Rischi naturali

Previsioni del tempo a San Pietroburgo e dintorni. Fenomeni idrometeorologici pericolosi e avvisi di tempesta

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Fenomeni idrometeorologici pericolosi e avvisi di tempesta

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Manovre pericolose Manovre pericolose Alexander Nagorny 04/04/2012

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Filiale di Kaliningrad del GOUVPO

Accademia di Economia Nazionale sotto il Presidente della Federazione Russa

Disciplina: "Sicurezza della vita"

Argomento: "Pericoli geologici"

Completato da: studente del 5° anno

Zadorozhnaya Ulyana Sergeevna

Specialità: commercio

Corso 5kt gruppo primo

Kaliningrad 2012

Contenuto

• Frane
• Seduto
• Frane e ghiaioni
• Valanghe
• Prevenzione valanghe
• Dilavamento del pendio
• Tempeste di polvere
• Kuruma
• Conclusione

Frane

Le frane sono spostamenti di masse rocciose lungo un pendio, derivanti da uno squilibrio causato da vari motivi (indebolimento delle rocce da parte dell'acqua, indebolimento della loro resistenza a causa degli agenti atmosferici o del ristagno idrico dovuto alle precipitazioni e alle falde acquifere, tremori sistematici, attività economica umana irragionevole, ecc. .). Le frane possono verificarsi su tutti i pendii con pendenza pari o superiore a 20° e in qualsiasi periodo dell'anno. Differiscono non solo nella velocità di spostamento delle rocce (lento, medio e veloce), ma anche nella loro scala.

La causa principale di una frana è uno squilibrio sorto a seguito di vari processi. Il disturbo avviene tra le forze che trattengono la massa della frana e le forze di gravità che premono sulla frana. In particolare, si possono verificare frane a causa dell'aumento della pendenza dei pendii. Ciò di solito si verifica a causa del dilavamento di una certa quantità di acqua. Le frane si verificano anche a causa dell'indebolimento della resistenza delle rocce naturali. Ciò, di regola, si verifica anche a causa degli effetti delle precipitazioni.

Inoltre, le cause delle frane possono essere vari fenomeni sismici, tremori causati da spostamenti della crosta terrestre. A volte le frane si verificano a causa delle attività umane, in particolare a causa di attività economiche ed edilizie improprie.

Secondo la potenza del processo di frana, ad es. Coinvolgendo le masse rocciose nel movimento, le frane sono divise in piccole - fino a 10mila metri cubi. m, media: 10-100 mila metri cubi. m, quelli grandi - 100-1000 mila metri cubi. m, molto grande - oltre 1000 mila metri cubi. M.

La superficie lungo la quale una frana si solleva e si sposta verso il basso è detta superficie di scorrimento o di spostamento; In base alla sua pendenza si distinguono:

a) molto piatto (non più di 5°), ad esempio sott'acqua;

b) pianeggiante (5°-15°);

c) ripido (15°-45°).

In base alla profondità della superficie di scivolamento si distinguono le frane: superficiali - non più profonde di 1 m - colate di fango, leghe; piccolo - fino a 5 m; profondo - fino a 20 m; molto profondo - più profondo di 20 m.

Classificazione delle frane (secondo Savarensky) in base alla posizione della superficie di spostamento e alla composizione del corpo di frana:

a) sequenziale (in alcune fonti sono indicati come sequenziali) - si presenta in strati rocciosi omogenei non stratificati; la posizione della superficie di scorrimento curva dipende dall'attrito e dallo spostamento del terreno;

b) consequenziali (scorrevoli) - si verificano con composizione dei versanti eterogenea; lo spostamento avviene lungo l'interfaccia tra gli strati o la fessura;

c) incessanti - si verificano anche quando il pendio non è uniformemente composto, ma la superficie di spostamento interseca strati di diversa composizione; una frana taglia in strati orizzontali o inclinati.

Misure preventive

Studia le informazioni sulle possibili posizioni e i confini approssimativi delle frane, ricorda i segnali di avvertimento sulla minaccia di una frana, nonché la procedura per dare questo segnale. I segni di una frana imminente includono porte e finestre degli edifici bloccate e infiltrazioni d'acqua sui pendii soggetti a frana. Se vedi segnali di una frana in avvicinamento, segnalalo alla stazione frana più vicina, attendi informazioni da lì e agisci a seconda della situazione.

Cosa fare in caso di frana

Quando si ricevono segnali sulla minaccia di una frana, spegnere gli apparecchi elettrici, gli apparecchi a gas e la rete idrica e prepararsi per l'evacuazione immediata secondo i piani pre-sviluppati. A seconda della velocità di spostamento della frana rilevata dalla stazione frana, agire in conformità con la minaccia. Se il tasso di spostamento è basso (metri al mese), agisci in base alle tue capacità (spostare gli edifici in una posizione predeterminata, rimuovere mobili, oggetti, ecc.). Se il tasso di spostamento della frana è superiore a 0,5-1,0 m al giorno, evacuare secondo un piano prestabilito. Durante l'evacuazione portate con voi documenti, oggetti di valore e, a seconda della situazione e delle istruzioni dell'amministrazione, vestiti caldi e cibo. Evacuare urgentemente in un luogo sicuro e, se necessario, aiutare i soccorritori a scavare, estrarre le vittime dal crollo e fornire loro assistenza.

Azioni dopo lo spostamento della frana

Dopo lo spostamento della frana, viene controllato lo stato delle pareti e dei soffitti degli edifici e delle strutture superstiti e vengono individuati i danni alle linee di alimentazione elettrica, gas e acqua. Se non sei ferito, insieme ai soccorritori rimuovi le vittime dalle macerie e fornisci il primo soccorso.

Seduto

Le colate di fango sono ruscelli di pietre di fango che scorrono lungo i pendii delle montagne, i letti dei ruscelli di montagna e dei fiumi che scendono nelle valli e distruggono tutto ciò che sul loro percorso interferisce con il loro movimento. Questo è uno dei disastri naturali più pericolosi.

Nelle gole montane compaiono spesso intasamenti di pietre, macerie e pezzi di ghiaccio o dighe di neve. Quando un ghiacciaio si scioglie rapidamente, l'acqua può accumularsi davanti a tali ostacoli e, senza trovare via d'uscita, forma un bacino idrico o un lago. Tali laghi di montagna vicino a dighe naturali fatte di morena - depositi di roccia dura, ghiaia fine, sabbia, argilla, grandi massi, nonché ghiaccio e neve - sono chiamati laghi morenici. Le dighe realizzate in materiale morenico, come una spugna gonfia, sono sature d'acqua. Sotto la pressione dell'acqua di disgelo che arriva continuamente dall'alto, ad un certo punto improvvisamente “esplodono” e precipitano giù per il pendio della gola. Un terribile ruscello rotola giù con un ruggito mostruoso, assorbendo sempre più masse di pietre e terra, tagliando la superficie dei pendii della gola, sradicando alberi, strappando il terreno, sgretolando montagne. Inizialmente l'altezza del torrente è di decine di metri, ma, uscendo dalla gola a valle, si allarga, l'altezza e la velocità del suo movimento diminuiscono gradualmente e, infine, a qualche ostacolo si ferma completamente.

Se un villaggio o un’intera città si trova sul percorso di una colata di fango, come accadde ad Almaty nel 1921, le conseguenze possono essere catastrofiche, con vittime ed ingenti perdite materiali. Nel 1921, 1.200.000 m3 di materiale portato da una colata di fango caddero di notte sulla città addormentata, ricoprendola letteralmente in una fascia larga 200 m.

Le colate di fango si verificano dopo forti piogge, nonché durante lo scioglimento intenso dei ghiacciai e l'accumulo di neve in montagna. Pertanto questo fenomeno, sebbene non possa essere considerato puramente meteorologico, è legato al tempo. In diverse zone, le colate di fango possono essere causate da condizioni meteorologiche molto diverse, a volte di natura direttamente opposta: da nuvoloso e piovoso, ciclonico, a sereno, secco e caldo, caratteristico degli anticicloni o delle depressioni termiche.

Colate di fango nel nostro paese si osservano ovunque nelle regioni montuose, soprattutto dove piove molto e la vegetazione è assente o molto scarsa, ad esempio in alcune regioni del Caucaso e in alcune regioni dell'Estremo Oriente. Si stabilirono spesso in Tagikistan - una repubblica tipicamente montuosa, sul cui territorio si trovano montagne molto alte - il Pamir e gli speroni del Tien Shan. Le colate di fango si verificano qui quasi ogni primavera, quando la neve si scioglie sulle montagne e numerosi ghiacciai si risvegliano dal sonno invernale (e ce ne sono più di duemila in Tagikistan). In questo momento, il terreno sui pendii delle montagne è abbondantemente saturo di umidità. e basta una forte pioggia per provocare colate di fango. L'ultimo caso di forti e numerose colate di fango in Tagikistan è stato notato nel maggio 1979, quando si sono verificate piogge di grandine insolitamente intense, che hanno causato colate di fango distruttive che hanno danneggiato ponti, strade e canali di irrigazione. Fortunatamente non ci sono state vittime.

