Розміщення епіцентрів сучасних землетрусів на земній кулі
Протягом багатьох років вивчення землетрусів було встановлено, що на материках вони приурочені, здебільшого, до зон новітнього гороутворення (рис. 5.106). Основними сейсмічними поясами є Тихоокеанський та Альпійсько-Гімалайський. Перший облямовує Тихий океан, з виступами на схід в районі Карибського моря та Антильської дуги, а також на півдні, в районі моря Скотта та Південно- Сандвічевої дуги. Альпійсько-Гімалайський пояс тягнеться від західного Середземномор’я до Східної Азії, де зливається з Тихоокеанським. Саме в межах цих поясів відбувалися всі руйнівні землетруси, основна частина з яких пов’язана з напругами стиснення, а інша – з рухами по зсувах. У Тихоокеанському поясі найактивнішими в сейсмічному відношенні є зони надглибоких розломів, які починаються від осей глибоководних жолобів периферії океану і нахилені в сторону острівних дуг на заході, та у бік Центральної і Південної Америки на сході. Ці розломи добре простежуються по приурочених до них осередках землетрусів. Вони характеризуються нахилом 15-45° у верхній частині зони, до глибини приблизно 100 км, і більш крутим падінням (60° і більше) в нижній. Залежно від кута нахилу розломів, а також, враховуючи характер явищ, які супроводжують сейсмофокальні зони, тобто зони концентрації осередків землетрусів, японський геофізик С.Уеда виділив два сновних типи розломів: Маріанський і Чилійський. Перший характеризується крутим падінням та розвитком проміжних і глибокофокусних землетрусів, а другий – пологим падінням розломів та практично відсутніми глибокофокусними землетрусами. Окрім периферії Тихого океану надглибокі сейсмофокальні зони добре проявлені також у Індійському океані. Така зона облямовує Малайський архіпелаг, виходячи на поверхню дна в Зондському жолобі. Глибина її залягання перевищує 600 км. Розташовані в Атлантичному океані Антільська та Південно- Сандвічева зони, що вже зазначалось вище, розглядаються як виступи Тихоокеанського поясу. В Афро-Євразійському поясі переважають дрібнофокусні землетруси, а глибокофокусні практично відсутні. Землетруси з осередками проміжної глибини мають місце в районі Калабрії (південна частина Апеннінського півострова) та на острові Кріт. Тут сейсмофокальні зони приурочені до вигнутих на південь острівних дуг, у тиловій частині яких спостерігаються інтенсивні прояви вулканізму. Східніше сейсмофокальні зони простежуються вздовж північного, Макранського, узбережжя Аравійського моря, хребта Західний Гіндукуш та Гімалаїв. Ці зони характеризуються нахилом на північ, в той час як на Памірі має місце сейсмофокальна зона зворотного, південного падіння. Незначні за простяганням глибинні зони подібного типу встановлені в районі Гібралтарської дуги, в Тірренському морі, в районі Вранча на крутому згині Карпат у Румунії, в південній частині Кавказу, а також південніше Кримського півострова. Окрім охарактеризованих двох основних сейсмічних поясів планети, розташованих по периферії континентів, в океанах виділяються значні за простяганням сейсмогенні пояси, приурочені до осьових зон серединно-океанічних хребтів. Землетруси тут відбуваються дуже часто, але вони характеризуються слабою інтенсивністю, і їх осередки знаходяться на глибині не більше 10 км. За механізмом виникнення це здебільшого сейсми розтягування, але по окремих трансформних розломах, які з’єднують рифтові зони, відбуваються також і зсувні зміщення. З напругами розтягування пов’язана також сейсмічність континентальних рифтових систем, таких, наприклад, як Байкальська, Східно-Африканська, Північно-Американська, Східно-Китайська та інші. Певна кількість землетрусів відбувається і поза головним поясом сейсмічності, зокрема в межах пасивних окраїн континентів вздовж поперечних і поздовжніх розломів. Немає сумніву в тому, що землетруси відбувалися протягом усієї історії формування нашої планети. Вони закарбувалися у вигляді численних розривів, тріщин, які розсікають різноманітні елементи рельєфу – долини рік, яри, вододіли, тощо. Однією з ознак древніх землетрусів є пороги, які виникають поперек потоків на піднятих крилах розривів. Характерні також обвали, осуви та провали. Всі ці порушення в рельєфі, спричинені землетрусами, називаються сейсмодислокаціями, обсоливо чітко вони встановлюються при дешифруванні космо- та аерофотознімків. Вивчення таких палеосейсмодислокацій має також практичне значення, і, насамперед, для встановлення ступеня сейсмічної небезпеки в тому або іншому регіоні та можливе їх проявлення.
