Инженерно-геологические карты

4.3. Карты оценочного инженерно-геологического районирования

4.3.1. Обзорные карты

4.3.2. Мелкомасштабные карты

4.3.3. Среднемасштабные карты

4.3.4. Крупномасштабные карты

4.3. Карты оценочного инженерно-геологического районирования

4.3.1. Обзорные карты

Обзорные карты оценочного инженерно-геологического районирования, как и все инженерно-геологические карты этого масштаба, составлены на территорию России, отдельных республик или крупных регионов. По назначению это карты общего типа, а по содержанию относятся как к синтетическим, так и к аналитическим. Синтетические карты оценивают сложность инженерно-геологических условий территории или ее устойчивость к техногенным воздействиям. Аналитические карты оценивают обычно интенсивность развития геологических процессов или какого-то одного процесса. В качестве примера нами рассматриваются: Карта инженерно-геологического районирования территории УССР по сложности условий освоения масштаба 1:1 500 000, составленная А. К. Лужецким, В. И. Кутовым и И. А. Матяш под редакцией А. И. Зарицкого (1986); Карта схематического районирования России и смежных территорий по устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям, составленная В. Н. Островским и И. М. Цыпиной (1992); Карта экзогенных геологических процессов России масштаба 1:2 500 000, составленная большим коллективом сотрудников ВСЕГИНГЕО под редакцией А. И. Шеко (2000); Карта экзодинамического районирования юга Восточной Сибири масштаба 1:1 500 000, составленная В. М. Литвиным (1991).

Карта инженерно-геологического районирования территории УССР по сложности условий освоения масштаба 1:1 500 000 составлена А. К. Лужецким, В. И. Кутовым и И. А. Матяш под редакцией А. И. Зарицкого (1986). На карте выделено цветом четыре типа территорий различной сложности инженерно-геологических условий освоения: незначительной, средней, повышенной, высокой (рис. 84), показанных соответственно желтым, зеленым, кремовым и розовым тоном. В качестве факторов инженерно-геологической сложности рассматриваются, прежде всего, геологические процессы, такие как оползни, карст, подтопление, просадочность, эрозия, абразия, сейсмичность, сели, показанные в условных обозначениях знаками красного цвета. На карту же они вынесены в прямоугольных рамках в убывающей последовательности их влияния на сложность инженерно-геологических условий освоения.

Рис. 84. Условные обозначения к Карте инженерно-геологического
районирования территории УССР по сложности условий освоения
масштаба 1:1 500 000 (по А. К. Лужецкому,
В. И. Кутову, И. А. Матяшу, 1986)

На карте оконтурены красными линиями с бергштрихами подработанные и нарушенные земли; выделены красной вертикальной и наклонной штриховкой площади развития процессов подтопления под воздействием техногенных факторов; площади развития карста и возможной его активизации под влиянием строительства крупных народнохозяйственных объектов; площади развития оползней и возможной их активизации под влиянием факторов хозяйственной деятельности.

На общем оценочном цветовом фоне карты обозначены разреженными узкими вертикальными полосами зеленого цвета площади неглубокого (0–3 м) естественного залегания уровня грунтовых вод. Дополнительно на карте проведены изосейсты землетрясений и цифрой в кружках черного цвета показана величина переработки берегов в метрах на Киевском, Кременчугском и Каховском водохранилищах.

Для каждой территории определенной сложности инженерно-геологических условий приводится на карте типовая геологическая колонка с отображением литологических особенностей пород и их возраста (см. рис. 84).

Рассмотренная карта содержит экспертную качественную оценку степени сложности инженерно-геологических условий освоения; она не перегружена, легко читается, в то же время для своего масштаба достаточно информативна.

В. Н. Островским и И. М. Цыпиной составлена оценочная Карта схематического районирования России и смежных территорий по устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям. При этом авторы карты устойчивость определяли как способность геологической среды к сохранению и саморегулированию в пределах внешних воздействий, не превышающих определенные критические величины, независимо от характера воздействий (природных или техногенных). Обзорный по масштабу характер карты устойчивости обусловил достаточно упрощенный подход к ее составлению. Использованы наиболее широко распространенные параметры и процессы, определяющие стабильность геологической среды: пораженность экзогенными геологическими процессами, развитие карстующихся и просадочных пород, распространение многолетней мерзлоты. Устойчивость геологической среды (ГС) оценивается безотносительно к различным типам техногенных нагрузок, но применима к основным видам хозяйственной деятельности.

На карте (pиc. 85) по степени устойчивости к внешним воздействиям выделены штриховкой два типа геологической среды: неустойчивая и условно устойчивая. При этом последний термин означает, что среда преимущественно устойчивая, но не исключены неустойчивости на локальных территориях и под влиянием интенсивных техногенных нагрузок.

Рис. 85. Карта схематического районирования России и смежных территорий
по устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям
(по В. Н. Островскому, И. М. Цыпиной, 1992)

Пояснения к рис. 85. 1–2 — устойчивость геологической среды: 1 — неустойчивая; 2 — условно устойчивая; 3–11 — основные природные факторы, определяющие устойчивость геологической среды: пораженность ЭГП: 3 — более 25%; 4 — менее 25%; просадочность лёссовых пород: 5 — более 0,01; 6 — менее 0,01; активность карста: 7 — активный на поверхности или на глубине менее 100 м; 8 — слабоактивный преимущественно на глубине более 100 м; льдистость ММП: 9 — более 20 %, 10 — менее 20 %; 11 — сейсмичность (граница территории с сейсмичностью более 6 баллов); 12 — высокогорные территории, труднодоступные для освоения; регионы: I — аккумулятивные платформенные равнины с преобладанием дисперсных пород; ІІ — денудационные платформенные равнины, плато и мелкосопочник (щиты) с преобладанием полускальных и скальных пород; ІІІ — преимущественно денудацинно-тектоническое низкогорье и среднегорье с преобладанием скальных пород; зоны: А — криолитозона, Б — выщелачивания, В — континентального засоления; а–г – границы: а — регионов, б — зон, в — территорий с проявлением различных ЭГП; г — территорий с различной устойчивостью геологической среды

Условными знаками на карте отражены основные природные факторы, определяющие устойчивость геологической среды, параметры которых используются в качестве критериев устойчивости. В качестве таких факторов используется: пораженность экзогенными геологическими процессами (ЭГП), относительная просадочность лессовых пород, активность карста, величина льдистости многолетнемерзлых пород (ММП). Территория считалась неустойчивой при пораженности ее ЭГП более 25 %, при значении просадочности лессовых пород более 0,01, при активном карсте до глубины 100 м, при общей льдистости многолетнемерзлых пород более 20 %. К устойчивым отнесены территории при пораженности ЭГП менее 25 %, относительной просадочности лессовых пород менее 0,01, при слабоактивном глубинном карсте, при общей льдистости ММП меньше 20 %. В качестве интегрального показателя неустойчивости ГС к эндогенным воздействиям выбрана величина сейсмичности территорий (в баллах). Геологическая среда считалась устойчивой при сейсмичности менее 6 баллов, неустойчивой — при сейсмичности более 6 баллов. Интегральная оценка ее устойчивости, показанная на карте, давалась по максимальному значению одного из критериев.

На карте особым знаком выделены высокогорные территории, устойчивость которых не оценивалась, т. к. они труднодоступны для освоения.

Разделение и оценка геологической среды по степени устойчивости проведена на фоне природного районирования, которое заключалось в выделении следующих регионов по типам геологической среды и геоморфолого-тектоническим особенностям: аккумулятивные платформенные равнины с преобладанием дисперсных пород; денудационные платформенные равнины, плато, мелкосопочник с преобладанием полускальных и скальных пород; преимущественно денудационно-тектоническое низкогорье и среднегорье с преобладанием скальных пород. Выделенные районы на карте обозначены римскими цифрами. Поскольку интенсивность и характер процессов зависят от природной зональности, на карте выделены три зоны: А — криолитозона, Б — выщелачивания, В — континентального засоления. Таким образом, оценка устойчивости геологической среды на рассмотренной карте базируется на количественных показателях, принятых на договорной основе с учетом типа геологической среды и природной зональности.

Составленная карта позволила ее авторам (Островский, Цыпина, 1992) увидеть некоторые общие закономерности изменения геологической среды. В криолитозоне, по их мнению, основным фактором неустойчивости является величина льдистости пород, в зоне выщелачивания — развитие различных ЭГП, в зоне континентального засоления — своеобразная ассоциация ЭГП, а также просадочность и сейсмичность территории. Кроме того, при прочих равных условиях наибольшей устойчивостью отличаются природные системы с оптимальным соотношением тепла и влаги, развитые в основном в зоне выщелачивания. Менее устойчивы системы, развитые в условиях повышенной или пониженной увлажненности (криолитозона и зона континентального засоления).

Карта экзогенных геологических процессов Poccии масштаба 1:2 500 000 составлена большим коллективом сотрудников института ВСЕГИНГЕО (2000); главным ее редактором является А. И. Шеко. Карта относится к картам оценочного районирования, обзорного масштаба, аналитическая по содержанию. Цветовой фон карты отдан отображению инженерно-геологических групп пород, к которым приурочены определенные парагенетические комплексы экзогенных геологических процессов (ЭГП); а крапом показана типизация территории России по интенсивности проявления ЭГП.

Легенда к карте состоит из восьми разделов. Первый ее раздел рассматривает инженерно-геологические группы пород и приуроченные к ним парагенетические комплексы экзогенных геологических процессов. Он представлен в виде двухрядной таблицы-матрицы (рис. 86). В горизонтальных ее рядах рассматривается преимущественное распространение инженерно-геологических групп пород с последующим их подразделением на группы: 1) с жесткими связями: нерастворимые (магматические и метаморфические, осадочные) и растворимые (осадочные); 2) нерастворимые без жестких связей (крупнообломочные, песчаные, песчано-глинистые, глинистые, лессовые). В вертикальных рядах выделены регионы и области. Регионы выделены по структурно-тектоническому признаку: горно-складчатые и платформенные. Области — по геоморфологическому: соответственно в первом регионе выделены высокогорные области; среднегорные и низкогорные; межгорные котловины и предгорные равнины. В платформенных регионах обособлены: плоскогорья и плато; возвышенные равнины; низменные равнины; крупные речные долины. На пересечении двух рядов указаны инженерно-геологические группы пород с характерными для каждой парагенетическими комплексами экзогенных геологических процессов. Всего выделено 56 инженерно-геологических групп пород, каждая из них обозначена в легенде определенным цветом, которым она обособлена на карте с указанием его номера (см. рис. 86). При этом в случае показа группы пород в виде дроби

Рис. 86. Фрагмент первого раздела легенды Карты экзогенных
геологических процессов России масштаба 1:2 500 000
(под ред. А. И. Шеко, 2000). Пояснения см. в тексте

числитель соответствует вышележащему комплексу, а знаменатель — подстилающему. В цветовой закраске наблюдается тенденция к выдерживанию близкой цветовой гаммы для инженерно-геологической группы пород, расположенных в одном вертикальном ряду.

Инженерно-геологические группы пород выделены на основании, с одной стороны, состава пород, характера связей в них и взаимоотношения с водой, с другой — с учетом структурно-тектонических, геоморфологических и морфометрических условий их залегания. Характерные парагенетические комплексы ЭГП для каждой инженерно-геологической группы пород в клетках таблицы-матрицы указаны с учетом конкретных природных условий, в которых они развиты. Эти природные условия обозначены буквенными индексами (а, б, в, г): а — избыточное и достаточное увлажнение; б — недостаточное увлажнение; в — сплошная многолетняя мерзлота; г — островная многолетняя мерзлота. Например, для инженерно-геологической группы пород под номером 6, представленной магматическими и метаморфическими породами, развитыми в платформенных условиях в пределах низменных равнин указаны следующие характерные парагенетические комплексы ЭГП в условиях избыточного и достаточного увлажнения (а) — заболачивание, осыпи; в зоне сплошной многолетней мерзлоты (в) — криогенное растрескивание, криогенное пучение многолетнее, заболачивание, осыпи; в условиях островной многолетней мерзлоты (г) — криогенное пучение сезонное, заболачивание, осыпи.

Интенсивность проявления ЭГП отражена на карте крапом в соответствии со вторым разделом легенды. Выделены три категории интенсивности для территории развития инженерно-геологических групп пород (рис. 87): сильная — при пораженности отдельными видами ЭГП более 25 %; средняя — при пораженности 3–25 % и слабая — менее 3 %. На карте они отражаются разной плотностью точечного крапа черного цвета (при слабой пораженности — крап отсутст­вует). Для морских побережий выделены аналогично три категории пораженности абразией (соответственно > 25 %; 3–25 %; < 3 %); две первые из которых обозначены синим плотным и разреженным крапом по береговой линии. Именно эта часть легенды является, с нашей точки зрения, основной, оценочной. Поэтому эта карта отнесена нами к картам оценочного районирования.

Рис. 87. Содержание и построение раздела «ІІ. Интенсивность проявления
ЭГП» легенды Карты экзогенных геологических процессов
России масштаба 1:2 500 000 (под ред. А. И. Шеко, 2000)

Процессы с наибольшей интенсивностью проявления в составе парагенетических комплексов ЭГП указаны буквенными индексами на цветовом фоне в соответствии с третьим разделом легенды (рис. 88).

В четвертом разделе легенды показан способ отображения на карте активного проявления ЭГП в крупных городах. Кружок города закрашивается определенным цветом для каждого процесса: оползни — зеленым; карст — синим; просадки — желтым; овражная эрозия — красным; сели — розовым.

Для обозначения локального проявления ЭГП в пятом разделе легенды даются для каждого процесса условные значки (pиc. 89).

Факторы, влияющие на активность ЭГП, рассматриваются в шестом разделе легенды. Преду­смотрен показ на карте поднятий и опусканий территорий, установившихся с плиоцена, которые отображаются стрелками, обведенными кружком, направленными соответственно вверх и вниз. Вынесена на карту также глубина залегания подземных вод в метрах для талых и сезонно-мерзлых пород с выделением четырех градаций: < 2 м; 2–5 м; 5–10 м; > 10 м. (Все цифры обведены кружками.) В поле развития многолетнемерзлых пород показана глубина сезонного протаивания (< 0,05 м; 0,5–2,5 м; > 2,5 м).

Рис. 88. Содержание и построение раздела «ІІІ. Процессы с наибольшей
интенсивностью проявления в составе парагенетических комплексов ЭГП»
легенды Карты экзогенных геологических процессов России
масштаба 1:2 500 000 (под ред. А. И. Шеко, 2000)

Рис. 89. Содержание и построение раздела «V. Локальное проявление ЭГП»
легенды Карты экзогенных геологических процессов России
масштаба 1:2 500 000 (под ред. А. И. Шеко, 2000)

В соответствии с седьмым разделом легенды на карте разного рода границами оконтурены территории с различными комплексами ЭГП, сплошной многолетней мерзлоты, островной многолетней мерзлоты, показаны государственная граница России, граница полярных владений России.

В восьмом разделе легенды в числе прочих обозначений предусмотрено отражение на карте городов и поселков, автомагистралей, железных дорог, озер, рек и ледников.

Рассмотренная карта экзогенных геологических процессов России ценна тем, что обобщает большой объем информации об ЭГП, но вызывает неудовлетворенность то, что по способу показа информации она является картой районирования по инженерно-геологическим группам пород, которым отдан весь цветовой фон карты. Парагенетические комплексы ЭГП показываются уже опосредованно, как бы дополнительно через обособление территории распространения инженерно-геологических групп пород, в которых эти комплексы развиты и названы в легенде, а на карте обозначены лишь буквенными индексами.

