Природные и антропогенные условия строительства линейных сооружений в районе Большого Сочи

http://www.аllbest.ru/.

http://www.аllbest.ru/.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный университет».

(ГОУ ВПО КубГУ) Кафедра физической географии.

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА.

Природные и антропогенные условия строительства линейных сооружений в районе Большого Сочи.

Работу выполнил И. А. Макушев Научный руководитель, канд. геогр. наук, доцент.

Е.В. Антошкина Краснодар 2013.

1. Природные условия Большого Сочи.

1.1 Физико-географические.

1.2 Геолого-геоморфологические.

1.2.1 Геологическое строение.

1.2.2 Рельеф и рельефообразующие процессы.

2. Антропогенные условия строительства.

2.1Техногенная нагрузка.

2.2 Влияние антропогенных процессов на рельеф.

3. Особенности строительства линейных сооружений в условиях района Большого Сочи.

3.1 Общие особенности строительства.

3.2 Влияние природных и антропогенных условий.

4. Влияние строительства линейных сооружений на окружающую среду Заключение Библиографический список.

Данная работа посвящена исследованию аспектов строительства линейных сооружений в районе Большого Сочи, а так же рассмотрению природных и антропогенных условий для возведения подобных объектов. Помимо этого, в ходе исследования будут выявлены негативные для окружающей среды последствия прокладки линейных конструкций.

Проектирование и прокладка линейных сооружений — это важное мероприятие, от качества проведения которого зачастую зависят жизнь и благополучие людей. Линейные сооружения представляют собой конструкции, выполняющие различные транспортные функции. Это могут быть автомобильные и железные дороги, мосты, линии электропередач и т. п. Как правило, зона возведения таких объектов охватывает довольно обширную территорию. Безусловно, специфика создания линейных сооружений включает в себя комплекс мер, направленных на оценку местности, в пределах которой будет осуществляться строительство, анализ природных и антропогенных условий и факторов, от которых зависят особенности прокладки и возведения конструкции, и дальнейшую проектировку возводимого объекта, с учётом воздействий окружающей среды.

Сочинский район имеет достаточно развитую инфраструктуру, это связано с тем, что он является крупнейшей курортной зоной России, и рекреационные ресурсы района интенсивно используются в течение всего года. Следовательно, в районе постоянно увеличивается и антропогенная нагрузка, ведётся активная застройка, и изменяются элементы природной среды. Влияние этих процессов особенно увеличивается в настоящее время, поскольку район Большого Сочи активно подготавливается к проведению зимних олимпийских игр в 2014 году. В данной ситуации приоритетное значение получает проектировка и строительство линейных сооружений (тоннелей, дорог, мостов), рассчитанных на значительные нагрузки и обладающих повышенной пропускной способностью, ведь в период проведения игр ожидается прибытие большого количества людей, и интенсификация миграционных процессов. В таких условиях качеству возведения, подготовки и обслуживания линейных конструкций должно уделяться много внимания, но важно ещё и то, что все строительные мероприятия необходимо проводить без нанесения вреда уникальной природе района, или же минимизировать отрицательное антропогенное воздействие насколько это возможно.

Цель работы состоит в исследовании специфики прокладки линейных сооружений в районе Большого Сочи с учетом особенностей геологического строения и рельефа, климата и комплексной антропогенной нагрузки в зоне функционирования этих сооружений.

В задачи настоящего исследования входит выявление физико-географических особенностей рассматриваемого района и выявление взаимосвязи рельефообразующих процессов, линейных конструкций и загрязнения окружающей среды.

Работа состоит из четырёх частей. Включает 11 рисунков, 2 таблицы. Библиографический список включает 23 источника.

1. Природные условия Большого Сочи.

1.1 Физико-географические.

Под «Большим Сочи» понимается не один город, а целая совокупность курортных поселков, сформировавшихся вокруг города Сочи на участке Черноморского побережья Кавказа, в пределах Краснодарского края. Большой Сочи протянулся с севера на юг от поселка Магри до реки Псоу (граница с Абхазией).

Территория Большого Сочи занимает полосу южного склона Западного Кавказа шириной от 20 до 50 км и протяженностью вдоль берега Черного моря 105 км, а по водоразделу Главного Кавказского хребта до 135 км. Приводимая в различных справочниках протяженность курорта вдоль берега Черного моря в 145 км не соответствует действительности, так как эта цифра в прошлом отражала километраж старой извилистой авто-дороги Новороссийск-Батуми, а не прямое расстояние от Магри до Псоу, которое легко проверяется по километражу вдоль железной дороги проходящей почти повсеместно у самого берега моря.

Большой Сочи вобрал в себя территорию 4-х районов. С севера на юг это:

1. Лазаревский район (поселки по дороге с севера на юг: Магри, Вишневка, Макопсе, Сибирский, Совет-Квадже, Голубая дача, Аше, Мухортова Поляна, Мамедова Щель, Лазаревское, Солоники, Волконка, Чемитоквадже, Головинка, Харцыз (река Шахе), Солох-Аул, Якорная щель, Вардане, Лоо, Уч-Дере, Дагомыс, Мамайка).

2. Центральный район — город Сочи и его окрестности (Новый Сочи, Курортный проспект, Мацеста).

3. Хостинский район (Хоста, Кудепста).

4. Адлерский район (Адлер, в глубь территории по направления к Красной Поляне: Молдовка, Высокая, Казачий брод, Галицино, Монастырь, Кепша, Чвижепсе, Красная Поляна) Сочи — уникальная для России административная единица. По сути, Сочи — большая городская агломерация, где один населенный пункт плавно переходит в другой. Но далеко не вся она занята городской или поселковой постройкой. Помимо прибрежных зон названных 4-х районов Большой Сочи включает сельские территории Лазаревского и Адлерского районов, захватывающие огромные пространства до Главного Кавказского хребта с границей между ними по реке Сочи.