47. Хімічний склад підземних вод та їх класифікація
Сульфатність підземних вод — характеристика вмісту у підземній воді сульфат-йона SO42-. Як показник сульфатності використовують відношення SO4/Cl або SO4/(Cl + SO4). Підвищені показники SO42- є пошуковими критеріями сульфідних родовищ, що окиснюються, а знижені — позитивним показником нафтогазоносності.
На сьогодні не існує єдиної комплексної класифікації підземних вод. Існують окремі класифікації підземних вод за: умовами залягання, хімічним складом, температурою, солоністю, використанням, забрудненістю, захищеністю, ступенем вивченості тощо.
За джерелами надходження у водоносні горизонти і комплекси:
· метеогенні (надходять з атмосфери, включають інфільтраційні, інфлюаційні та конденсаційні води);
· літогенні (формуються у літосфері і поділяються на седиментогенні, відроджені, новоутворені, конденсаційні, солюційні);
· ювенільні або ендогенні (ті, які вперше потрапили у літосферу з мантії).
Інфільтраційні води утворюються завдяки просочуванню з поверхні Землі дощових, талих та річкових вод. За складом вони переважно гідрокарбонатно-кальцієві та магнієві. При вилуговуванні гіпсових порід формуються сульфатно-кальцієві, а при розчиненні соленосних — хлоридно-натрієві води. Конденсаційні П.в. утворюються внаслідок конденсації водяних парів у порах або тріщинах порід. Седиментаційні води формуються в процесі геологічних осадоутворень і звичайно являють собою змінені поховані води морського походження (хлоридно-натрієві, хлоридно-кальцієво-натрієві тощо). До них також належать поховані розсоли солерудних басейнів, а також ультрапрісні води піщаних лінз у моренних відкладах. Води, що утворюються із магми при її кристалізації і при метаморфізмі гірських порід, називаються магматогенними або ювенільними водами.
За місцем знаходження:
· порові (у пісках, галечниках та інших уламкових породах);
· тріщинні (у скельних породах);
· карстові (у розчинних породах — вапняках, доломітах, гіпсах тощо).
Серед підземних вод розрізняють верховодку, ґрунтові води й міжпластові (безнапірні та артезіанські води); за ступенем мінералізації — прісні й мінеральні води.
За ступенем мінералізації (за В. Вернадським) на:
· прісні (до 1 г/л);
· солонуваті (від 1 до 10 г/л);
· солоні (від 10 до 50 г/л);
· підземні розсоли (понад 50 г/л).
За температурою °C:
· переохолоджені (нижче 0);
· холодні (від 0 до 20);
· теплі (від 20 до 37);
· гарячі (від 37 до 50);
· дуже гарячі (від 50 до 100);
· перегріті (понад 100).
Підземні води — корисна копалина, запаси якої, на відміну від інших видів корисних копалин, відтворювані. В областях існування підземних вод температура коливається від −93 до 1200 °С, тиск від дек. до 3000 МПа. П.в. — природні розчини, що містять понад 60 хімічних елементів (найчастіше — K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl, S, C, Si, N, O, Н), а також мікроорганізми. Як правило, підземні води насичені газами (СО2, О2, N2 та ін.). Підземні води, які переміщаються у водоносному пласті, тектонічній або карстовій зоні з великою швидкістю фільтрації називають підземним потоком. Переміщення підземних вод під дією гідравлічного напору або гравітаційних сил називають підземним стоком. Найчастіше такий стік направлений в бік моря, русла ріки тощо.
48. Типи водозабірних споруд
Водозабірна споруда — гідротехнічна споруда для відбирання води з водоймища, водотоку або підземного джерела води з метою промислового і господарсько-побутового водопостачання.
Розрізняють водозабірні споруди поверхневих і підземних вод.
Водозабірні споруди поверхневих вод діляться на водоприймачі берегового типу, які розміщуються на схилі і відкачують воду насосами через всмоктувальні труби безпосередньо з русла, і водоприймачі руслового типу, які складаються з приймального оголовка в руслі ріки, звідки вода самопливом надходить до берегового колодязяі далі відкачується насосом.
Для відбирання підземних вод використовуються вертикальні (свердловини, шахтові колодязі), горизонтальні (траншейні і трубчасті споруди, галереї, штольні, кяризи — комбінації штолень і шахтових колодязів), променеві водозабірні споруди і каптажі джерел.
49. Текстура, структура гірських порід. Класифікація гірських порід
Для діагностики гірських порід будь-якого походження треба знати особливості їх будови, що визначаються структурою та текстурою.
Під структурою гірської породи розуміють її будову, обумовлену формою і величиною мінералів, що складають її, ступенем їх кристалізації, взаємовідношеннями і засобами зростання. Структура відображує умови утворення гірських порід.