Схематическая карта экзодинамического районирования юга Восточной Сибири масштаба 1:1 500 000 составлена В. М. Литвиным (1991). На ней дается оценка интенсивности проявления экзогенных геологических процессов. Районирование территории по интенсивности процессов осуществлено при комплексном анализе четырех групп признаков: 1) особенностей экзогеосистем, выделенных по гео- и морфоструктурным признакам; 2) закономерностей распространения формаций и свойств составляющих их горных пород (т. е. геоформационного районирования); 3) пространственного распределения тепло- и влагообеспеченности; 4) форм проявления самих ЭГП.

Районирование на рассматриваемой карте проведено по таксономическому ряду, включающему геодинамические страны (Сибирская платформа и Саяно-Байкальская горно-складчатая зона), провинции, подпровинции, области, подобласти и районы (рис. 90). Геодинамические страны подразделяются на провинции по геоструктурным признакам с учетом особенностей их развития на неотектоническом этапе, в частности знака и амплитуды неотектонических движений, геологической структуры и морфологии. Так, в пределах юга Сибирской платформы выделены две провинции, отвечающие указанным признакам — плато и краевых прогибов. Границами между провинциями часто служат тектонические швы, морфотектонические уступы, зоны сочленения осадочного чехла и регионального метаморфизма. Подпровинции выделяются по существенным различиям в строении, истории развития, структуре и формациях. Например, провинция краевых прогибов платформы разделена на две геодинамические подпровинции: Предсаянский прогиб и Предбайкальский прогиб.

Рис. 90. Таксономическая схема районирования территории,
принятая при составлении Схематической карты экзодинамического
районирования юга Восточной Сибири
масштаба 1:1 500 000 (по В. М. Литвину, 1991)

Субрегиональный уровень районирования представляют области, подобласти и районы. Первые и вторые выделяются по морфологическим, морфометрическим и гипсометрическим признакам — по высотному положению водораздельных поверхностей, определяющему энергетический потенциал геосистемы, вертикальное распределение тепла и влаги, степень дренированности. Основной признак для выделения подобластей — глубина и густота расчленения рельефа, преобладающая крутизна склонов. За существенный признак приняты состав и свойства пород и, прежде всего, растворимость, которая в совокупности с условиями питания и циркуляции подземных вод может определять развитие карста, суффозии. Границы между областями морфологические (в качестве их использованы морфоизогипсы) или геологические — контакты между породами формаций, субформаций, существенно различающихся по составу и свойствам.

Основной «оценочной» территориальной единицей является район, выделенный на основании анализа и учета комплекса локальных особенностей геологической среды, мезоформ рельефа, ландшафта, типов ЭГП, их форм и интенсивности проявления. На карте экзогеодинамического районирования (pиc. 91) в пределах двух геодинамических стран выделено пять провинций, четыре подпровинции, 18 областей, 20 подобластей, более 70 районов.

Рис. 91. Фрагмент Схематической карты экзогеодинамического
районирования юга Восточной Сибири масштаба 1:1 500 000
(по В. М. Литвину, 1991). Усл. обозначения см. на рис. 90, 92, 93

Оценка пораженности их экзогенными геологическими процессами дается по 16 типам процессов, входящих в шесть классов (рис. 92). При определении коэффициентов интенсивности автор использовал прямые вычисления и применял палетки, изготовленные в различных масштабах на основе таблицы-трафарета М. С. Швецова и шкал густоты эрозионной (речной) сети. Установленные коэффициенты пораженности разбиты на пять категорий интенсивности проявления ЭГП (очень низкую, низкую, среднюю, высокую и очень высокую), которые в виде баллов (от 1 до 5) введены в формулу пораженности, содержащую индексы соответствующих (ведущих) геологиче­ских процессов. На карте интенсивность ведущего класса ЭГП показана штриховкой (см. рис. 91). Локально развитые процессы одиночные и групповые показаны значками. В оригинале карты масштаба 1:1 500 000 ведущему классу ЭГП соответствует цветовая (полосчатая или сплошная) закраска по штриховке.

Рис. 92. Систематизация данных об экзогенных геологических
процессах и явлениях в легенде Схематической карты
экзогеодинамического районирования юга Восточной Сибири
масштаба 1:1 500 000 (по В. М. Литвину)

На карте, кроме того, показано районирование территории по распространению многолетнемерзлых пород по площади (рис. 93) с обобщенной характеристикой (в легенде) температуры пород у подошвы годовых колебаний, мощности, глубины сезонного протаивания грунта, основных типов льда и криогенной текстуры.

Рис. 93. Систематизация данных о многолетнемерзлых породах в легенде
Схематической карты экзогеодинамического районирования юга
Восточной Сибири масштаба 1: 1 500 000 (по В. М. Литвину)

Составленная В. М. Литвиным карта достаточно объективно отражает региональные вневременные закономерности проявления ЭГП и оценку пораженности различных районов изучаемой территории. Наличие «сквозной» таксономии при районировании территории позволяет с переходом на более крупный масштаб увеличить дробность деления и соответственно детальность оценок до субрегионального и локального уровня.

4.3.2. Мелкомасштабные карты

Подавляющее большинство опубликованных или изданных мелкомасштабных карт оценочного инженерно-геологического районирования по содержанию относятся к аналитическим картам, анализирующим и оценивающим интенсивность одного или всех геологических процессов, развитых на конкретной территории. По назначению они обычно являются картами общего типа, рассчитанными на массовые виды строительства. В качестве примера нами рассмотрены следующие карты: Инженерно-геологическая карта районирования западной части зоны Байкало-Амурской железной дороги им. Ленинского комсомола по интенсивности проявления экзогенных геологических процессов масштаба 1:500 000, составленная А. М. Лехатиновым, А. Р. Онготоевым и Н. А. Трушиной под научным руководством А. И. Шеко и А. М. Лехатинова (1988); Карта интенсивности развития экзогенных геологических процессов (на территорию Черноморского побережья), составленная А. И. Шеко, М. М. Максимовым и А. М. Лехатиновым (1975); Карта районирования территории УССР по условиям и степени подтопления в масштабе 1:1 000 000, составленная коллективом авторов под редакцией П. Н. Сторчака (1986).

Инженерно-геологическая карта районирования западной части зоны Байкало-Амурской железной дороги им. Ленинского комсомола по интенсивности проявления экзогенных геологических процессов масштаба 1:500 000 составлена сотрудниками института ВСЕГИНГЕО А. М. Лехатиновым, А. Р. Онготоевым и Н. А. Трушиной под научной редакцией А. И. Шеко и А. М. Лехатинова (1988). Цветовой фон карты отдан оценке интенсивности проявления геологических процессов, которая дается на фоне регионального генетико-морфологического районирования с последовательным выделением регионов, областей, районов, обозначенных на карте соответствующими индексами в пределах границ разного типа.

Регионы выделены по геоструктурному признаку с последующим подразделением по геокриологическому, учитывающему характер распространения криогенной толщи, ее мощность и среднегодовые температуры. На карте регионы обозначены римскими цифрами (например, IV — сводово-блоковые структуры Байкало-Патомской системы байкальской складчатости; ІV-2 — прерывистого распространения криогенной толщи мощностью 50–100 м и температурой пород не ниже — 1,5 °С и т. п.). Области выделены по геоморфологическому признаку с учетом вертикальной зональности и обозначены на карте заглавными буквами. (Например, А — высокогорная альпинотипная нивально-денудационная гольцовая (выше 1600 м). Районы обособлены по преимущественному распространению стратиграфо-генетических комплексов пород и обозначены на карте соответствующими геологическими индексами.

Оценочное районирование, отображенное на карте цветовой закраской, проведено по типологическому принципу с выделением 11 типов в соответствии с величиной коэффициента интенсивности по ведущему процессу с интервалом преимущественно в 0,1, обозначенных на карте оттенками серо-зелено-желто-вишневых тонов. При совместном проявлении экзогенных геологических процессов их интенсивность показывается в сводной формуле в пределах площади участка. В формуле процессы обозначаются буквами: Д — дефляция, К — карст, М — морозобойное трещинообразование, Н — наледи, П — многолетнее и сезонное пучение, Р — оползни, Q — обвалы, осыпи, курумы, С — солифлюкция, S — сели, Т — термокарст, Z — заболачивание. Перед буквенным символом процесса ставится цифра, обозначающая максимальную интенсивность для данного интервала (в десятых долях единицы). При определении интенсивности экзогенных геологических процессов не учитывались лавины.

В условных обозначениях (табл. 33) выделенные участки сгруппированы в семь категорий по интенсивности: процессы не зафиксированы, весьма слабая интенсивность (менее 0,01), слабая (0,01–0,1), средняя (0,1–0,3), сильная (0,3–0,5), очень сильная (0,5–0,7), весьма сильная (больше 0,7).

Таблица 33. Интенсивность проявления экзогенных геологических процессов

Участки (цвет на карте)	Коэффициент интенсивности	Интенсивность
не закрашиваются		процессы не зафиксированы
светло-зелёный	менее 0,01	весьма слабая
зелёный	0,01–0,1	слабая
желтовато-зелёный	0,1–0,2	средняя
жёлтый	0,2–0,3
коричневато-жёлтый	0,3–0,4	сильная
желтовато-коричневый	0,4–0,5
Участки (цвет на карте)	Коэффициент интенсивности	Интенсивность
светло-коричневый	0,5–0,6	очень сильная
коричневый	0,6–0,7
светлый вишнево-коричневый	0,7–0,8	весьма сильная
темный вишнево-коричневый	более 0,8

Примечания.
1. При совместном проявлении экзогенных геологических процессов интенсивность определяется и показывается цветом по ведущему процессу.
2. При определении интенсивности экзогенных геологических процессов не учитывались лавины.

Рассмотренная карта проста, конкретна, при этом содержательна, легенда компактна. Оценка интенсивности развития процессов достаточно удачно совмещена с генетико-морфологическим районированием территории, которое служит генетическим фоном формирования и развития геологических процессов.

А. И. Шеко, А. М. Лехатинов, M. М. Максимов (1975) разработали и методику (близкую к только что описанной) составления карт интенсивности развития и прогноза активизации экзогенных геологических процессов в горно-складчатых областях и продемонстрировали ее на конкретной карте Черноморского побережья. Все оценочные характеристики процессов даются на фоне районирования по условиям развития процессов. По геоструктурному признаку выделены два региона: мегантиклинорий Горного Крыма и мегантиклинорий Главного Кавказского Хребта. По геоморфологическому признаку, отражающему климатические особенности и особенности растительного и почвенного покрова, связанные с высотной зональностью, выделены инженерно-геологические области: А — нивально-альпийские (> 2000 м); Б — высокогорные (1300–2000 м); В — среднегорные (600–1300 м); Г — низкогорные (200–600 м); Д — холмистых предгорий. Регио­ны и области на карте обозначены сочетанием римских цифр и заглавных буквенных индексов. Районы выделены по развитию инженерно-геологических комплексов пород и отражены на карте арабскими цифрами в кружках (рис. 94).

По интенсивности и сочетанию экзогенных геологических процессов районы подразделяются на участки, для которых цветом показывается интенсивность проявления процессов (табл. 34) (на черно-белом варианте карты она обозначается штриховкой). Она оценивается коэффициентом пораженности территории тем или иным процессом. Интенсивность развития оползней оценивается коэффициентом площадной пораженности (Кр) или коэффициентом частоты оползней (Кр′) — как отношение числа оползней на данном участке к его площади. Оценка интенсивности развития обвально-осыпных процессов проводится по коэффициенту площадной пораженности обвалами и осыпями (КQ). Интенсивность развития селей оценивается коэффициентом селеносности (КS), под которым понимается отношение длины русел постоянных и временных водотоков, по которым проходят селевые потоки, к суммарной длине всех водотоков данного участка. Общая интенсивность развития процессов определяется по ведущему процессу. Категория интенсивности определяется по таблице 34. Всего выделено шесть категорий интенсивности проявления геологических процессов, четыре из которых подразделяются на подкатегории с шагом изменения коэффициента площадной пораженности (Кр) в 0,1. Все они отражены на рис. 94 разного типа штриховкой.

Рис. 94. Фрагмент Карты интенсивности развития экзогенных
геологических процессов Черноморского побережья
(по А. И. Шеко, А. И. Лехатинову, М. М. Максимову, 1975)

Пояснения к рис. 94. Регионы: I — мегантиклинорий Горного Крыма; 2 — мегантиклинорий Главного Кавказского Хребта. Области: 3 — нивально-альпийские (2000 м); 4 — высокогорные (1300–2000 м); 5 — среднегорные (600–1300 м); 6 — низкогорные (200 – 600 м); 7 — холмистых предгорий. Генетические типы берегов: 8 — равнинные с береговым валом; 9 — равнинные берега, постепенно переходящие в пляж; 10 — абрадируемые оползневые берега; 11 — абразионно-оползневые берега; 12 — неабрадируемые оползневые берега; 13 — абрадируемые отвесные берега в скальных и полускальных породах; 14 — неабрадируемые отвесные берега в скальных и полускальных породах; 15 — абрадируемые отвесные берега в рыхлых и связных породах; 16 — неабрадируемые отвесные берега в рыхлых и связных породах. Берегозащитные сооружения: 17 — волноотбойные стенки; 18 — буны; 19 — волноломы; 20 — наброски; 21 — волноотбойные стенки с бунами; 22 — волноотбойные стенки с волноломами; 23 — волноотбойные стенки с набросками; 24 — оползни; 25 — обвалы-осыпи; 26 — эрозия; 27 — сели; 28 — формула совместного проявления процессов; 29 — границы регионов; 30 — границы областей; 31 — границы районов. Интенсивность проявления экзогенных геологических процессов: 32 — весьма слабая: а) процессы не зафиксированы, б) интенсивность процессов менее 0,01; 33 — слабая; 34 — средняя: а) 0,1–0,2, б) 0,2–0,3; 35 — сильная: а) 0,3–0,4, б) 0,4–0,5; 36 — очень сильная: а) 0,5–0,6, б) 0,6–0,7; 37 — весьма сильная: а) 0,7–0,8, б) — более 0,8; 38 — типы и ширина пляжей

На карту вынесена формула совместного проявления интенсивности процессов, в которой процесс показывается буквой, цифра перед ней показывает величину коэффициента пораженности (первая после запятой). Если коэффициент пораженности имеет значение 0,1, то величина коэффициента не ставится. При единичном проявлении генетические типы экзогенных геологических процессов изображаются внемасштабными значками. Даются уклоны водотоков.

Большое внимание на карте уделено строению берегов и бичевников Черноморского побережья. Выделено девять генетических типов берегов, обозначенных на карте условными знаками с использованием разного типа бергштрихов: равнинные с береговым валом; равнинные берега, постепенно переходящие в пляж; абрадируемые оползневые берега; абразионно-оползневые берега; неабрадируемые оползневые берега; абрадируемые отвесные берега в скальных и полускальных породах; абрадируемые отвесные берега в рыхлых и связных породах; неабрадируемые отвесные берега в рыхлых и связных породах.