Большую часть территории Сочи занимают горы, относящиеся к альпийскому периоду горообразования. Горы разделены долинами рек. Наибольшие вершины находятся в северо-восточной части: Чугуш (3238 м), Южный Псеашхо (3251 м), Агепста (3256 м) и др. В северо-западном направлении высота Главного Кавказского хребта снижается до 1400 м (гора Лысая 1425 м). По направлению к берегу моря высокогорье сменяется среднегорьем и низкогорьем. Узкая приморская полоса поднимается над уровнем моря на 2−10 м.

Климат района определяется в основном близостью Главного Кавказского хребта, а также расположенными здесь ледниками-снежниками, создающими в высокогорье свой климат.

Бризовая и горно-долинная циркуляция атмосферы имеет большое влияние на климат характеризуемой территории. Бризы — слабые ветры, которые днем дуют с моря на сушу, принося влажный и охлажденный воздух, а ночью — с суши на море. Чаще всего бризы бывают летом и развиваются при устойчивой антициклональной погоде.

Горно-долинная циркуляция, возникающая из-за термической неоднородности долин и склонов гор, представляет собой ветры, дующие днем вверх по долинам и склонам, а ночью — в обратном направлении.

Широко распространены фены — сухие теплые ветры, спускающиеся с гор.

Преобладающими для рассматриваемой территории являются северо-восточные и юго-восточные ветры, что связано с влиянием Черного моря и экранированием района высокими горными хребтами.

Среднегодовая скорость ветра изменяется от 1,8 м/с (Красная Поляна) до 3,3 м/с (Адлер).

Сочетание двух важных факторов — защищенность горами от холодных масс воздуха с севера и близость моря — сделало Черноморское побережье одним из самых теплых районов России. Среднемесячная температура воздуха зимой положительная — до +5,8° (Адлер). Морозы в 9° и ниже могут здесь наблюдаться не чаще одного раза в 10 лет.

По особенностям циркуляции атмосферы и радиационного режима территория прохождения трассы относится к южной Черноморской провинции и входит в зону влажных субтропиков.

Климатической особенностью региона можно считать выпадение большого количества атмосферных осадков в сравнительно короткий период, что служит причиной резкого проявления эрозионных процессов (овраги, промоины) и, кроме того, атмосферные осадки вызывают интенсивный плоскостной смыв и активизируют оползневые процессы.

Устойчивого снежного покрова в предгорных и прибрежных орографических поясах не бывает. Число дней со снежным покровом и наибольшая его мощность увеличивается с высотой.

Климат района — горно-приморский, влажный. В формировании климата района существенную роль играет Черное море, являющееся аккумулятором тепла, и отроги Главного Кавказского хребта, преграждающие доступ холодным массам воздуха с севера и с востока.

Зима умеренно мягкая, является наиболее дождливым сезоном и по количеству осадков, и по числу дней с осадками. Снег выпадает каждую зиму, но снежный покров образуется обычно на короткое время и быстро сходит. Морозный период длится примерно с конца декабря до середины февраля. Лето теплое и влажное, летние дожди обычно непродолжительные, имеют ливневой характер и часто сопровождаются сильными грозами. Переходные периоды длительные, умеренно теплые. Средняя годовая температура воздуха равна +10,2 С. Самым холодным месяцем в году является январь (- 0,3 С), самым теплым июль (+ 20С).

Годовая средняя многолетняя температура воздуха составляет +14,1С, при минимальной -14С и максимальной +38С.

Годовое количество осадков изменяется в пределах от 1100 мм до 2185 мм (1985г).

Число дней в году со снежным покровом — 9, средняя высота снежного покрова 6 см.

В прибрежной зоне продолжительность безморозного периода составляет 289−310 дней в году.

Для центральной части Черноморского побережья Кавказа характерен общий перенос масс воздуха с запада на восток. Однако наличие отрогов Большого Кавказа, а также Мзымтинского ущелья и ущелий многочисленных притоков р. Мзымта, существенно меняет направление и скорость ветров в районе.

Преобладающее направление ветра зимой: северное, северо-западное, летом: юго-западное. В целом за год преобладают ветры северного направления.

Температурный режим определяется помимо внешних причин, характером рельефа, абсолютными отметками поверхности. Заметное влияние оказывает ветровой режим (горно-долинные ветры, фены и морские бризы).

На рассматриваемой территории имеет место морской тип годового хода осадков с максимумом в зимний период, причем наибольшее их количество приходится на декабрь. Минимум осадков на Черноморском побережье наблюдается в мае.

Для бассейна р. Мзымты характерна сложная связь атмосферных осадков с поверхностным стоком. Так, если осадки, выпадающие в теплый период года, сравнительно быстро переходят в поверхностный сток реки, то осадки, выпадающие в виде снега в зимнее время, аккумулируются и переходят в поверхностный сток в весенне-летний период года.

Испаряемость с водной поверхности для рассматриваемого района изменяется от 23,9−29,7 мм в декабре до 103,9−105,8 мм в июле-августе, а средняя годичная испаряемость равна 655 мм.

Почвы района Сочи довольно разнообразны и тесно связаны с материнскими породами: известковистыми песчаниками, мергелями и сланцевыми глинами. Наиболее широко распространены бурые горно-лесные почвы, желтоземы и перегнойно-карбонатные. Первые из них обладают кислой реакцией и богаты перегноем — до 10%.

Желтоземы в основном приурочены к прибрежной полосе, а их характерный цвет обусловлен повышенным содержанием гидрата окиси железа. Их еще называют субтропическими подзолами, а местное население — «чайной землей», поскольку все плантации чая в Сочи расположены на этих почвах. Их почвенная реакция сильно-кислая, перегноя содержится не более 3%, в зимнее время они весьма переувлажнены.

Перегнойно-карбонатные почвы преобладают в северной части района и приурочены к выходам высококарбонатных почвообразующих пород. Это плодородные почвы с содержанием перегноя до 15%, щелочной реакцией; устойчивые к смыву со склонов.

Гидрографическая сеть района горного типа и относится к бассейну Черного моря. Река Мзымта, являющаяся самой крупной рекой района, берет начало на южном склоне Главного Кавказского хребта и в районе пос. Красная Поляна, принимает ряд притоков, наиболее крупными из которых, в районе работ являются реки Ачипсе, Чвежипсе и Кепша.