Le aree soggette a colate di fango dovrebbero essere sotto la supervisione di specialisti; le aree più pericolose dovrebbero essere monitorate dall'alto utilizzando elicotteri.

Inoltre, e questa è la cosa più importante, si stanno realizzando efficaci barriere antifango e canali artificiali di deviazione. Pertanto, solo nel Tagikistan, la lunghezza dei canali di cemento per drenare i flussi di fango e pietra dagli impianti industriali e agricoli è di oltre 400 km. Nel 1966, nella regione di Almaty, nel tratto Medeo, fu creata una diga protettiva di pietra e terra con un volume di 2,5 milioni di tonnellate mediante esplosioni mirate, che bloccarono la gola che conduce dalle montagne alla capitale del Kazakistan. Nel luglio 1973, questo ostacolo artificiale salvò la città da una colata di fango di una potenza senza precedenti, nonché dall'acqua che scorreva giù nella gola dopo la colata di fango. Pertanto, sono state dimostrate le capacità dei mezzi ingegneristici e tecnici per combattere le colate di fango e l'importanza della ricerca scientifica per risolvere questo problema nel suo insieme.

Ora tutti questi servizi sono crollati, quindi dovrai salvarti. I segni di un'imminente colata di fango sono spesso un forte aumento del livello dell'acqua nei fiumi e nei fiumi. Cambiamento del colore dell'acqua. Ma spesso una colata di fango crolla all'improvviso, spazzando via tutto sul suo cammino. I luoghi in cui spesso si verificano colate di fango possono essere facilmente identificati dall'accumulo di terra, pietre e macerie nelle valli montane e ai piedi dei pendii. C'è una sola salvezza: salire il pendio della valle, ed è meglio salire tenendosi all'interno delle anse del fiume, perché... La colata di fango sul lato esterno sale più in alto e lì causa più distruzione. La migliore protezione contro le colate di fango è la prevenzione. Nelle valli fluviali non fermarsi vicino all'acqua. Quando ci si sposta con i crampi, tenere sempre presente l'uscita verso l'alto. Tieni d'occhio il tempo.

pericolo geologico frana kurum

Frane e ghiaioni

Le cadute di montagne e le frane sono eventi comuni in tutti i paesi del mondo. La loro portata può essere grandiosa e le conseguenze tragiche. Possono causare grandi blocchi o crolli di strade e ferrovie, la distruzione di aree popolate e foreste e contribuire alla formazione di inondazioni catastrofiche e perdite di vite umane. Tali disastri si verificano spesso durante terremoti di magnitudo 7 o più, quando sono possibili ripidi pendii montuosi che formano angoli superiori a 45-50° con l'orizzonte.

Una frana è il distacco e la caduta di grandi masse di rocce su pendii montuosi ripidi e ripidi. I crolli si verificano a seguito dell'indebolimento della coesione delle rocce sotto l'influenza degli agenti atmosferici, dell'erosione, della dissoluzione, nonché della gravità e dei fenomeni tettonici. La formazione di frane è facilitata dalla struttura geologica del territorio, dalla presenza di fessurazioni sui versanti e dallo frantumazione delle rocce. Le frane possono verificarsi anche nelle valli fluviali e sulle coste marine. Si verificano improvvisamente quando le rocce su un pendio perdono stabilità a causa del dilavamento, così come durante un terremoto, quando si taglia la base di un pendio durante la costruzione di strade o si costruiscono edifici pesanti su un pendio. Nell’80% dei casi le frane sono associate ad attività antropiche. Nel nostro Paese sono in corso grandi lavori di esplorazione geologica. Sono accompagnati dalla posa di varie lavorazioni minerarie: pozzi, fossati, passaggi, cave. Nei terreni montuosi e collinari, l'esplorazione geologica provoca manifestazioni attive di frane, erosione e altri processi. La superficie disturbata dallo sviluppo delle risorse minerarie nel nostro Paese ammonta a milioni di ettari e aumenta ogni anno di decine di migliaia di ettari. Erosione, deflazione, smottamenti, smottamenti e ghiaioni si verificano durante il funzionamento delle miniere a cielo aperto, soprattutto quelle profonde. Durante l'estrazione sotterranea si verificano anche cedimenti, erosioni e altri processi collaterali. Grandiose frane si verificano in montagna, dove spesso creano dighe sui fiumi. Al di sopra di tali dighe, i fiumi si riversano nei laghi arginati (ad esempio, il Lago Ritsa nel Caucaso).

La perdita differisce dal collasso, principalmente per dimensioni e velocità. Lo spargimento avviene gradualmente man mano che le rocce sui pendii vengono distrutte (alterate). Cadono per lo più piccoli frammenti. Nella parte inferiore dei pendii si formano dei ghiaioni, accumuli di detriti caduti a forma di cono.

Perché si verifichino frane è necessario, in primo luogo, un terreno montuoso, molto disseccato, con pendii ripidi, spesso ripidi; in secondo luogo, le rocce devono essere rotte da crepe risultanti dall'azione di forze endogene (tettoniche) o esogene, ad esempio degli agenti atmosferici. La catena montuosa o parte di essa deve trovarsi in uno stato instabile, in cui è sufficiente un piccolo urto o scossa per far cadere pezzi e blocchi di roccia. Le connessioni tra i singoli blocchi di roccia diventano particolarmente fragili durante le forti piogge e in primavera, quando la neve in montagna si scioglie. Pertanto la primavera, come il periodo dei rovesci estivi, è tempo di frane in montagna. È possibile contrastare le frane? Sì, puoi, ma non con tutti e non ovunque. La ferrovia Tuapse - Sukhumi corre lungo il bordo costiero del Mar Nero. Da un lato è minacciato dalle onde di tempesta e il terrapieno deve essere rafforzato con “ricci”, cubi e blocchi di cemento armato che lo proteggano dall’erosione. D'altra parte, le scogliere incombono sulla ferrovia. Alti muri in pietra, che impediscono la caduta di blocchi di pietre dal pendio, aiutano a sfuggire alle frane. Anche le autostrade in montagna sono protette. Ma questo ovviamente protegge solo da piccoli crolli. Se da qualche parte ci sono rocce a strapiombo, allora c'è solo un modo per prevenirne il collasso: abbatterle gradualmente, in alcune parti, posizionando cariche di dinamite a bassa potenza. Se le frane minacciano i villaggi, le persone vengono evacuate e il villaggio viene trasferito in un luogo sicuro.

Valanghe

Valanga(Tedesco) Lawine, dal tardo latino labina- frana) - una massa di neve che cade o scivola dai pendii delle montagne.

I pendii con una pendenza di 25-45° sono i più favorevoli alla formazione di valanghe, ma è noto che le valanghe si verificano su pendii con una pendenza di 15-18°. Sui pendii più ripidi la neve non può accumularsi in grandi quantità e rotola via in piccole dosi man mano che arriva.

Il volume della neve in una valanga può raggiungere diverse centinaia di metri cubi. Tuttavia anche le valanghe con un volume di circa 5 m possono essere pericolose per la vita.

Esistono diverse classificazioni delle valanghe, ad esempio:

§ In volume

§ A seconda del rilievo valanghivo e del percorso della valanga (vespe, valanghe a canale, valanghe saltellanti)

§ Secondo la consistenza della neve (asciutta, bagnata)

La velocità delle valanghe asciutte è solitamente di 20-70 m/s (fino a 125 m/s) con una densità della neve compresa tra 0,02 e 0,3 g/cm³. Le valanghe bagnate si muovono a una velocità di 10-20 m/s (fino a 40 m/s) e hanno una densità di 0,3-0,4 g/cm3.

Una valanga di neve secca può essere accompagnata dalla formazione di un'onda neve-aria, causando notevoli distruzioni.

Le valanghe di neve, in un modo o nell'altro, sono comuni in tutte le regioni montuose della Russia e nella maggior parte delle regioni montuose del mondo. In inverno rappresentano il principale pericolo naturale della montagna.

Tempo atmosferico Questo è il fattore più importante per valutare la probabilità di valanghe, così come lo è l'evoluzione del manto nevoso (che dipende interamente dalle condizioni meteorologiche). Tuttavia, poiché lo scalatore (o lo sciatore) è in grado di analizzare entrambi questi fattori, non deve trascurare nessuno dei due.

