 — изолинии осадки (см)

Карта изолиний построена для площадки строительства двух кварталов, сложенных пластичной и твердой моренной супесью и тремя пластами надморенных песков. Различие в величинах конечной осадки определяется широким изменением их мощности. Изолинии на карте проведены с шагом в 1 см. Карта построена по результатам компьютерного расчета величин осадок по скважинам при нагрузке, равной 90 кПа (нагрузка по пятну застройки от 9-этажного здания).

На основании обобщения карт изолиний осадок для удельных нагрузок на пятне застройки 90, 120 и 160 кПа (т. е. для 9, 12 и 16-этажных жилых зданий) построена аналитическая карта зон размещения жилых зданий различной этажности на фундаментах мелкого заложения для квартала массовой застройки. На ней штриховкой и крапом показаны участки с возможной этажностью знаний: до 9 этажей, до 12 этажей, до 16 этажей и свыше 16 этажей (рис. 57).

Подобные аналитические карты, используемые для каждого типа зданий и типов фундамента очень полезны архитекторам-проектировщикам для целесообразного размещения зданий. Это может привести к повышению эффективности строительства и снижению затрат на устройство нулевого цикла.

Рис. 57. Фрагмент Обобщенной карты зон размещения жилых зданий
различной этажности на фундаментах мелкого заложения
для квартала массовой застройки
(по Р. А. Мангушеву, С. Н. Сотникову, В. А. Челноковой, 1989):

1 — скважины; возможная этажность: 2 — до 9 этажей, 3 — до 12 этажей,
4 — до 16 этажей, 5 — свыше 16 этажей

Инженерно-геологические карты

Глава 3. Карты инженерно-геологических условий. Продолжение