В строительной науке под карстовыми процессами (карст) принято считать растворение (выщелачивание) горных пород атмосферными или подземными водами и образованием на поверхности земли впадин, провалов или пустот, каналов, пещер под землей.
Исторически, слово карст произошло от названия известкового плато в районе Триеста в Словении.
В России карстовые процессы имеют широкое распространение. Так карст можно встретить в районах Приуралья, на Русской равнине, в Приангарье, в Сибири, на Кавказе и Дальнем Востоке.
К водорастворимым горным породам относятся доломиты, известняки, мел, сильноизвестковистый мергель, гипс, соль и пр.
2. ВИДЫ КАРСТА И КАРСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Принято говорить о соляном карсте (хлоридный) при обнаружении карстовых пустот в залежах соли, о гипсовом (сульфатном) карсте при распространении карста в гипсе, о карбонатном карсте в известняках, доломитах, меле или мраморе.
На поверхности земли карст обретает самые различные очертания - канавки, борозды, щели или как еще их называют, в геологии - карры . При распространении таких карстов на больших площадях их называют карровыми полями.
Понорами называют глубокие карстовые щели, которые выводят поверхностные (атмосферные) воды в подземные бассейны.
Карстовые воронки являются наиболее распространенным карстовым проявлением. Размеры воронок в поперечнике, варьируются от 1м до 50м (по некоторым источникам до 100м). Глубина воронок от 1м до 20м. Принято различать поверхностные и провальные воронки. Поверхностные образуются за счет растворения пород атмосферными водами. Провальные воронки формируются в результате обрушения скальных пород над подземными пустотами.
Полья формируются при объединении карстовых воронок или опускании больших территорий земной поверхности. По длине полья достигают несколько километров, а по глубине несколько метров.
Каверны образуются при растворении пород в области многочисленных трещин.
Пещеры образуются в результате эрозионных процессов, процессов обрушения пород, механической суффозии и процессов растворения. Пещеры могут достигать огромных значения в поперечнике и их длина достигает нескольких десятков километров.
Известны случаи когда при формировании больших карстовых форм исчезали целые реки и озера с поверхности земли.
В геологической практике, по расположению, различают карст открытый и скрытый.
Для выбора площадки строительства и разработки безопасных проектно-технических решений устройства фундаментов важным фактором является степень активности карстовых процессов. В связи с этим различают активный и пассивный карст. При активном карсте степень закарстованности увеличивается. Пассивный карст (древний карст) развивался в прошлом. В таком карсте отсутствует свободное и интенсивное движение воды и он содержит продукты выноса смежных пород.
Одним из наиболее существенным карстовым процессом является процесс растворения. Вода, содержащая углекислоту (СО 2), движется по трещинам и крупным тектоническим разрывам, растворяет известняки и насыщается бикарбонатом кальция Са (НСО 3) 2 . При выходе из трещины часть углекислоты из воды выделяется, в связи с чем бикарбонат переходит в карбонат кальция (СаСО 3), образуя в карстовых пустотах характерные натечные формы известняка в виде сталактитов . На дне пещер навстречу сталактитам постепенно поднимаются сталагмиты . При соединении сталактитов и сталагмитов образуются колонны.
Карстовые воронки.
3. УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ КАРСТА
Самым существенным фактором в развитии карста является объем воды проходящий через определенное сечение породы в единицу времени. Скорость прохождения воды зависит от размера карстовых пустот. Т. е. чем больше скальные породы имеют карстовых пустот, тем интенсивнее происходят процессы по карстообразованию. Также, необходимо добавить, что сам по себе факт наличия воды в карстующихся породах еще не говорит о процессах карстообразования, т.к. в состоянии покоя вода, через некоторое время, достигает определенной степени насыщения и неспособна к дальнейшему растворению пород. Процессы карстообразования имеют вертикальную зональность, т.е. интенсивность развития карста на разных глубинах различна. Это объясняется плотностью сложения грунтов, коэффициентом фильтрации и дренирования, с глубиной прекращаются биологические процессы.
Карстовый процесс продолжается до уровня расположения водоупора или подземных вод, где останавливается или значительно снижается разрушительное (коррозионное) воздействие воды. Такой уровень называют базисом коррозии.
Насыщенные карстовые воды попадая в некарстующиеся породы выделяют различные вещества, такие как, кальцит. Такие зоны в скальных породах называют зонами цементации, т.е. зоны в которых происходят процессы накопления и упрочнения пород.
Не малую роль в условиях развития карста играют перекрывающие скальные породы. Например при расположении глинистого грунта над карстообразующими породами способствует снижению развития карста за счет процессов суффозии и кольматации.
В большей степени карст развивается в условиях расчлененного рельефа и влажного климата, способствующего поступлению воды (инфильтрации) в горные породы. Например установлено, что на территории Урала до 50% карбонатных солей выносится водами в весенний период.
Влияет на развитие карста и растительный слой. С одной стороны густая растительность является барьером для попадания атмосферных вод в скальные массивы, с другой стороны растительность насыщает воду свободной СО 2 и увеличивает ее растворяющую способность.
Как уже было сказано, скорость развития карста отличается в зависимости от слагающих пород. Так например, развитие трещин в известняках за столетний период может достигать 50см.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАРСТА
Действующее законодательство в строительстве запрещает проектирование и строительство на территориях развития карста без проведения комплекса инженерно-геологических работ по исследованию карста.
В качестве обязательных инженерно-геологических работ для целей нового строительства современные нормы и правила в строительстве, предусматривают:
- маршрутные наблюдения по выявлению карстовых процессов;
- глубокое бурение (до 120м и более) с проходкой карстовых пород не менее 5м;
- геофизические исследования карстовых пород;
- изучение каменноугольных мощностей на наличие в них карста, раздробленных структур и тектонических зон;
При наличии покрывающей толщи карста изучают состав, состояние и водонепроницаемость (защитные свойства) слагающих грунтов. Особо опасны районы с перекрывающей толщей сложенной из гравелистых и песчаных грунтов, а также супесями. В несвязанных толщах грунтов возможно развитие карстово-суффозионных процессов с вмыванием грунта в карстовые полости и образования карстовых воронок на поверхности земли. Такие процессы могут проходить катастрофически быстро и являться причиной разрушения или выхода из строя зданий и сооружений.