Molte variabili meteorologiche influenzano una valanga e spesso le informazioni possono essere ottenute prima di scalare la montagna. Controllare le previsioni del tempo può darti informazioni sulle condizioni delle valanghe prima di uscire di casa. Ad esempio, un vento da sud-est di 25 mph con temperature in calo e neve significa un aumento del pericolo di valanghe sui pendii nord-occidentali. Tieni però presente che il tempo in montagna è difficile da prevedere e mutevole.

Prevenzione valanghe

Per prevenire le valanghe o le loro gravi conseguenze, viene attuata una serie di misure. Come ad esempio “bombardare” con esplosivi zone soggette a valanghe o bombardare pendii montani con l’artiglieria [7]. Tali azioni producono piccole valanghe controllate per prevenirne di più grandi.

Dilavamento del pendio

I processi idrici dei pendii sono associati alla manifestazione del dilavamento planare dei prodotti degli agenti atmosferici e alla distruzione dei pendii da parte di piccoli getti d'acqua temporanei. Entrambi questi processi sono strettamente correlati e vengono solitamente considerati insieme come il processo di pendenza. risciacquo. Poiché il suo risultato importante è la formazione di depositi colluviali, viene anche chiamato diluviale processi. Inoltre, sui pendii si formano periodicamente corsi d'acqua più grandi. Si verifica un'altra forma di rossore: pendenza erosione o burrone poco profondo erosione, secondo E.V. Shantser.

Pendenza risciacquo causato dall'attività della pioggia e dell'acqua della neve sciolta che scorre lungo la superficie dei pendii. Si verifica più intensamente in condizioni di scarso sviluppo della vegetazione in aree a clima semiarido. L'attività delle acque correnti sui pendii assume forme diverse a seconda della pendenza del pendio. Su pendii dolci con pendenza fino a 5 0 si manifesta l'azione planare dell'acqua che scorre lungo la superficie senza canali. Viene spostato solo il materiale più piccolo, poiché la potenza dei flussi è estremamente ridotta. Sui pendii più ripidi aumenta la capacità distruttiva dei getti d'acqua e quindi iniziano a tagliare la superficie del pendio. Sorge fluido, O piccola buca risciacquo. Il costante movimento di piccole buche provoca una distruzione generalmente planare del pendio, un abbassamento generale ed uniforme della sua superficie. Di conseguenza, entrambe le forme di flusso descritte portano a planare spazzato via. La parte superiore del pendio è distrutta, mentre la parte inferiore è sepolta dai prodotti di deflusso. Il materiale trasportato si deposita, finendo sui tratti più pianeggianti del pendio, formando un pennacchio di accumulo, il cui bordo superiore risale il pendio, contribuendo a livellarlo. Il processo porta quindi all'appiattimento dei pendii, allo smussamento e al taglio dei rigonfiamenti. Tuttavia, a seconda della resistenza delle rocce, ciò avviene in modo molto irregolare. Le rocce forti collassano molto più lentamente e di solito formano sporgenze, mentre le rocce deboli, al contrario, si appiattiscono più velocemente. Qui si creano degli avvallamenti con pendenza più dolce. Nelle zone indebolite e altamente fratturate si sviluppano buche più profonde. In condizioni di pendii ancora più ripidi con una pendenza di 20-30 0, il deflusso si concentra solo in poche buche più grandi, che si trasformano rapidamente in canaloni e piccoli anfratti. Sviluppando pendenza erosione. Diventa particolarmente importante sui pendii delle montagne, dove la dissezione dei canaloni diventa il processo principale della loro distruzione. L'intensità del dilavamento dei pendii dipende in larga misura dai processi di dilavamento, i cui prodotti sciolti vengono rimossi dal dilavamento. Denudazione forme sollievo, V che emergono durante il dilavamento dei pendii sono molto diversificati. In pianura le rocce levigate si formano in rocce omogenee. piste risciacquo, trasformandosi molto gradualmente in pianure spartiacque. Ci sono rocce con forza irregolare valori anomali proiezioni E cavità drenare - Delhi. Tutte queste forme di denudazione sono solitamente nascoste da una sottile copertura di eluvio e colluvio e si fondono gradualmente con il rilievo del pennacchio accumulativo nella parte inferiore del pendio. A causa dell’erosione dei pendii, buche, burroni, piccolo burroni. Tutti sono diretti lungo la linea del pendio maggiore, leggermente tortuoso in pianta. Caratteristico è la diminuzione dell'altezza dei lati di queste cavità lungo il pendio fino a scomparire completamente e una forma quasi rettilinea o leggermente concava del profilo longitudinale. Nella parte inferiore si formano dei pendii e ai piedi cumulativo diluviale treni. Hanno superficie piana, digradante dolcemente verso il fondovalle, e sono caratterizzati da un profilo trasversale leggermente concavo. Nella fase iniziale dell'erosione dei pendii, i singoli conoidi alluvionali si sviluppano più attivamente, formandosi all'imbocco di buche e canaloni più grandi.

Tempeste di polvere

Polveroso (sabbioso) tempesta- un fenomeno atmosferico sotto forma di trasferimento di grandi quantità di polvere (particelle di terreno, granelli di sabbia) da parte del vento da superficie terrestre in uno strato alto diversi metri con un notevole deterioramento della visibilità orizzontale (di solito a un livello di 2 m varia da 1 a 9 km, ma in alcuni casi può diminuire fino a diverse centinaia o addirittura diverse decine di metri). In questo caso, la polvere (sabbia) si alza nell'aria e, allo stesso tempo, la polvere si deposita su una vasta area. A seconda del colore del suolo in una determinata regione, gli oggetti distanti assumono una tinta grigiastra, giallastra o rossastra. Di solito si verifica quando la superficie del terreno è asciutta e la velocità del vento è pari o superiore a 10 m/s.

Si verifica spesso durante la stagione calda nelle regioni desertiche e semidesertiche. Oltre alla “vera” tempesta di polvere, in alcuni casi la polvere dei deserti e dei semideserti può rimanere a lungo nell’atmosfera e raggiungere quasi ovunque nel mondo sotto forma di foschia polverosa.

Con l'aumento della forza del flusso del vento che passa sulle particelle sciolte, queste ultime iniziano a vibrare e quindi a “saltare”. Quando queste particelle colpiscono ripetutamente il suolo, creano una polvere sottile che sale in sospensione.

Uno studio recente suggerisce che la salatura iniziale dei granelli di sabbia per attrito induce un campo elettrostatico. Le particelle che rimbalzano acquisiscono una carica negativa, che rilascia ancora più particelle. Questo processo cattura il doppio delle particelle rispetto a quanto previsto dalle teorie precedenti.

Le particelle vengono rilasciate principalmente a causa del terreno asciutto e dell'aumento del vento. I fronti di raffica possono verificarsi a causa del raffreddamento dell'aria nell'area di un temporale di pioggia o di un fronte freddo secco. Dopo il passaggio di un fronte freddo secco, l'instabilità convettiva nella troposfera può contribuire allo sviluppo di una tempesta di sabbia. Nelle regioni desertiche, le tempeste di polvere e sabbia si verificano molto spesso a causa delle correnti discendenti dei temporali e del conseguente aumento della velocità del vento. Le dimensioni verticali di una tempesta sono determinate dalla stabilità dell'atmosfera e dal peso delle particelle. In alcuni casi, le tempeste di polvere e sabbia possono essere confinate in uno strato relativamente sottile a causa dell’effetto di inversione della temperatura.

Per prevenire e ridurre gli effetti delle tempeste di polvere, vengono create cinture di protezione forestale, complessi di ritenzione di neve e acqua e vengono utilizzati metodi agrotecnici come la semina dell'erba, la rotazione delle colture e l'aratura di contorno.

Il principale danno causato dalle tempeste di polvere è la distruzione dello strato fertile del terreno, che riduce la produttività agricola. Inoltre, l'effetto abrasivo danneggia le giovani piante. Altre possibili conseguenze negative includono: ridotta visibilità che colpisce il trasporto aereo e stradale; ridurre la quantità di luce solare che raggiunge la superficie terrestre; effetto coperta termica; effetti nocivi sul sistema respiratorio degli organismi viventi.

La polvere può anche essere utile nei luoghi in cui viene depositata: le giungle dell'America centrale e meridionale ricevono la maggior parte dei fertilizzanti minerali dal Sahara, la mancanza di ferro nell'oceano viene reintegrata, la polvere alle Hawaii aiuta a far crescere i raccolti di banane. Nella Cina settentrionale e negli Stati Uniti occidentali, gli antichi terreni sedimentari delle tempeste chiamati loess sono molto fertili, ma sono anche la fonte delle moderne tempeste di polvere quando la vegetazione che lega il suolo viene interrotta.