Поверхностный сток рек рассматриваемой территории крайне неравномерен, как в течение года, так и в многолетнем разрезе, они относятся к группе рек с паводковым режимом и характеризуются разными, но обычно непродолжительными паводками, возможными в любое время.

Климат также является важнейшим фактором формирования подземных вод, который определяет гидродинамический, температурный и химический режим последних, главным образом, в зоне активного водообмена. Закономерная смена атмосферных процессов определяет размеры и периоды преобладающего питания или оттока (дренирования) водоносных горизонтов и в совокупном воздействии с рядом других факторов (рельеф, гидрографическая сеть, геологическое строение, биологические факторы и пр.) определяет характерные черты режима подземных вод, свойственные определенному климатическому типу.

1.2 Геолого-геоморфологические.

геологический рельеф природный строительство.

1.2.1 Геологическое строение.

Большой Кавказ, протянувшийся от Керченского пролива у Черного моря до Каспийского моря, можно вообразить себе как грандиозную антиклинальную (т.е. обращенную сводом вверх) сложную складчато-глыбовую структуру — мегантиклинорий. В ядре этой гигантской, осложненной на крыльях вторичными структурами, складки обнажаются наиболее древние и прочные горные породы — докембрийского и палеозойского возраста: это разнообразные гнейсы, гранитоиды, кварциты, метаморфические сланцы, конгломераты, мраморы.

Так, древними палеозойскими гранито-гнейсами сложен хребет Балканы — они обнажаются в Шахгиреевском ущелье на р. Малая Лаба на территории Кавказского заповедника.

Отложения докембрия и палеозоя (их возраст древнее 230 млн лет) представлены на геологической карте разноокрашенными мелкими пятнами и полосами преимущественно в осевой части Главного Кавказского хребта. Крылья же мегаскладчатой структуры Большого Кавказа, в основном, сложены занимающими значительную площадь более молодыми породами мезозоя (эры «средней», «промежуточной» жизни на Земле) и кайнозоя (эры «новой» жизни) — различными сланцами, известняками, мергелями, аргиллитами, алевролитами, песчаниками, конгломератами, разнообразными вулканогенно-осадочными породами.

В мезозойском комплекс, кроме отложений юры и мела, окрашенных соответственно в синий и зеленый цвета, входят и более древние отложения триаса или триасового периода. Наиболее полно триасовые отложения в виде известняков, песчаников, конгломератов представлены в верховьях рек Малая Лаба и Белая. Поэтому геологи считают этот район Кавказа связующим звеном между Альпами и Гималаями. Именно здесь проходил один из основных маршрутов 17-го Международного геологического конгресса в 1936 году.

Наибольшую площадь на Кавказе занимают, пожалуй, отложения юрского периода (195−140 млн лет). Это осадочные и вулканические горные породы: разнообразные сланцы, известняки, песчаники, аргиллиты, гипсы, туфы, туфолавы, туфобрекчии, туфопесчаники, мандельштейны и др.

Горные породы мелового возраста или мелового периода (140−70 млн лет) также представлены морскими отложениями — переслаивающимися известняками, мергелями, аргиллитами, алевролитами, песчаниками. На Черноморском побережье этот комплекс пород геологи называют карбонатным флишем.

Для флиша характерна ритмическая и градационная слоистость, то есть толща флиша состоит из множества ритмично повторяющихся наборов слоев, а в пределах одного слоя крупность частиц уменьшается от подошвы пласта к его кровле. Например, в нижней части пласта песчаника отложен крупнозернистый песок, который выше по слою сменяется песком среднеи мелкозернистым до тонкозернистого, сменяющегося далее алевритовыми (пылеватыми) и глинистыми частицами. Пласт, превращенный за миллионы лет в горную породу, таким образом, начинается песчаником, а заканчивается аргиллитом, мергелем, известняком.

В районе Сочи (Хостинский, Адлерский районы) мезозой представлен известняками юрского и мелового периода. На дневную поверхность они выходят в виде карстовых массивов Ахун, Ахштырь, Алек, Ахцу, Дзыхра, Воронцовский и Фишт. Здесь описано более 200 пещер. Карст — это явление растворения горных пород (известняка, гипса, доломита и др.) подземными и поверхностными водами. Широко развиты карстовые явления и в известняках плато Лагонаки, Скалистого хребта, на территории Абхазии (это карстовые массивы Арабика и Бзыбский). Самые глубокие пещеры в районе Сочи (от 500 до 630 м) описаны на карстовом массиве Фишт. Самой глубокой и самой протяженной пещерой в районе Сочи (по состоянию на 1 января 2005 г.) считается карстовая система Крестик-Турист на г. Фишт (глуб. 633 м, протяж. 14 000 м). Воронцовская система пещер (10 640 м) — самая протяженная карстовая система Сочинского национального парка.

В мергелях и известняках, например, в Агурском ущелье, часто встречаются окаменевшие меловые морские ежи и раковины двустворчатого моллюска иноцерамуса — руководящие ископаемые верхнего мела. На южном склоне хр. Аибга и в верховьях р. Восточный Дагомыс можно найти окаменевших аммонитов и белемнитов. В юрских черных сланцах в бассейнах рек Мзымта и Псоу нередко попадаются характерные новообразования — округлые конкреции из сидерита или пирита, «выросшие» в рыхлых осадках на дне океана более сотни миллионов лет назад.

Толщу осадочных горных пород местами прорезают молодые интрузии мезозоя: граниты, диабазы, порфириты, порфиры, которые можно встретить в долине р. Мзымта, на г. Большая Чура, на г. Индюк.

Неоген (30 — 3 млн лет) окрашен на карте в лимонно-желтый цвет и занимает небольшую площадь в районе Адлера (отложения неогена разрабатываются в Веселовском карьере) и в Мюссере (Абхазия) в виде толщи переслаивающихся глин, слабо сцементированных песчаников и конгломератов.