Характеристика бичевников представлена в легенде карты в виде двухрядной таблицы-матрицы (см. рис. 94), в вертикальном ряду которой дан состав отложений бичевника (суглинистый, глинистый; песчаный; галечный; глыбово-галечный; галечно-песчаный), а в горизонтальном ряду — его ширина (0–10 м; 10–20 м; > 20 м). На пересечении рядов указаны условные значки, которые обозначают на карте участки развития бичевников определенного строения и ширины. Вынесены на карту также берегозащитные сооружения (волноотбойные стенки; буны; волноломы; наброски; волноотбойные стенки с набросками).

Таблица 34. Показатели, характеризующие интенсивность
развития экзогенных геологических процессов

Категории	Интенсивность проявления экзогенных геологических процессов	Интенсивность проявления оползней, Кр	Интенсивность проявления обвалов и осыпей, КQ	Активность проявления эрозии, Кэ	Интенсивность проявления селей, КS
I	Весьма слабая	Процессы не зафиксированы <0,01	<0,01	<0,01	<0,01
II	Слабая	0,01–0,1	0,01–0,1	0,01–0,1	0,01–0,1
III	Средняя	0,1–0,2 0,2–0,3	0,1–0,2 0,2–0,3	0,1–0,2 0,2–0,3	0,1–0,2 0,2–0,3
IV	Сильная	0,3–0,4 0,4–0,5	0,3–0,4 0,4–0,5	0,3–0,4 0,4–0,5	0,3–0,4 0,4–0,5
V	Очень сильная	0,5–0,6 0,6–0,7	0,5–0,6 0,6–0,7	0,5–0,6 0,6–0,7	0,5–0,6 0,6–0,7
VI	Весьма сильная	0,7–0,8 >0,8	0,7–0,8 >0,8	0,7–0,8 >0,8	0,7–0,8 >0,8

Подобную карту ее авторы рассматривают как инженерно-геологическую основу для кратко­срочных текущих прогнозов активности геологических прогнозов на сезон, месяц и ближайшие дни. Схема разработки текущего прогноза представлена в табл. 35.

Таблица 35. Схема разработки текущего прогноза развития
экзогенных геологических процессов

Этапы разработки текущего прогноза	Содержание этапов	Основные операции при выработке прогноза
Оценка условий проявления оползней и селей	Оценка инженерно-геологических условий проявления оползней и селей	Анализ карты интенсивности проявления оползней и селей
	Оценка погодных условий на последу­ющий период	Анализ карт осадков за предшествующий (холодный) период. Районирование территории по суммарному количеству осадков
	Оценка возможных погодных условий на последующий период	Анализ прогноза температурных колебаний
		Анализ карты прогноза осадков
Уточнение условий проявления оползней и селей	Оценка состояния оползневых склонов и селевых бассейнов	Аэровизуальные и наземные рекогносцировочные обследования
		Анализ данных о влажности поверхностного слоя
		Изучение состояния снежного покрова и положения снеговой линии
Выдача текущего прогноза	Прогноз возможной активизации оползней и селей	Составление карты текущего прогноза
Уточнение текущего прогноза	Корректировка карты текущего прогноза	Составление уточненной карты текущего прогноза

Карта районирования территории УССР по условиям и степени подтопления масштаба 1:1 000 000 составлена большим коллективом авторов центральной тематической экспедиции Мингео СССР под редакцией П. Н. Сторчака (1986). На ней цветовым фоном отражена разная степень подтопляемости территории, показаны факторы подтопляемости, выделены типы водоупорных комплексов, обособлены проницаемые, слабопроницаемые породы и их сочетание.

Легенда к карте состоит из трех разделов. В первом из них рассматриваются таксономические единицы районирования с выделением регионов, зон, провинций, районов и участков. Регионы выделены по структурно-тектоническому признаку и обозначены на карте заглавными буквами русского алфавита: А — Восточно-Европейская и Скифская платформы; Б — Украинские Карпаты; В — Горный Крым. Зоны обособлены по степени увлажнения и обозначены добавлением к буквенному индексу арабской цифры: А1, B1 — избыточного увлажнения; А2, В2 — неустойчивого увлажнения; А3, В3 — недостаточного увлажнения. Провинции выделены по характеру рельефа и обозначены добавлением к буквенно-цифровому индексу римской цифры (например, А1–I — Полесская низменность; A1–ІІ — Волыно-Подольская возвышенность; Б1–ІІ — Карпатские горы и т. д.).

В этом же разделе легенды обозначены обособленные на карте семь районов с качественной оценкой их подтопляемости (рис. 95). Нa карте они показаны оттенками розово-желто-зеленой гаммы цветов. Отдельными знаками черного цвета выделены участки существующего подтопления по состоянию на 1.01.1981 г. Они подразделяются на участки сельскохозяйственных угодий, городских территорий, сельских населенных пунктов полностью и частично подтопленных.

Рис. 95. Содержание раздела «Таксономические единицы
районирования и их границы» легенды Карты районирования
территории УССР по условиям и степени подтопления
масштаба 1:1 000 000 (под ред. П. Н. Сторчака, 1986)

Во втором разделе легенды (рис. 96) рассматриваются причины подтопления. Цветными линиями с бергштрихами обособляются территории распространения процессов подтопления, обу­словленных разными причинами. При этом учитываются три группы преобладающих причин:

1) вызванных естественными источниками питания (атмосферными осадками, талыми и паводковыми водами, дождевыми водами в многоводные периоды лет, в том числе на участках снижения естественной дренированности). Процессы подтопления по этим причинам обозначены на участках сельскохозяйственных угодий и сельских населенных пунктов, а также на территориях отдельных городов и поселков городского типа;

2) вызванных искусственными источниками питания, в частности, орошением, фильтрацией из прудов накопителей, отстойников и др. пунктов магазинирования воды;

3) вызванных комплексом техногенных факторов на территориях промышленно-городских агломераций и на территориях отдельных городов и поселков городского типа.

Рис. 96. Содержание разделов «Причины подтопления»
и «Типы водоупорных комплексов» легенды
Карты районирования территории УССР по условиям
и степени подтопления масштаба 1:1 000 000
(под ред. П. Н. Сторчака, 1986)

Для обозначения причин подтопления городов и поселков использованы концентрические кружки разного типа. В этом же разделе легенды даны красным цветом границы площадей, подверженных влиянию водохранилищ Днепровского каскада на подземные воды четвертичного и плиоценового возраста, отдельно установленные (на 1982 г.) и предполагаемые. Стрелками перпендикулярно к границам показано направление развития подпора подземных вод.

В третьем разделе легенды (см. рис. 96) представлены три типа первых от поверхности водоупорных комплексов: глинистые связные; глинисто-суглинистые связные; скальные и полускальные (песчаники, известняки, мергели, мел, магматические и метаморфические породы). На карте они показаны цветными полосами (шириной 0,5 см) соответственно малинового, оранжевого и голубого цвета.

В четвертом разделе легенды (рис. 97) представлены типы разрезов покровных отложений с подразделением их на проницаемые, слабопроницаемые и их переслаивание. К слабопроницаемым отнесены лессовые породы, среди которых выделены легкие и средние суглинки, супеси; преимущественно средние и тяжелые суглинки, реже глины; переслаивающиеся и замещающиеся по простиранию и в разрезе легкие, средние и тяжелые суглинки, реже супеси, глины. На карте они обособлены черной штриховкой, соответственно, вертикальной, перекрестно-квадратной и перекрестно-косой.

Рис. 97. Содержание раздела «Типы разрезов покровных отложений
(проницаемых и слабопроницаемых)» легенды Карты районирования
территории УССР по условиям и степени подтопления
масштаба 1:1 000 000 (под ред. П. Н. Сторчака, 1986)

Среди проницаемых рыхлых пород выделены четыре комплекса: пески разнозернистые, иногда с галькой, гравием; пески разнозернистые, преимущественно средне и мелкозернистые, с прослоями и линзами слабопроницаемых пород (суглинков, супесей), с редкими включениями гальки и гравия; щебнисто-дресвяная кора выветривания кристаллических пород; галечники с песчано-суглинистым заполнителем. На карте они показаны однорядными литологическими значками черного цвета (если проницаемые рыхлые породы залегают в верхнем слое) или оранжевого цвета (если залегают в нижнем слое).

Аналогично, но двухрядными значками обособлены на карте территории с типами разрезов покровных отложений, представленных переслаиванием проницаемых рыхлых (при их преобладании) и слабопроницаемых связных пород; также с использованием двух цветов. Переслаивание слабопроницаемых связных (при их преобладании) и проницаемых рыхлых пород выделены на карте трехрядными литологическими значками.

В этом же разделе легенды расшифровывается способ показа на карте мощности покровных отложений. В прямоугольных рамках цифрами (в м) указываются пределы изменения мощности однослойных пород, дробью — двухслойных (в числителе — верхнего слоя, в знаменателе — нижнего). Когда для однослойных отложений показываются пределы изменения только суммарной мощности, то эти цифры сопровождаются знаком звездочки.

Большой объем информации содержится в последнем пятом разделе легенды (рис. 98) под рубрикой «Прочие обозначения». Показан характер границ типов водоупорных комплексов, покровных отложений, границ площадей с различной глубиной залегания грунтовых вод. Сама глубина залегания грунтовых вод показана на карте синими цифрами. Даны границы 13 бассейнов подземных вод, выделенных на карте номерами в кружке. Черными ромбиками обозначен на карте дренаж на полях орошения и дренаж в подтопленных населенных пунктах. Синей пунктирной линией оконтурены воронки депрессии, сформировавшиеся в первом от поверхности водоносном горизонте при шахтном и дренажном водоотливе. Оконтурены и заштрихованы косой штриховкой поды; показаны магистральные каналы действующие, проектируемые и строящиеся; около линий каналов стрелками указано направление влияния канала на подземные воды. На карту вынесен фактический материал в виде наблюдательных скважин, обозначенных кружками. Наблюдательные скважины Мингео УССР, Минводхоза УССР снабжены дополнительной информацией, которая включает номер по первоисточнику (с индексом «н» — при напорном горизонте и без индекса — грунтовые воды) и дробь, содержащую в числителе среднегодовой уровень (м), а в знаменателе — год наблюдения. Особым знаком выделены скважины на участках орошения, в зоне влияния водохранилищ, на застроенных территориях.

Рис. 98. Содержание раздела «Прочие обозначения» легенды
Карты районирования территории УССР
по условиям и степени подтопления масштаба 1:1 000 000
(под ред. П. Н. Сторчака, 1986)

Дополнительно в цветной фон карты врезаны типовые гидрогеологические колонки, на которых условными знаками показан литологический состав пород; слева от нее стоят геологические индексы пород; справа — дробь, в числителе которой мощность пород (м), в знаменателе — преобладающий коэффициент фильтрации, м/сут. Цветом на колонке показан тип водоупорного комплекса. Кроме того, нанесен уровень грунтовых вод (в м) и стрелкой — уровень напорного водоносного горизонта, залегающего под региональным водоупором.

Легенда рассмотренной карты составлена очень целенаправленно и позволяет отразить на карте большой объем информации, включающий состав и проницаемость покровных отложений, характер водоупоров, положение и динамику уровня подземных вод, анализ природных и техногенных факторов подтопления. Это дало возможность авторам карты оценить степень подтопляемости территории. Отражение на карте информации об условиях и характере подтопления по состоянию на определенные годы позволит оценить динамику процесса на данной территории и сделать перспективный прогноз его развития.

4.3.3. Среднемасштабные карты

Среднемасштабные карты оценочного инженерно-геологического районирования составляются обычно для небольших регионов или для конкретных крупных инженерных объектов. По содержанию они могут быть как общими, так и специальными. Общие карты чаще всего содержат оценку устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям при массовых видах строительства или оценку интенсивности развития геологических процессов. Последние в масштабе 1:200 000 составлены для многих районов территории России. На специальных оценочных картах дается оценка пригодности территории или ее устойчивости к техногенным воздействиям, но при этом имеется в виду конкретный вид строительства. В качестве примера нами рассматриваются следующие карты оценочного инженерно-геологического районирования: Карта типизации геологической среды Московского региона по устойчивости к инженерно-хозяйственному воздействию, составленная Г. А. Голодковской, Ю. Б. Елисеевым и Н. И. Лебедевой (Голодковская, Елисеев, 1989); Оценочная карта инженерно-геокриологического районирования для одного из северных районов Западной Сибири, составленная Л. С. Гарагулей и С. Ю. Пармузиным (1982); Карта инженерно-геологического районирования района г. Верхнереченска, составленная А. С. Герасимовой и Е. М. Сергеевым (Методические указания по составлению инженерно-геологических карт масштаба 1:25 000, 1966); Легенда инженерно-геологической карты волжских водохранилищ, разработанная Г. С. Золотаревым (Опыт и методика изучения гидрологических и инженерно-геологических условий крупных водохранилищ, 1959–1961); Карта оценки опасности состояния железнодорожной ГТС в условиях техногенной интенсификации геологических процессов, cоставленная А. Л. Ревзоном и Е. А. Толстых (Ревзон, 1992).

Г. А. Голодковской, Ю. Б. Елисеевым и Н. И. Лебедевой составлена Карта типизации геологической среды Московского региона по устойчивости к инженерно-хозяйственному воздействию масштаба 1:200 000. В ее основе лежит общая качественная оценка инженерно-геологической обстановки. За критерий устойчивости принята возможность возникновения инженерно-геологических процессов. Степень устойчивости определялась применительно к инженерно-хозяйственному воздействию безотносительно к конкретному типу воздействия. Основную часть легенды к карте составляет таблица, содержащая семь вертикальных граф. В первой из них выделены три категории территорий по степени устойчивости геологической среды к инженерно-хозяйственному воздействию: высокая — инженерно-геологические процессы маловероятны; средняя — инженерно-геологические процессы не носят катастрофического характера и низкая — возможны катастрофические инженерно-геологические процессы (табл. 36). Дается условный цветовой знак, показывающий на карте степень устойчивости конкретных районов — соответственно зеленая, желто-коричневая и красная гамма на цветном варианте карты и разные типы крапа и штриховки — на черно-белом.

Таблица 36. Категории степени устойчивости, отраженные
на Карте типизации геологической среды Московского региона
по устойчивости к инженерно-хозяйственному воздействию
масштаба 1:200 000 (по Г. А. Голодковской, Ю. Б. Елисееву, Н. И. Лебедевой, 1989)

К районам с высокой устойчивостью отнесены аллювиальные террасы и водно-ледниковые равнины с глубиной залегания грунтовых вод более 3 м, к районам со средней устойчивостью — аллювиальные террасы, заболоченные, с глубиной залегания грунтовых вод менее 3 м, ледниковые и озерно-ледниковые равнины слаборасчлененные и т. п. К районам с низкой устойчивостью отнесены болотные массивы, аллювиальные террасы на участках погребенных долин, врезанных в каменноугольные закарстованные породы, крутые склоны речных долин и т. п.

Главные факторы, определяющие устойчивость геологической среды в каждом районе (литологический состав, глубина залегания грунтовых вод, процессы, характер расчлененности рельефа) охарактеризованы для каждого района; они выражены преимущественно в качественной или полуколичественной форме.

Рассмотренная карта относится к среднемасштабным оценочным картам, определяющим степень устойчивости территории к инженерно-хозяйственному воздействию на основании только качественного анализа инженерно-геологических условий с акцентом на активность развития геологических процессов. Содержание всех граф легенды носит описательный характер без использования количественных критериев.

Карту оценочного инженерно-геокриологического районирования для одного из районов Западной Сибири масштаба 1:100 000 с выделением участков различной категории устойчивости разработали Л. С. Гарагуля и С. Ю. Пармузин (1982).