Kuruma

KuruMNoi(antico gorum turco - "dispositivi rocciosi", "mucchi di pietre taglienti", "frammenti di rocce") - un termine usato in geografia fisica, geologia e geomorfologia; ha due significati:

1) accumuli locali, limitati nello spazio tridimensionale, di blocchi di pietra ad angolo acuto, formati naturalmente, aventi l'aspetto di una copertura chiusa e indivisa sulla superficie diurna della terra;

2) un tipo di superficie terrestre con una struttura complessa - kurumland - che è un gruppo chiuso di grandi blocchi di pietra con bordi taglienti e spezzati, situati su una superficie sottostante indivisa di varia inclinazione e con capacità di movimento. Ha il suo microclima, idrologia, flora e fauna.

Caratteristiche distintive del kurum: si tratta solitamente di blocchi di grandi dimensioni - le dimensioni non sono state ancora determinate statisticamente, ma di solito da pochi cm di diametro piccolo a 1-2 m, con l'aspetto di pezzi appena spezzati, ma mai arrotondati, in movimento quando scontrandosi tra loro e sfregando contro la superficie sottostante possono acquisire leggerissime rotondità, ravvicinati, formando gruppi che vanno da pochi blocchi a decine di migliaia o più. Kurum può occupare un’area che va da unità di m² in proiezione sulla superficie sottostante a “campi” o “mare di pietre” di dimensioni colossali. In alcune regioni della Terra, i kurum ricoprono completamente l'intera area con una copertura di pietra, formando una cosiddetta "superficie diurna" unica, diversa da qualsiasi altra cosa.

I Kurum si formano dove le rocce dure emergono in superficie. Molto spesso si tratta di aree montuose o altipiani di tutti i continenti. I Kurum si formano solitamente durante la distruzione vari tipi calcari, scisti cristallini, graniti, gneiss, basalti, doleriti, arenarie, quarziti, anfiboliti, diabasi, porfiriti, tufi vitroclastici.

Uno dei primi a sottolineare la genesi o l'origine dei kurum fu il geografo militare russo di origine bielorussa N.M. Przevalskij; credeva che i kurum si formassero a causa della distruzione delle rocce a causa del riscaldamento e del raffreddamento non uniformi, dove l'ampiezza delle temperature diurne e notturne è grande. È anche ovvio che la formazione del kurum è più intensa in primavera e in autunno per gli stessi motivi. È possibile che si verifichino crepe nella roccia quando la pioggia fredda cade su una superficie rocciosa riscaldata.

Il materiale di partenza per la formazione di unità o blocchi lapidei sono le rocce “genitrici” inizialmente indifferenziate. Il luogo in cui si formano i kurum è talvolta chiamato "area di alimentazione" dei kurum. Con il passare del tempo il kurum può crescere, aumentare di dimensioni, spostarsi lungo la superficie sottostante e occupare un'area sempre più ampia. Il bordo anteriore che avanza della massa in movimento di blocchi grossolani chiusi è chiamato “fronte del kurum”, i suoi bordi laterali sono chiamati “fianchi”, e la zona dove il kurum ha origine e da dove ha iniziato il suo movimento è chiamata “ parte posteriore del Kurum”. Di solito non ci sono kurum sulle cime piatte delle montagne, ma i loro pendii sono spesso abbondantemente ricoperti da uno strato continuo di grandi frammenti di pietra.

Numerose osservazioni mostrano che i kurum, precedentemente sepolti in sedimenti sciolti, possono riapparire in superficie per vari motivi.

I Kurum possono fornire materiale lapideo frammentario per morene di varia origine, colate di fango, frane di pendii, formare rapide in fiumi e torrenti o generalmente ingombrare i loro letti. La presenza dei kurum e la loro capacità di movimento devono essere prese in considerazione quando si costruiscono varie strutture. Pertanto, i kurum e le loro proprietà sono studiati dalla geologia ingegneristica e dalla geomorfologia. In generale, il processo di formazione del kurum e il movimento delle masse di pietra del kurum lungo il pendio porta al livellamento del rilievo e ad una diminuzione della sua altezza assoluta. I Kurum sono il prodotto della distruzione delle rocce “genitrici”, che è un processo di distruzione degli ammassi rocciosi e porta alla denudazione del rilievo.

I ricercatori disattenti a volte confondono i kurum con morene di varia origine, vespe, colate di fango fermate, ghiaioni e altre forme di clastici e altre coperture composte da unità di pietra. A volte i kurum formano nastri estesi sui pendii delle montagne, quando la larghezza di un tale "flusso" è inferiore alla sua lunghezza, e quindi tali formazioni sono chiamate "fiumi di pietra". La profondità o spessore della copertura costituita da blocchi varia, ma non è eccessiva. Pietre frantumate, detriti e altri piccoli detriti vengono solitamente distrutti e lavati via dall'acqua lungo il pendio, esponendo i vuoti tra i blocchi. Per i piccoli animali, i kurum forniscono riparo dai predatori più grandi. È estremamente difficile per i grandi animali, i cavalli e gli esseri umani muoversi sulla superficie del kurum, e talvolta è semplicemente impossibile.

Conclusione

L'identificazione dei rischi geologici implica la definizione caratteristiche peculiari, indicatori, condizioni, fattori e modelli di sviluppo di tutte le manifestazioni esistenti di questi pericoli nel territorio valutato, compresa la determinazione delle aree della loro distribuzione, volumi di copertura dell'ambiente geologico, genesi, età, fase, intensità, frequenza di attivazione e durata dell'impatto, associazione con determinati complessi rocciosi, disturbi di faglie, strutture geologiche, elementi geomorfologici e cantieri.

Valutazione della probabilità di attuazione delle previsioni dei rischi geologici utilizzando modelli (metodi) deterministici in varie combinazioni di influenze esterne e proprietà fisiche e meccaniche delle masse di suolo instabili a questi rischi con determinazione dei risultati finali della previsione probabilistico-deterministica dei rischi geologici.

La previsione dei singoli pericoli geologici poco studiati può essere effettuata sulla base di un'analisi delle loro manifestazioni in ambienti naturale-tecnologici simili utilizzando metodi di valutazione probabilistico-statistica e di esperti, sulla base dello scenario peggiore (pessimistico) e più probabile per lo sviluppo di eventi negativi.

Si consiglia di effettuare la previsione dello sviluppo dei pericoli geologici, effettuata per valutare i rischi di perdite da essi causati in varie aree e le corrispondenti situazioni di emergenza, utilizzando complessi metodi probabilistico-deterministici.

Particolare attenzione deve essere prestata alla determinazione dell'età geologica relativa e assoluta dei singoli tipi e varietà di pericoli geologici, degli ambienti naturali e artificiali moderni e passati, della loro formazione, degli stadi e dell'intensità dello sviluppo attuale e nel recente passato geologico (di solito nell'Olocene) secondo l'analisi dei rischi di paleo-occorrenze, mappe topografiche, fotografie spaziali e aeree, informazioni storiche e osservazioni operative, se disponibili.

Si raccomanda di utilizzare le seguenti caratteristiche quantitative dei rischi geologici come principali indicatori di intensità registrati e previsti:

diametri, aree, profondità (ampiezze) e velocità di cedimenti, cedimento, cedimento e altre deformazioni negative della superficie terrestre - per processi carsici, carsici e soffocanti, nonché per processi di compattazione, liquefazione e rimozione dei suoli;

il tasso di aumento del livello delle acque sotterranee e il suo declino durante i lavori di drenaggio e pompaggio - per il processo di inondazione dei territori.

Elenco della letteratura usata

1. Akimov V.A., Novikov V.D., Radaev N.N. Naturale e artificiale emergenze: pericoli, minacce, rischi. - M.: CJSC FID "Business Express", 2001. - 386 p.

2. Sicurezza della vita. / Sotto la direzione generale. Belova S.V. - M.: Scuola superiore, 2001. - 442 p.

3. Sicurezza della Russia. Aspetti giuridici, socio-economici e tecnico-scientifici. Tutela della popolazione e dei territori dalle emergenze naturali e provocate dall'uomo. - M.: MGF "La Conoscenza", 1999. - 288 p.

4. Belov S.V., Davisilov V.A., Kuzyakov A.F. e altri.La sicurezza della vita. Libro di testo per studenti delle scuole secondarie professionali istituzioni educative. - M.: Scuola Superiore, 2000. - 314 p.