Самые молодые отложения — четвертичные или, правильнее, отложения антропогена. Грунты этого периода в нашем районе обычно рыхлые и состоят из глины и обломков (неокатанных и окатанных) горных пород: это песок, дресва, щебень, гравий, галька, глыбы, валуны. Так, на склонах гор накапливаются при выветривании глинистые толщи со щебнем и глыбами, особенно мощные (до 50 м) на оползневых участках. Залежи гальки, гравия и песка образуются в долинах рек, ими сложены морские пляжи.

Современный Кавказ, сформирован альпийской складчатостью одновременно с Альпами, Карпатами, Крымом, Памиром, Гималаями и входит в Средиземноморский геосинклинальный пояс, переживший не менее четырех циклов развития за последние 600 млн лет. Складчатые структуры Большого Кавказа и вулканические нагорья Малого Кавказа разделяет жесткий Закавказский срединный массив. С севера Кавказ ограничивает Восточно-Европейская платформа, а с юга «поджимает» древняя Аравийская платформа. Кроме того, севернее Большого Кавказа геологи выделяют Предкавказский краевой прогиб, заполненный осадочными породами; за ним лежит жесткая Скифская плита. Сам Большой Кавказ — это подвижная геосинклинальная область, разбитая на блоки глубинными долгоживущими разломами. Разломы служат путями для продвижения из глубин Земли магмы — жидкого силикатного расплава. Наиболее молодые свидетели и участники этих грозных извержений — вулканы Эльбрус и Казбек — до сих пор считаются действующими. Возраст таких «свежих» вулканических пород насчитывает всего десятки тысяч лет.

Горообразовательный процесс в Кавказском регионе, начавшийся в своей новой фазе более 70 миллионов лет назад, продолжается и поныне — это один из сейсмически активных районов нашей страны. Об этом напоминают вулканы Большого Кавказа и вулканические плато Закавказья, многочисленные минеральные и термальные источники, продолжающиеся тектонические подвижки, сопровождающиеся нередко разрушительными землетрясениями.

Геологическое строение Большого Сочи представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 — Геологическое строение Сочинского района [4].

Сочинский район входит в пределы Геосинклииальной области южного склона (Гойтхская, Лазаревская и Чвежипсинская структурно-фациальные зоны) и в область Грузинской глыбы, или Закавказского срединного массива (Абхазская зона). Первая из этих областей сохранила геосинклинальный режим развития на протяжении всего Альпийского этапа, вторая, начиная с верхней юры, проявляет признаки субплатформенного режима. Поскольку характер тектонической жизни обусловил различия в лито-фациальном облике этих областей, возникает необходимость выделения соответствующих формаций, начиная с указанного времен отдельно для каждой из них. Таким образом, выделяются в пределах территории два ряда осадочных формаций: геосинклинальный и субплатформенный.

Выделяются следующие формации геосинклинальной области, сменяющие друг друга от осевой зоны области к периферии: нижнетерригенная, карбонатная и верхнетерригенная. При определении возрастных границ каждой формации необходимо учитывать как историю развития геосинклинальной области в целом, так и особенности данного района.

В общей схеме развития Б. Кавказа формирование нижнетерригенной формации как начального цикла Альпийского этапа охватывает период нижней и средней юры, что определяет и характер осадков этого возраста в пределах Центрального Кавказа. Анализ же периферийных окончаний системы, в данном случае Западного Кавказа, показывает на продолжение начального цикла вплоть до нижнего мела включительно. Кроме того, представленная общая схема усложнялась частными особенностями в пределах каждой структурно-формационной зоны, вызванными местными тектоническими условиями, приводящими к частичному изменению условий осадконакопления. Это вызывает необходимость выделения среди формаций таксономических единиц более низкого порядка на уровне подформаций или субформаций.

Карбонатная формация Геосинклинальной области южного склона охватывает толщу верхнемелового флиша. Преимущественным распространением в пределах формации пользуются известняки и мергели. Особое положение занимают в литофацнальном отношении сеноманскне отложения, для которых характерно наличие туфогенных образований, и отложения датского яруса, обогащенные горизонтами песчаников. Последние в связи с этим, включаются в соседнюю верхнетерригенную формацию.

Верхнетерригенная формация охватывает, таким образом, отложения дат-эоцеиа. Для этой формации характерен терригенный флиш, представляющий ритмически слоистую песчано-глинистую толщу, часто с прослоями обломочных известняков и мергелей. Верхнетерригенная формация заканчивает в пределах района геосинклинальный ряд формаций.

В нижнетерригенной формации нижнеюрский песчано-глинистый геолого-генетический комплекс, объединяющий осадки лейаса, в основном приурочен к Гойтхской структурно-фациальной зоне и лишь локально в ядрах антиклинальных структур обнажается в пределах более северной Лазаревской зоны. Преимущественным распространением в разрезе пользуются глинистые сланцы (аргиллиты) с подчиненными прослоями песчаников и алевролитов.

Аргиллиты темно-серые, серицитово-кремнистые составляют 75% разреза при общей мощности комплекса около 4000 м. Текстура полосчатая и микрослоистая. Тонкодисперсная фракция характеризуется по данным электронно-микроскопических, термических и дифрактометрических исследований гидрослюдистым составом. Из аутигенных минералов отмечаются пирит, кварц, ангидрит, полевые шпаты. Группа вторичных минералов содержит кальцит, хлорит, реже альбит и кварц.

Аргиллиты отличаются большой водостойкостью: они не размокают в воде, однако значительное содержание органики и пирита, быстро окисляющихся на поверхности, приводит к интенсивному расслаиванию породы. Слои, теряя монолитность, легко подвергаются дальнейшей дезинтеграции процессами физического и химического выветривания.