Розрізняють такі типи структур: повнокристалічну, порфірову та аморфну.
Повнокристалічна структура може бути рівномірно зернистою, коли кристали мінералів, які входять до складу гірської породи, мають приблизно однакові розміри. За величиною зерен (кристалів) повнокристалічна структура буває: крупнозернистою (розмір зерен у поперечнику більше 3 мм); середньозернистою (1 ― 3 мм) та дрібнозернистою (менше 1мм).
Порфірові структури теж відносяться до кристалічних і характеризуються наявністю крупних кристалів, які занурені в агрегат кристалічних зерен меншого розміру або в скловату основну масу (див. рис. 3.1). Подібні структури утворюються в тому випадку, коли кристалізація здійснюється в два етапи: на першому етапі на великій глибині утворюються більш крупні кристали, на другому ― на значно меншій глибині ― кристалізується решта магми.
Потайнокристалічна структура може бути виявлена тільки під мікроскопом.
Некристалічні, або аморфні, структури притаманні породам, які складаються з нерозкристалізованої основної маси.
Під текстурою породи розуміють характер розташування її складових частин у просторі та щільність породи. Виділяють однорідні та неоднорідні текстури.
Серед однорідних текстур виділяють масивні (суцільні) текстури, які складені мінералами без будь-якої орієнтації, серед неоднорідних ― сланцюваті (порода розсланцьована на окремі пластинки), гнейсоподібні, у яких мінерали розташовані паралельно один до одного, флюїдальні (лат. флюїс – текти) ― мінерали витягнуті в одному напрямку, пористі (шлакові) - за наявності у породі великої кількості пор та порожнин (рис. 3.1).
Для осадових сипучих гірських порід характерна безладна текстура, оскільки її складові частини (зерна, уламки) можуть розташовуватись як завгодно.
……У земній корі до глибини 16 км співвідношення цих гірських порід приблизно таке: 60% складають магматичні, 32% ― метаморфічні і 8% ― осадові. У той же час майже 76% поверхні Землі і дна водоймищ вкрито крихкотілими шаруватими гірськими породами осадового походження. При цьому найбільше розповсюдження мають глини та глинисті породи, на долю яких припадає 76% відкладів, на долю пісків, піщаників, вапняків та інших ― 25%.
Породоутворюючі мінерали беруть неоднакову участь у будові гірських порід. Найбільш велика роль польових шпатів: вони складають до 60% об'єму магматичних порід, біля 30% метаморфічних і до 12% осадових. Кварц бере участь також у будові як магматичних та метаморфічних, так і осадових порід, складаючи близько 12% об’єму земної кори. Карбонати складають тільки 1,7% об'єму, а сульфати ― 0,l%.
Якщо кількість мінералів у гірській породі дорівнює або перевищує 10% (за об'ємом), то вони називаються головними породоутворюючими, а якщо менше 10% ― другорядними.
Розрізняють первинні мінерали і вторинні. Первинні утворились водночас з гірською породою, а вторинні ― в процесі формування та подальшої історії гірської породи. Первинними мінерали можуть бути для одних гірських порід і ті ж самі мінерали ― вторинними для інших. Наприклад, такий мінерал, як каолініт, виявляється первинним у глині і вторинним у граніті.
За мінеральним складом розрізняють мономінеральні гірські породи (гіпс, доломіт, вапняк та ін.), які складаються з одного мінералу, таполімінеральні (граніт, діорит та ін.), що складаються з багатьох мінералів. Більшість гірських порід ― полімінеральні.
Гірські породи вивчають з різних точок зору: в першу чергу як середовище корисних копалин ― руд, вугілля, нафти, газу, солей та підземних вод; в інженерній геології ― як основи фундаментів, середовище і матеріал для будівництва різних споруд, в агрономії - як родючі ґрунтоутворюючіпороди.
50) Природні та штучні фактори, що визначають режим підземних вод
Режим підземних вод – зміна в часі динамічних, геохімічних, температурних та ін. якісних і кількісних показників підземних вод (рівнів, напору, витрат, хімічного і газового стану, температури і т.д.). Факторами, що визначають Р.п.в., є : геологічна будова, геоморфологічні та гідрометеорологічні умови, біосфера та діяльність людини.
Види дренажних споруд
До найбільш часто вживаних видів дренажних споруд можна віднести:
- Кільцевий дренаж.
- Пристінний дренаж.
- Пластовий дренаж.
Поговоримо про кожну з систем більш детально.
Кільцевий дренаж
Кільцевий дренаж використовується при захисті підвалів будинків, які закладаються на піщаному грунті. У цьому випадку можливий пристрій глибинного дренажу і для групи поруч розташованих будинків. При захисті особливо заглиблених підвалів, коли загальна система дренування території недостатньо знижує рівень ґрунтових вод, також використовується даний вид дренажу.