При производстве изысканий на территориях распространения труднорастворимых карбонатных пород особое внимание уделяется выявлению сформировавшихся карстовых форм. Это обусловлено тем, что время для формирования новых карстовых образований в таких породах несопоставимо больше, чем жизненный цикл строительных объектов.
В сульфатных породах время развития карста сопоставимо со временем строительства и эксплуатации зданий и сооружений, поэтому необходимо исследовать такие породы не только на наличие, размер и распространенность карстовых полостей, но и на скорость и условия растворения этих пород.
В карстовых районах необходимо определять следующее:
- геологическое строение грунтового массива;
- литологический состав;
- состояние и свойства пород;
- гидрогеологические условия;
- наличие проявлений карста.
Состав и объем работ по инженерно-геологическим изысканиям в районах распространения карстово-суффозионных процессах определяется программой изысканий, которая разрабатывается при участии геологов и проектировщиков.
При выполнении инженерно-геологических изысканий выполняют следующие комплексы работ по исследованию карста:
1. Сбор и анализ имеющихся архивных материалов .
Архивные материалы об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях района как правило, должны включать данные об особенностях геологического строения массива, геоморфологических и гидрогеологических условиях, данные о типе карстующихся пород, о типе карста, условиях залегания и распространения, глубине развития активного и пассивного карста, данные о покрывающих породах, гидрохимических условиях и пр..
Архивные материалы могут включать информацию об истории геологического развития территории, анализу палеогеографических данных, установлению стратиграфических перерывов в осадконакоплении. Также можно получить данные о наличии деформаций существующих объектов капитального строительства вызванных карстовыми процессами.
Архивные материалы особенно могут быть полезными при изучении фактов техногенного воздействия на территорию района строительства - загрязнении атмосферного воздуха, утечках из подземных коммуникаций, изменении химического состава, агрессивности и температуры поверхностных и подземных вод, водопонижениях при разработке и добыче полезных ископаемых или осушении земель, подтоплении при орошении земель и пр..
В результате анализа архивных материалов составляются схематические планы (карты) распространения карстующихся пород, с делением на опасные, потенциально опасные и неопасные территории по развитию карста.
2. Маршрутные наблюдения с карстологическим обследованием
Маршрутные наблюдения позволяют установить: поверхностного проявления карста, наличие гидрогеологических проявлений, приуроченность проявлений карста к геолого-тектоническим и геоморфологическим условиям, связанные с карстом деформации зданий, наличие водозаборов, подземных трубопроводов и гидротехнических сооружений оказывающих влияние на карст, наличие сооружений инженерной защиты.
При этом, в процессе таких работ может проводится опрос населения и сотрудников промышленных предприятий.
3. Наземные геофизические работы, скважинные геофизические исследования
Геофизические работы, как правило, должны выполняться на всех этапах инженерно-геологических изысканий на территориях распространения карстовых процессов.
В результате геофизических исследований решаются следующие задачи:
- устанавливается мощность, состав и условия залегания покрывающих и карстующихся пород;
- определяется глубина залегания уровня, направления и скорости движения подземных вод, устанавливается их минерализация, места питания и разгрузки;
- определяется степень закарстованности и разрушенности пород, устанавливаются зоны разуплотнения, дробления и пр., дисперсных покрывающих пород;
При геофизических исследованиях могут быть использованы различные методы: электроразведка, сейсморазведка, гравиразведка, радиометрические и акустические исследования, резистивиметрия и термометрия поверхностных водоемов и колодцев, и другое.
По результатам таких работ составляются разрезы и карты глубин залегания карстовых пород, с указанием мощности и различных зон интенсивности проявления карста.
4. Бурение карстологических скважин
Необходимость, состав, глубина и расположение скважин регламентируется действующим строительном законодательством и уточняется в техническом задании и программе инженерно-геологических работ. При этом часть скважин предусматривается для изучения карста на больших глубинах (глубокие скважины), более 30м, но не менее чем на 5м в подстилающие или незакарстованные породы. В случае больших мощностей карстовых пород программой изысканий может быть обосновано не полное вскрытие таких пород.
Если покрывающая толща, преимущественно сложена глиной мощностью порядка 10м и более, то допускается не вскрывать карстующиеся породы. При этом должна быть изучена степень водопроницаемости защитной толщи.
При разработке геологических выработок (скважин), выполняются геофизические исследования (каротаж, межскважинное просвечивание), по методике описанной в программе изысканий.
Проходка скважин фиксируется в буровых журналах, с отражением каждого слоя, интервалов глубин провалов бурового снаряда и др.
5. Полевые исследования грунтов
В результате полевых исследований могут быть решены следующие задачи: отражение в геологической модели, зон покрывающих ослабленных и разуплотненных пород, определения свойств грунтов, изучение характера распространения карстующихся пород.
К полевым методам исследования грунтов относятся методы статического и динамического зондирования, пенетрационно-каротажные и пр.
При определении прочностных и деформационных свойств грунтов выполняются работы (отбираются образцы) в пределах расположения карста и за его пределами, в ненарушенной зоне.
6. Гидрологические и гидрогеологические исследования
При изучении гидрогеологических условий района как правило, устанавливают распространение и условия залегания водоносных горизонтов, условия их подпитки, разгрузки и прохождения через грунтовые и скальные массивы, устанавливают гидрохимическую и гидродинамическую распространенность. Важное место в этих исследованиях это установление взаимосвязи поверхностных и подземных вод и влияние техногенных факторов на изменение гидрогеологических условий. На этом этапе всегда выполняются лабораторные анализы отобранных проб подземных и поверхностных вод по определению химического состава и растворяющей способности по отношению к карстующимся породам. При гидрогеологических исследованиях выполняют работы по определению фильтрационных свойств пород и установлению гидрогеологических параметров:
- коэффициент фильтрации;
- водопроводимость;
- уровнепроводимость;
- водоотдача;
- удельное водопоглащение;
- избыточные напоры;
- градиенты вертикальной фильтрации.