Располагаясь в пределах тектонически напряженной структурно-фациальной зоны, приуроченной к осевой части мегантиклинория Б. Кавказа, породы комплекса характеризуются большой пликативной и дизъюктивной нарушенностью. Тектоническая раздробленность и трещиноватость также приводит к ослаблению прочности пород, что в совокупности определяет относительную денудационную неустойчивость этого геолого-генетического комплекса. С полями его развития связаны преимущественно отрицательные формы рельефа с мягкими очертаниями, которые весьма резко выделяются в пределах среднегорного и высокогорного пояса, примыкающего к Главному водоразделу.

Вулканогенно-осадочные образования распространены в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны. При общей мощности около 400 м толща представлена чередованием черных аргиллитов, в средней части которых выделяется вулканогенный горизонт мощностью до 200 м, сложенный крупнои мелкообломочными туфами и туффитами основного состава. Порфиритовая серия развита в южных зонах Чвежипсинской и Абхазской и в пределах района на поверхность выходит лишь в долине р. Мзымты в районе Красной Поляны (ГЭС) и ущелье Ахцу. Отложения представлены в основном туфобрекчиями с глыбами авгитовых порфиритов и горизонтами шаровых лав.

Вулканогенные образования отличаются большой прочностью (временное сопротивление сжатию достигает 2000 кг/см² для порфиритов и 1600 кг/см² — туфолав), что характеризует их как скальные породы. Благодаря тектонической раздробленности вулканогенные породы обладают повышенной трещиноватостью, усиливающейся за счет активно проходящих процессов выветривания. В целом же, обладая высокой относительной прочностью по сравнению с окружающими песчано-глинистыми породами, вулканогенно-осадочная толща образует наивысшие элементы рельефа района (массивы Ачишхо, Б. Чура и многие прилегающие к ним отроги).

Верхнеюрский валанжинский терригенно-карбонатный флишевый геолого-генетический комплекс в пределах района развит преимущественно в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны. В Чвежипсинской зоне разрез осадков, объединенных в этот комплекс, обнажается лишь в ядре Дагомысского поднятия, прорезаемого ущельями рек Дагомыс и Шахе, и поэтому, несмотря на стратиграфическую представительность, площадное его развитие крайне ограничено.

Отложения, входящие в рассматриваемый комплекс, в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны представлены мощной (до 2000 м) флишевой толщей. Основные компоненты флишевой толщи представлены известняками, мергелями, песчаниками, алевролитами (реже конгломератами и гравелитами) и аргиллитами. Известняки представлены обломочными разностями различного состава и известковыми псевдооолитами, песчаники и алевролиты разнозернистые полевошпатово-кварцевые. Конгломерат известняково-полимиктового состава от галечного до валунного. Аргиллиты зеленовато-серые, листоватые и косослоистые, карбонатные; мергели глинистые, преимущественно косослоистые.

Породы комплекса характеризуются неравномерной прочностью. Временное сопротивление сжатию органогенно-обломочных известняков достигает 1200 кг/см², песчаников — 1800 кг/см², что характеризует их как скальные породы. Мергели и аргиллиты отличаются более низкими показателями. Средние величины прочности соответственно равны 150 и 100 кг/см².

Для толщи пород, объединенных в рассматриваемый комплекс, также характерна, хотя и в меньшей степени по сравнению с выше описанными, интенсивная тектоническая нарушенность. Благодаря сравнительно прочному составу слагающих комплекс пород пликативные нарушения находят выражение в более пологой складчатости, переходящей в изоклинальную в обогащенных пластичными осадками частях разреза. Вместе с тем, в породах данного комплекса широко развиты дизъюнктивные нарушения в виде многочисленных поперечных разрывных нарушений. Флишевое переслаивание пород в целом придает комплексу прочностную изотропность, а присутствие в разрезе высо-копрочных пород — денудационную устойчивость. В рельефе с развитием этого комплекса связаны положительные морфологические элементы, образующие вслед за вулканогенно-осадочным комплексом водораздельные массивы второго порядка: Амуко, Бзыч, Аутль и др.

Нижнемеловой песчано-глинистый субфлишевый геолого-генетический комплекс развит только в пределах Лазаревской структурно-фациальной зоны. Он объединяет толщу готерива-альба мощностью около 2000 м. В целом довольно монотонное флишоидное чередование аргиллитов и песчаников (с содержанием первых до 85%) нарушается появлением в разрезе интервалов, обогащенных пачками песчаников Породы комплекса характеризуются интенсивной тектонической нарушенностью, обусловленной развитием напряженной складчатости, сопровождаемой разрывными нарушениями. В силу этого обстоятельства породы комплекса отличаются повышенной трещиноватостью и раздробленностью, что в значительной степени определяет денудационную неустойчивость комплекса в целом. Благодаря сочетанию разнопрочных пород в пределах комплекса поля развития его характеризуются контрастным рельефом.

Из перечисленного следует, что геологическая обстановка в районе не является стабильной, т. к. комплекс горных пород неоднороден, что в сочетании с особенностями климата и высокой сейсмической активностью вызывает определённые трудности в процессе прокладки линейных сооружений.

1.2.2 Рельеф и рельефообразующие процессы.

Большую часть территории Сочи занимают горы, относящиеся к альпийскому периоду горообразования. Горы разделены долинами рек. Наибольшие вершины находятся в северо-восточной части: Чугуш (3238 м), Южный Псеашхо (3251 м), Агепста (3256 м) и др. В северо-западном направлении высота Главного Кавказского хребта снижается до 1400 м (гора Лысая 1425 м). По направлению к берегу моря высокогорье сменяется среднегорьем и низкогорьем. Узкая приморская полоса поднимается над уровнем моря на 2−10 м.

Рельеф Сочи представлен тремя высотно-морфологическими ступенями: от 0 до 1000 м, 1000−2000 м и 2000;3256 м над уровнем моря. 74% территории расположено до отметок 1000 м, 19% - от 1000 до 2000 м и свыше 2000 м — 7%. Характер рельефа обусловлен тектоническими особенностями региона, режимом современных вертикальных движений земной коры, составом горных пород, деятельностью рек, древних ледников, процессами выветривания и карста. Территория Сочинского Причерноморья подразделяется на 4 основные геоморфологические области: аккумулятивных террас, предгорную, горно-карстовую и высокогорную.

