Лекція 3. Геологічне середовище міста

План лекції:

1. Антропогенні зміни рельєфу.

2. Основні види забруднення ґрунтів.

3. Захист міських територій в небезпечних геологічних процесів.

1. Антропогенні зміни рельєфу

На вибір місця закладання мі­ста та його життя, в першу чергу впливають геологічні фактори - форми рельєфу, якість ґрунтів, властивості гірських порід, наявність корисних копалин, а також екзогенні та ендогенні процеси.

Із покращанням технічної забезпеченості людини вплив госпо­дарської діяльності на геологічне середовище збільшується. Вели­ку економічну втрату, яка пов'язана з цим, та людський фактор свідчать про необхідність впливу до еколого-геологічного факто­ру при господарському засвоєнні територій.

В процесі урбанізації рельєф території, що засвоюється, пере­роблюється відповідно до потреб окремого етапу розвитку міста. Порівняння декількох зрізів рельєфу одної і тої ж міської ділянки дозволяє встановити зміни у складі земної поверхні, які вже від­булися: зникнення озер, річкових протік, ярів, спрямлення русла річки, поява нового водоймища, зміна висотних відміток.

Поява в містах нових форм рельєфу може бути пов'язано з прокладанням транспортних магістралей. В містах, які є центрами добувної чи металургійної промисловості, формується нормаль­ний рельєф, в результаті чого накопичуються тверді відходи у вигляді високих відвалів конусоподібної форми.

Після проведення необхідних рекультиваційних робіт, які включають в себе озеленення, ці відвали можуть стати елемента­ми міського ландшафту. В наш час, у зв'язку з дефіцитом вільних ґрунтів на території міст, ростом населення, розширенням транс­портних зв'язків та інженерних комунікацій визначилась тенден­ція заглиблення міських будівель нижче поверхні землі. В біль­шості міст Європи під землею розташовані сучасні торгові комплекси та концертні зали, підземні гаражі та складські приміщен­ня. Можливості використання підземного простору дуже великі.

Однак міста, які зароджувалися, як правило, на родючих зем­лях річних заплав, у період нестримної урбанізації займали ці землі під забудову, майдани, шляхи, вулиці та кар'єри. Міста втрачають не тільки земельні площі. Якість земель, які перебува­ють у розпорядженні міста, враховуючи і приміську зону, постій­но погіршується. Ґрунти урбанізованих територій піддаються тим самим шкідливим впливам, що і міське повітря і гідросфера. Хоча ґрунт і має деякі особливості біологічного самоочищення - роз­щеплює і мінералізує відходи, які в нього потрапили, однак меха­нізм такого самоочищення внаслідок його перевантаження (фізи­чного, хімічного, механічного) порушується, що призводить до деградації.

Однією із рис найпоширеніших антропогенних змін міських ґрунтів є утворення так званого культурного шару. Під "культур­ним шаром" звичайно розуміють верхні шари землі великих насе­лених пунктів, які несуть на собі відбиток діяльності людини. В культурному шарі в якості решток трапляються найрізноманітніші матеріали: будівельне сміття, бита цегла, камінь, предмети дома­шнього вжитку, скло, глиняні черепки, пластмасові вироби.

Культурний шар настільки специфічне утворення, що його ви­вчення має відбуватися у поєднанні геологічних та історико- археологічних методів досліджень. Культурні шари поділяють за часом утворення на стародавні та сучасні, а за утворенням - на насипні і штучно змінені.

Нагромадження культурного шару відбувається за рахунок від­валів у процесі виконання земляних робіт, при підсипці ґрунту для підвищення позначки будівельного майданчика, благоустрої населеного пункту і за рахунок накопичення різного сміття. В містах старої забудови стародавніх міст антропогенні накопичен­ня значної потужності лежать суцільним покривом: в Лондоні на глибині 25 м., в Москві - 22 м, в Парижі - 20 м.