При соответствующем обосновании или требованиях Технического задания, на этапе гидрогеологических исследований могут проводиться работы по составлению прогноза изменения гидрогеологических условий в процессе строительства или эксплуатации объекта.
7. Лабораторные исследования и камеральные работы
При лабораторных исследованиях грунтов выявляют физико-механические, химические характеристики грунтов, выявляют их структуру. Для карстующихся пород, необходимо выявление минералого-петрографического состава пород, выявляют общее содержание органических веществ, их способность к растворению в воде.
При этом возможно использование следующих методов:
- общий и спектральный анализ;
- водные и кислотные вытяжки;
- термические методы;
- рентгеноструктурные;
- микроскопические исследования
- прочее.
Камеральные работы начинают выполняться на этапе полевых работ, а заканчиваются после выполнения лабораторных анализов. При этом осуществляют инженерное районирование территорий по условиям и степени развития карста и его проявлениям. При инженерном районировании территориям строительства присваиваются категории по интенсивности образования карстовых провалов и устойчивости территории относительно средних диаметров карстовых провалов.
Результатом камеральных работ является подготовленный отчет об инженерно-геологических изысканиях где приводиться комплексная оценка опасности развития карста.
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО В КАРСТОВЫХ РАЙОНАХ
Проектирование и строительство в карстовых районах является очень сложным процессом так как он должен учитывать всю неопределенность геологической среды. Карстующиеся породы не являются надежным основанием и могут приводить к неравномерным деформациям и осадкам, а иногда и к разрушениям конструкций.
В процессе проектирования, а также строительства зданий и сооружений, необходимо учитывать вид карста и оценку территории по развитию карстовых процессов. Так необходимо понимать скорость развития карста в условиях строительства на территориях активного карста.
В соответствии с действующими нормами и правилами в строительстве в РФ, возведение зданий и сооружений на опасных карстовых территориях разрешается в исключительных случаях при определенном обосновании. Это же относится к строительству в зоне формирования старых карстовых воронок.
При строительстве в карстовых районах осуществляют ряд мер направленных на прекращение развития карста (инженерно-геологические) и инженерно-технические мероприятия направленные на сопротивление проявлениям карста:
- Защита карстовых пород от опасных гидрогеологических процессов, воздействия поверхностных и подземных вод, посредством проектирования систем дренажей, формирования рельефов, формирования устойчивого растительного слоя, замены водопроницаемых слоев грунта и пр.;
- Изменения структуры карстовых пород через нагнетание в пустоты жидкого стекла, цементационного раствора и др. материалов;
- Выполнение комплексных инженерных расчетов учитывающих работу подземной и надземной частей здания на образование, в неблагоприятном месте, карстовой воронки;
- Проектирование монолитных плитных фундаментов или фундаментов из жестких перекрестных лент, с выпуском консолей за пределы расчетного диаметра карстовой воронки. В случае устройства свайных фундаментов их предусматривают выскальзывающими;
- Проектирование систем автоматических сигнализаций;
- Разработка мероприятий по усилению транзитных коммуникаций, устройство запорной арматуры вне зданий и пр.;
- Разработка специализированной инженерно-технической документации направленной на ремонт и обслуживание зданий на этапе эксплуатации.
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ДИАМЕТРА КАРСТОВОГО ПРОВАЛА
ОБРУШЕНИЕ В СЛОЕ НЕСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ
Определение расчетного диаметра карстового провала в несвязных грунтах основано на вычислении размеров ослабленной (разуплотненной) зоны в основании сооружения, образующейся в следствии суффозионных процессов при образовании полости в карстующихся породах.
Кинематика и механизм массовой суффозии хорошо объясняются существованием зональной области влияния ослабленного участка массива пород, схематическое строение которой показано на рисунке.
АА"С"B"B - область влияния ослабленного участка;
β=π/4+φ/2; ψ=φ,
φ - угол трения равный сумме угла трения между песчаными частицами и угла дилатансии;
D 0 - размер карстовой полости.
ОБРУШЕНИЕ В СЛОЕ СВЯЗНЫХ ГРУНТОВ
Нарушение сплошности слоя связных грунтов заключается в изгибе слоя связных грунтов над карстовой полостью и образовании трещин отрыва. Замыкаясь внутри пласта, трещины образуют свод обрушения размером D K (см. рисунок ниже).
Если высота свода значительно превышает толщину слоя глинистых грунтов m, то поверхность смещения в глинах может оказаться практически вертикальной, что позволяет использовать в расчетах модель Бирбаумера. Хорошей альтернативой ей может служить модель Протодьяконова, в основу которой положен действительный механизм провалообразования, наблюдаемый и в лабораторных опытах и в массиве пород. Из нее следует, что в несвязных грунтах диаметр полости в основании устойчивого параболического свода равен D=m⋅tgφ, где m - высота свода, φ - угол внутреннего трения песков.
Для определения геометрических параметров свода равновесия в грунтах, обладающих также и сцеплением, М.М. Протодьяконов рекомендует вместо коэффициента трения tgφ пользоваться коэффициентом крепости пород, который равен отношению сдвиговой прочности τ, к величине сжимающих напряжений σ z на уровне подошвы свода или, что, тоже самое, на отметке кровли карстовой или промежуточной полости. В этом случае, нависающие над сводом консоли неустойчивы и смещаются сразу вслед за ним, а диметр "окна" в экранирующем слое D K примерно равен диаметру полости в карстующихся породах.
Более разнообразен. Работа рек проходит в подземельях, глубина которых достигает нескольких километров.