Авторы проводят оценочное районирование по наиболее динамичным параметрам и характеристикам многолетнемерзлых пород: среднегодовой температуре и объемной льдистости. Реакция данных характеристик на изменения природных факторов может быть определена на ранних стадиях проектирования.

На карте цветом (или вертикальной штриховкой в черно-белом варианте) показана оценка инерционности многолетнемерзлых пород по их естественному термодинамическому состоянию. Исходя из различного сочетания среднегодовой температуры и объемной льдистости, на карте выделено пять градаций. Степень инерционности указывает на интенсивность, скорость вероятного оттаивания многолетнемерзлых пород в результате строительства и эксплуатации сооружений. Поскольку надежность основания зависит не только от скорости оттаивания, но и, прежде всего, от льдистости, эти характеристики (tср, …) вынесены на карту, где они показаны на рис. 99 штриховкой.

Рис. 99. Макет оценочной карты инженерно-геокриологического
районирования (по Л. С. Гарагуле, С. Ю. Пармузину, 1982)

Пояснения к рис. 99. I — инерционность ММП: 1— низкоинерционные ММП; 2, 3 — инерционные ММП; 4, 5 — высокоинерционные ММП (степень инерционности возрастает с увеличением порядкового номера градации). ІІ — характер развития инженерно-геокриологических процессов: 6 — устойчивый (преимущественно) и упруго-устойчивый; 7 — упруго-устойчивый; 8 — неустойчивый; 9 — сезонное пучение грунтов; 10 — сезонная осадка грунтов; 11 — многолетняя осадка грунтов; 12 — законсервированные повторно-жильные льды (ПЖЛ); 13 — морозобойное растрескивание; 14 — растущие ПЖЛ; 15 — сплывы сезонно-протаивающих масс грунта; 16 — термоэрозия; 17 — солифлюкция; 18 — термокарст по сегрегационным льдам; 19 — термокарст по ПЖЛ; 20 — термокарст по пластовым льдам; 21 — многолетние бугры пучения. ІІІ — энергоемкость ММП (доля теплооборотов в структуре радиационного баланса): 22 — Q/R+ = 0,05–0,15; 23 — Q/R+ > 0,15. ІV — литологический состав отложений: 24 — пески мелкие; 25 — пески мелкие мощностью 2–6 м, ниже суглинки, супеси, глины; 26 — глины, суглинки с маломощными прослоями песков; 27 — супеси, суглинки, глины с прослоями мелких песков. V — прочие знаки: границы: инженерно-геокриологических районов (28), подрайонов (29), участков (30); 31 — номер инженерно-геокриологического участка по схеме инженерно-геокриологического районирования

На карте для всех инженерно-геологических участков дана оценка характера и развития мерз­лотных процессов (системой ориентированных значков) в естественных условиях повышения или понижения среднегодовой температуры пород, увеличения или сокращения мощности сезонно-талого слоя, которые могут произойти при строительстве. Специальными значками показаны процессы, развивающиеся по типу устойчивых (морфологически проявляются весьма слабо), упруго-устойчивых (носят сезонный характер, ежегодные отклонения от среднестатистических параметров, характеризующих тот или иной процесс, не приводят к качественным изменениям в их развитии). Внемасштабными знаками показаны виды мерзлотных процессов, характерные для каждого инженерно-геологического участка в естественных и в измененных условиях в результате хозяйственной деятельности.

Наклонной штриховкой показана энергоемкость многолетнемерзлых пород (доля теплооборота Q в структуре радиационного баланса R), определенная на основании данных о составе, свойствах отложений сезонно-талого слоя и многолетнемерзлых толщ, о климате и характере поверхностных условий. По соотношению Q/R+ выделено два вида мерзлых толщ. Считается, что при Q/R+ > 0,15 территория будет наиболее динамичной по характеру изменения среднегодовой температуры грунтов и, естественно, потенциальной возможности развития криогенных процессов.

На карте также показан литологический состав отложений преимущественно горизонтальной штриховкой. Степень его дифференциации для карты масштаба 1:100 000 достаточно схематична.

Авторы относят к упруго-устойчивым участки территории, на которых изменения условий вызывают активизацию или возникновение новых криогенных процессов, быстро достигающих равновесного состояния. Это время значительно меньше срока эксплуатации сооружений и соизмеримо с короткопериодичными колебаниями температуры воздуха.

К категории неустойчивых относятся участки с прогрессивным развитием процессов. Время установления стационарного состояния соизмеримо или превышает срок службы сооружений.

Таким образом, в основу оценки устойчивости территории авторы предложили положить характер развития криогенных процессов под влиянием изменения температурного режима пород в результате строительства. Прогноз проявления этих процессов в результате техногенного воздействия дается на основании существующих количественных методов расчета. Тем не менее, хотя карта содержит информацию, необходимую для оценки устойчивости территории, т. е. информацию о характере проявления процессов в естественных и измененных техногенезом условиях, она в этом отношении не доведена до логического конца — степень устойчивости выделенных инженерно-геологических участков не указана.

Карта инженерно-геологического районирования района г. Верхнереченска для обоснования планов перспективного развития города масштаба 1:50 000 составлена А. С. Герасимовой и Е. М. Сергеевым (Методические указания по составлению инженерно-геологических карт масштабов 1:25 000 и 1:50 000, 1966). На ней по степени пригодности для массового наземного строительства выделены три категории инженерно-геологических участков: пригодные для строительства, ограниченно пригодные и непригодные без осуществления комплекса сложных и дорогих мероприятий по инженерной подготовке территории. Дается развернутая инженерно-геологическая характеристика участков, прогноз возможных инженерно-геологических процессов и рекомендации проведения мероприятий по инженерной подготовке территории.

Условные обозначения к карте представлены в форме таблицы, в графах которой выделены три категории участков по пригодности для строительства (I, ІІ, ІІІ), перечень конкретных участков со сквозной нумерацией в пределах каждой категории (I–1, I–2 и т. п.), характер их закрашивания на карте. В частности, пригодные для строительства участки показаны желто-зеленой гаммой цветов, ограниченно пригодные — голубой, непригодные — розово-красной. Каждый конкретный участок на карте имеет свой оттенок цвета и свой индекс, потому что степень пригодности определяется различными факторами. Далее в таблице легенды приводится геологическое строение участков в виде типового разреза с геологическими индексами, литологическим описанием пород и их мощность. Дается характеристика глубины залегания грунтовых вод от дневной поверхности, их напорности и агрессивности; геологических процессов и явлений; ожидаемых инженерно-геологических процессов, осложняющих строительство. Как вывод, в легенде приводятся рекомендации по инженерной подготовке территории для строительства.

Для участков, пригодных для строительства, особых инженерных мероприятий по подготовке территории к строительству не требуется, поскольку они сложены достаточно прочными породами; развития современных геологических процессов, опасных для возводимых сооружений, не наблюдается; подземные воды залегают на значительных глубинах. Объем земляных работ по условиям рельефа минимальный.

Для участков ограниченно пригодных необходимо проведение различных инженерных меро­приятий, определяющихся природными условиями, которые увеличат стоимость строительства. На участках с мощной толщей лессовых пород рекомендуется укрепить эти породы в основании сооружений путем уплотнения, предварительного замачивания и т. д.; бороться с утечкой промышленных вод, чтобы предотвратить развитие эрозионных и суффозионных процессов в толще лессовых пород и др. Для оползневых склонов рекомендуются инженерные мероприятия, направленные на укрепление склона и на правильную организацию отвода поверхностных вод и т. д.

При строительстве сооружений в пределах участков, отнесенных к категории непригодных, придется проводить очень сложные и дорогостоящие инженерные мероприятия по подготовке территории, которые могут быть оправданы лишь в исключительных случаях. К таким участкам отнесены, например, низкие поймы рек, ежегодно затопляемые, сложенные сильно и неравномерно сжимаемыми породами, мягкопластичной консистенции, при высоком залегании уровня грунтовых вод (0–2 м). К непригодным участкам отнесены горные территории, сложенные скальными породами с расчлененными, крутыми и обрывистыми склонами, на которых активно действуют геологические процессы с большим относительным превышением отдельных точек местности и с отсутствием значительных выровненных площадей.

Информация, содержащаяся в легенде к карте инженерно-геологического районирования, дает возможность сделать предварительную оценку участков и выбрать из них наиболее удобные для конкретного вида строительства.

Г. С. Золотарев (Опыт и методика изучения гидрогеологических и инженерно-геологических условий крупных водохранилищ, 1959–1961) на основе опыта работ на Куйбышевском, Сталин­градском и Чебоксарском водохранилищах разработал легенду инженерно-геологической карты волжских водохранилищ масштаба 1:100 000, которую можно считать типовой для специализированных инженерно-геологических карт для гидротехнического строительства. Она предусматривает оценку устойчивости и прогноз развития геологических процессов, связанных с созданием водохранилища.

Легенда карты состоит из четырех разделов. Первый из них содержит инженерно-геологиче­скую характеристику современного состояния территории и состоит из двух частей. В первой части систематизированы таксоны генетико-морфологического районирования. Предложено выделять районы по признаку геологического строения, подрайоны — по геоморфологическому признаку и участки — по характеру пород и современным геологическим процессам. На карте они обособлены границами определенного типа и обозначены соответственно римскими цифрами, заглавными буквенными индексами и арабскими цифрами. Во второй части этого раздела дается характери­стика участков с оценкой-разделением их на три инженерно-геологических типа по устойчивости: устойчивые, условно-устойчивые и неустойчивые. Даны критерии их выделения.

Устойчивые типы включают участки, где эрозионные процессы незначительные; действующих оползней, обвалов и карстовых провалов нет. На обвально-осыпных склонах, обычно залесенных, в настоящее время преобладают процессы образования элювия и отчасти смыва. Такие участки рекомендуются к широкому освоению и застройке; препятствием может явиться крутизна склона; при использовании целесообразны простейшие мероприятия по поверхностному водоотводу и лесонасаждениям. Среди устойчивых участков на карте выделены участки надпойменных террас аккумулятивных; крупных элементов рельефа дочетвертичного возраста; делювиальных склонов; обвально-осыпных склонов задернованных и залесенных, непригодных для освоения; уступы высоких надпойменных террас пологие и средней крутизны, покрытые делювием.

Условно-устойчивые типы включают участки, на которых развиты одиночные действующие оползни на крутых откосах и в зоне выклинивания подземных вод; древние и старые оползни в целом стабильные. На обвально-осыпных склонах возможны незначительные осыпи. Эрозионные процессы имеют некоторое развитие. Заболачивания нет, но грунтовые воды иногда (высокая пойма) залегают неглубоко. На оползневых и обвально-осыпных склонах целесообразны лесонасаждения. Освоение склонов затруднено из-за крутизны. При проведении мероприятий по борьбе с осыпями, оползнями и смывом на них возможно строительство зданий облегченного типа. Среди условно-устойчивых участков выделены участки высоких и средней высоты оползневых склонов с древними и старыми оползнями; обвально-осыпных преимущественно обнаженных склонов и др.

Неустойчивые типы включают участки, на которых эрозионные процессы весьма интенсивны, особенно в делювиальных суглинках и аллювиальных песках. Имеет место широкое развитие древних и современных оползней, находящихся в состоянии, близком к предельному равновесию и неустойчивом. Периодически происходят карстовые провалы. На обнаженных высоких откосах наблюдается интенсивное выветривание и осыпание, иногда — падение отдельных глыб. В западинах надпойменных террас и поймы проявляется постоянное заболачивание за счет грунтовых вод. Укрепление оползневых и осыпных склонов требует комплексных мероприятий, осуществление которых целесообразно на участках крупных объектов. Необходима борьба с оврагами путем простых инженерных и мелио­ративных мероприятий. На заболоченных участках нужно осушение. К неустойчивым участкам отнесена большая группа очень высоких и средней высоты оползневых склонов с современными и действующими оползнями; обвально-осыпные высокие обнаженные склоны; крутые и средней крутизны уступы террас; заболоченные участки поймы и надпойменных террас; участки распространения современных карстовых воронок; участки с интенсивно растущими оврагами.

На карте участки рекомендовано выделять цветом: устойчивые — зеленым цветом разной интенсивности; условно-устойчивые — желто-оранжевым цветом разной интенсивности, неустойчивые — розовато-красными цветами. Все участки пронумерованы и в легенде для каждого номера дается описание слагающих их пород и других инженерно-геологических особенностей. Дополнительно приводится объемная схема в виде блок-диаграмм, демонстрирующая это описание.

Второй раздел легенды содержит прогноз гидрологических явлений, включающий волновой и уровенный режимы, продольное перемещение наносов и для верховьев водохранилища — течения. Волновой режим характеризуется: лучевой ориентированной по сторонам света розой высот волн разных румбов в данном пункте берега водохранилища в масштабе 1 см = 0,1 м высоты волн; черной стрелкой показывается энергетическая равнодействующая для отдельных участков водохранилища в энергетических единицах в масштабе 1 см = 500 эн. ед. Уровенный режим характеризуется дробью в кружке, где в числителе показывается высота в метрах подпора горизонта воды в реке, а в знаменателе — паводка 5 % обеспеченности над НПГ.

Наносной режим характеризуется: 1) показом участков вероятного наиболее интенсивного размыва берега (черными стрелками перпендикулярно береговой линии) и абразионных отмелей (косой сдвоенной штриховкой); 2) указанием коричневой стрелкой вероятного направления продольного перемещения наносов в конечную стадию формирования берега; 3) выделением участков накопления наносов в конечную стадию формирования берега (коричневым крапом).

Третий раздел легенды содержит прогноз инженерно-геологических процессов, включающих подтопление, переработку берегов, формирование мелководий, вторичное засоление, активизацию просадок и т. д. С использованием соответствующих расчетов развитие этих явлений должно даваться во времени.

Подтопление территории характеризуется выделением штриховкой разного наклона сиреневого цвета участков с вероятным залеганием уровня грунтовых вод на глубине 2 м после создания водохранилища без учета сработки: а) через 10 лет; б) через 50 лет; в) в конечную стадию. В ромбовидной фигуре дробью показана глубина залегания грунтовых вод в метрах до подпора (в числителе) и после подпора в конечную стадию (в знаменателе). Синим пунктиром показываются границы практического выклинивания подпора грунтовых вод (величина подпора — 1 м) при установившемся движении и наивысшем горизонте водохранилища; время формирования подпора указывается в отдельных пунктах цифрой (например, 50 лет). Мелководья глубиной до двух метров при НПГ показываются интенсивным синим цветом на фоне бледно-голубого водохранилища.

Переработка берегов отражается на карте в виде ширины зоны переработки берега в конечную стадию практической значимости в метрах от уреза водохранилища при НПГ в четырех градациях: до 100 м, до 300 м, до 500 м, до 1000 м, которые показываются красными линиями разного типа. Промежуточные значения ширины зоны переработки в метрах по расчету в данном сечении показываются в виде дроби: в числителе — за 10 лет, в знаменателе — в начальную стадию. Г. С. Золотарев оговаривает при этом, что, учитывая современный уровень теории расчетов, рекомендуется прогнозы подпора грунтовых вод и переработки берегов давать для 10, 25, 50 и 100-летних периодов и для стадии практического завершения развития данного процесса. Для каждого инженерно-геологического участка должен быть дан прогноз переработки берега с площадным отображением количественного результата расчета и вероятной формы размыва. В примечании к легенде автор оговаривает, что переработка не показывается на тех участках берега, где она практически незначительна из-за неразмываемости пород, пологого рельефа, залесенности и т. п. А для ряда участков водохранилища прогноз переработки и подтопления может быть показан предположительно по геологическим соображениям особыми знаками.