Допустима організація незамкнутого дренажного кільця у разі, коли підземні води підступають до будівлі з одного боку.
Порада від професіонала. Закладку кільцевого дренажу рекомендується проводити на відстані від 5 до 8 м до стін. При більш близькому розташуванні з’явиться необхідність застосування додаткових заходів щодо недопущення осідання грунту під фундаментом будинку.
Пристінний дренаж
Глинисті та суглинисті ґрунти на ділянці будівництва припускають використання пристінної дренажної системи. Її особливості полягають у наступному:
- Пристрій поверхневого дренажу проводиться по периметру будівлі на відстані від стіни, що визначається шириною фундаменту і місцями розміщення оглядових колодязів.
- У разі розташування споруджуваного будинку на комбінованих ділянках (з різними типами грунту) використовуються одночасно кільцевий та пристінний дренаж.
Використання в якості фільтруючого матеріалу сучасних полімерних матеріалів дозволить зменшити кількість піску і знизити тим самим витрати на зведення дренажної системи.
Пластовий дренаж
В особливо складних гідрогеологічних умовах необхідний пристрій пластового дренажу. Дренаж такого типу використовується:
- при наявності великого потужного водоносного пласту;
- при недостатньому зниженні рівня грунтової води іншими видами дренажу;
- при шаруватій будові водоносного пласту;
- при наявності підземних напірних вод;
- при наявності лінзи безпосередньо під будівлею.
Підвали і споруди, що вимагають абсолютної сухості і зовсім не допускають при їх експлуатації появи вологи – теж привід, щоб застосувати пластовий дренаж. Для таких специфічних споруд практикується пристрій «профілактичного» пластового дренажу навіть у глинистих грунтах і в суглинкових.
Місцеві дренажі
Існують також різні види місцевих дренажів різних видів малогабаритних будівельних та інших елементів:
Дренаж колекторів, підземних каналів. Підземні колектори, канали тепломережі, прокладені у водоносному грунті, вимагають захисту від грунтових вод. Супутній грунтовий дренаж в глинистих грунтах влаштовується по осі каналу на глибині від 0,3 до 0,7 м під підошвою його заснування. Оглядові колодязі в цьому випадку закладаються в дно каналу. Пластовий дренаж з’єднується з фільтруючим обвалуванням трубчатого дренажу.
Дренаж приямків. В залежності від конкретних умов місцевості вибираються ті чи інші способи дренажу приямків:
- можливе заглиблення низової ділянки дренажної системи у разі розташування приямків близько до нього;
- загальне зниження рівня закладки дренажної системи при будівництві на піщаному грунті;
- додаткові локальні дренажі;
- поділ дренажу на частини.
Особливу увагу при цьому треба приділяти заходам, що перешкоджають виносу ґрунту з-під будинкового фундаменту.
Дренаж засипають до ярів, струмків, річок. При засипці невеликих річок, струмків, які здійснюють природний дренаж води, слід передбачити пристрій для прийому і відводу не тільки поверхневої, але і грунтової води. Великий потік підземної води вимагає прокладки двох дрен в глинистому грунті паралельно стінам колектора. В піщаному ґрунті можливо пристрій однієї дрени з боку з великим припливом води.
Дренаж застінний і ухильний. Застінний дренаж передбачає пристрій суцільної засипки вздовж підпірних стінок в місцях виходу підземної води. При невеликій довжині він може здійснюватися без використання труб. При неясно вираженому водоносному шарі влаштовується спеціальний ухильний дренаж.
Дренаж підвалів вже існуючих будівель. Для захисту від затоплення підвалів вже побудованих будівель вибирається дренаж, що підходить для кожного конкретного випадку. Піщаний грунт передбачає використання кільцевого дренажу, тоді як глина і суглинки – пристінного. Якщо у підвалі будинку можливе влаштування другої, більш високої підлоги, між новою і старою підлогою влаштовується пластовий дренаж у вигляді засипки фільтруючого матеріалу – гравію, щебеню, крупного піску.
Необхідно дотримуватися заходів, спрямованих проти опадання і виносу ґрунту при спорудженні дренажу вже побудованого будинку. Траншею слід викопувати невеликими ділянками з негайним засипанням після влаштування дренажу.
Отже, ми розібралися, які види дренажу використовують в тих або інших ситуаціях, а також розглянули особливості облаштування кожного виду дренажу. Будемо сподіватися, що наші рекомендації і ваше грамотне втілення їх у життя дозволять досягти необхідного рівня сухості на присадибній ділянці і інших територіях.