Подземный рельеф - это бесчисленные пещеры и пропасти, шахты и воронки. Воды, текущие здесь в полной темноте, редко прорываются на поверхность. Подземные озера, словно черные зеркала. Они полны тайн, в них скрыт пещерный жемчуг. Это такой своеобразный мир, природа которого изучена еще плохо. Это мир сталагмитов и сталактитов. Все это называют карстовым рельефом, или просто карстом. Термин «карст» происходит от названия плато Карст (Крас), которое расположено на одном из полуостровов в Адриатике. Почти безводное плато изобилует воронками, сухими котловинами, провалами, трещинами, бездонными колодцами. - комплекс форм, созданный природой в результате растворения водой и выпадения в осадок растворенного материала. Формы карстового рельефа обладают размерами от первых сантиметров (карры, лунки, борозды и пр.) до многих сотен метров и километров. О неровностях рельефа величиной менее 1 см известно мало.
Карстовый рельеф обычно формируется в областях, сложенных водорастворимыми породами. Чаше всего ими являются известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, мраморы, соленосные глины и соль. Растворение происходит с большой скоростью, из-за чего эту группу даже называют карстующимися породами. Но растворению подвержены и сланцы, песчаники, граниты, кварциты, базальты и др. Скорость растворения у них в десятки тысяч раз меньше, чем у карстующихся пород.
Карстообразование происходит потому, что есть не только горные породы и , поддающиеся растворению, но и проточные воды и трещины в горных породах. Человек видит поздние стадии образования карста, поскольку наблюдения за миграцией воды по тончайшим трещинам невозможны. Механизмы образования карстового рельефа на первых стадиях, скорее всего, связаны с проницаемостью горной породы. Наиболее распространенными формами карстового рельефа являются воронки, блюдца, шахты, колодцы, карры, долины, полья, пещеры, котлы, плотины и занавеси, террасы, сталактиты, сталагмиты и т. д.
Карры образуются обычно на поверхности трещиноватых известняков и доломитов дождевыми водами, струйки которых создают промоины. Огромные карровые поля находятся в , их глубина достигает нескольких метров. Карстовые воронки на поверхности встречаются чаше. Их диаметр — от 1 до 500 м, а глубина — от 0,5 до 45 м. Цепочки воронок нередко сливаются, образуя карстовые долины.
В Родопах (Южная ) находятся удивительные создания природы - скальные мосты. Они представляют собой огромные арки, перекинутые через крупные долины, по дну которых сейчас протекает едва заметный ручеек. Это остатки древних подземных долин, пересекавших эту часть Родоп 1,5 млн. лет назад. Многие тысячелетия подземные воды растворяли мраморы, разрушали стены пещер и создавали фантастический мир подземелий. Наконец стены пещер не выдержали и обрушились, отодвинув русло подземной реки в сторону. Высота «чудесных мостов» достигает 30 м, а ширина - 50 м. Здесь, в нишах бывших , открыты стоянки древнего человека, обнаружены каменные топоры, керамика.
Плато Карст (территория и ) - каменистая пустыня, поражающая своим унылым видом. Здесь нет воды и не видно зелени. Поверхность его покрыта трещинами, ямами, рытвинами и воронками. Есть тут и реки, но они текут под поверхностью земли в темных и сырых подземных руслах. Помимо безводья на каждом шагу путешественника ожидают глубокие трещины, провалы, бездонные колодцы. Встречаются участки, где воронки буквально, как оспины, изрыли поверхность. Их количество достигает 150 штук на квадратный километр. Красно-бурые глины с щебнем, обнаруженные на дне воронок, являются продуктом не только химического растворения известняков, но и смыва по трещинам карстующегося массива, а также пыли, приносимой ветром.
Шахты и колодцы представляют собой узкие, почти вертикальные каналы, образованные при расширении трещин. Диаметр колодцев различен - от 0.3 до 350 м, глубина может достигать 1300 м. Карстовые долины, занимаемые руслами как подземных, так и наземных рек, характеризуются резкой ступенчатостью продольного профиля. Странные реки появляются из пещеры, текут на протяжении нескольких километров по поверхности и вновь скрываются в пещере. Эти долины - без поймы, без террас, без паводков и наводнений. Особым видом карста являются полья - замкнутые или полузамкнутые котловины. Площади польев достигают 500 - 600 км2, глубина - сотен метров, ширина - 10 - 15 км. Одно из них - в северо-западной части Динарского нагорья - занимает площадь 380 км2. Ось котловины совпадает с направлением горных хребтов и ориентировкой складчатых структур. В периоды сильных ливней тонкие частички грунта смываются и постепенно все трещины заполняются водой. Это ведет к прекращению фильтрации, а атмосферные осадки способствуют заиливанию котловин.
Карстовые пещеры находятся глубоко под землей. Они очень разнообразны по размерам и конфигурации, что объясняется не только залеганием карстуюшихся пород, но и определенной стадией их развития. В пещерах среди многочисленных форм карста, связанных с накоплением растворенного вещества, известны в основном сталактиты и сталагмиты. Известковые сосульки - сталактиты - достигают высоты в несколько метров и толщины 1,5 - 5 м. В процессе роста сталактитов в воде уменьшается содержание СаСОз. Выпавший в осадок углекислый кальций цементирует обломочный материал и образует карбонатные натеки. Сталагмиты - известковые столбы и конусы - растут снизу вверх и достигают высоты 15 - 20 м. Все это происходит очень медленно. Подсчитано, что сталагмит в Карлсбадской пещере высотой 19 м формировался около 50 млн. лет. К натечным формам карстового рельефа относятся плотины, перегораживающие подземные ходы. За подобными плотинами возникают озера. Но возраст плотин более молодой, чем сталагмитов, - 9 - 10 тыс. лет. Под воздействием теплых влажных муссонов известняковые породы подвергаются карстованию, в результате чего возникает много причудливых пейзажей: то над пропастью поднимаются отвесные скалы, то в горах зияют глубокие пещеры, то через реки перекинуты каменные мосты. Все это называется башенным карстом. В некоторых районах, где известняковые породы подверглись разрушениям, образовались округлые долины с ровным днищем. В таких долинах на одинаковом отдалении друг от друга возвышаются конусообразные известняковые холмы, а у их подножия амфитеатром располагаются ступенчатые поля, что делает каждый холм похожим на гигантский замок с крепостными стенами и сторожевыми башнями. Иногда в долинах видны небольшие холмы с острыми вершинами, издали напоминающими огромные стога сена. Карстовые долины, как правило, очень широкие, а посреди них нередко встречаются глыбы известняков.