Высокогорная область занята обширным поднятием, отличается формами рельефа со скалистыми островершинными гребнями, достигающими 3000 м, с мощными ледниковыми цирками, каменными осыпями. Этот рельеф сформировался под постоянным активным действием тектонических сил, речной и ледниковой эрозии, процессов выветривания, снежных лавин, обвалов, осыпей, оползней. Характерными для высокогорного рельефа являются островерхие гребни и пирамидальные пики, обрывы и карнизы, крутые склоны.

Значительные площади приходятся на скалистые утесы, обрывы и карнизы. Преобладают склоны крутизной более 20°. Лишь днища долин, площадки надпойменных террас, оползневые ступени имеют уклоны до 10−15°. В горно-карстовой области наблюдается совершенно иная картина. На горных массивах и хребтах, сложенных известняками, характерно повсеместное развитие процессов выветривания, которое в условиях избыточного увлажнения и теплого климата протекает интенсивно. Известняково-карстовый рельеф занимает в регионе обширные площади и протягивается полосой, ширина которой увеличивается с северо-запада на юго-восток от 10 до 20 км. Распространены эрозионные и карстовые явления в виде воронок, колодцев, подземных речек, пещер, каньоновидных ущелий с отвесными и даже нависающими берегами (особенно на р. Мзымте). Все эти формы рельефа обусловлены мягкостью горной породы — известняка, его способностью легко растворяться атмосферными осадками. Предгорная область представляет собой участок поверхности земли, который наклонен в сторону моря и расчленен густой сетью водостоков на ряд хребтов, спускающихся к морю. Сюда относятся средневысокие и низкие горы, увалистые и холмистые возвышенности. Чаще всего этот тип гор сложен глинистыми сланцами, известняками и другими относительно легко разрушающимися горными породами, образующими мягкие формы рельефа. Рельеф холмистый, созданный процессами выветривания, частыми обвалами, осыпями, оползнями, а также активной эрозионной деятельностью водных потоков. Развит поверхностный смыв, особенно на склонах, лишенных растительного покрова. Долины крупных рек здесь широкие и заняты аллювиальными отложениями. На высотах до 200 м расположены гряды и холмы предгорий. Они представляют собой высокие террасы, расчлененные долинами рек и ручьев на низкие гряды, нередко с крутыми склонами в нижней части и с пологим и мягким очертанием привершинных поверхностей. На высотах 20−40 м над уровнем моря, вдоль берега моря, узкой полосой тянутся морские террасы. В речных долинах они продолжаются обрывками высоких речных террас. Область аккумулятивных террас. Это особый геоморфологический район Сочинского Причерноморья. Представляет собой низменность, сложенную четвертичными и современными отложениями. Она вытянута узкой полосой вдоль морского побережья. С северо-запада на юго-восток эта полоса расширяется, достигая максимума в районе Адлера. Здесь лежат первая морская и низкие надпойменные речные террасы, непосредственно переходящие друг в друга. Первая морская терраса располагается на высоте 4 м над уровнем моря. Террасы сложены галечниками и песком, перекрытыми суглинком и супесью. Для некоторых пониженных участков, особенно у первой морской террасы и в устьях рек, характерно заболачивание. Галечниковая пойма развита главным образом в долинах наиболее крупных рек (Псоу, Мзымты, Сочи, Шахе, Псезуапсе, Аше), где она обладает значительной шириной и часто занимает все дно долины от одного склона до другого. У менее значительных рек галечниковая пойма обычно узкая. Реки часто на поверхности поймы меняют свое русло, извиваются, образуют петли, разбиваются на рукава. Поверхность галечниковой поймы обычно обнажена и совершенно лишена растительности. Лишь на отдельных участках, временно не размываемых водой, появляются заросли кустарников, ольховый лес или травянистая растительность. Объединенная дельта рек Псоу и Мзымты образует Адлерскую аккумулятивную низменность. Здесь отмечается активный размыв (абразия) береговой зоны моря. Причем этот размыв образуется как погружением приморской полосы, так и сокращением вдоль берегового потока пляжных наносов.

В горных областях Кавказа широко развиты гравитационные процессы: обвалы, осыпи и оползни. Интенсивность проявления этих процессов, их типы и закономерности распространения определяются рядом факторов, из которых главное значение имеют характер рельефа (его высота, глубина расчленения, крутизна склонов), климатические условия (колебания температуры, степень увлажнения) и их изменение во времени (смещение перигляциальных зон в связи с развитием древнего оледенения), особенности структуры и состава горных пород.

Обвалы и оползни нередко связаны с зонами тектонических нарушений и дробления, а также с сейсмическими явлениями. Интенсивность проявления гравитационных процессов в каждом конкретном случае определяется главным образом крутизной склонов и климатическими условиями. Типы гравитационных перемещений (обваливание, осыпание, оползание) во многом зависят от характера залегания, трещиноватости и состава горных пород. Так, с магматическими породами (граниты, лавы), а также с массивными трещиноватыми известняками и песчаниками связаны обвалы; сланцы большей частью склонны к осыпанию, а пластичные глинистые породы дают начало оползаниям.

Все факторы, вызывающие проявление гравитационных процессов в условиях Кавказа, зональны, поэтому распространение обвалов, осыпей и оползней подчинено закону высотной поясности. Помимо высотной поясности рельефа, связанной с климатической ландшафтной поясностью, распределение гравитационных явлений определяется зональностью литологических комплексов пород.

Из этих данных следует, что в целом, район Большого Сочи является весьма сложным, в отношении строительства, районом. Это обуславливают несколько факторов: большое количество атмосферных осадков, высокие среднегодовые температуры, сложная орографическая обстановка, высокая сейсмичность, сложное геологическое строение, и другие, менее значимые факторы. Успешное проведение строительных мероприятий возможно только при учёте комплексного влияния условий окружающей среды.

2. Антропогенные условия строительства в Большом Сочи.

2.1 Техногенная нагрузка.

