Обвали. Осипи. Карст. Абразія
Обвал — це відокремлення великого блоку від масиву гірських порід на стрімкому, обривистому схилі чи укосу гір з послідуючим обвалюванням та скатуванням глибово-щебенистої маси під дією сили тяжіння. Можливі об-вали льодяних мас. Виникненню цих явищ сприяють геологічна будова місце-вості, наявність на схилах тріщин та зон дроблення гірських порід, послаблен-ня їх зв’язаності під впливом вивітрювання, підмивання, розчинення і дії сил тяжіння. Ці явища спостерігаються на берегах морів, обривах річкових долин і у горах. До 80 % обвалів виникають у результаті порушень при проведенні будівельних робіт та гірських розробок.
Осип— це нагромадження щебеню чи ґрунту біля підніжжя схилів. Ка-рпатські та Кримські гори небезпечні утворенням обвалів і осипів з катаст-рофічними наслідками, як, наприклад, Дімерджинський обвал у 1986 р.
Карстове провалля — западина на поверхні землі, яка виникла внаслі-док розчинення гірських порід поверхневими чи підземними водами. Карствикликає руйнування господарських об’єктів, прориви підземних вод в гірничі виробки тощо і тому є особливо небезпечним процесом, його раптова активіза-ція може призводити до виникнення миттєвих провалів та осідання земної по-верхні. За даними багаторічних моніторингових спостережень, на територіях промислово-міських агломерацій активізація карстового процесу за рахунок те-хногенної складової пов’язана з забрудненням карстових вод, зниженням їх рі-внів, опрісненням внаслідок збільшення водовідбору та інших видів господар-ської діяльності. Через це прояви карстового процесу зафіксовані на глибині за-лягання порід, здатних до картування, від 100 до 800 м. Активізація карсту на таких глибинах викликана розробкою родовищ корисних копалин шахтним способом‚ яка супроводжується ростом потужності зони інтенсивного водооб-міну та зниженням базису ерозії. У гірських районах Карпат і Криму карстовий процес поширюється на великі глибини – сотні та тисячі метрів, що пов’язане з переміщенням базисів карстування в процесі неотектонічних і сейсмічних ру-хів. Деформації, що виникають у зв’язку з господарським освоєнням закарсто-ваних територій (провали, осідання тощо), супроводжуються руйнуванням бу-дівель і споруд, розривами підземних комунікаційних мереж, ускладненням ек-сплуатації гірничих виробок, втратами водних ресурсів з водосховищ і каналів, зменшенням площ орних земель тощо.
Поширення підземних і поверхневих карстопроявів відмічається майже на всій території України (рис. 5.4), а їх кількість становить ~25 тис. одиниць при площі розповсюдження порід, що карстуються, ~ 450 тис. км2.
Розвиток техногенного карсту, який фіксується на забудованих територі-ях, пов’язаний з формуванням у закарстованих масивах значних за розмірами депресійних воронок у районах водозаборів (мм. Рівне, Дубно, Сарни Рівненсь-кої області, Краматорськ Донецької області, Луганськ, Рубіжне Луганської об-ласті та ін.). Техногенна активізація карсту створює загрозу цивільним та про-мисловим спорудам південно-західної частини м. Львів приблизно на третині його площі (майже 50 км2). Активізація карсту і пов’язаних з ним просідань і провалів спостерігається в населених пунктах Передкарпаття (Немирів, Теребо-вля, Гусятин, Заліщики та інші).
Додатковим імпульсом до розвитку карстового процесу є зміна хімічно-го складу підземних вод, що збільшує їх розчинну здатність, а також підвищен-ня температури породного масиву, особливо під великими промисловими об’є-ктами та в межах промислово-міських агломерацій, витоки з мереж водопоста-чання та водовідведення, накопичувачів промислових стоків, хвостосховищ то-що. Особливого розвитку він набув у районах проведення гірничодобувних ро-біт, перш за все видобутку солей на території Солотвинського (Закарпатська об-ласть), Калуш-Голинського (Івано-Франківська область), Стебнікського (Львів-ська область), Ново-Карфагенського (Донецька область) родовищ, та сірки — Немирівського, Язівського, Роздольського (Львівська область), Тлумачівського родовищ (Івано-Франківська область).