В этом же разделе легенды даны условные знаки для обозначения участков береговых склонов, где ожидается частичная или полная стабилизация оползней (синей линией); активизация действующих, оживление старых или появление новых оползней (синими знаками). Предусмотрено выделение желтыми знаками участков вероятной активизации просадочных явлений и вероятного вторичного засоления в связи с подпором грунтовых вод, а также показ затопленных торфяных массивов.

В четвертом разделе легенды приведены прочие знаки для обозначения геологических и геоморфологических особенностей территории, определяющих инженерно-геологический ее облик до создания водохранилища и важных для прогноза инженерно-геологических явлений. Предусмотрен показ: бровки современного берегового склона и уступов надпойменных террас и их высоты (м) над рекой; интенсивного подмыва берегового склона рекой; характерных источников на склонах; движущихся дюн; западин и притыловых впадин на поверхности речных террас; карстовых воронок (сухих и заполненных водой); заболоченностей за счет подземных вод до создания водохранилища. На карту наносятся линии геологических и инженерно-геологических разрезов с разведочными скважинами; оконтуриваются территории городов и других объектов, где проведены детальные исследования и составлены проекты защитных мероприятий.

Рассмотренную легенду Г. С. Золотарева можно принять за профессионально созданную типовую легенду для специальных карт оценочного инженерно-геологического районирования территорий водохранилищ, к тому же содержащую прогноз развития основных возникающих при этом инженерно-геологических процессов, таких как подтопление территории и переработка берегов.

Карта оценки опасности состояния железнодорожной геолого-технической системы (ГТС) в условиях техногенной интенсификации геологических процессов в масштабе 1:100 000 составлена А. Л. Ревзоном совместно с Е. А. Толстых (Ревзон, 1992) на центральную часть БАМа протяжением 1500 км. Легенда этой карты состоит из двух частей. В первой части дана характеристика инженерно-геологической ситуации на момент картографирования по традиционной схеме: характеристика типов поверхностей, их залесенность, заболоченность, крутизна, наличие коры выветривания; горные породы и их раздробленность, современные геологические процессы; существующие инженерные сооружения (рис. 100). Типы поверхностей выделены на карте штриховкой разного типа и фоновым крапом. Породы отображены условными значками.

Рис. 100. Фрагмент карты (одна из дистанций БАМа) оценки опасности состояния
железнодорожной ГТС в условиях техногенной интенсификации
геологических процессов (по А. Л. Ревзону, Е. А. Толстых, 1992)

Пояснения к рис. 100. Инженерно-геологическая ситуация: характеристика типов поверхностей: 1 — залесенные пологонаклонные (до 20°) вершинные поверхности междуречий с пятнами курумов и полным разрезом коры выветривания; 2 — залесенные склоны средней крутизны (20–30°) со спорадическим развитием курумов, с деградированной дисперсной зоной коры выветривания; 3 — крутые (30–40°) залесенные склоны с площадным и линейным распространением курумов в виде сплошного чехла обломков с отсутствием дисперсной зоны коры выветривания; 4 — техногенные обнаженные обрывы прижимов рек (крутизной более 40°) с преобладанием глыбовой зоны коры выветривания; 5 — то же естественные обрывы; 6 — пологие заболоченные поверхности долин рек, выработанные в непросадочных грунтах; 7 — то же, с мерзлотной переработкой, выработанные в просадочных грунтах. Горные породы и их раздробленность: 8 — граниты и гранодиориты верхней юры и нижнего мела; 9 — кристаллические сланцы нижнего протерозоя; 10 — кристаллические сланцы и гнейсы архея; 11 — осевые линии локальных разломов взбросо-сдвигового типа, создающих внутриблоковое дробление, обводненных за счет подтока трещинно-жильных вод (глубинные дрены). Современные геологические процессы: 12 — обвалы; 13 — осыпи; 14 — оползни; 15 — термокарст. Инженерные сооружения: 16 — железнодорожный путь; 17 — карьеры. Районирование ГТС по степени опасности ее состояния: 18 — опасное (высота обрывов более 15 м, скорость выветривания 0,6–0,83 м3/м в год, среднегодовая частота камнепадов более 10 × 1/км в год, термокарстовые озера глубиной более 0,5 м); 19 — относительно опасное (соответственно 10–15 м, 0,005–0,5 м3/м в год, 1–10 × 1/км в год, термокарстовые озера глубиной более 0,5 м); 20 — безопасное (соответственно менее 10 м, менее 0,005 м3/м в год, камнепадов нет, термокарстовых озер глубиной более 0,5 м нет); 21 — границы обследуемого участка; 22 — границы типов поверхностей; 23 — границы комплексов горных пород

Во второй части дана специфическая оценочная ситуация с количественными параметрами, отражающими активность и динамичность гравитационных процессов и термокарста. Проведено районирование железнодорожной ГТС по степени опасности ее состояния: опасное (высота обрывов более 15 м, скорость выветривания 0,6–0,83 м3/м в год, среднегодовая частота камнепадов более 10 × 1/км в год, термокарстовые озера глубиной более 0,5 м); относительно опасное (соответственно 10–15 м, 0,005–0,5 м3/м в год, 1–10 × 1/км в год, термокарстовые озера глубиной более 0,5 м); безопасное (соответственно менее 10 м, менее 0,005 м3/м в год, камнепадов нет, термокарстовых озер глубиной более 0,5 м нет). Степень опасности пути показана поперечной штриховкой разной частоты (частота увеличивается с увеличением опасности).

Подобная карта составляется для обоснования инженерной защиты железнодорожного пути в процессе его строительства и эксплуатации. Особенность этой карты — широкое использование при ее составлении крупномасштабных космических снимков. Кроме того, такой анализ состояния ГТС позволяет определить участки, в пределах которых следует выполнять последующее крупномасштабное прогнозно-оценочное картографирование.

4.3.4. Крупномасштабные карты

Опубликованные крупномасштабные карты оценочного инженерно-геологического районирования отличаются большим разнообразием. По содержанию они относятся как к синтетическим, так и аналитическим, а по назначению преобладают специальные карты, которые составляются для водохранилищ, рудных узлов, поселков, железнодорожных трасс или территории города. Особенно много карт оценочного инженерно-геологического районирования, выполненных в масштабе 1:10 000. Среди них можно выделить особую группу карт, правда, не многочисленную, оценочного геолого-экономического районирования. В качестве примера крупномасштабных карт оценочного инженерно-геологического районирования нами рассмотрены следующие карты: Карта инженерно-геологического районирования территории проектируемого водохранилища, составленная З. А. Кривошеевой в 1965 г.; макет карты оценки состояния техногенных морфолитосистем г. Моск­вы, составленной Э. А. Лихачевой и Л. В. Бахиревой (1991); Карта инженерной оценки экзогенных геологических процессов района проложения трассы горной железной дороги, составленная А. Л. Ревзоном совместно с А. П. Бгатовым и А. М. Богдановым (Ревзон, 1992).

Из крупномасштабных карт оценочного инженерно-геологического районирования, выполненных в детальном масштабе, нами рассмотрены две синтетические (специальная и общая), три аналитические и две карты геолого-экономического районирования: Карта районирования по характеру необходимой инженерной подготовки территории, выполненная И. В. Поповым, Р. С. Кацем и В. П. Лебедевой (Попов, 1950); Карта инженерно-геологического районирования территории Талнахского рудного узла для целей наземного строительства, составленная Л. М. Демидюк и др. (Голодковская, Демидюк, Шаумян, 1983); Карта районирования территории по степени карстовой опасности, составленная В. Н. Кожевниковой (1984); Карта оценки закарстованности береговой зоны Братского водохранилища, составленная А. Л. Ревзоном (1992); Специальная карта инженерно-геологического районирования для обоснования сейсмического микрорайонирования, составленная Е. И. Романовой, Л. И. Оздоевой и Л. В. Заботиной (1990); Карта оценочного геолого-экономического районирования территории размещения жилого поселка, разработанная Л. Н. Хрусталевым и А. И. Козловым (1990); 7) Стоимостная инженерно-геокриологическая карта Л. Н. Хрусталева (2000).

Карта инженерно-геологического районирования территории проектируемого водохранилища масштаба 1:25 000 составлена З. А. Кривошеевой. Она содержит оценку пригодности отдельных участков к городскому, сельскому и дорожному строительству и прогноз инженерно-геологических процессов, связанных с проектируемым и осуществленным строительством. Пригодность участков определяется совокупностью природных факторов, таких как геологическое строение, гидрогеологические условия, геологические процессы, характер рельефа.

Выделены три категории участков: устойчивые и пригодные, условно-устойчивые и условно-пригодные, неустойчивые и непригодные участки, которые закрашены на карте соответственно в зеленую гамму цветов, желто-оранжевую и красно-сиреневую цветовые гаммы. К устойчивым и пригодным участкам отнесены территории, где грунтовые воды залегают на большой глубине и заболачивание отсутствует; характерны сглаженные формы рельефа; эрозионные процессы незначительны, действующих оползней и осыпей нет. К этой категории отнесены 10 участков, представленных плиоценовыми поверхностями выравнивания, поверхностями речных террас разной высоты и возраста, пологими (2–6°) склонами смыва и т. п. К условно-устойчивым и условно-пригодным участкам отнесены четыре участка, включающие склоны средней крутизны (25–36°), склоны с преимущественно древними оползнями; с отдельными действующими сплывами, не подмываемые; только с неглубокими растущими оврагами. К неустойчивым и непригодным участкам отнесены поверхности террас с постоянным и сезонным заболачиванием или периодическим затоплением; склоны крутые, обвально-осыпные и оползневые; оползни старые и действующие. Для таких участков характерны: а) растущие овраги с крутыми обнаженными бортами, б) интенсивный подмыв склонов, в) энергичные процессы смыва с растущими промоинами. Все выделенные участки разной степени устойчивости и пригодности имеют сквозную нумерацию, и эти номера, обведенные кружком, вынесены на карту.

В легенде для каждого участка дается характеристика генетического типа рельефа, его морфологических особенностей (крутизна, высота), пород, слагающих участок. Литологический состав пород на карте показан разреженным крапом и отдельными элементами разной штриховки. Инженерно-геологические участки, занимающие узкие полосы на крутых береговых склонах, и уступы террас выделены на карте особым знаком.

В следующем разделе легенды рассмотрены геоморфологические элементы, геологиче­ские явления, водопроявления и другие признаки, характеризующие состояние территории. Геоморфологические элементы показаны на карте линиями с разным типом бергштрихов. Выделены бровки склонов осыпных и обвальных, оползневых, смыва; уступы надпойменных террас преобладающей крутизны 10–15°, 20–28°; 30–38° с разделением на задернованные или залесенные и обнаженные, реже полузадернованные. Условным знаком показаны дюны на поверхности террас, действующие оползни, источники и их расходы (л/с). Буквенными знаками показано преобладающее питание заболоченных участков: подземными водами (ПВ) или атмосферными водами (АВ).

Вторая половина легенды отведена прогнозу гидрологических и инженерно-геологических явлений. Прогноз гидрологических явлений дается на фоне характеристики чаши водохранилища, которая включает: границу водохранилища с закраской чаши голубым цветом; мелководья, глубиной до 2 м от НПГ, которые показываются наклонной штриховкой; границы затопленных террас: поймы (П), первой надпойменной (І), второй надпойменной (ІІ); участки с затопленным грядовым и бугристым рельефом, затрудняющим развитие волн; затопленные торфяные массивы показываются, как и предыдущие участки, условными значками.

Прогноз гидрологических явлений дается на карте зеленым цветом и состоит из прогноза волнового режима и перемещения наносов вдоль берегов. Прогноз высоты волны для разных точек водохранилища представлен на диаграммах с учетом различных скоростей ветра и разных направлений разгона. На оси диаграммы откладывается скорость ветра в м/с, ее лучи показывают направление разгона волн. Длина отрезков на луче указывает высоту волны (в масштабе 1 см = 1 м высоты волны) для каждой скорости ветра.

Прогноз перемещения наносов заключается в определении наносодвижущих сил и их величины в энергетических единицах и показа на карте в виде стрелок зеленого цвета в масштабе 1 см = 1000 эн. ед. Участки накопления наносов отражены зеленым крапом, двойной зеленой стрелкой показано направление преобладающего вдольберегового перемещения наносов.

Прогноз инженерно-геологических явлений сводится к прогнозу напора грунтовых вод и подтопления территории, а также прогнозу переработки берегов. Эта информация дана на карте красным цветом. В частности выделены сочетанием наклонной штриховки с правым и левым уклоном участки вероятного залегания грунтовых вод на глубине менее 2 м при установившемся подпоре, без учета сработки уровня водохранилища. Характеристика подтопления вдоль инженерно-геологических поперечников дана на основании расчетов, представленных на инженерно-геологических разрезах. Для остальной территории она дается на основании анализа геологической и гидрогеологической обстановки. Глубина залегания грунтовых вод в метрах вынесена на карту в виде дроби в ромбовидной рамке, где в числителе — глубина в период межени до создания водохранилища, в знаменателе — при установившемся подпоре. Проведена также граница практического выклинивания подпора грунтовых вод.

Переработка берегов прогнозируется как предполагаемая ширина зоны разрушения берега в конечную стадию практического значения в метрах от уреза водохранилища. Причем она оценивается в четырех градациях: до 100 м (зона переработки размещается преимущественно в пределах склона); от 100 до 200 м; от 200 до 300 м и более 300 м (в трех последних градациях зона переработки чаще захватывает бровку склона или террасы). На карте зона переработки отделяется от берега водохранилища красной линией разной конфигурации (в зависимости от градации). Предполагаемая ширина зоны переработки, рассчитанная по отдельным створам, показывается на карте в виде дроби, заключенной в окружность. В ее числителе — ширина зоны переработки за 10 лет (B10), а в знаменателе — в конечную стадию практического значения (Вк) в метрах. На карте условными знаками обозначены участки активизации существующих оползней и появления новых после создания водохранилища, а также участки интенсивного размыва берега в первые годы работы водохранилища.

Среди прочих знаков в условных обозначениях рассматриваются вынесенные на карту номера и границы (прослеженные и предполагаемые) инженерно-геологических участков, литологические границы в пределах инженерно-геологических участков, линии инженерно-геологических разведочных и съемочных разрезов и их номера, обозначение буровых скважин и групп скважин.

К карте прилагается инженерно-геологический разрез через долину реки (через водохранилище) в масштабе 1:10 000 с полной инженерно-геологической нагрузкой с уровнями нормального подпорного горизонта (НПГ) и нормального горизонта сработки (НГС), с характеристикой в таблице под разрезом: расстояния от начала профиля (м); отметок поверхности (м); геоморфологической характеристикой и прогнозом подпора и подтопления территории. К разрезу прилагается таблица с расчетом неустановившегося подпора грунтовых вод, которая содержит характеристику расчетных сечений и для каждого из них расстояние от уреза водохранилища (м), мощность потока грунтовых вод (м), отметки уровня грунтовых вод (м) и глубины залегания уровня грунтовых вод (м) до подпора, после подпора через 10, 25, 50 лет и до бесконечности. Приводятся расчетные формулы для стационарного подпора и для неустановившегося подпора, а также принятые для расчета условия.