В настоящее время, сам город Сочи и его окрестности испытывают довольно значительную техногенную нагрузку, которая особенно увеличивается с наступлением курортного сезона. Наличие подобного рода влияния на окружающую природную среду Большого Сочи, в первую очередь, связано с тем, что данный регион является основным рекреационным центром юга России. В районе наблюдается положительная динамика роста численности населения, которая имеет место, в основном, благодаря усилению миграционных потоков. Как уже было отмечено, интенсивность миграции, и, соответственно, связанное с ней увеличение антропогенной нагрузки, во многом зависит от времени года. Ещё один фактор, обусловливающий усиление техногенной нагрузки — это подготовка района к проведению зимней олимпиады, что само собой, предполагает многократное повышение степени антропогенного воздействия на окружающую среду. В связи с этим, в Большом Сочи и за его пределами появляются новые селитебные зоны, обновляются и множатся объекты рекреационного назначения, и, конечно же, интенсивно возводятся линейные конструкции. В основном это автотранспортные развязки, трассы, железные дороги, и приуроченные к ним, тоннели и мосты. На рисунках 2 и 3 показаны схемы застройки в Большом Сочи.

На изображениях показано, какие области в Большом Сочи застроены наиболее плотно. Из них видно, что самую высокую антропогенную нагрузку испытывают Адлерский район и, собственно город Сочи. По сравнению с ними, остальные населённые пункты Большого Сочи подвержены менее сильному влиянию человеческой деятельности.

Рисунок 2 — Карта Большого Сочи [9].

Рисунок 3 — Схема застройки Большого Сочи [9].

Распределение частных строений приурочено, в основном, к прибрежной зоне. Само побережье Чёрного Моря в данном районе довольно плотно застроено как жилыми, так и нежилыми сооружениями, большинство из которых — объекты рекреационного назначения.

В свете изложенного, наиболее подвержены техногенному воздействию очаги урбанизации и прибрежная зона. В дальнейшем, предполагается что район испытает ещё более сильное антропогенное влияние, что, безусловно, негативно скажется на природной среде Большого Сочи.

2.2 Влияние антропогенных процессов на рельеф.

Человек может преобразовывать рельеф земной поверхности непосредственно (делая насыпь, вырывая котлован) или воздействуя на природные процессы рельефообразования — ускоряя или замедляя их.

Формы рельефа, созданные человеком, называются антропогенными.

Прямое воздействие человека на рельеф более всего проявляется в районах разработки полезных ископаемых. Подземная добыча сопровождается выносом на поверхность большого количества пустой породы и образованием отвалов, обычно имеющих коническую форму — терриконов. Многочисленные терриконы создают характерный ландшафт угледобывающих районов.

При открытой добыче полезных ископаемых обычно сначала создаются значительные отвалы вскрыши — породы, залегающей выше того слоя, который содержит полезное ископаемое. Разработка продуктивного слоя идет путем выкапывания обширных понижений — карьеров, рельеф которых очень сложен, он определяется геологическим строением, необходимостью предохранить стенки карьера от обваливания, создать рельеф, удобный для подъезда транспорт.

Значительные изменения рельефа производятся при транспортном, промышленном и гражданском строительстве. Под сооружения выравниваются площадки, для дорог создаются насыпи и выемки.

Сельское хозяйство так же оказывает непосредственное влияние на рельеф преимущественно в горных районах тропиков. Здесь широко распространено террасирование склонов для создания горизонтальных площадок.

Косвенное влияние человека на рельеф ранее всего стало ощущаться в сельскохозяйственных районах. Вырубка лесов и распашка склонов, особенно неправильная, сверху вниз, создавали условия для бурного роста оврагов. Строительство зданий и инженерных сооружений, создавая дополнительные нагрузки на склоны, способствует возникновению или усилению оползней. В районах подземной добычи полезных ископаемых могут наблюдаться обширные просадки грунта, так как в отработанных шахтах и штольнях происходят обвалы.

Воздействие человека испытывают не только экзогенные, но и эндогенные процессы. Большие водохранилища — это массы воды, обладающие колоссальным весом: каждый кубический километр воды имеет вес 1 миллиард тонн. Под тяжестью воды земная кора прогибается, причем в сейсмоопасных районах увеличивается вероятность землетрясений.

Существенное антропогенное влияние сказывается и на территории Большого Сочи.

В связи с интенсивным строительством, ландшафтные комплексы Большого Сочи в настоящее время претерпевают значительные изменения (рисунок 4). Сама по себе подобная антропогенная деятельность всегда является мощным рельефообразующим фактором. Особенность этого фактора в том, что его влияние на природу может осуществляться в достаточно большой степени за относительно короткий промежуток времени. Такое влияние может иметь как экологический, так и геоморфологический характер, хотя обычно бывают затронуты обе области одновременно.

Рисунок 4 — Карьер в Адлерском районе Большого Сочи.

(Фото автора, 2011 г.).

Воздействие человека на окружающую среду, и в том числе, на рельеф, может быть прямым и опосредованным. Косвенное воздействие не вызывает немедленных заметных изменений в зоне деятельности, но способно послужить катализатором развития негативных процессов в будущем, и обнаружить своё влияние в весьма значительной степени. Даже сравнительно лёгкое локальное воздействие человеческой деятельности на природную среду влечёт изменения микроклимата ландшафта, может нарушать гармонию в растительном и животном мире, оказывать влияние на биогеоценозы различных уровней. Более существенное влияние может проявляться в виде усилении эрозии, засолении, распашки, заболачивании обширных участков. Ещё более сильное влияние хозяйственной деятельности человека в геоморфологическом и физико-географическом плане, часто является фактором рельефообразования, и неизбежно влияет на сообщества живых организмов на значительных территориях. На данный момент в описываемом районе хозяйственная деятельность достигла таких масштабов, что её негативное влияние на природу проявляется уже сейчас, тем более что воздействию нередко подвергаются уникальные и особо охраняемые природные объекты. Так, например, на территории Сочинского национального парка, близ посёлка Ермоловка, были обнаружены отвалы отработанной горной породы, которые, будучи свезёнными туда, впоследствии привели к сходу оползня (рисунки 5, 6).