Абразія — це процес руйнування хвилями прибою берегів морів, озер та водосховищ. Абразійний процес поширений майже на всьому узбережжі Азов-ського та Чорного морів (у межах Південного берега Криму, Донецької, Запорі-зької, Миколаївської, Одеської та Херсонської областей), а також на внутрішніх водоймах. Довжина абразійних берегів у межах України складає 914 км на Чорному морі та 253 км на Азовському.
Посилення темпів абразії останніми десятиріччями пов’язується з інтенси-вною господарською діяльністю (зарегулювання річкового стоку, нераціональ-не освоєнням пляжної смуги, безконтрольне надмірне видобування піску з при-бережних територій, порушення природного режиму міграції наносів). Абразі-єю руйнуються береги, які, в основному, складені породами без жорсткострук-турних зв’язків (лесово-суглинистими), у меншій мірі — напівскелястими (вап-няками). Швидкість абразії залежить від ширини пляжу. Так пляжі, що вужчі за 5 м, практично не захищають берег від руйнування; при ширині від 5 до 7 м — швидкість руйнування зменшується до 10-15 м/рік, а при ширині пляжу 15 м — абразія майже припиняється (крім періодів високобальних штормів).
Переробка берегів водосховищмає ті самі чинники та умови розвитку, що й абразія. Створення водосховищ порушує природний хід формування схилів річкових долин — на зміну річковій ерозії приходить хвильова абразія. Інтен-сивність переробки берегів залежить від розмірів водосховища, яке визначає параметри хвиль та геологічної будови. Найбільшу в Україні систему водосхо-вищ з довжиною берегової лінії 3529 км утворює Дніпровський каскад, де на 1329 км переробка берегів відбувається постійно і вони потребують інженерно-
Рис. 5.4. Поширення карстопроявів на території України
го захисту. З решти — 611 км берега захищені інженерними спорудами, а на 1589 км розвиток процесу мінімальний за рахунок пологості берегів водосхо-вищ. На сьогоднішній день середня швидкість переробки берегів каскаду Дніп-ровських водосховищ не перевищує 5 м/рік, максимальна (на окремих ділянках) сягає 20-30 м/рік (у перші роки їх існування береги відступали на 70-100 м/рік).
Осідання земної поверхні над гірничими виробками є одним з найбільш значних проявів впливу гірничих робіт на геологічне середовище. З розвитком цього процесу пов’язано зниження інженерно-геологічної стійкості порід, розу-щільнення масивів порід, що залягають над підземними виробками, перерозпо-діл напруги навколо виробленого простору в гірському масиві. Осідання земної поверхні над гірничими виробками пов’язане з обрушенням гірських порід над виробками, при якому виникає порушення їх суцільності з утворенням нових зон тріщинуватості Потужність цієї зони, як правило, становить 40-60 м. Товща гірських порід, що залягає вище, плавно осідає без порушення суцільності ма-сиву. Товща гірських порід, що розташовані під нею, прогинається, утворюючи мульди осідання поверхні. Внаслідок осідання земної поверхні над гірничими виробками виникають інші небезпечні процеси, такі як підтоплення та заболо-чення, що різко порушують природні умови. У межах території України загаль-на площа підроблених земель перевищує 5,5 тис. км2, тут зафіксовані осідання та зрушення над підземними виробками на площі понад 2,4 тис. км2. Найбільш негативні наслідки осідання земної поверхні спостерігаються в межах промис-лово-міських агломерацій, тому що шахтні виробки часто пройдені під забудо-ваними територіями. В зонах підробок розташовані мм. Донецьк, Макіївка, Гор-лівка, Єнакієве, Білозерськ, Солотвино та ін.