О карстовой карте Уфы

Карта показывает карстоопасные зоны города. Оранжевые области — зоны вокруг провалов и воронок. Красные точки — карстовые провалы по карте Мартина и Абдрахманова (положение приблизительное с погрешностями: по оцифрованной карте). Синие точки — данные полевых исследований ИГ УФИЦ РАН. Территории без обозначений считаются устойчивыми. Карта оцифрована по книге «Карст Башкортостана» и имеет погрешности при сильном приближении.

Что такое карст

Карст — процесс растворения горных пород водой. В результате под землёй образуются пустоты. Когда свод пустоты не выдерживает — происходит провал.

Уфа стоит на кунгурских гипсах возрастом 270 млн лет. Гипс растворяется в десятки раз быстрее известняка. Выше залегают породы соликамского и шешминского горизонтов с прослоями гипса. Около 50% территории Башкортостана закарстовано — дефицит благоприятных для строительства площадей постоянно возрастает.

Механизм провалов

Подземные воды встречают препятствие в виде заполненных глинами палеодолин
Начинается вертикальная фильтрация вдоль бортов палеодолин
Увеличение напорных градиентов вызывает суффозию — перемещение грунта в карстовые полости
Свод истончается и обрушивается
На поверхности появляется воронка диаметром 10–50 м, реже до 100 м

Вдоль палеодолин происходят карстово-суффозионные оседания — 1–2 мм в год. За десятилетия здание может просесть на 10–20 см.

Уфимский карстовый косогор

Береговой склон вдоль Белой — самый активный участок. Здесь высокая трещиноватость и агрессивность вод к гипсам (80–90%). Наиболее закарстованы зоны оврагов, межовражные пространства относительно безопасны. Мощность закарстованной зоны не превышает 6–7 м.

провала в год

20–100

проявлений/км²

30–40%

зданий на палеодолинах

История провалов

Провалы фиксируются непрерывно с конца XIX века. Наиболее известные произошли в апреле–мае 1893 года вдоль железной дороги на Уфимском карстовом косогоре. В 1962 году случился провал на железнодорожной линии в тыловом шве правого борта долины р. Белой. В районе Карламан за период 1940–1966 годов зафиксировано 19 провалов на площади 100 км².

Типичный диаметр воронок составляет 10–25 м, реже 25–50 м, в исключительных случаях — до 100 м. Глубина обычно 1–8 м, редко достигает 12–17 м.

Карстовые озёра Уфы

Озеро Солдатское в парке им. И. Якутова — карстовая воронка, заполненная водой. Имеет коррозионно-суффозионное происхождение. Озеро приурочено к бортовой части древней карстовой котловины, выполненной акчагыльскими глинами. Вблизи, у Затонского мостового перехода через р. Белую, расположена огромная карстовая поглощающая воронка диаметром около 600 м.

Озеро Волчок в долине р. Уфы — один из впечатляющих примеров карстового провала в регионе. Диаметр 260 м, первоначальная глубина около 40 м, современная — 28 м. Образовалось в результате грандиозного провала ещё в донеогеновое время (более 5 млн лет назад). Тальвег древнего русла р. Уфы у озера вскрыт на абсолютной отметке минус 44,41 м.

Факторы развития карста

Что ускоряет карстовые процессы:

Вибрации от транспорта, забивки свай, промышленности
Утечки из водопровода, канализации, теплосетей
Химическое загрязнение — кислотные осадки растворяют породы быстрее
Нарушение естественного стока поверхностных вод
Увеличение напорных градиентов подземных вод

Как сдерживают карст

Ликвидация поверхностных карстопроявлений
Асфальтирование и бетонирование — защита от инфильтрации
Ливневые коллекторы — упорядочение стока
Тампонаж полостей — заполнение пустот
Содержание коммуникаций в исправности
Монолитные армированные конструкции фундаментов
Размещение «точечных» односекционных зданий
Устройство деформационных швов

Деформации зданий

30–40% деформированных зданий в Уфе стоят на бортах палеодолин и древних эрозионных врезах. Причины — строительство без учёта карстовой опасности, утечки из водонесущих коммуникаций, техногенная активизация карстово-суффозионного процесса.

Среди деформированных объектов — здание городского кожвендиспансера, административное здание АНК «Башнефть», здание спортзала–мастерских ГПТУ на ул. Нежинской, 5-этажные жилые дома в районе Башкирского драмтеатра им. М. Гафури, памятник борцам за революцию, здания и магистральная дорога в жилом районе «Сипайлово».

Недоучёт карстового фактора привёл к тому, что многие здания оказались построенными в прибортовых частях палеодолин. — «Карст Башкортостана», 2002

Зоны опасности

Зона А — открытые полости, высокая опасность
Зона В — заполненные полости, умеренная опасность
Зона С — без полостей, относительно безопасно

Для Уфы составлены карты закарстованности масштаба 1:25000 и 1:10000 для всей территории города и окрестностей (Забелье и Зауфимье).

Гидрогеологические разрезы

Гидрогеологический разрез — вертикальное сечение геологической среды, показывающее расположение водоносных горизонтов, уровни и направления движения подземных вод, зоны карстования и полости. Разрезы используются для оценки карстовой опасности, проектирования фундаментов, планирования противокарстовых мероприятий.

Для Уфы ключевым является гидрогеологический разрез «Уфимского полуострова», показывающий границу развития грунтовых вод в неогеново-четвертичных отложениях и участок Южного водозабора.

Нормативные документы

Строительство на карстоопасных территориях регулируется специальными нормами. ВСН 2–86 (1986) — первый в СССР нормативный документ по строительству на карсте. РСН 1–91 (1991) — нормы производства изысканий на закарстованных территориях. ТСН 302–50–95 РБ (1995) — актуализированная инструкция для Республики Башкортостан.

Цель карты

Карта создана для повышения осведомлённости жителей о карстовой проблеме. Чем больше актуальных данных — тем грамотнее управление развитием города. Карстовый процесс в Уфе продолжается активно — понимание его закономерностей критически важно для безопасного градостроительства.