5. Bullone B.A. Terremoti. - M.: Mir, 1981. - 256 p.

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Fenomeni e processi geologici pericolosi includono terremoti, vulcanismo attivo, inondazioni, tsunami, tornado, carsismo, frane, smottamenti, permafrost, sismicità, colate di fango, anomalie geochimiche. Nella pratica geologico-ingegneristica, prima di tutto, dovrebbero essere presi in considerazione il carsismo, le frane, gli smottamenti, le colate di fango, i cambiamenti nel permafrost, il congelamento e l'aumento della sismicità. È necessario non solo identificare e descrivere completamente questi fenomeni naturali, ma anche analizzare la loro influenza reciproca durante la costruzione e il funzionamento di strade, edifici e strutture.

Carsico- è l'insieme dei processi geologici e dei fenomeni da essi creati nella crosta terrestre e sulla sua superficie, causati dalla dissoluzione delle rocce. Provoca la formazione di vuoti, distruzioni, cambiamenti nella struttura e nello stato delle rocce, l'emergere di un tipo speciale di movimento delle falde acquifere, forme tipiche di rilievi depressivi (crateri, doline, ponor) e regime fluviale (parti secche dei letti dei fiumi, sifoni, eccetera.). Il Carso è assolutamente inaccettabile per la costruzione di dighe, bacini artificiali, canali e gallerie. Difesa da conseguenze pericolose Il Carso si ottiene creando cortine impermeabili, schermature, colmataggi artificiali o adattando la progettazione delle strutture alle condizioni naturali. Le aree più comuni sono suscettibili al carsismo rocce carbonatiche e depositi di salgemma (sale carsico).

La capacità portante delle rocce carsiche in un massiccio è determinata da parametri comuni ai terreni rocciosi e dalla presenza di vuoti cavernosi, inclusi strati intermedi e fessure contenenti riempitivo sciolto. Gli indicatori calcolati di compressibilità, resistenza al taglio e carico ammissibile sono determinati dal grado di riempimento di fessure e cavità, composizione, condizioni e consistenza dell'aggregato. In questo caso vengono presi in considerazione due tipi di trasferimento del carico del peso della struttura alle fondazioni:

I blocchi rocciosi appoggiano sulle rocce sottostanti e il carico delle strutture idrauliche non viene trasferito al riempitivo;

I blocchi di roccia sono separati da un riempitivo che assorbe completamente i carichi trasmessi.

Ottenere caratteristiche quantitative di compressibilità e resistenza al taglio del riempitivo di vuoti e crepe è molto difficile a causa dell'eterogeneità della sua composizione e spessore. I metodi di ricerca di laboratorio producono modelli distorti. Pertanto, vengono utilizzati metodi di carico sperimentale sugli stampi e vengono apportate le modifiche necessarie agli indicatori calcolati.

La permeabilità all'acqua delle rocce carsiche dipende dal collegamento idraulico tra caverne e fessure; si distinguono permeabilità all'acqua porosa - cellulare e fessurata. Il grado e la natura dello sviluppo carsico sono influenzati dall'intensità del movimento dell'acqua lungo le fessure. Le fessure dei muri, frequenti sui fianchi delle valli, spesso risultano essere le più carsificate.

Frane e crolli legati alla stabilità gravitazionale dei pendii. Ciò dovrebbe essere tenuto in particolare considerazione quando si costruiscono strade e strutture in terreni dissestati nelle valli fluviali, nei bacini lacustri e nelle zone costiere. Durante la realizzazione di strutture idrauliche di dighe, gallerie, ponti, cavalcavia, spesso si intensificano frane e smottamenti esistenti o si verificano nuove deformazioni dei pendii.

In condizioni naturali, la formazione di pendii avviene sotto l'influenza di una serie di processi geologici, di cui il ruolo maggiore è giocato dallo spostamento delle rocce sotto l'influenza della gravità. Per le aree di piattaforma, le frane sono più tipiche e si sviluppano prevalentemente in rocce argillose o rocce contenenti strati argillosi. Per le aree montuose piegate, composte principalmente da rocce, le deformazioni gravitazionali sono più diverse e sono rappresentate da frane, smottamenti, smottamenti, smottamenti, valanghe di roccia e colate di fango.

Facciamo una frana si chiama spostamento delle rocce che compongono il pendio, che è un movimento di scorrimento dovuto alla distruzione meccanica delle rocce del pendio o della sua base da parte del flusso delle rocce. Le frane sono comuni quasi ovunque lungo le rive dei fiumi e dei burroni, quindi quando si progettano e costruiscono strutture idrauliche è quasi sempre necessario tenerne conto.

Complicazioni significative nella progettazione delle strutture idrauliche sono causate da antiche frane, che spesso non si manifestano nel terreno. Non possono fungere da base affidabile per strade e strutture. Nelle zone di antiche frane esiste il pericolo concreto di ripresa delle deformazioni quando il pendio viene tagliato da scavi edili o quando il pendio è saturo d'acqua, nonché quando le sponde dei bacini artificiali vengono dilavate.

Sui pendii cambia la loro stabilità e lo stato tensionale delle rocce. Nel massiccio franoso e nella sua base, il valore delle tensioni e la loro distribuzione dovrebbe essere confrontato con la resistenza delle rocce. Se le sollecitazioni sono significativamente inferiori alla resistenza delle rocce, allora questo è uno stato stabile, mentre se le sollecitazioni superano la resistenza, allora è instabile. Se sono approssimativamente uguali, parlano di uno stato condizionatamente stabile del massiccio franoso.

Permafrost diffuso nelle regioni orientali e settentrionali della Russia, occupando circa il 70% del territorio. La scienza è dedicata alle leggi della sua struttura, distribuzione, storia della formazione e condizioni di sviluppo. studi sul permafrost. La transizione delle rocce congelate allo stato scongelato durante la costruzione e il funzionamento di autostrade di trasporto, aree residenziali e strutture può ridurre significativamente le proprietà portanti dei suoli o aumentare la loro permeabilità all'acqua, nonché causare una serie di processi fisici e geologici sfavorevoli .

Il permafrost (permafrost) è qualsiasi roccia che ha una temperatura negativa o pari a zero e contiene ghiaccio se è rimasta congelata per più di 3 anni. La distribuzione degli strati di permafrost ha una zonalità latitudinale chiaramente espressa: nell'estremo nord c'è una zona della loro distribuzione continua, a sud è sostituita da una zona di sviluppo intermittente, e ancora più a sud, dell'isola di rocce ghiacciate. Lo spessore degli strati ghiacciati varia da alcuni metri a diverse centinaia di metri e dipende dalla zonazione climatica generale del territorio, nonché dalle condizioni fisiche e geografiche locali. Nella sezione verticale degli strati di permafrost si distinguono strati di fluttuazioni giornaliere della temperatura.

Se tra le rocce congelate si trovano interstrati di rocce scongelate, tali strati vengono chiamati stratificati. Le rocce o talik scongelati esistono a causa dell'effetto riscaldante dei corsi d'acqua e dei bacini superficiali, della filtrazione intensiva dell'acqua, del suo afflusso dalle profondità lungo le fessure tettoniche e dell'influenza del calore solare. Tra i talik si distingue tra passante e chiuso. Gli strati di rocce del permafrost sono ricoperti da rocce non congelate e sono ricoperti da rocce scongelate o scongelate stagionalmente. A seconda di quest'ultima circostanza, gli strati di permafrost sono chiamati non fondenti e fondenti.

La temperatura degli strati di permafrost dipende dalla posizione latitudinale del territorio e varia da meno 10°C nella zona di permafrost continuo a -0,1°C nella zona di permafrost insulare. Durante l'anno si verificano fluttuazioni di temperatura fino a una profondità di 15-20 m, questo confine è chiamato la base dello strato di fluttuazioni annuali di temperatura. Nelle rocce permafrost il ghiaccio è sempre presente sotto forma di grandi corpi monominerali, schlierens di ghiaccio e vene di varia forma oppure riempie i pori della roccia (ghiaccio-cemento).

Le condizioni ingegneristico-geologiche per la costruzione e il funzionamento delle strutture determinano le proprietà delle rocce durante la transizione dallo stato congelato allo stato scongelato e allo stato scongelato.

I cambiamenti nel regime termico e nell'umidità delle rocce modificano drasticamente le loro proprietà fisiche, meccaniche e di filtrazione e portano alla comparsa e allo sviluppo di fenomeni fisici e geologici sfavorevoli: termokarst, sollevamento del gelo, solifluzione (sprofondamento dei pendii, compresi quelli molto dolci), formazione di dighe di ghiaccio, ristagni idrici, ecc. Il termocarso è il processo che si verifica nello spessore delle rocce del permafrost di cavità, cedimento e formazione di forme negative di rilievo (depressioni, imbuti, depressioni, avvallamenti), che si verificano a seguito dello scioglimento di inclusioni e depositi di ghiaccio.

Quando si progettano le strutture, vengono prese in considerazione due opzioni per il comportamento dei terreni con permafrost:

I terreni di fondazione rimangono ghiacciati durante tutto il periodo di funzionamento della struttura;

I terreni sono in stato di disgelo e disgelo.

