МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Пермский государственный национальный

исследовательский университет»

В.Н. Катаев, Т.Г. Ковалёва

КАРСТОВЕДЕНИЕ

Теоретические основы и практические приложения

Учебное пособие

Пермь 2017

УДК 551.49: 624 (075.8)

ББК 26.823.122я73.1

К64

Катаев В.Н.

К64	Карстоведение. Теоретические основы и практические приложения: учеб. пособие / В.Н. Катаев, Т.Г. Ковалёва; Перм. гос. нац. исслед. ун-т. – Пермь, 2017. – 99 с.

ISBN

В учебном пособии рассматриваются теоретические и практические вопросы общего и инженерного карстоведения. Представлены задания, направленные на формирование навыков обработки и систематизации геологической и гидрогеологической информации для оценки активности карстового процесса.

Цель издания – оказание помощи студентам, изучающим курсы «Карстоведение», «Инженерное карстоведение», в овладении их основами.

Предназначено для студентов-геологов, обучающихся по направлению «Геология» 05.03.01, профилю «Гидрогеология и инженерная геология».

УДК551.49: 624 (075.8)

ББК26.823.122я73.1

Печатается по постановлению ученого совета

геологического факультета Пермского государственного национального исследовательского университета

Рецензенты: кафедра «Геологии нефти и газа» Перм. нац. исслед. политехн. ун-та (рецензент – д-р геол.-минерал. наук, проф. В.И. Галкин); д-р геол.-минерал. наук, директор ООО « НПФ Геопрогноз» А.И. Кудряшов

© ПГНИУ, 2017

© Катаев В.Н., Т.Г. Ковалёва, 2017

ISBN

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ	4
1. ТИПОЛОГИЯ КАРСТА	6
2. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КАРСТОВОГО МАССИВА	12
3. ОЦЕНКА АГРЕССИВНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД К КАРСТУЮЩИМСЯ ПОРОДАМ	18
4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАРСТОВАННОСТИ	24
5. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНОЙ ЗАКАРСТОВАННОСТИ	28
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ УСТОЙЧИВОСТИ ТЕРРИТОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ПРОВАЛООБРАЗОВАНИЯ	31
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ДИАМЕТРА КАРСТОВОГО ПРОВАЛА	39
8. ОСВОЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ И ПРОТИВОКАРСТОВЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ	42
9. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРСТОВЫХ МАССИВОВ	46
ПРИЛОЖЕНИЯ	52

Памяти выдающегося педагога и ученого-карстоведа К.А. Горбуновой посвящается

Предисловие

Современные исследования в области карстоведения направлены на создание общей теории карста. В основе общей теории заложены представления о карстовом массиве, как о динамичной природной или природно-технической системе, характеризующейся комплексом взаимосвязанных геолого-гидрогеологических, структурно-тектонических, техногенных элементов, результат взаимодействия которых проявляется закономерно во времени и пространстве. Исследователю необходимо учитывать тот факт, что геологический массив, сложенный карстующимися породами, – геосистема, стремящаяся к морфологическому, гидродинамическому и гидрохимическому балансу с меняющимися условиями. В случае дисбаланса, как правило, происходит активизация карстовых явлений.

В пределах многих регионов Российской Федерации, в том числе и в Пермском крае, ведется активное хозяйственное освоение закарстованных территорий. Строительство и эксплуатация зданий и сооружений различного назначения и различной степени ответственности на участках развития карста всегда сопряжены с рисками возникновения аварийных и катастрофических ситуаций. Возникновение таких ситуаций в условиях развития карстового процесса определяется возможностью обрушения грунтовых масс в подземные пустоты и, как следствие, образования провалов на земной поверхности.

Для ряда городов, например, таких как Уфа, Москва, Кунгур в Пермском крае, Дзержинск в Нижегородской области, проблемы изучения карста и борьбы с его отрицательными последствиями давно стали актуальными. Строительное освоение закарстованных территорий требует подготовки специалистов, знакомых с возникающими при этом гидрогеологическими, инженерно-геологическими, инженерно-строительными и экологическими проблемами. Именно по этой причине в учебных планах бакалавров, обучающихся в ПГНИУ по направлению «Геология», профилю «Гидрогеология и инженерная геология», введены курсы общего и инженерного карстоведения.

В Пермском государственном университете курс общего карстоведения читается с 1947 г. Первым лектором курса был Г.А. Максимович, являющийся одним из основоположников отечественного карстоведения, основателем кафедры динамической геологии и гидрогеологии университета и основателем Института карстоведения и спелеологии. Позже этот курс преподавался Кларой Андреевной Горбуновой – доцентом кафедры динамической геологии и гидрогеологии, выдающимся специалистом в области карста, геоморфологии и гидрогеохимии. Именно К.А. Горбуновой в 1981 г. разработана первая программа курса «Карстоведение» для студентов специальности «Гидрогеология и инженерная геология». С 1997г. курс читался профессорами В.Н. и Г.Н. Дублянскими. Последние 10 лет курс преподает проф. В.Н. Катаев, а практические занятия ведет доцент Т.Г. Ковалева.

При подготовке настоящего пособия, ориентированного на решение практических задач, использована основная отечественная научная, методическая и нормативная литература по проблеме. В нем обобщен опыт освоения закарстованных территорий и использована понятийная база, созданная геологами-карстоведами Пермского университета. Пособие является существенным дополнением к учебным пособиям, изданным в начале 2000-х гг., но уже ставшим редкими, например, таким, как «Методология и практика сравнительно-оценочного карстологического районирования» (Катаев, 2001); «Основы структурного карстоведения» (Катаев, 2004); «Карстоведение. Общее карстоведение» (Дублянский, Дублянская, 2004); «Региональное карстоведение» (Дублянский, Дублянская, 2008); «Карстоведение. Часть III. Инженерное карстоведение» (Дублянский, Дублянская, Катаев, Костарев, Толмачев, 2011).

Учебное пособие предназначено для студентов вузов, специализирующихся в области гидрогеологии, инженерной геологии. Оно представляет интерес и для студентов, обучающихся в области промышленного, гражданского и гидротехнического строительства.

Авторы весьма признательны рецензентам за ценные замечания по структуре и содержанию работы. Все возникающие замечания и пожелания просим направлять по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева 15, Пермский государственный национальный исследовательский университет, геологический факультет или по электронной почте kataev@psu.ru; kovalevatg@mail.ru.