Дополнительно приводится фрагмент инженерно-геологического разреза прибрежной части в масштабе 1:1000 с представлением на нем в графической форме результата расчета (по методу МГУ) зоны переработки берега за 10 лет и в конечную стадию. К разрезу прилагается таблица с исходными данными для расчета: расчетная высота волны (м), углы аккумулятивной отмели (в градусах), углы абразионной отмели (в градусах), углы зоны наката (в градусах), коэффициент аккумуляции (%). В последней графе — размер переработки в метрах.

Легенда рассмотренной карты привлекает полнотой комплексной информации об инженерно-геологических условиях территории, четкостью признаков районирования, обоснованностью и наглядностью сделанного прогноза.

Подобные карты составляются для решения вопросов, возникающих в связи с изменениями инженерно-геологических условий в зоне водохранилищ при народно-хозяйственном использовании прилегающих территорий. Они помогают решать вопросы перенесения населенных пунктов и дорог, вопросы землепользования в условиях подтопления, мелководий, размывов берегов, выбора и оценки эффективности инженерных защитных мероприятий.

Э. А. Лихачевой и Л. В. Бахиревой (1991) составлен крупномасштабный макет Карты оценки состояния техногенных морфолитосистем г. Москвы. На первом этапе ее разработки проводится типизация природных (исходных) морфолитосистем (рельеф — геологический субстрат) и оценка их устойчивости (табл. 37). Авторы рассматривают устойчивость как одно из свойств, определя­ющих степень благоприятности для строительства и степень надежности выполнения данной морфолитосистемой социально-экологических функций. Оценка устойчивости приведена в таблице к карте на качественном уровне, но с использованием количественных инженерных характеристик природных условий, существующих в строительных нормах и правилах.

Критериями устойчивости считают гипсометрическое расположение выше расчетного уровня затопления паводковыми водами 1 % обеспеченности (раз в 100 лет) не менее чем на 0,5 м; относительно ровный рельеф с небольшими углами наклона (до 3°); слабое проявление экзогенных и эндогенных процессов; однородное геологическое строение с расчетным сопротивлением грунтов более 1,5 кг/см2; залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине 3–7 м и более; напорных — на глубине более 15 м.

Критериями неустойчивости считают следующие признаки морфолитосистемы: расположение в зоне затопления паводковыми водами 4–5 % обеспеченности (раз в 20–25 лет и чаще), сильнорасчлененный рельеф с общим углом наклона поверхности более 12°; активное проявление экзогенного и эндогенного рельефообразования; разнородное геологическое строение с расчетным сопротивлением грунтов менее 1 кг/см2, залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине 1–3 м и менее, а напорных — на глубине менее 10 м.

Таблица 37. Оценка состояния городских морфолитосистем
(по Э. А. Лихачевой и Л. В. Бахиревой, 1991; фрагмент)

Оценка устойчивости природных (исходных) морфолитосистем	Техногенные воздействия	Оценка в баллах			Техногенные процессы	Состояние зданий и сооружений	Оценка устойчивости техногенных морфолитосистем; рекомендации по дальнейшему использованию; условный знак на схеме
		Степени техногенных измене­ний рельефа	Статических нагрузок	Динамических нагрузок
Устойчивые морфолитосистемы
1. Приводораздельные поверхности – мор­ские плато и равнины, практически нерасчлененные, с выдержанным горизонтом надморенной верховодки	Незначительная вертикальная планировка рельефа, современная застройка	1	1	2	Возможно подтопление, морозное пучение	Хорошее	Устойчивое: Незначительно изменены теплообмен и структура водообмена (за счет увеличения поверхностного стока), могут выдержать дополнительные нагрузки (1,1)
	Карьерная добыча глины, древние оборонительные сооружения (рвы, валы); интенсивная разновременная застройка	3	3	2	Подтопление, незначительные осадки грунта	Неудовлетворительное	Относительно устойчивые: Сильно изменены грунтовая толща, гидрогеологическая и гидрогеохимическая обстановка; устойчивость снижена, недопустимо увеличение какой-либо техногенной нагрузки (3,5)
2...	...	...	...	...	...	...	...
3...	...	...	...	...	...	...	...
Относительно устойчивые морфолитосистемы
4. Придолинные склоны крутизной 6-12° прямые и выпуклые, с густой сетью ложковой эрозии. УГВ не выдержан по простиранию, склоновые процессы, эрозия	Укрепление и выполаживание склона; рекреационная зона	1	1	1	Слабая эрозия при нарушении дернового покрытия	Хорошее	Устойчивые: Снижена активность склоновых процессов; оптимальный для данной морфолитосистемы уровень нагрузки (4,3)
5...	...	...	...	...	...	...	...

Оценка устойчивости техногенной морфолитосистемы (город — рельеф — геологический субстрат) проведена по совокупности характеристик устойчивости исходной морфолитосистемы; степени физического (механического, статического, динамического) воздействия; состояния городских строений. Оценка степени техногенного воздействия на морфолитосистему проводилась в баллах по комплексу количественных и качественных показателей. Степень техногенного изменения рельефа оценивалась 1 баллом при небольших техногенных изменениях рельефа; 2 баллами — при средних изменениях рельефа (дорожные насыпи, выемки 2–6 м и др.); 3 баллами — при больших изменениях рельефа (спрямления русел, свалки, большие насыпи); 4 баллами — при очень больших изменениях рельефа (карьеры и др.).

Оценка статических и динамических нагрузок проводилась по комплексным показателям: плотности застройки и воздействию транспортной вибрации. Плотность застройки авторы рассматривают как комплексный показатель статической нагрузки или интенсивности статического воздействия города на геологическую среду: 3 балла — высокий уровень — 30–60 % и более, 2 балла — средний уровень — 15–30 %, 1 балл — низкий уровень — менее 13 %.

Показатель воздействия транспортной вибрации — показатель динамических нагрузок — определен с учетом статистических данных и натурных наблюдений по методике Г. П. Локшина: 1 балл — низкий уровень — какие-либо изменения геологического субстрата и инженерных объектов исключаются; 2 балла — средний уровень — возможны изменения грунтов и инженерных объектов, которые не переходят с технологической точки зрения допустимых пределов; 3 балла — высокий уровень — возможны изменения, которые превышают допустимые с технологической точки зрения пределы, требуется осуществление специальных защитных мероприятий.

Все эти данные изложены в таблице к карте. При оценке устойчивости техногенной морфолитосистемы учитывалась интенсивность проявления техногенных процессов, которая приводила к деформациям инженерных сооружений и экономическому ущербу.

На макете карты (рис. 101) штриховкой или значками выделены морфолитосистемы, на каждой из которых стоят цифры. Первая цифра означает порядковый номер, под которым морфолитосистема описана в таблице (устойчивые — 1, 2, 3, относительно устойчивые — 4, 5, относительно неустойчивые — 6, 7, неустойчивые — 8, 9). Вторая после точки цифра обозначает рекомендуемый режим техногенной нагрузки при использовании морфолитосистемы: 1 — может выдержать дополнительные нагрузки, 2 — может выдержать ограниченные дополнительные нагрузки, 3 — оптимальный для данной морфолитосистемы уровень нагрузки, 4 — предельный уровень нагрузки, 5 — недопустимо увеличение какой-либо нагрузки, 6 — требуется снижение динамических нагрузок, 7 — требуется снижение динамических и статических нагрузок, 8 — требуются мероприятия по охране от техногенных процессов по поддержанию коммуникаций в рабочем состоянии, 9 — использование для градостроительства ограничено, 10 — использование для градостроительства нежелательно, требуется наблюдательная сеть за состоянием.

Рис. 101. Макет Карты оценки состояния техногенных морфолитосистем
г. Москвы (по Э. А. Лихачевой, Л. В. Бахиревой, 1991).
Условные обозначения см. в тексте

Рассмотренная карта определяет устойчивость геологической среды к определенному виду хозяйственной деятельности (городские агломерации) на основании общей оценки инженерно-геологической обстановки (на качественном и полуколичественном уровне) с учетом полуколичественной оценки техногенных нагрузок и техногенных изменений. В качестве удачных моментов в легенде можно отметить привлечение характеристик природных условий, фигурирующих в СНиПе, для оценки устойчивости; оценки степени техногенных воздействий; рекомендации режима техногенной нагрузки на морфолитосистемы.

Карта инженерной оценки экзогенных геологических процессов района проложения трассы горной железной дороги, фрагмент которой представлен на рис. 102, составлена А. Л. Ревзоном совместно с А. П. Бгатовым и А. М. Богдановым (Ревзон, 1992). Составлению этой карты предшествовала систематизация информации об ЭГП, полученная по данным крупномасштабных космических фотоснимков, которые позволили выявить почти все формы их проявления и получить морфолого-морфометрическую характеристику отдельных их элементов. Полученную информацию авторы карты закладывали в основу условных обозначений, систематизировали

Рис. 102. Фрагмент карты инженерной оценки ЭГП района
проложения трассы горной железной дороги
(по А. Л. Ревзону, А. П. Бгатову, А. М. Богданову, 1992)

Пояснения к рис. 102. Морфодинамические комплексы рельефа: крутые склоны (35°) гравитационного сноса: 1 — незалесенные со спорадическим развитием обвально-осыпных процессов; 2 — слабозалесенные со спорадическим развитием обвально-осыпных процессов; склоны гравитационного накопления средней крутизны (20–35°): 3 — с широким развитием оползневых процессов; 4 — со спорадическим развитием оползневых и осыпных процессов; 5 — практически не пораженные оползневыми и осыпнымн процессами; устойчивость территорий в зависимости от интенсивности развития ЭГП: 6 — весьма неустойчивые; 7 — неустойчивые; 8 — устойчивые; проявления ЭГП и их относительный возраст: свежие оползни: 9 — потоки; 10 — блоки; давние оползни: 11 — блоки; 12 — потоки; осыпи свежие: 13 — шлейфы; 14 — потоки; осыпи давние: 15 — шлейфы; 16 — потоки; селевые конусы выноса: 17 — свежие; 18 — давние; границы очагов формирования селей по характеру жидкой и твердой составляющей: 19 — ливневые эрозионно-оползневые; 20 — гляциальные обвально-осыпные; 21 — основные водораздельные линии; 22 — снежники каров; 23 — направление речного стока; 24 — трасса проектируемой железной дороги

и отражали на топооснове с последующим переносом на топографическую карту. Систематизацию условных обозначений осуществляли по следующим направлениям: морфогенетические типы ЭГП, относительный возраст и степень активности их проявлений; направленность в изменении границ площадей, пораженных процессами; отдельные распознаваемые элементы морфологии форм проявления ЭГП и их морфометрические показатели.

В соответствии с систематизацией информации и построена легенда карты инженерной оценки ЭГП. Цветовой закраской показаны контуры распространения морфодинамических комплексов рельефа, под которыми понимают типы склонов и поверхностей, отличающихся по комплексу показателей (генезису, крутизне, экспозиции, залесенности, преобладающим ЭГП), определя­ющих экзодинамику геологической среды. Например, в качестве морфодинамических комплексов рельефа выделены крутые склоны (35°) гравитационного сноса: 1) незалесенные со спорадическим развитием обвально-осыпных процессов; 2) слабозалесенные со спорадическим развитием обвально-осыпных процессов и т. п.

В пределах морфодинамических комплексов рельефа знаковым способом разных цветов отражают информацию о проявлениях ЭГП, полученную при дешифрировании, такую как тип процесса, форма проявления и размеры, характер активности, направления смещения. Выделены по относительному возрасту свежие оползни (потоки, блоки), давние оползни (блоки, потоки), осыпи свежие (шлейфы, потоки), осыпи давние (шлейфы, потоки), селевые конусы выноса (свежие, давние). Показаны границы очагов формирования селей по характеру жидкой и твердой составляющей.

В зависимости от интенсивности геологических процессов территория оценена по степени устойчивости с выделением трех категорий: весьма неустойчивые, неустойчивые, устойчивые. Для количественной оценки интенсивности использовался ряд известных показателей (табл. 38), таких как пораженность территории (Кп) проявлениями ЭГП (Кп = Sп/Sобщ., где Sп — площадь в пределах определенного морфодинамического комплекса рельефа, пораженная проявлением конкретного ЭГП; Sобщ. — общая площадь этого морфодинамического комплекса); активность Ка проявления ЭГП (Ка = Sа/Sвс, где Sа — площадь форм проявления конкретного ЭГП, находящегося в состоянии активной морфодинамики в пределах конкретного морфодинамического комплекса рельефа; Sвс — площадь всех форм этого ЭГП в пределах данного морфодинамического комплекса рельефа); вероятность Р их развития (Р = n/N, где n — количество форм проявления определенного ЭГП, развитое в пределах конкретного морфодинамического комплекса рельефа; N — общее количество форм проявления этого процесса на всей территории исследований). Расчеты выполнялись с помощью топографической палетки с последующей статистической обработкой на ЭВМ.

Таблица 38. Критерии оценки проявления ЭГП горных районов

Категория		Количественные показатели
Устойчивости территории к воздействию	Интенсивности проявления	Пораженность территорий	Активность проявления	Вероятность развития
Весьма неустойчивая Неустойчивая Устойчивая	Сильная Средняя Слабая	Кn ≥ 0,1 0,1 > Кn ≥ 0,05 Кn < 0,05	Ка ≤ 0,6 0,6 > Ка ≥ 0,4 Ка < 0,4	Р ≥ 0,4 0,4 > Р ≥ 0,02 Р < 0,02

Территории с разной степенью устойчивости обособлены на карте разным типом штриховки. Такая карта является основой для сравнения и оценки разных вариантов трасс и строительных площадок, для разработки рекомендаций инженерной защиты сооружений от опасных и неблагоприятных геологических процессов.

Макет крупномасштабной специальной карты инженерно-геологического районирования для обоснования сейсмического микрорайонирования территории применительно к условиям Черноморского побережья Кавказа разработан Е. И. Романовой, Д. И. Оздоевой, Л. В. Заботкиной (1990). На этой карте выделены районы, подрайоны и участки по признакам, оказывающим влияние на сейсмичность территории в целом и на приращение сейсмической балльности (рис. 103). При выделении районов в качестве классификационного признака использовалась категория грунтов по сейсмическим свойствам. Для определения категории анализировались строение 10-метрового слоя пород в каждой выработке и результаты опробования свойств грунтов. Для этого использовалась схема выбора категорий грунтов по сейсмическим свойствам, в которой систематизированы основные признаки разделения грунтов по категориям с учетом требований СНиП ІІ–7–81. Эта схема является составной частью условных обозначений к карте.

Район объединяет территории квазиоднородные в сейсмическом отношении, различающие­ся между собой по величине приращения сейсмической интенсивности, равной баллу. Районы отображены на карте фоновой окраской определенного цвета и индексом в виде римской цифры (I–ІІІ). Поскольку в одну категорию по сейсмическим свойствам могут попасть породы разного литологического состава, дополнительно в пределах районов штриховкой показаны литологические разности пород, преобладающие в 10-метровом разрезе. Они охарактеризованы средними значениями показателя плотности пород, приведенным в пояснительной таблице к карте.