L'indicatore più importante per la costruzione delle strutture è il cedimento termico delle rocce durante lo scongelamento. I pendii degli scavi effettuati in rocce ghiacciate in inverno sono generalmente stabili. Le loro deformazioni iniziano con lo scioglimento delle rocce e l'azione delle acque sovra-permafrost drenate dagli scavi. La stabilità delle rocce nei pendii di scavo viene significativamente ridotta quando vengono ripetutamente scongelate e congelate. Se i pendii sono interessati dalla solifluzione, si consiglia di approfondirli in rocce stabili. Il disgelo delle rocce sabbioso-argillose che compongono i versanti può essere accompagnato da distacchi e smottamenti; sabbia e ghiaia - ghiaione; rocce - ghiaioni, frane, ricadute.

Disfacimento degli ammassi rocciosi, come indicato nel Cap. 4,è un processo esogeno vicino alla superficie di distruzione delle rocce sotto l'influenza di acqua, ossigeno, radiazione solare, fluttuazioni di temperatura, organismi animali, ecc. In termini ingegneristico-geologici, il risultato degli agenti atmosferici è una diminuzione della resistenza e della capacità portante delle rocce suoli, che si verificano in tempi fisici, non geologici. L'intensità degli agenti atmosferici è determinata dal clima, dalla composizione delle rocce originarie, dalle condizioni della loro presenza e dai disturbi tettonici, dai rilievi, dalle condizioni idrologiche e idrogeologiche. In condizioni di tecnogenesi, gli agenti atmosferici possono intensificarsi e accelerare. Per evitare ciò durante la costruzione e l'esercizio si usa: coprire le rocce con materiali impermeabili; rafforzare le rocce impregnandole con varie sostanze; neutralizzazione artificiale degli agenti atmosferici; pianificazione del territorio; drenaggio delle acque superficiali; impianti di drenaggio delle acque piovane, ecc.

È aumentato la sismicità ha una base tettonica naturale. Tuttavia, fenomeni antropici su larga scala (pompaggio di acque sotterranee, petrolio, gas, attività di grandi cave e miniere, funzionamento di bacini artificiali) possono aumentare il rischio sismico dei territori. Durante i terremoti, gli edifici e le strutture subiscono vibrazioni generali su una fondazione elastica e vibrazioni spaziali e torsionali parziali dei singoli elementi. L'intensità degli impatti sismici sulle strutture dipende dalle vibrazioni del terreno, dalle proprietà dinamiche della struttura e dalle condizioni del suo appoggio sul terreno. Le vibrazioni del terreno in diversi punti alla base della struttura non sono sincrone.

Le forze d'inerzia che si generano in una struttura durante le vibrazioni provocano deformazioni elastiche nel terreno, e quindi la struttura oscillante è un radiatore di energia sismica.

Quando si progettano grandi strutture industriali, di trasporto e idrauliche in aree sismiche, si dovrebbe tenere conto dell'aumento del rischio di frane, colate di fango e valanghe che derivano da cambiamenti nel regime delle acque superficiali e sotterranee. I movimenti attivi dei blocchi della crosta terrestre causano cambiamenti nella resistenza, nella deformazione e nelle proprietà di filtrazione delle rocce del massiccio.

Sotto l'influenza delle onde sismiche, si verificano varie deformazioni delle strutture di sostegno: ribaltamento delle spalle, deformazione dei muri a causa dell'assestamento del terreno o spostamento rispetto alla base a causa della pressione laterale del terreno, compaiono crepe nel corpo dei muri di sostegno. Per evitare ciò, è necessario calcolare la pressione dinamica laterale del terreno sul muro di sostegno.

Le strutture sotterranee sono meno suscettibili agli effetti distruttivi dei terremoti, poiché l'ampiezza delle vibrazioni in profondità è inferiore rispetto alla superficie.

Nozioni di base di scienza del suolo

Scienza del suolo - la scienza delle formazioni organominerali biologicamente attive vicino alla superficie: suoli, loro composizione, struttura, distribuzione, produttività e origine. Sembra essere la scienza base del ciclo geografico. I suoi risultati sono utilizzati con successo in agronomia e scienze del paesaggio. La scienza del suolo come scienza si è formata come risultato del lavoro del geologo russo V.V. Dokuchaev in fine XIX secolo. Fu il primo ad affrontare il problema della composizione, struttura e formazione dei suoli da una prospettiva geologica e storica. I suoi studi sulla terra nera russa sono classici.

Composizione del suolo

I suoli comprendono cinque componenti (Fig. 7.1): uno scheletro minerale rappresentato dai minerali costituenti le rocce (quarzo, feldspati, miche, ecc.); componente organica non vivente; organismi viventi - edafon; soluzioni per il terreno; aria del suolo.

Riso. 7.1. Componenti del suolo.

Nello scheletro minerale dei suoli si distinguono tre gruppi di minerali: substrato roccioso relitto, minerali argillosi, che si sono sviluppati da minerali che formano rocce, e nuove formazioni. Il primo rappresenta i resti di rocce inalterate: il substrato del suolo. Nel nord Europa, ad esempio, sono diffusi quarzi e feldspati e sono presenti le miche, che costituiscono i graniti, gli gneiss e le migmatiti originarie. La dimensione dei loro grani è prevalentemente sabbiosa: 0,01-2 mm.

Il secondo gruppo è rappresentato dai minerali argillosi, che si formano a seguito dell'erosione delle rocce. Ricordiamo che i minerali argillosi sono idroalluminosilicati stratificati e hanno dimensioni inferiori a 0,001 mm. Nella loro struttura cristallina, gli strati di tetraedri (SiO 4 -) e ottaedri (AlO 4 -) sono collegati tra loro da cationi di potassio, calcio, magnesio o idronio H3O+. Le distanze tra gli strati vanno da unità a centinaia di nanometri. Le particelle di argilla nei terreni determinano la loro plasticità e l'elevata capacità di assorbimento.

In base al rapporto tra particelle sabbiose e argillose, i terreni sono suddivisi in sabbiosi, sabbiosi, argillosi e argillosi. I terreni argillosi e limosi, grazie alle loro proprietà di chemiassorbimento, sono molto migliori per l'agricoltura. Sono in grado di trattenere a lungo l'umidità e i composti disciolti biologicamente attivi.

La terza componente minerale dei suoli è rappresentata dai carbonati secondari (CaCO 3, MgCO 3, ecc.), solfati (gesso, anidrite), ossidi e idrossidi di silicio, alluminio, ferro e titanio. Questi composti determinano in gran parte la reazione acido-base dei suoli. Tra le nuove formazioni minerali relativamente solubili (sali), a seconda del grado di tossicità del suolo, si distinguono: CaSO 4 e CaCO 3 non tossici; MgSO 4 e Na 2 SO 4 leggermente tossici; Mg(HCO 3) e Na(HCO 3) moderatamente tossici; NaCl, CaCl 2 e MgCl 2 altamente tossici; Na 2 CO 3 e MgCO 3 molto altamente tossici.

La somma delle sostanze minerali “non viventi” nel suolo è il loro contenuto di ceneri, che è simile al contenuto di ceneri del carbone e dello scisto bituminoso.

Materia organica morta (humus) nel suolo comprende una varietà di acidi organici, cere, resine, idrocarburi, proteine, lignina e altri composti (Fig. 7.2).

Riso. 7.2. Componenti della sostanza organica morta nei suoli.

In generale, la materia organica è rappresentata dai tipi humus e sapropel. La sostanza umica predomina nei terreni torbosi. Sapropelico - nei terreni che si sviluppano su rocce sedimentarie e si accumula anche nelle depressioni limose di laghi e mari. Il limo è considerato un analogo del suolo .

Materia vivente nei suoli (edaphon) rappresentato da micro e macrorganismi. I funghi predominano tra i microrganismi nel suolo. In 1 cm 3 di terreno possono esserci fino a 2 km di fili fungini. Non ci sono molti meno batteri, alghe e attinomiceti. Si stima che fino a un trilione di microrganismi vivano in 33 cm 3 di suolo. I batteri sono aerobici, che vivono nell'aria e producono CO 2, anaerobici, che vivono in un ambiente in cui l'ossigeno è in forme disciolte o legate. Questi batteri producono metano, idrogeno o idrogeno solforato. L'attività dei batteri chemiotrofi avviene a causa dell'energia delle reazioni chimiche redox. I batteri autotrofi, eterotrofi e altri producono biomassa, acidi umici e fulvici e altri composti organici utilizzando materia organica.