В теплых и влажных условиях тропиков карстовый рельеф принимает причудливые формы. Выделяются куполовидные холмы и гряды, башни, острые конусы, карстовые равнины. Системы округлых куполов рассечены ущельями, возникшими по тектоническим трещинам. Периферия куполов обрамлена башенным карстом. Карстовые котловины и равнины разделены зазубренными грядами и глубокими ложбинами. Обломки известняков, упавшие со склонов башен или куполов, быстро разрушаются.
Густая растительность, покрывающая склоны, способствует активности вод с содержанием кислот разного состава. Поэтому, как правило, у подножий карстовых холмов или небольших гор не происходит накопления обломков. Выветривание превращает их в песок и глину, которые в дождливые периоды быстро выносятся струями воды. Наибольшая интенсивность карстовых процессов - во влажных областях, а наименьшая - в сухих.
Текучей водой растворяются не только карбонатные и соленосные, но и силикатные породы, в которых этот процесс протекает в тысячи раз медленнее. Растворяются песчаники, граниты, сланцы и другие кристаллические породы. Речная вода, протекающая по таким породам во влажных тропиках, содержит много растворимого кремнезема. Формы рельефа, связанные с силикатным карстом, разнообразны. На в Южной Америке в кварцитах наблюдаются провалы, колодцы, шахты, воронки. На плато Гуайкуинима в в кварцитах обнаружена даже система пещер протяженностью около 2 км с горизонтальными ходами и глубокими колодцами.
Гигантские шахты диаметром 350 м и глубиной более 500 м наблюдаются на плато Рорайма, сложенном древними кварцитами. На основании анализа кварцитов, в которых есть силикатный карст, можно сделать вывод, что здесь происходит растворение, как зерен кварца, так и силикатного цемента. Причем процесс должен не прекращаться десятки и сотни миллионов лет.
Формы силикатного карста образуются в результате, как растворения горных пород, так и их биохимического выветривания.
Для тех, кто не совсем уверен в том, что же такое карст. Это горные породы, которые под воздействие процессов воды за множество тысяч лет образовали интересные рельефные формы.
Самые знаменитые карстовые горы в Китае находятся в парке Чжанцзацзе.
После фильма "Аватар" это место стало очень популярным.
Большие толпы туристов посещают парк Чжанцзацзе, создавая дикие очереди. Но мне повезло, я поехала в межсезонье, когда заповедник накрывает туман.
С одной стороны жаль, что не увидела величие этих мест, которое может открыться только при ясной погоде. Ведь парк представляет собой множество высоченных карстовых столбов, обросших деревьями в классическом восточном стиле - горизонтальном
.
Но зато в условиях тумана заповедник точь-в-точь походил на пейзажи, изображенные в фильме "Аватар". Верхушки гор, казалось, парят в тумане, не касаясь земли.
Знакомство с этим небольшим, по-китайским меркам, городом, в 165 миллиона человек, началось с главных улиц. Очень современные, напичканные магазинами и фастфудом. Ощущение распиаренной глубинки.
Отель легко нашелся в центре города - в сохранившейся старинной части. Отреставрированной и "облизанной" для туристов, конечно.
Ходить по магазинам никогда мне особо не нравилось, решила посмотреть жизнь местных. Через местный рынок пошла вглубь города. Мимо дымящихся котлов с местным варевом, ананасов, туш животных, ну и прочей всячины. Попала в жилой район, походивший на трущобы.
Забавные картины встречались, среди ободранных домов и грязи нарисовывалась модная девушка.
Случайно обнаружила художественную школу. В маленьком помещении сидели детишки за мольбертами.
Чаще встречались так любимые китайцами игральни. Их можно определить по характерному звуку фишек, которые часто перемешивают.
Ходить по этим этно-местам меня хватило на пару часов. Насмотрелась на бедноту и поняла, что мои впечатления о сказочном Китае начинают испаряться. Я не видела, чтобы люди в этих местах были довольны. Быть может потому, что я просто из другой жизни и не понимаю их. Стало как-то грустно. Решила следующим днем уехать ближе к горам в заповедник.
Добраться туда можно или на дорогих такси, или на автобусе за 12 юаней.
Имея чемодан, решила воспользоваться такси. Но, как оказалось, это было ошибкой. Никто в этом городе не говорил на-английском и объяснить к какому именно входу мне нужно доехать, оказалось невозможным.
В итоге оказалась в противоположной части заповедника от места встречи с друзьями. Как доберусь, не совсем понятно. Опять тратить деньги на такси и опять не известно, с каким результатом? Ладно, разберемся!
Оставила вещи в первом попавшемся отеле и пошла смотреть горы.
Вход стоит прилично - 250 юаней на 3 дня + дополнительные расходы на канатные дороги и прочее перемещение по заповеднику.
У входа туристов атакует местная гопота - куча обезьян и торговцев. Одни хотят денег, другие - угощений.
Территория огромная, по прогулочным маршрутам ходить можно часами. Среди леса и карстовых гор. 
Были места, где среди зелени лежал снег. И обезьяна сидела на дороге, выклянчивая вкуснятину.
Было большой неожиданностью встретить англоговорящего китайца. Этот чудесный Господин привел свою дочку и друзей в заповедник.
