О семи холмах Москвы - [44]

Согласно принципу Ле-Шателье, «если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, определяющих положение равновесия, то равновесие смещается в том направлении, при котором эффект произведенного воздействия уменьшается», т. е. всякое рукотворное создание, нарушающее равновесие природной системы, подвергается разрушению и тем быстрее, чем оно менее целесообразно (рационально) в данных природных условиях. Разрушение идет как за счет химических, так и механических преобразований и перемещений.

В природе процесс аккумуляции связан с процессом денудации, сопряжены обычно и формы рельефа областей сноса и накопления. В техногенном рельефе область накопления может возникнуть вне всякой связи с сопряженной областью денудации. Нередко техногенные аккумулятивные формы возникают за счет пород, изъятых из земных недр, привезенных из другого региона, пород, но литологическому, химическому, минералогическому составу отличных от пород, слагающих сопредельные с техногенной аккумулятивной формой территории.

Поверхность урбанизированной территории «бронирована» твердыми породами - асфальтом, бетоном. Бронирующий слой является более устойчивым к воздействию агентов выветривания, чем «материнские» породы. Естественно, что и процессы выветривания, и перемещения вещества происходят в нижнем («материнском») слое под «броней», но эти процессы принципиально отличны от тех, что происходят на аналогичных формах рельефа в природных условиях: нет постепенного сноса материала с поверхности, нет смыва, нет эрозии. Как и в природе, происходит медленное вековое движение материала вниз по склону под воздействием силы тяжести, но этот процесс в связи с дополнительными и неравномерными техногенными нагрузками приобретает более интенсивный характер. Денудация осуществляется благодаря выщелачиванию растворимых солей и выносу тонкого материала грунтовыми водами. Наибольшая активизация деятельности грунтовых вод происходит вдоль коммуникаций (коллекторов речек, канализации и водопровода, метро), т. е. вдоль искусственных пустот, хотя бы уже потому, что из коммуникаций нередко происходит утечка воды. Увеличивается пористость пород, уменьшаются их несущие свойства. Порода в какой-то момент достигает предела устойчивости, не выдерживает статические и динамические нагрузки - происходит техногенное уплотнение; между бронированным грунтом и «материнской» породой образуются пустоты и, как следствие, обрушение поверхности.

Трещины в здании - результат неравномерной осадки грунтов

Фото К. Горецкого

Аккумуляция растворенных веществ происходит на геохимических барьерах как естественных, так и искусственных (техногенных). Влекомые водой частицы оседают в естественных и искусственных пустотах, на полях орошения и т. д. Водосточные трубы, коллекторы речек забиваются новообразованиями как химического (карбонатные, железистые), так и механического состава, довольно плотными, нередко сцементированными; уменьшается их пропускная способность, увеличивается опасность аварии. Наибольшую опасность в этом отношении создают скопления воды в грунте. Насыщенные водой рыхлые отложения (особенно пески) растекаются и «плывут» под тяжестью верхних толщ и других механических воздействий. Возникают плывуны. При промерзании плывун подвергается сильному пучению, слабо фильтрует воду. Напряжение, возникающее в грунтах при морозном пучении, вызывают деформации и повреждения промышленных и гражданских зданий, разрушение покрытий автомобильных дорог и т. д. [3]

[3 Сергеев Е. М. Инженерная геология. М.: Изд-во МГУ, 1978.]

Скорость техногенной денудации и аккумуляции в сотни раз превышает природную в аналогичных природно-климатических условиях, но подчас сходна с ней на территориях с аномальным развитием, например, тектонически активных. И тем не менее техногенные денудация и аккумуляция - процессы, обусловленные целенаправленным воздействием человека на рельеф, аналогичны природным и проявляются в неодинаковых геолого-геоморфологических условиях неоднозначно.

На разных стадиях градостроительства можно выделить группу ведущих природно-техногенных и техногенных процессов, тех, что активизировались или возникли благодаря вмешательству человека в развитие природной (естественной) среды.

На первой стадии освоения происходит обнажение грунта (как минимум снятие дернового горизонта), нарушение его сплошности и структуры. Ответная реакция природной среды: активизация эрозии и процессов выветривания; резкое возрастание роли плоскостного смыва и линейного (овражного) размыва; в бортах и на дне выемок - разуплотнение пород; возможно возникновение оползней, обвалов, осыпей на искусственных откосах как при создании насыпей и подрезке естественных склонов, так и в искусственных выемках; большое количество глинистых частиц в водном потоке может стабилизировать русловые и эрозионные формы и вызвать врезание; снос значительного количества вещества, увеличение твердого стока при неизменном жидком, вызывает аккумуляцию в днищах малых и средних эрозионных форм. Ответная реакция среды может распространиться на площадь значительно большую, чем та, на которой происходило техногенное воздействие, что во многом зависит от длительности воздействия, от погодных условий и от положения участка строительства в водосборном бассейне (на водораздельной поверхности, на склоне, в днище и т. д.). Наблюдается стремление природы к восстановлению естественного хода развития. Напомним, что геоморфологические процессы, действующие на склонах, зависят главным образом от угла наклона, от протяженности и кривизны склона, следовательно, эти процессы должны быть связаны с их местоположением в водосборном бассейне. Размыв играет важную роль на всех компонентах склонов в эрозионных бассейнах (склонов оврагов и балок). Струйчатый смыв усиливается с увеличением площади водосборного бассейна. Кроме того, смыв более значителен на прямых отрезках и па нижних участках склона, чем на вершинных склонах.