Для выделения подрайонов были выбраны два признака, в равной степени значимые (по данным многомерного корреляционного анализа) при оценке величины приращения сейсмической интенсивности, выражаемой в долях балла: мощность рыхлых отложений и глубина залегания первого от поверхности водоносного горизонта (см. рис. 103). Эти показатели, наряду с плотностью, использовались при расчете приращения сейсмической интенсивности. Авторы карты исходили из того, что границы между инженерно-геологическими районами резкие, а между подрайонами — постепенные. Поэтому при обособлении подрайонов задавались определенными градациями в изменении величины мощности рыхлых отложений и глубины залегания первого от поверхности водоносного горизонта. Для разделения территории на подрайоны использовалась специальная таблица, в которой приведены все возможные сочетания этих двух характеристик в соответствии с выбранными для них градациями: 0–5 м, 5–10 м, > 10 м для мощности рыхлых отложений и < 5 м и > 5 м — для глубины залегания первого от поверхности водоносного горизонта. В зависимости от значения этих характеристик инженерно-геологическому подрайону присваивается индекс в виде арабской цифры (1–8). Таким образом, границы районов разделяют площади, отличающиеся между собой по приращению сейсмической интенсивности, равной баллу; а границы подрайонов обособляют площади с одинаковой величиной приращения сейсмической интенсивности, изменяющейся в долях единицы.

Рис. 103. Карта инженерно-геологического районирования для целей
сейсмического микрорайонирования (макет)
(по Е. И. Романовой, Л. И. Оздоевой, Л. В. Заботкиной, 1990)

Инженерно геологические участки выделены на карте по степени благоприятности в сейсмическом отношении на основании целого ряда факторов, количественный учет которых в оценке влияния на величину и знак приращения сейсмической интенсивности затруднен из-за недостаточной изученности вопроса. Выделены участки благоприятные и неблагоприятные, обозначенные на карте соответственно буквенными индексами «а» и «б» (см. рис. 103). В контуре участков сейсмически неблагоприятных дополнительно внемасштабным знаком в виде круга, разделенного на сектора, изображена причина отнесения данного участка к разряду неблагоприятных. Принимались во внимание следующие причины неблагоприятности: развития неблагоприятных экзогенных геологических процессов (в данном случае оползней), близость плоскостей сбросов, наличие динамически неустойчивых грунтов и грунтов с неблагоприятными сейсмическими свойствами, наличие склонов крутизной более 15°. В зависимости от количества причин неблагоприятности круг делится на такое же количество секторов, каждый из которых закрашивается определенным цветом. Этот внемасштабный знак воспринимается как знак внимания или предупреждения, выделяющий территорию, на которой следует по возможности избегать строительства.

Обязательным приложением к карте инженерно-геологического районирования для целей сейсмического микрорайонирования является таблица описания выделенных таксономических единиц. Она содержит индексы таксономических единиц и их наименования; литологическое строе­ние грунтового комплекса с обобщенным геолого-литологическим разрезом 10-метровой толщи пород и указанием мощности слоев; инженерно-геологические характеристики, используемые для расчета приращения сейсмической интенсивности (плотность пород, мощность рыхлых отложений, глубину залегания прогнозируемого уровня грунтовых вод); оценку степени благоприятности в сейсмическом отношении инженерно-геологических участков; оценку инженерно-геологических условий строительства.

Подобная карта дает возможность проектировщикам выбрать в сейсмически активном районе среди неблагоприятных участков наименее опасные и относительно недорогие площадки строительства. Детально проработанная легенда к карте дает возможность сделать этот выбор обоснованным.

Карта оценочного районирования по характеру необходимой инженерной подготовки территории масштаба 1:10 000 составлена И. В. Поповым, Р. С. Кацем и В. П. Лазаревой (Попов, 1950). Она названа авторами схематической инженерно-геологической картой. В основе ее лежит генетико-морфологическое районирование территории с выделением районов, подрайонов и участков с их полной инженерно-геологической характеристикой. На основании этой характеристики районы объединяются в три группы в зависимости от требующейся инженерной подготовки территории, что и находит свое отражение в цветовом фоне карты.

Районы устанавливаются по геоморфологическому признаку путем выделения основных крупных геоморфологических элементов и обозначаются римскими цифрами (I–VIII). Подрайоны обособляются по признаку сходства и различия геологического строения коренной основы, различия в мощности и характере рыхлых поверхностных отложений или их отсутствия и т. п. Участки выделяются в пределах подрайонов по таким признакам, как глубина стояния грунтовых вод, наличие верховодки, степень развития геологических процессов и пр. Все выделенные таксоны районирования собраны в три группы: 1) районы, не требующие инженерной подготовки территории; 2) районы, требующие инженерной подготовки; 3) районы, исключенные из застройки, как требующие сложной инженерной подготовки. На карте они закрашены соответственно зеленой, желтой и красной гаммой цветов, причем каждое подразделение имеет свой индивидуальный оттенок основного тона.

Литологический состав коренных пород показан на карте отдельными штриховыми значками, а рыхлых поверхностных отложений — фоновой штриховкой. В условных обозначениях способ их отражения на карте дан в инженерно-геологической классификации с подразделением грунтов на скальные, полускальные, пластичные, сыпучие и смешанные. Возраст и генезис пород показан на карте геологическими индексами с расшифровкой в легенде.

Геоморфологические границы одновременно являются границами распространения генетиче­ских комплексов и петрографических типов грунтов. Выделены поймы, террасы разного строения, делювиальные шлейфы, склоны (уступы) террас, прибрежные (приозерные) склоны. Геоморфологические элементы обозначены на карте заглавными буквами русского алфавита. На использованной в качестве основы топографической карте выделены («подняты») данные, которые необходимо учитывать для проектирования, возведения и эксплуатации инженерных сооружений, например, границы крутых склонов, требующих при строительстве дополнительной планировки, границы обрывистых берегов, нуждающихся в укрепительных работах, овраги, заболоченные участки и др.

Гидрогеологические условия характеризуются на карте глубиной залегания грунтовых вод и их агрессивностью, показанных синим цветом. Оконтурены участки с глубиной стояния верховодки 2–4 м, 4–6 м; 6–8 м и > 8 м, выделенные дополнительно фоновыми штриховыми знаками разного типа. Такие градации выделены, исходя из влияния грунтовых вод на данных глубинах на строительство и эксплуатацию инженерных сооружений: 2–4 м — для устройства подземных помещений требуются гидроизоляция или дренаж; 4–6 м — капиллярное смачивание грунтов основания может влиять на их несущую способность (агрессивные воды оказывают вредное влияние на бетон); 6–8 м — при подъеме уровня грунтовых вод капиллярное смачивание может понизить несущую способность грунтов основания; > 8 м — на условия строительства и эксплуатацию большинства промышленных сооружений влияния не оказывает.

На карте отмечено, что амплитуда сезонных колебаний около 1 м. Выявленная сульфатная агрессивность подземных вод показана фоновым условным знаком по площади соответствующего участка. Проведены также границы распространения водоупора (хвалынских шоколадных глин) и границы распространения хвалынского водоносного горизонта, питающего оползни.

Из геологических процессов на карте показаны действующие глубокие оползни в хвалынских отложениях, старые оползни, действующие овраги, конусы выносов, обрывы с развитием обвально-осыпных процессов. На карту вынесены скважины и шурфы с указанием номера, абсолютной отметки (и год проходки) и опорные обнажения.

К карте прилагаются: общая сводная стратиграфическая и литологическая колонка для всей территории; таблица пройденных выработками пород, и их мощность; геологические разрезы, а также колонки для районов, подрайонов и участков; таблица с инженерно-геологической характеристикой территории.

Общая сводная стратиграфическая и литологическая колонка совмещена с таблицей физико-механических свойств грунтов. Левая ее часть построена как обычная стратиграфическая колонка, но в ней пронумерованы все слои, даны их мощность, абсолютная отметка кровли и подошвы и описание пород. В правой части для каждого слоя предусмотрена характеристика механического состава (процентного содержания фракций определенного диаметра в мм), удельного веса, объемного веса при естественной влажности, пористости, естественной влажности, пределов пластичности, связности (кг/см2), угла внутреннего трения, коэффициента фильтрации (м/сут).

В таблице пройденных выработками пород и их мощностей приводятся для каждого подрайона перечень пробуренных скважин и для каждой указывается номер пройденных ею пород (в соответствии с номером породы по сводной колонке) и цифрой в скобках — мощность слоя (м).

Геологические колонки, составленные для каждой таксономической единицы районирования, содержат геологический возраст пород; литологическую колонку; мощность слоев; абсолютную отметку кровли, характеристику подземных вод; их глубину и абсолютные отметки; описание пород с указанием соответствующего номера слоев по общей сводной колонке (номера указаны и на литологической колонке). Такая сквозная нумерация пород в графических приложениях к карте обеспечивает большую ясность и наглядность при рассмотрении инженерно-геологических материалов.

Схематические геологические разрезы построены традиционно для характерных направлений, чтобы полнее и яснее представить взаимоотношение и условия залегания пород и подземных вод. В верхней части разрезов показаны границы и индексы подрайонов, выделенных соответственно на том участке карты, через который проведена линия разреза.

В таблице инженерно-геологической характеристики территории выделено восемь районов, объединенных в три группы по степени необходимой инженерной подготовки. Для каждого района указан цвет и его индекс (I–VІІІ). Дана характеристика района с точки зрения его пригодности для сооружений, с учетом его класса и особенностей воздействия на грунты основания; для группы районов, исключаемых из застройки, указываются причины непригодности. Далее в графах таблицы приводятся необходимые инженерные мероприятия в виде вертикальной планировки, защиты берегов от подмыва и т. п., дренаж или гидроизоляция. Выделяются геоморфологические элементы с присвоением буквенного индекса (А, Б, В и т. д.) и далее подрайоны, которые являются частью геоморфологических элементов с присвоением им сложного индекса (I-A-1; I-Д-4 и т. п.). Каждому подрайону указан оттенок цвета вмещающего его района, которым он обозначен на карте. Приводится развернутая характеристика подрайона: морфология поверхности, уклоны, характер и мощность покровных отложений, состав коренных пород. В отдельных графах приводится глубина и характер подземных вод, допускаемые нагрузки (кг/см2), физико-геологические процессы.

Подобная карта, содержащая комплексную характеристику всех компонентов инженерно-геологических условий, позволяет выделить подрайоны и участки однородные по инженерно-геологическим условиям, по необходимой инженерной подготовке территории для размещения гражданского и промышленного строительства, разведки дорожных узлов и т. п.

Карта инженерно-геологического районирования территории Талнахского рудного узла для целей наземного строительства масштаба 1:10 000, составленная Л. М. Демидюк и др. (Голодковская, Демидюк, Шаумян, 1983), относится к картам оценочного районирования, проведенного по типологическому принципу: авторы обособили и качественно оценили каждый участок по степени сложности инженерно-геологических условий. Эта оценка отражена на карте цветом по светофорному принципу.

Основная часть условных обозначений к карте представлена в виде таблицы (табл. 39). В крайнем левом ряду выделены три категории территории по степени сложности инженерно-геологических условий с выделением здесь же в каждом конкретном случае основных осложняющих ситуацию негативных факторов: 1) территории, не требующие сложной специальной инженерной подготовки; 2) территории, требующие специальной инженерной подготовки в связи с: а) близким залеганием грунтовых вод, б) сложным микрорельефом или крутизной склонов; в) наличием льдистых грунтов; г) наличием льдистости грунтов и заболоченностью; д) наличием льдистых грунтов, сложным микрорельефом и крутизной склонов; 3) территории непригодные или требу­ющие специальной особо сложной подготовки в связи с: а) заболоченностью и заторфованностью, б) наличием сильнольдистых грунтов, сложным микрорельефом и развитием мерзлотных процессов; в) затоплением в паводки или перекрытием наледями; г) большей крутизной склонов; д) производством инженерных работ (карьеры, насыпи и т. п.).

Таблица 39. Категории участков по степени сложности инженерно-
геологическх условий (по Г. А. Голодковской, А. М. Демидюк, Л. В. Шауман, 1983)

→

→ Продолжение таблицы

→ Продолжение таблицы

→ Продолжение таблицы

→ Продолжение таблицы

→ Окончание таблицы

Далее выделяются классы инженерно-геологических участков по развитым инженерно-геологическим комплексам пород в пределах каждой категории участков с учетом основного негативного фактора. В третьей колонке таблицы каждый класс подразделяется на группы инженерно-геологических участков по характеру рельефа и микрорельефа (например, пологие склоны и ровные поверхности плато; десерпционные склоны крутизной 20–36° и т. п.). В качестве последней рубрикации выделен 51 тип инженерно-геологических участков (по строению, свойствам и состоянию пород активной зоны). Участкам дана сквозная нумерация и каждому свое цветовое поле. Здесь же в легенде для каждого участка дается литологическая колонка с указанием через геологический индекс генезиса и возраста, а также мощности слоев в метрах. На карте участки, выделенные на территории, не требующей сложной инженерной подготовки, показаны зеленой гаммой цветов, на территориях, требующих специальной инженерной подготовки, выделены желто-коричневой гаммой оттенков, на территориях непригодных — розово-красной гаммой. Каждый участок имеет свой номер. Далее в таблице легенды в 14 графах дается развернутая характеристика для каждого участка: краткая литологическая характеристика пород каждого слоя, выделенного в литологической колонке; типовое состояние пород с характеристикой льдистости (для мерзлых пород) и влажности (для талых); гидрогеологические условия участков (см. табл. 39).

В предпоследней графе этой таблицы приводится качественная характеристика процессов и других условий, осложняющих строительство. Например, для участка территории, требующей специальной подготовки, отмечена слабая заболоченность и наличие сильнольдистых глинистых грунтов или склоны средней крутизны, осыпающиеся при подрезке.

В последней графе таблицы даются рекомендации по использованию и инженерной подготовке территории. Например, дренаж подземных вод, незначительная вертикальная планировка, местами подсыпка или вертикальная планировка, организация поверхностного водоотвода и т. д.

В легенде предусмотрены различного вида границы для выделения на карте категорий, классов, групп и типов инженерно-геологических участков.

Рассмотренная карта по содержанию относится к синтетическим оценочным картам, по назначению — к общим. Ее легенда построена удачно. Табличная форма дала возможность авторам очень наглядно представить большой объем инженерно-геологической информации.

В. Н. Кожевниковой (1984) составлена Карта районирования территории по степени карстовой опасности на основании построения серии инженерно-геологических и гидрогеологических карт масштаба 1:2000 — 1:10 000 и разработанной методики оценки устойчивости закарстованных территорий, исходя из изучения особенностей изменения гидрогеологических условий и анализа закономерностей развития современных карстовых и суффозионных процессов, активизировавшихся в результате инженерно-хозяйственной деятельности.

Эта методика включает предварительное районирование территории по типам разреза, по степени благоприятности развития современных геодинамических процессов, по изменению градиента вертикальной фильтрации. Основными количественными показателями, на которых базируется определение степени карстовой опасности, являются коэффициенты закарстованности пород и градиенты вертикальной фильтрации. При этом за критические значения градиента вертикальной фильтрации приняты 2,5–3,0, при которых на данной территории возникали провалы.

На карте районирования территории по степени карстовой опасности выделены (рис. 104, табл. 40) три типа районов по степени активности развития карста: I — активного развития карстово-суффозионных1 процессов, проявляющихся в виде провалов и понижений; ІІ — район средней активности, где в данный момент развитие процессов менее интенсивно, чем в первом районе, однако при изменении гидрогеологических условий возможна их активизация; ІІІ — район, где развитие процессов и их поверхностные проявления исключаются, несмотря на наличие на глубине интенсивно закарстованных пород и возможный активный суффозионный вынос заполнителя карстовых полостей.