Символ, объединяющий наши страны. Кстати, китайцы до сих пор считаю нас братьями. Только уже "младшим братом").
Особенность китайцев в том, что если они приглашают показать дорогу, то подразумевается, что и накормить и доставить куда нужно - то же входит бонусом в это приглашение.
Вечером я оказалась в гостинице своих друзей, сытая и довольная. Вот так неожиданно все разрешилось.
Заповедник "Пандора" - ,конечно, красивый, но уж очень много туристов. Потому было принято решение поехать в глухие места с карстовыми горами и пещерами, про которые вообще никто ничего не слышал.
Еще несколько фотографий с туманом. 
Хуангяо
Компания собралась из 6 человек. Это позволило арендовать минибас.
К середине поездки в Китай я более уверенно болтала на китайском. Потому выполняла вербальную функцию.
Выбранный маршрут оказался на редкость удачным, несмотря на мои возмущения о лишних тратах на транспорт.
Из Гуанчжоу автобусом доехали до Бабу. Далее на арендованном минибасе отправились путешествовать по окрестностям Либу.
Здесь, как и в Чжанцзацзе, есть заповедник. Только о нем никто не знает. Пожалуй, он не хуже распиаренного своего собрата. Да и дешевле. Единственное, нет канатных дорог. Но при тумане разницы никакой.
Зато есть пещера. В китайском стиле.
Слишком ярко, сказочно и патриотично.
Но для посетивших в первый раз подобные места впечатления будут отличные.
После экскурсии по пещере выплываем на лодке к поезду.
В Хуангяо решили задержаться на пару дней. Городок напомнил мне Лицзян, только цветов и ив меньше. Но такой же этнический и красивый.
Совсем не хотелось останавливаться в типичном отеле. И я нашла совершенно замечательный маленький отель в исторической части города. Было впечатление, что живешь в музее.
Дружелюбная хозяйка помогла нам сориентироваться в расписании автобусов.
Ночью в Хуангяо зажигаются множество красных китайских фонариков. И каменные улочки приобретают иную жизнь. Все очень маленькое и уютное.
Утром нас ждал еще один сюрприз - изумительные пейзажи гор с цветущей сакурой.
Сады с различными цитрусами.
Прекрасное место! Советую:)
Яншо
Это место мне знакомо с прошлой поездки. Я о нем уже писала
Множество экскурсий проходит в этих окрестностях.
Год назад тут не было так много баров. Теперь же целая улица вечером начинает греметь.
Прямо в городе можно забраться на пару вершин карстовых гор. Из парка вверх по ступенькам до беседок.
Место хорошее для знакомства с Китаем, здесь приятно прогуливаться и проводить время с друзьями.
Вот такое получилось это путешествие по Китаю.
Под воздействием вод (рис. 1).
Карстовые явления связаны с карбонатными ( , доломит , мрамор и пр.) и некарбонатными ( , ангидрит , ) породами. В пределах материков обнажённые и погребённые карстующиеся карбонатные породы занимают до 40, гипсы и ангидриты около 7, каменная соль до 4 млн. км 2 . Карбонатные породы растворяются при участии свободной углекислоты или других минеральных и органических кислот. Растворение сульфатных пород и каменной соли может происходить в чистой воде, но наличие в воде растворённой соли, не имеющей общего иона с солью, образующей растворимую породу, повышает растворимость. Развитие карста происходит под совокупным воздействием поверхностных и подземных вод . Растворение горных пород часто сопровождается механическим размывом. Размыв может подготавливаться растворением спаек между зёрнами, что освобождает их от сцепления и облегчает смыв.
Для поверхности площадей развития карста характерны мелкие борозды и углубления — карры, замкнутые понижения (воронки, котловины, полья, естественные колодцы и шахты , слепые овраги и долины), ниши в обрывах. В известняковом карсте тропиков распространены останцы (моготе). Наиболее типичны воронки (конические, котло-блюдцеобразные либо в виде ям неправильной формы) диаметром от 1 до 200 м и более и глубиной от 0,5 до 50 м, а иногда значительно больше. На дне воронок и других понижений встречаются водопоглощающие отверстия — поноры, часто являющиеся началом шахт или колодцев, пропастей, иногда достигающих глубины более 1000 м (максимальная глубина 1410 м — пропасть Жан-Бернар в Альпах, Франция). Котловины и воронки могут то заполняться водой, то осушаться (периодически исчезающие озёра). Котловины, имеющие площадь до нескольких десятков и сотен км 2 , с исчезающими водотоками известны под названием польев. В закарстованных массивах образуются различные подземные ходы , полости , пещеры , которые часто развиваются вдоль трещин. Одна из крупнейших пещер мира Мамонтова с пещерной системой Флинт-Ридж ( , Кентукки) достигает 341 км суммарной длины; самая крупная пещера в — гипсовая Оптимистическая (Подолия) длиной около 150 км. Суммарную длину более 100 км имеют пещеры Хёллох (Швейцария, Альпы), Джуэлл (США, Южная Дакота) и Озёрная ( , Подолия), 9 пещер мира длиной более 50 км, 14 — более 40 км. Комплекс поверхностных и подземных карстовых форм наиболее полно выражен в том случае, когда поверхность растворимых обнажена (голый карст); менее выражен, когда эти горные породы перекрыты слоем почвы и дёрна (задернованный карст), нерастворимыми рыхлыми осадками (покрытый карст), полускальными и скальными образованиями (бронированный карст). В случае глубокого погребения растворимых пород под некарстующимися толщами образуется т.н. погребённый карст.
Карстовые местности бедны поверхностными водотоками. Для них характерны исчезающие под землю пещерные реки, мощные (тип воклюз), иногда субмаринные источники (выходы пресной воды на дне моря). С карстовыми явлениями внешне сходны явления псевдокарста, возникающие во льду и мёрзлых грунтах (Термокарст), в мелкообломочных и грунтах (кластокарст, глинистый карст, лёссовый карст, механический карст, суффозия, просадки). В их развитии основную роль играют другие, не типичные для карста физикческие процессы: таяние льда, механическое воздействие движущейся воды и пр.