Рисунок 5 — Отвал грунта на территории Сочинского национального парка, около посёлка Ермоловка [10].

Рисунок 6 — Оползень, спровоцированный отвалом грунта близ посёлка Ермоловка [10].

Ещё один оползневой процесс зафиксирован на склоне горы в микрорайоне Блиново Адлерского района Сочи (рисунок 7). Там лес целыми пластами обрушивается вниз, ползущий грунт рвет трубы водоснабжения. Под угрозой уничтожения находятся жилые дома. Этот оползневой процесс спровоцирован строительными работами. Неизвестная пока организация без каких-либо укрепительных работ начала рыть траншею для прокладки неких коммуникаций прямо на склоне горы, под жилым сектором.

Так же известно, что подобные явления имели место при отвалах грунта в долинах рек Псоу и Мзымта. Вот наглядные примеры того, как антропогенная деятельность обусловила и ускорила склоновые процессы, повлияв на рельеф отдельного участка.

Рисунок 7 — Оползень в микрорайоне Блиново Адлерского района Сочи [11].

Ещё одна распространённая причина оползней и обвалов — это подрезка склонов. Она часто имеет место при прокладке трасс. Подрезка заключается в чрезмерном изъятии грунта из основания склона, что в дальнейшем приводит к его деформации и развитию склоновых процессов. Косвенной причиной возникновения оползней и подобных явлений может служить удаление растительного покрова из зоны работ, в тех случаях, когда этот покров выполняет скрепляющую функцию, то есть, задерживает развитие склоновых процессов. Как негативное следствие человеческой деятельности следует рассматривать и разуплотнение грунта. Это часто происходит при проведении строительных работ и может привести к весьма негативным последствиям.

Само собой, возведение линейных сооружений в значительной степени влияет на рельеф. Прокладка дорог и строительство тоннелей и мостов требует существенного вмешательства в структуру ландшафтной среды. В Большом Сочи наиболее масштабным мероприятием, непосредственно связанным с прокладкой линейных конструкций, является строительство совмещённой автои железнодорожной трассы «Адлер — горно-климатический курорт „Альпика-Сервис“». Реализация этого проекта предполагает сооружение вантового моста, нескольких тоннелей, и, собственно, саму трассу, которая будет весьма протяжённой (рисунок 8).

Рисунок 8 — Схема трассы «Адлер — „Альпика-Сервис“».

(Фото автора, 2011 г.).

3. Особенности строительства линейных сооружений в условиях района Большого Сочи.

3.1 Общие особенности строительства.

При прокладке и проектировании линейных конструкций необходимо проводить инженерно-геологические изыскания, которые обеспечивают комплексное изучение инженерно-геологических условий трассы линейных сооружений, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы. Также важно составить прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

Специфика проведения инженерно-геологических изысканий для проектирования и строительства линейных сооружений заключается в проведении изысканий на участках большой протяженности. Объёмы геологических работ зависят от длины трассы линейных сооружений, стадии проектирования, сложности инженерно-геологических условий, распространения специфических грунтов. Необходимым первоначальными данными для начала изысканий являются результаты топографической съёмки, материалы аэрои космосъемки, которые подкрепляются визуальными наблюдениями. Сложность проведения геологических изысканий для линейных сооружений может быть вызвана непроходимостью территории, наличием большого количества существующих строений и коммуникаций.

Геологические изыскания также проводятся в предварительно пробуренных скважинах. Их количество может значительно колебаться в зависимости от некоторых факторов:

· основного назначения проектируемого линейного объекта;

· протяженность трассы (поскольку бурение скважин выполняется согласно заданному шагу);

· детальности изучения инженерно-геологических особенностей территории;

· количества углов поворота на трассе, переходов через реки или насыпи ;

· насколько сложна геология участка;

· стадия проектирования линейного сооружения и т. д.

Протяженность линейных объектов (автодорог или других коммуникаций) определяет объем и состав предварительных работ. Немаловажными факторами влияния на характер этих робот является также инженерно-геологические условия, особенности устройства фундамента инженерного сооружения, сложность геологического строения, этапы проектных работ и др. Разработанная программа изысканий предусматривает необходимое количество инженерно-геологических выработок, а также определяет их параметры. Эти параметры составляются на основе нормативных документов, которые разрабатывает государственная экспертная служба и которые утверждаются на законодательном уровне.

Характер рельефа, присутствие или отсутствие на территории, где планируется строительство разнообразных подземных коммуникаций, характер местной растительности и плотность застройки определенной территории определяются по топографическому плану. Топографический план — это один из главных первоначальных документов, который применяется для проведения изысканий.

На стадии разработки предпроектной документации инженерно-геологические изыскания проводятся для составления различного рода схем, концепций и программ развития регионов, при разработке градостроительной документации, при разработке обоснований инвестиций в строительство объектов.

Геологические изыскания для линейных объектов исполняются в три стадии:

1. Полевые работы (бурение скважин, взятие проб грунта и грунтовых вод, полевые исследования грунтов).

2. Лабораторные работы (в частной лабораторют определяем основные характеристики проб грунта и подземных вод).

3. Камеральные работы (обработка результатов исследований и составление Технического отчета о проделанной работе).

Расстояния между выработками по трассе на этой стадии следует устанавливать в зависимости от её назначения (вида), протяженности и сложности инженерно-геологических условий в пределах от 500 до 1000−3000 м, а глубину выработок — до 3−5 м.

Точки наблюдений, в том числе горные выработки, следует размещать в пределах полосы трассы вдоль ее оси, по поперечникам, в местах переходов через водотоки и пересечении других линейных сооружений, а также на характерных элементах рельефа.

На участках развития геологических и инженерно-геологических процессов, распространения специфических грунтов и со сложными инженерно-геологическими условиями располагаются поперечники из 3−5 выработок, увеличивается ширина полосы инженерно-геологической съемки, уменьшаются расстояния между выработками и увеличивается их глубина.