Gli acidi umici predominano nel suolo. Gli acidi organici sono composti idrocarburici complessi che hanno molti radicali caricati negativamente. Questi radicali permettono di trattenere elementi enzimatici (ferro, rame, molibdeno, ecc.). Il contenuto di acidi organici nel terreno dovrebbe essere ottimale.

I macrorganismi del suolo (macroedophon) comprendono vermi, larve, scarafaggi, toporagni, topi, roditori e marmotte. Mescolano il terreno, elaborano la materia organica, lasciando dietro di sé i prodotti della loro attività vitale.

Ci sono due componenti più importanti dei suoli: aria e acqua. I componenti dell'aria dei suoli (O 2, CO 2, N 2, ecc.) sono gli stessi dello strato superficiale dell'atmosfera, ma sono in proporzioni diverse (Tabella 7.1.).

Tabella 7.1

Rapporto tra la composizione del gas del suolo e dell'atmosfera (volume%)

L'acqua nel suolo è un componente estremamente importante perché è un solvente per molti componenti e un habitat per i microrganismi. I terreni hanno capacità di umidità- capacità di trattenere l'umidità. Questo indicatore dipende dalla quantità di particelle di argilla e materia organica umica, funghi e batteri. Possono trattenere l'acqua durante i periodi di siccità e garantire una fornitura ininterrotta di soluzioni del terreno alle piante.

Un altro componente dei suoli è il contenuto di isotopi radioattivi, che è determinato principalmente dal quarantesimo di potassio. 40 K – emettitore gamma. Sulla Terra, oltre il 60% della radioattività totale è dovuta a questo isotopo. Il resto è determinato principalmente dalle concentrazioni di uranio, torio e dei loro prodotti di decadimento (radio, radon, ecc.) e, in minima parte, dai radioisotopi ottenuti per attivazione cosmica. A partire dalla seconda metà del XX secolo, soprattutto dopo i test nucleari nell'atmosfera e nelle aree colpite da disastri nucleari (Chernobyl, Kyshtym, ecc.), si sono accumulati nel suolo radionuclidi artificiali di cesio, stronzio ed elementi transuranici.

Tutti i componenti del suolo contengono vari composti chimici. Le caratteristiche geochimiche dei suoli includono macro e microelementi, che possono avere proprietà biofile e tossiche (Tabella 7.2).

Tabella 7.2

Componenti geochimiche dei suoli

La composizione dei suoli determina le loro proprietà (Fig. 7.3). Da un punto di vista pratico, la più importante è la fertilità. Determina la possibilità di coltivare varie colture in determinate quantità. La fertilità dei suoli naturali viene migliorata applicando fertilizzanti e ammendanti, migliorando la struttura del suolo e la corretta rotazione delle colture. Quando si valuta la produttività biologica dei suoli, vengono prodotti valutazione(bonitas – buona qualità, lat.) . Ciò significa una valutazione quantitativa dei fattori statistici multicomponente della qualità del suolo. Ciò include indicatori quali: lo spessore della sezione del suolo, la quantità (riserve) di materia umica, il contenuto di azoto, potassio e P 2 O 5; pH del terreno; la sua struttura e composizione meccanica, la resa dei raccolti di grano.

Riso. 7.3. Proprietà del suolo.

L’omeostasi del suolo è considerata la loro capacità di mantenere una composizione relativamente costante di temperatura e umidità. I suoli, come altri organismi, sono in grado di non modificare le loro proprietà sotto significative influenze esterne. Una conseguenza importante dell’omeostasi è il mantenimento regime di temperatura nei terreni. Naturalmente cambia a seconda delle stagioni dell’anno. Tuttavia, rimane più o meno lo stesso durante la stagione di crescita in primavera ed estate. Ogni coltura ha le proprie temperature favorevoli del suolo (vedi Fig. 7.3).

La densità e la struttura dei suoli includono indicatori come il numero di pori - porosità. Allo stesso tempo, gli scienziati del suolo distinguono tra porosità generale, capillare e non capillare. Negli orizzonti superiori del suolo, la porosità totale varia dal 55 al 70%, nell’orizzonte sottostante dal 35 al 60%. La porosità capillare determina i cambiamenti giornalieri e stagionali dell'umidità del suolo. A causa delle forze di attrazione superficiale nei capillari, l'umidità può salire fino a pochi metri. La porosità non capillare dei suoli determina la loro permeabilità all'acqua. Grazie a ciò, le forti piogge non bagnano eccessivamente il terreno.

La capacità di umidità dei suoli è determinata dalla presenza di assorbenti in essi. Le particelle colloidali del terreno (argillose, idrossidi di ferro e alluminio, fosfati, zeoliti, gel di silice, humus) hanno proprietà di assorbimento. La loro concentrazione si riflette nella capacità di assorbimento dei suoli. La capacità di umidità, la densità e la struttura dei suoli determinano la loro plasticità, che è simile alla fluidità dei suoli.

Il meccanismo di chemiassorbimento e i processi fisico-chimici di scambio tra la soluzione del suolo e la fase solida determinano il contenuto di ioni scambiabili nei suoli. Le concentrazioni di cationi sono particolarmente importanti. Con un aumento consistente del contenuto di cationi nella serie: Ca 2+ - Mg 2+ - Na + - H + - Al 3+ - K + - NH 3+, la produttività del suolo si deteriora. Il rapporto tra cationi e anioni nell'umidità del suolo determina le sue proprietà acido-base. Pertanto, nei terreni acidi, i cationi sono dominati da H + e Al 3+, nei terreni alcalini - Ca 2+, Mg 2+ e Na +, e negli anioni - HCO 3 -.

Struttura del suolo

Nella sezione del suolo si distinguono gli orizzonti A, B e C dall'alto verso il basso (Fig. 7.4). L'orizzonte A comprende l'apparato radicale dello strato suolo-vegetativo. È ricco di funghi, alghe e microflora aerobica. Contiene la più grande quantità di materia organica morta viva e ossidata. Predominano le radici delle erbe perenni; le radici degli arbusti e degli alberi sono meno comuni. Questa è la zona di lavaggio. Qui si formano acidi organici che dissolvono e processano i componenti minerali del terreno.

Nell’orizzonte B predomina la microflora anaerobica. È attraversato da profonde radici di piante e tane di grandi animali scavatori. La materia organica morta è molto poco ossidata. È la zona di lavaggio. Qui si sviluppa un ambiente che riduce gli sforzi. Gley è un orizzonte di terreno grigio con una sfumatura bluastra. Eh qui è meno di zero

L'orizzonte C rappresenta le rocce inalterate. C'è poca materia organica qui. Essenzialmente, è un substrato roccioso fisicamente disintegrato. Questo orizzonte è una zona di deposizione di componenti dilavati dai livelli superiori dei suoli.

Riso. 7.4. Orizzonti del profilo del suolo /Sokolov et al., 2002/.

Analizzando specifiche sezioni del suolo, si distinguono vari sottoorizzonti, come si può vedere nell'esempio del suolo podzolico (Fig. 7.5).

Riso. 7.5. Struttura del terreno forestale podzolico argilloso /Kaczynskiy, 1975/.

Tipi di terreno

Esistono numerosi fattori in base ai quali si distinguono i tipi di suolo: climatici; composizione del substrato roccioso (orizzonte C); idrogeologico; comunità di piante in via di sviluppo; storico (Fig. 7.6).

Riso. 7.6. Fattori che determinano la tipizzazione del suolo.

Le principali caratteristiche dei suoli sono determinate principalmente dal clima. Ricordiamo che quando la temperatura media annuale è positiva e la quantità di precipitazioni (pioggia, neve) supera l'evaporazione, il clima è considerato umido. Questo è il clima della taiga, delle foreste tropicali e delle savane umide. Alle alte temperature e all'eccesso di umidità evaporata rispetto all'umidità precipitata, il clima è considerato arido. Nei climi ghiacciati, le precipitazioni a temperature inferiori allo zero sono prevalentemente in fase solida. I suoli sono classificati in base alle zone climatiche. Suoli speciali si sviluppano nelle fasce costiere e nelle aree di vulcanismo attivo.

Un fattore importante è la composizione del substrato roccioso su cui si sviluppa il terreno. Se sono carbonatici, i terreni saranno alcalini. Se sono silicati e alluminosilicati, i terreni saranno acidi. Molto importante è la struttura del suolo, che è in gran parte determinata dal substrato e dal grado di alterazione del substrato roccioso. Secondo questo indicatore si distinguono vari terreni sabbiosi e argillosi (Tabella 7.3).