Карст осложняет добычу полезных ископаемых , залегающих ниже или на уровне карстующихся пород. В этом случае карстовые воды обводняют горные выработки ( на Урале , Прибалтийский сланцевый бассейн , Миргалимсайское полиметаллическое месторождение в Казахстане). Наряду с этим, повышенная водоотдача и водопроницаемость карстующихся пород может благоприятствовать размещению в них дренажных выработок и осушению через их толщу (Соколовское, в и др.). Быстро развивающийся соляной карст затрудняет разработку каменных и калийных солей . В карстовых полостях часто накапливаются полезные ископаемые , образуя месторождения бокситов ( , плотности застройки и др.); устройство противофильтрационных завес и др. Строительное и хозяйственное освоение закарстованных областей требует проведения комплексных инженерно-геологических изысканий с применением съёмки, разведки, геофизических, стационарных, лабораторных и других видов исследований. В практических целях карст используется путём каптажа карстовых источников, дренирующих галерей, колодцев; разработки месторождений, формирование которых связано с палеокарстом; приспособления карстовых пустот для подземных хранилищ; освоения карстовых пещер как объектов для туризма.
Карст представляет собой совокупность геологических процессов и созданных ими явлений в земной коре и на ее поверхности, вызванных химическим растворением и выносом водорастворимых горных пород подземными водами, в результате чего образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в толще породы.
Опасность карста заключается в том, что этот широко распространенный скрытый процесс, препятствуя строительству и эксплуатации зданий и инженерных сооружений, а также рациональному использованию сельскохозяйственных земель, наносит значительный ущерб населению и хозяйству. Основные виды опасности карста включают: осадку и провалы земной поверхности; деформации сооружений вплоть до их разрушения; потеря воды из водохранилищ через воднорастворимые породы бортов и оснований водохранилищ, прорывы карстовых вод в горные выработки и тоннели, их затопление; загрязнение подземных вод;
На территории России карстующиеся породы различного литологического состава, залегающие как с поверхности, так и на различных глубинах распространены очень широко и занимают почти 50% ее территории. Районы развития карстового процесса имеются во всех федеральных округах. По наибольшей доле таких территорий от всей площади выделяются округа, расположенные в европейской части страны, а в азиатской части - Сибирский федеральный округ. Меньшую долю составляют в Уральском и Дальневосточном округах. Всего в стране опасному воздействию карста подвержено более ЗОО городов, среди которых такие крупные промышленные центры с населением свыше 1 млн человек как Москва, Нижний Новгород, Самара, Казань, Уфа. Пермь.
В Приволжском федеральном округе наибольшую интенсивность карстовые процессы имеют в центральной части округа и на западном склоне Среднего Урала. Предотвращение чрезвычайных ситуаций, связанных с карстом, базируется на оценке территории по степени опасности проявления карстового процесса, прогнозировании параметров развитая карста и разработке соответствующих противокарстовых мероприятий. Последние должны свести к минимуму опасность возможных карстовых проявлений, представляющих угрозу для населения и хозяйственных объектов, обеспечить их устойчивость при внезапной активации карстового процесса.
Факторы, определяющие развитие и формы проявления карстового процесса
Интенсивность развития и характер проявления карста зависят от растворимости вмещающих пород, растворяющей способности и расходов карстовых вод прочностных свойств карстующихся и перекрывающих их пород. Растворяющая способность карстовых вод определяется их минерализацией, химическим составом, температурой и давлением.
Помимо химического растворения горным пород играющего основную роль в развитии карста, этому явлению также способствует целый ряд других, тесно связанных с ним природных процессов. К ним относятся физическое выветривание, размыв и размокание пород, перераспределение горного давления, оседание и обрушение горных пород перенос водой и отложение растворимых веществ и обломочного материала, а также другие геологические процессы.
Техногенные воздействия в зоне карстующихся пород способны активизировать проявления карста в десятки раз. Наиболее опасными из них являются взрывы, статические и динамические нагрузки, утечки из водонесущих коммуникаций и другие техногенные воздействия.
В зависимости от особенности залегания растворимых горных пород, наличие или отсутствие водоупорных образований карст делится на открытый и закрытый. Открытый карст развивается в растворимых породах выходящих на поверхность земли и формирует борозды,карстовые воронки, колодцы. Закрытый(или подземный) карст развивается в растворимых породах на некоторой глубине,образуя вертикальные и наклонные карстовые ходы,колодцы,шахты и пещеры.
Характеристика карстующихся пород
Среди природных условий развития карста первостепенное значение имеет литологический состав карстyющихся пород. Выделяют следующие типыкарста: карбонатный, сульфатный и карбонатно -сульфатный, галоидный и сульфатно-галоидный.
Каждый тип имеет свои особенности развития и формы проявления.
Карбонатный карст. Этот тип объединяет такие геологические породы, как известняки, доломиты и мел.Их трещиноватость, водопроницаемость и закарстованность различны и неравномерны. Известняки и доломиты являются слаборастворимыми породами. Проявления карста в таких породах разнообразны: это могут быть каверны, расширенные трещины, полости, пещеры, воронки. В области развития карбонатного карста преобладают территории, где среднее количество провалов в естественных условиях составляет менее 0,01 случая на 1 кв. км в год, однако встречаются и сильно закарстованные территории с количеством провалов на порядок выше. Для карбонатного карста характерны явления поглощения поверхностных вод. Высока вероятность активизации суффозионных и провальных явлений в результате бесконтрольного изменения гидрологических условий. Возможны большие фильтрационные потери из водохранилищ и водоемов, а иногда - внезапные притоки воды в котлованы, открытые и подземные горные выработки.
Сульфатный и карбонатно-сульфатный карст.