Рис. 104. Карта районирования территории по степени карстовой
опасности (по В. Н. Кожевниковой, 1984)

Пояснения к рис. 104. 1 — границы районов: а — установленные, б — предполагаемые; 2 — границы подрайонов: а — установленные, б — предполагаемые; индексы районов и подрайонов: 3 — активного развития карстово-суффозионных процессов, 4 — средней активности, 5 — развитие процессов исключается; 6 — провалы, 7 — понижения; закарстованность пород: 8 — интенсивно закарстованные (Кл более 35 %), 9 — менее закарстованные (Кл = 25–35 %), 10 — минимальная закарстованность (Кл менее 25 %); интенсивность вертикальной фильтрации: 11 — интенсивная (градиент 2,5–34,0), 12 — слабая (градиент 2,5–1,5), 13 — затрудненная (градиент менее 1,5), 14 — зона тектонического нарушения

Таблица 40. Инженерно-геологическое районирование и оценка
устойчивости территории (по В. Н. Кожевниковой, 1984)

По различию условий и факторов развития карста районы подразделяются на подрайоны, обо­значенные сочетанием буквенных и цифровых индексов (A1; A2 и т. д.). Подробная характеристика основных условий и факторов, на основании которых на карте выделены районы и подрайоны, приведены в таблице.

Основные условия включают: геоморфологические особенности района — современные (надпойменные террасы и т. п.) и древние (положение относительно элементов погребенных долин); геологическое строение, предполагающее раздельную характеристику карстующихся пород (литологический состав, интенсивность и степень равномерности закарстованности пород) и покровной толщи (литологический состав, мощность четвертичных отложений и состав подстилающих коренных пород); гидрогеологические особенности включают характеристику глубины залегания грунтовых вод, мощность водоносных горизонтов — напорность вод.

К факторам развития карстовых процессов отнесен характер взаимосвязи водоносных горизонтов, интенсивность фильтрации, значение градиентов вертикальной фильтрации.

В таблице 40 приводится характеристика поверхностных карстовых форм для каждого подрайона. В последней графе дается оценка инженерно-геологических условий.

На карте штриховкой и фоновым крапом показана степень закарстованности пород с выделением трех градаций: интенсивно закарстованных (Кл > 35 %), менее закарстованных (Кл = 25–35 %), минимальной закарстованностью (Кл < 25 %). Отдельными знаками показаны деформации пород, связанные с карстово-суффозионными процессами: провальные шахты небольшого диаметра (до 5–6 м) со смещением пород по глубине и небольшие по глубине воронкообразные понижения, достигающие десятков метров в диаметре.

Для каждого подрайона вертикальными стрелками (строенными, сдвоенными и одинарными) показана интенсивность вертикальной фильтрации: интенсивная (градиент 2,5–34,0), слабая (градиент 2,5–1,5), затрудненная (градиент менее 1,5).

Проведенное инженерно-геологическое районирование по интенсивности развития карстовых и суффозионных процессов, основанное на сопоставлении основных условий и действующих факторов, вызвавших вертикальную фильтрацию и развитие фильтрационных деформаций, позволяет не только оценить степень карстовой опасности на данный момент времени, но и прогнозировать возможные изменения инженерно-геологической обстановки под влиянием протекающих естественных и антропогенных процессов.

Карта оценки закарстованности береговой зоны Братского водохранилища масштаба 1:10 000 составлена А. Л. Ревзоном в начале 70-х гг. для обоснования проектных решений по защите берегов Братского водохранилища. Она составлялась по материалам аэрофотосъемки и ландшафтно-индикационных исследований. В ее основу положено выделение геоморфологических районов с количественной оценкой степени их закарстованности с последующим выделением на закарстованной территории участков с разной степенью устойчивости, исходя из скорости образования карстовых воронок. Оценочные количественные характеристики получены на разных уровнях, начиная от конкретных морфометрических показателей каждой карстовой воронки и уклонов поверхности рельефа до количественной характеристики закарстованности территории и оценки ее устойчивости.

В первом разделе легенды (рис. 105) дается характеристика современных экзогенных процессов, формы их проявления и динамика. Выделены такие группы: карстовая (колодцеобразные воронки; конусообразные воронки; чашеобразные воронки; блюдцеобразные западины значительных размеров; западины неправильной формы, слабовыраженные в рельефе); карстово-эрозионная (суходолы); эрозионная (овраги); гравитационная (рвы отседания, оползни-блоки); абразионно-аккумулятивная (абразионные уступы, участки формирования пляжей) и т. д. В пределах каждой группы процессов формы их проявления подразделяются по относительному возрасту на свежие, молодые и давние. Под свежими подразумеваются формы, образовавшиеся после заполнения водохранилища. Каждая форма проявления процессов имеет свой условный знак для отображения на карте. Количественная характеристика дана только для карстовых форм. На карте (рис. 106) около знака формы проявления карстового процесса стоит дробь, в числителе которой — диаметр воронки, в знаменателе — ее глубина. В легенде для каждой карстовой формы дается в таблице морфометрическая характеристика, содержащая средние диаметры форм (d, м), средние глубины (h, м) и коэффициент рельефности (d/h).

Рис. 105. Построение основной части легенды Карты оценки
закарстованности береговой зоны Братского водохранилища
масштаба 1:10 000 (по А. Л. Ревзону, 1992)

Рис. 106. Фрагмент Карты оценки закарстованности береговой зоны
Братского водохранилища масштаба 1:10 000 (по А. Л. Ревзону, 1992)

Во втором разделе легенды дается геоморфологическое районирование по степени закарстованности территории. Для выделенных геоморфологических районов приводится характеристика уклонов поверхности и слагающих их пород. Степень закарстованности определяется по плотности карстовых форм на километр. При этом указывается не только число всех форм, но и отдельно — свежих и обновившихся, что отражает динамику процесса. Выделенные геоморфологические районы показаны на карте фоновыми условными знаками.

В третьем разделе легенды выделены участки по устойчивости закарстованных территорий. Категории устойчивости определяются по скорости образования карстовых воронок. К весьма неустойчивым участкам отнесены такие, где за год возникает 1–10 воронок, к неустойчивым — 0,1–1, к слабоустойчивым — 0,01–0,1, к устойчивым — менее 0,01. Указана приуроченность каждого типа участка к формам рельефа и их элементам. Участки разной устойчивости отражены на карте горизонтальной, вертикальной и косыми штриховками.

Рассмотренная карта интересна тем, что она не только дает количественную оценку закарстованности территории, но и отражает стадии развития карстовых форм и степень современной активности. Это может служить основой для прогноза процесса.

Л. И. Хрусталев и А. И. Козлов составили аналитическую специальную Карту оценочного геолого-экономического районирования территории размещения жилого поселка вблизи железнодорожной магистрали Беркакит-Якутск, на которой выделены участки, перспективные для застройки с точки зрения стоимости строительства нулевого цикла здания по I и ІІ принципу.

Для этого вся территория была расчленена на однородные инженерно-геологические участки по совокупности четырех признаков: строению верхней части разреза пород, глубине залегания монолитных скальных грунтов, глубине залегания кровли многолетнемерзлых пород, их температуре на глубине нулевых годовых амплитуд. По мощности указанных параметров было обособлено 12 инженерно-геологических участков (табл. 41, рис. 107), для которых выполнен по программе П0064547 (Хрусталев, Пустовойт, Яковлев, 1983) расчет стоимости строительства нулевого цикла здания. Поиск оптимального решения при расчетах осуществлялся перебором управляющих параметров применительно к двум принципам (I и II) использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований и трем типам фундаментов (свайный, столбчатый и из перекрестных лент) разного размера. Для каждого инженерно-геологического участка удельные затраты на строительство рассчитывались по формуле для минимальных значений стоимости:

С = C∑ m/S,

где СΣ — суммарная приведенная стоимость нулевого цикла здания, возводимого по I и ІІ принципам; S — площадь, занимаемая одним зданием; m — плотность застройки (отношение площади, занимаемой зданиями, к общей площади застройки). Результаты приведены в табл. 42, там же указаны тип и глубина заложения фундамента, соответствующие минимальной стоимости. На карте в качестве территорий, перспективных для застройки, выделены участки 9–11, где будет наименьшая стоимость строительства по принципу ІІ. Они отличаются неглубоким залеганием скальных грунтов (до 10 м) и невысокой (до 0,15) льдистостью рыхлых отложений. На основании полученных результатов авторы рекомендуют инженерно-геологические изыскания на стадии «проект» проводить на участках № 9–11, а состав изысканий назначать по ІІ принципу использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований.

Рис. 107. Карта оценочного геолого-экономического районирования территории
размещения жилого поселка (по Л. И. Хрусталеву, А. И. Козлову, 1990).

Таблица 41. Краткая характеристика инженерно-геологических участков

Номер инженерно- геологи­чес­кого участка	Строение верхней части разреза пород	Глубина залегания кембрийских известняков, м	Льдистость верхней части разреза многолетнемерзлых пород, д. е.	Среднегодовая температура пород, °С
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Элювиальные пески и супеси мощностью 1–1,5 м, залегающие на песчаниках нижней юры Элювиально-делювиальные пески, супеси и суглинки мощностью 1–1,5 м, залегающие на песчаниках, конгломератах, галечниках и глинах нижней юры	50–60 40–50 30–40 20–30 20–30 20–30 10–20 10–20 1,5–10 1,5–10	0,03–0,08 0,03–0,08 0,08–0,15 0,03 0,08–0,15 0,08–0,15 0,08–0,15 0,08–0,15 0,08–0,15 0,08–0,15	–0,5÷–1,0 –1,0÷–1,5 –1,0÷–1,5 –0,5÷–1,0 –1,0÷–1,5 –1,5÷–2,0 –1,0÷–1,5 –1,5÷–2,0 –1,0÷–1,5 –1,5÷–2,0
11	Делювиально-десерпционные крупнообломочные отложения мощностью до 1 м, перекрывающие кембрийские известняки	до 1	0,03–0,08	–1,5÷–2,0
12	Делювиально-пролювиальные и делювиально-соли- флюкционные супеси и суглинки мощностью 2–3 м, залегающие на кембрийских известняках	2–3	0,15–0,40	–2÷–4

Таблица 42. Стоимость строительства нулевого цикла здания на разных инженерно-геологических участках

Номер инженерно- геологи­ческого участка	Строительство по I принципу			Строительство по II принципу
	Тип фундамента	Глубина наложения фундамен­та, м	Стоимость строи­тельства, руб/м2	Тип фундамента	Глубина предварительного оттаивания, м	Глубина заложения фундамен­та, м	Стоимость строитель­ства, руб/м2
1	Свайный	8	44,9	Столбчатый	50	3	352,4
2	»	7	42,5	»	43	3	259,8
3	»	10	50,0	Свайный	33	14	169,1
4	»	8	45,4	Столбчатый	23	3	79,5
5	»	10	49,3	»	23	3	83,9
6	»	8	45,4	»	23	3	85,0
7	»	7	42,1	»	13	3	37,9
8	»	7	42,4	»	13	3	38,2
9	Столбчатый	3	33,2	»	6	3	18,7
10	»	3	33,6	»	6	3	19,0
11	»	3	34,5	»	5	3	11,6
12	Свайный	7	42,1	»	10	3	25,2

Стоимостная инженерно-геокриологическая карта для случая застройки территории в районе Воркуты пятиэтажными жилыми зданиями построена Л. Н. Хрусталевым (2000). На карте выделено 7 участков (рис. 108, табл. 43), характеризующихся определенным сочетанием типа грунтовой толщи (А или Б), глубиной залегания кровли многолетнемерзлых пород (Н, м) и их температурами (Т0,°). Для каждого участка подсчитана суммарная приведенная стоимость нулевого цикла здания (СН), включающая начальную стоимость сооружений (стоимость фундаментов, охлаждающих устройств, подготовки основания) и цены риска (под ценой риска понимается количество отказов системы, умноженное на стоимость ее ремонта), подсчитан процент стоимости нулевого цикла здания от стоимости надфундаментной конструкции. В таблице 43 приведена вероятность опасности разрушения здания до окончания расчетного периода эксплуатации (риск) в долях единицы (Р). Для строительства по I и ІІ принципу приведены соответственно величины глубины предпостроечного промораживания (Hf) и протаивания (Нth) грунтов в метрах. Накладывая на карту поочередно варианты планировочных решений, оценивают стоимость каждого первичного элемента застройки (группы зданий, возводимых по единому принципу), устанавливают для него принцип строительства, глубину залегания фундаментов и глубину предпостроечной подготовки грунтов. Затем, суммируя стоимости первичных элементов в пределах каждого варианта планировки, находят вариант с минимальной стоимостью.

Таблица 43. Стоимостные характеристики геокриологических участков

№ участка	Тип грунто­вой толщи	Н, м	T0, °	Принцип I			Принцип II
				Сн,%	Р, дол. ед.	Нf, м	Сн,%	Р, дол. ед.	Нth, м
1	А	0–2	–1,5	22	0,002	0,0	45	0,28	12,0
2	А	2–6	–0,2	26	0,002	5,0	44	0,29	12,0
3	А	6–8	–0,2	27	0,002	7,0	44	0,29	12,0
4	А	8–12	–0,2	30	0,002	10,0	43	0,32	0,0
5	А	12–18	–0,2	34	0,002	15,0	23	0,25	0,0
6	А	18–22	–0,2	38	0,002	20,0	19	0,15	0,0
7	В	0–2	–1,5	23	0,01	0,0	55	0,30	13,0

Примечание. Н — глубина залегания кровли многолетнемерзлых пород, м; Т0 — температура многолетнемерзлых пород, °; принцип I  — принцип использования многолетнемерзлых пород в качестве основания здания в мерзлом состоянии, принцип II — то же в талом состоянии; Сн — суммарная приведенная стоимость нулевого цикла здания (стоимость фундаментов, охлаждающих устройств, подготовки основания и цены риска), % от стоимости надфундаментной конструкции; Р — вероятность опас­ности разрушения здания до окончания расчетного периода эксплуатации (риск) в долях единицы; Нf, Нth, — глубина предпостроечного промораживания и протаивания грунтов, м.

Рис. 108. Стоимостная инженерно-геокриологическая карта
(по Л. И. Хрусталеву, 2000)

Пояснения к рис. 108. 1 — номер геокриологического участка; 2 — граница участков; 3, 4 — участки, где строительство по принципу I дешевле, чем по принципу ІІ, тип грунтовой толщи А; 5, 6 — участки, где строительство по принципу ІІ дешевле, чем по принципу I, тип грунтовой толщи А; 7 — участки, где строительство по принципу I дешевле, чем по принципу ІІ, тип грунтовой толщи В. Тип грунтовой толщи: А — покровный суглинок (0,5–1,0 м), моренный суглинок (6–7 м), флювиогляциальные мелкие пески (свыше 10 м); В — покровный суглинок (0,5–1,0 м), флювиогляциальные мелкие пески (свыше 10 м)

1 — территория, перспективная для застройки; 2 — граница и номер инженерно-геологического участка

Такая методика составления стоимостных карт позволяет количественно оценить потери от возможных геокриологических опасностей на осваиваемых территориях и добиваться наилучших инженерных решений при строительстве. Рассмотренные карты оценочного геолого-экономического районирования, созданные на кафедре геокриологии геологического факультета МГУ, интересны уже тем, что они являются почти единственными такого типа картами среди опубликованных карт оценочного инженерно-геологического районирования. Достоинство их очевидно, поскольку они помогают выбрать участки для застройки и принять конструктивные решения наиболее экономически выгодные и с наименьшими потерями от вероятных опасностей.

---