Tabella 7.3

Tipi di terreno per composizione meccanica (secondo N.A. Kachinsky, 1975)

In base alla loro composizione meccanica si distinguono i seguenti tipi di terreno: sabbioso e sabbioso, argilloso e limoso. Molta sostanza argillosa nel terreno è buona, perché... Trattengono l'umidità e assorbono componenti biogenici. I terreni sabbiosi e argillosi sabbiosi sono poveri di materia organica perché drenano bene e i composti biologicamente attivi di azoto, fosforo e potassio vengono facilmente lisciviati da essi. I tipi di terreno sabbioso e sabbioso si verificano in due tipi di ambienti. O si tratta di valli e delta fluviali o di depositi fluvioglaciali (sedimenti di flussi d'acqua provenienti dallo scioglimento dei ghiacciai). I terreni limosi e argillosi si sviluppano su depositi argillosi marini e lacustri e su rocce carbonatiche.

Nella pianura russa sono diffusi terreni a base di depositi carbonatico-argillosi. Qui i terreni si sviluppano su argille di copertura. Le aree di copertura argillosa iniziano a sud della latitudine di Mosca. A nord c'era uno strato permanente di ghiacciai. Più a sud, durante l'era glaciale, quando si alternavano periodi di forte gelo e caldo intenso, le rocce subirono uno schiacciamento. Se si prende la roccia e la si sottopone a questi cambiamenti di temperatura, subirà una distruzione meccanica a causa dell'acqua interstiziale. L'erosione gelida di qualsiasi roccia porta alla formazione di argille di copertura.

Anche il fattore vegetazione è importante. Ad esempio, le piante della steppa hanno l'apparato radicale più sviluppato e, quando muore, forma una grande quantità di materia organica, come ad esempio nei prati (Fig. 7.7), quindi è nelle steppe che si trova la maggior parte dell'humus -chernozem ricchi sono comuni.

Riso. 7.7. Struttura dei suoli dei prati fangosi (secondo Kachinsky, 1975)

Il fattore storico è espresso dal tempo in cui vive il suolo. La vegetazione terrestre esiste da 350 - 380 milioni di anni. Con il Carbonifero, cioè il Carbonifero, ebbe inizio un processo intensivo e diffuso del suolo. circa 320 - 330 milioni di anni fa. Suoli specifici vivono da decine e centinaia di anni a centinaia di migliaia di anni. Ricordiamo che l'acido umico può funzionare nei suoli per le prime centinaia di migliaia di anni. Sono presenti suoli sepolti che giacciono sotto copertura di sedimenti sciolti di età quaternaria. Sono noti paleosuoli del Cenozoico, Mesozoico e Tardo Paleozoico.

Il fattore idrogeologico è l'influenza delle acque sotterranee. In questo caso, la posizione del livello della falda freatica è importante. Ad esempio, la materia organica umificata morta è concentrata negli orizzonti di torba. La torba si ottiene se il livello delle acque sotterranee coincide praticamente con il livello delle acque superficiali, quindi nel terreno si creano condizioni anaerobiche in cui si verificano un'ossidazione ritardata e una decomposizione incompleta della sostanza organica. Se esiste un tale regime di acque sotterranee, si ottengono terreni di torba fortemente acidi, chiamati anche terreni gley.

In base alle condizioni climatiche, si distinguono sette tipi di suolo /Gennadiev, Glazovskaya, 2008, Kachinsky, 1975/ (Tabella 7.4).

1. Suoli tundra podzolic-gley e torba-gley. Il podzol è una sostanza bianca di composizione caolinite-quarzo, che si ottiene negli orizzonti superiori dei suoli a causa della loro lisciviazione. I terreni della tundra contengono dall'1-2 al 15% di humus, molto acido fulvico e una quantità minima di potassio, fosforo e azoto.

2. I terreni paludosi, in cui il contenuto di humus raggiunge l'80%, sono fortemente e moderatamente acidi. Il contenuto di ceneri dei suoli raggiunge il 20%. Contengono torba. C'è molta materia organica qui, ma è ultra acida, quindi su di essa crescono solo erbe.

3. I terreni podzolici della foresta di Taiga sono acidi a causa degli acidi organici. Sono caratterizzati dal contenuto di idrossidi di alluminio e da un gran numero di particelle colloidali. I terreni della foresta di taiga sono abbastanza produttivi, ma è redditizio coltivarvi solo erbe e lino. I terreni delle foreste grigie sono leggermente acidi. Qui puoi piantare cereali e patate.

4. Chernozem, in cui c'è un alto contenuto di sostanza umica dal 4-6 al 20%. L'orizzonte A è il più significativo, da 35-40 cm a 1,7 m, hanno pH neutro e sono altamente fertili. Ma ci sono veleni sotto forma di cloruro di sodio, solfato di sodio e carbonati. Le ragioni dell'emergere del chernozem russo: la presenza di argille di copertura, la diffusione di erbe perenni. Forbs ha fornito una grande quantità di sostanze umiche nei chernozem.

5. Suoli di castagni di steppe secche. Sono caratterizzati dal contenuto di una piccola quantità di sostanza umica - fino al 5%, lo spessore degli orizzonti A e B è di 40 - 50 cm I terreni sono leggermente alcalini. Qui c'è un'elevata durezza dell'acqua del suolo causata dagli ioni di calcio e magnesio. Su questi terreni crescono erba piuma, stepchak e assenzio.

6. I terreni semidesertici marroni e i solonchak contengono depositi di salgemma. Contengono un minimo di sostanza umica (decimi, fino al 3%). L'orizzonte A è molto sottile - 10-30 cm, sono terreni molto alcalini e soda, quindi poco adatti per la maggior parte delle piante.

7. I terreni rossi delle zone subtropicali contengono il 5-10% di materia organica. Questi sono terreni acidi. Ci sono molti ioni idrogeno e alluminio e poco calcio e magnesio. Ma ci sono molti idrossidi di ferro, alluminio, manganese e silice.

Tabella 7.4

Degrado del suolo

I suoli, come altre formazioni naturali, una volta originati, si sono sviluppati e sono scomparsi. Tuttavia, nell’attuale fase di sviluppo della Terra, in condizioni di tecnogenesi attiva, compresa l’intensificazione dell’agricoltura, i suoli si stanno degradando in modo particolarmente rapido.

Si possono distinguere tre gruppi di fattori naturali di degrado del suolo. In primo luogo si tratta dell'aridizzazione climatica, che determina l'essiccamento e la salinizzazione dei suoli. A questo proposito è da segnalare l'insorgenza dei deserti sabbiosi, durante i quali lo strato suolo-vegetativo viene sostituito da materiale sabbioso. Anche l’erosione del suolo eolica è importante.

In secondo luogo, è necessario notare l'attività di erosione dell'acqua, a seguito della quale si verifica l'erosione del suolo. Ciò avviene soprattutto su larga scala durante le piene primaverili e autunnali.

In terzo luogo, si tratta di vulcanismo attivo, in cui le ceneri distruggono i suoli, contaminandoli con metalli pesanti. Allo stesso tempo, su terreni tufacei ricchi di componenti minerali in condizioni di clima umido, i suoli si sviluppano intensamente.

Esistono tre gruppi di fattori tecnogenici che contribuiscono al degrado del suolo. Il primo riguarda lo sfruttamento agricolo analfabeta dei suoli. Ad esempio, quando non vengono applicati fertilizzanti sufficienti, viene utilizzata una rotazione errata delle colture o è consentito il pascolo intensivo. In secondo luogo, si tratta di attività minerarie in cava, in cui, a causa del drenaggio delle miniere a cielo aperto, in alcuni luoghi si verifica una forte diminuzione del livello delle acque sotterranee e in altri si verifica l'inondazione artificiale dei territori adiacenti. Il terzo gruppo di fattori è associato allo sviluppo di complessi industriali e residenziali. In questo caso, i suoli vengono completamente distrutti o si formano gli urbanozemi: suoli urbani e suoli delle fattorie orticole.

Conclusione

Questo manuale delinea i principi di base della geologia, dell'idrogeologia e della scienza del suolo. È stata effettuata una revisione di tutte le scienze geologiche e geofisiche.

Vengono ripassati i fondamenti della cristallografia, della mineralogia e della petrografia, con una descrizione dei minerali che formano le rocce, dei minerali minerali e delle rocce comuni. Vengono fornite informazioni sulla geochimica.

Sono caratterizzati processi e fenomeni geologici endogeni ed esogeni. L'accento è posto sui fenomeni pericolosi per l'ambiente.

Vengono descritti i principi fondamentali dell'idrogeologia, dell'idrodinamica, dell'idrogeochimica e della geologia ingegneristica. Viene sottolineata l'importanza geoecologica dell'idrogeologia e della geologia ingegneristica, anche nella progettazione e nel funzionamento delle ferrovie.

Vengono riflessi i principali concetti della scienza del suolo. Vengono prese in considerazione la composizione e la struttura dei suoli e i fattori del loro degrado.

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