Найпотужніший культурний шар (36 м) знайдено у Києві, яко­му виповнилося 1500 років. Культурних пластів налічується трина­дцять, причому вісім нижніх належать до періоду Київської Русі.

Головною відмінністю культурного шару від природних ґрун­тів є надто велика неоднорідність як за вертикаллю, так і за гори­зонталлю. До складу різновидів культурного шару входять орга­нічні включення, кількість яких зменшується із збільшенням віку культурного шару, а отже, і глибиною його знаходження.

Однією із основних проблем сучасного будівництва є освоєння ґрунтів під зелені насадження. Від її правильного вирішення зна­чною мірою залежать довговічність, санітарно-гігієнічна ефекти­вність і естетична цінність насаджень.

Для того щоб зростаючий потік твердих відходів не поглинув суспільство, як один за одним були поховані під залишками шарів цивілізації семи міст стародавнього світу, необхідно вирішити дві проблеми: перше, і може найскладніше - це збирання сміття, дру­ге - це спалювання відходів. Побудована в Дюссельдорфі устано­вка для спалювання сміття забезпечує теплом 700-тисячне місто і приносить прибуток в розмірі 34 $ за кожну тонну перероблених відходів. Металевий брухт, який отримують із установки спалю­вання, реалізується за комерційними цінами, попіл продають для добрив або для виготовлення шлакоблоків.

В Україні є досвід створення потужних сміттєпроводів та стан­цій збирання й ущільнення відходів, які в пресованому вигляді подають в цехи переробки сміття.

Актуальною є проблема забруднення ґрунту людськими і тва­ринними фекаліями, які використовуються для удобрення сільсь­когосподарських угідь. Велика кількість тварин і птиці у примісь­ких районах, а також у сільського населення, вимагає вирішення проблеми знешкодження їх фекалій оскільки без цього заходу вони являють собою таку ж небезпеку як і людські.

В теперішній час в Україні і за кордоном здійснюється широ­кий комплекс досліджень для виявлення негативних дій антропо­генних навантажень на ґрунтовий покрив природних і штучних екосистем, що дасть змогу вибрати шляхи раціонального викорис­тання ґрунтів урбанізованих територій.

Різнобарв'я природних умов на Землі привело до формування неоднорідного ґрунтового покриву з визначеною закономірністю зміни типу ґрунтів по природних зонах та у зв'язку з висотною зональністю. На формування конкретного типу ґрунту та ґрунто­вого профілю впливають клімат, материнські породи, які її підс­теляють, рельєф, характер водообмінних процесів, тип природної рослинності, характерної для даної місцевості та кліматичної зо­ни, тварини та мікроорганізми, які живуть у ґрунті.

В останні сторіччя дуже важливим фактором ґрунтоутворення стала діяльність людини. На урбанізованих територіях, в порів­нянні з природними, антропогенний фактор у ґрунтоутворенні можна рахувати основним. Для міст характерні в основному так звані техноземи - ґрунти, які засновані людиною в процесі реку­льтивації тих чи інших об'єктів чи господарської діяльності лю­дини. Для них характерна відсутність чіт­ких горизонтів, мозаїчність окрасу, підвищена щільність та, від­повідно, менша пористість.

Основною властивістю ґрунтів незалежно від їх типу є родю­чість. Родючість ґрунту обумовлена наявністю в їх складі органі­чних та мінеральних поживних речовин, які визначаються пара­метрами структури, що підтримують нормальний газообмін та водообмін, фізико-хімічними характеристиками (концентрацією іонів водню та сольовим режимом), які підтримують нормальні умови для проходження процесів в рослинах.

Використання ґрунтів в містах, як правило, має несільськогосподарське використання. Важливий напрямок їх використання - укладання парків, скверів, газонів, покрить для спортивних спо­руд. Дерновий шар ґрунтового профілю використовують для за­кріплення схилів, при будівництві автодоріг. Неродючі ґрунти разом із суглинками та іншими ґрунтовими матеріалами застосо­вують для основ при будівництві будинків.