Растворимость сульфатных пород (гипсов и ангидритов) значительная, но они в основной массе являются слаботрещиноватыми и маловодопроницаемыми. Карст в них развивается быстрее, чем в карбонатных породах, и более неравномерно. Коэффициент фильтрации может достигать 100-200 м/сут и более. Интенсивному развитию карста способствует сочетание более растворимых сульфатных пород с более водопроницаемыми карбонатными.Значительные площади занимают сильнозакарстованные участки с многочисленными подземными и поверхностными карстовыми формами, среди которых преобладают провалы и воронки. Их среднее количество на сильнозакарстованных участках не редко превышает 0,1 случая на 1 кв. км в год. В области развития этого типа карста растворение пород за период эксплуатации зданий и сооружений может быть заметным. Опасность активизации карста и связанных с ним суффозионных и провальных явлений в результате бесконтрольных техногенных изменений гидрогеологических условий больше, чем в карбонатных породах.
Галоидный и сульфатно-галоидный карст .
Растворимость галоидных пород (каменная соль и калийные соли) высокая, однако вследствие незначительной трещиноватости и водопроницаемости развитие карста в естественных условиях приурочено, как правило, только к кровле и краевым частям соляных залежей. Интенсивность развития карста зависит от активности водообмена. Процесс растворения нередко тормозится образованием близ поверхности соляных пород слоя рассолов высокой концентрации,имеющих тенденцию опускаться вниз благодаря своему большому удельному весу. Разработка соляных месторождений оказывает большое влияние на развитие карста и нередко вызывает резкую его активизацию. Активный соляной карст очень опасен, поскольку растворение пород идет чрезвычайно быстро. В области развития этого типа карста среднегодовое количество провалов превышает 0,1 случая на 1 кв. км в год.
Таким образом, различия в скорости растворения карстyющихся пород определяют значительно большую опасность сульфатного и тем более галоидного карста по сравнению с карбонатным.
Методика оценки опасности карстовых процессов
Степень опасности карста на территории Приволжского федерального округа определялась по комплексу показателей, характеризующих масштабы проявления карстовых процессов, и выражена в баллах в соответствии со следующими правилами. Областям распространения карстyющихся карбонатных пород приписывался 1 балл, сульфатных, соляных или их сочетанию с карбонатными - 2 балла. В районах с распространением поверхностных карстовых форм в виде воронок оценка повышалась на 1 балл при плотности воронок до 10 на 1 кв. км, на 2 балла - при плотности воронок до 300 на 1 кв. км и на 3 балла - при большей плотности. В пределах карстовых районов с неустановленной плотностью воронок прибавлялся 1 балл. В районах, где известны отдельные группы воронок и единичные формы (провалы, пещеры, крупные воронки), добавлялся 1 балл, а при их высокой концентрации - 2 балла.Кроме того, оценка опасности повышалась на 1 балл в районах перспективной разработки месторождений и на 2 балла - в районах интенсивной горнодобывающей деятельности с высокой степенью техногенного нарушения земель.
Особенности распространения карста на территории округа
Приволжский федеральный округ располагается в пределах двух карстовых стран - Русской равнины и Урала. Здесь распространены разнообразные литологические типы карста: карбонатный (известняковый и меловой), сульфатный, смешанный -сульфатно-карбонатный и сульфатно-соляной.
Степень опасности карста на территории округа из меняется от незначительной на большей части равнинной территории до максимальной на локальных участках в Приуралье. На западе равнинной области округа закарстованные территории представляют Окско-Клязьминскую карстовую провинцию.Здесь, на междуречье Оки, Мокшы и Суры, карстyются сульфатные, сульфатно-карбонатные и карбонатные породы верхней и нижней перми. Карстовые формы развиты на многочисленных участках, чаще всего в долинах рек и в пределах локальных тектонических поднятий. Они представлены воронками, котловинами, провалами, суходолами. На некоторых участках плотность воронок достигает 150-200 шт. на 1 кв. км. Крупнейшая карстовая котловина расположена в низовьях р. Бол. Кутра около с. Болотниково. Она имеет 1300 м в длину при ширине 400 м и глубине до 20-30 м. Здесь же расположен ряд крупных воронок до 200-250 м диаметром и глубиной 25-30 м.
В южной части района карстyются верхнедевонские,карбоновые и пермские известняки и доломиты.На востоке весьма интенсивные карстовые процессы развиты в Межпьянье и на междуречье Пьяны и Теши. Здесь многочисленны воронки до 15-20 м глубины, провалы, в том числе молодые, карстовые озера,небольшие пещеры протяженностью первые десятки метров. Карстовая опасность в этом округе местами достигает 4-5 баллов.Вдоль восточной половины Приволжской возвышенности с юга на север протягивается Приволжская карстовая провинция. В центральной части возвышенности, в бассейнах верхней Суры, Барыша, Свияги, Терешки, развит меловой карст. Здесь встречаются карстовые воронки, котловины, суходолы, в долинах рек - карстовые источники. Плотность форм невелика. Южнее, на междуречье Медведицы и Волги, карстyются мело-мергельные породы верхнего мела, а также известняки и доломиты карбона. Карстовые формы (небольшие воронки и провалы глубиной до 5-6 м) немногочисленны, и эти районы отнесены к незначительно опасным.
В центральной части округа на территории Верхневолжской низменности, Вятского Увала и северо-восточной оконечности Приволжской возвышенности располагается Средневолжская карстовая провинция. Развитый здесь карст относится к карбонатному типу, местами он сочетается с сульфатным, и в таких районах процесс имеет наибольшую интенсивность. Следует упомянуть левобережье р. Вятка вблизи п. Медведки, где встречаются крупные провальные воронки (до 50 м глубиной) и карстовые озера; междуречье Вятки и ее притока Немцы, где воронки достигают 30 м в диаметре и более 10 м глубины.
В окрестностях Казани, на междуречье Меши и Казанки, широко распространены воронки глубиной до 30 м и диаметром до 150 м, карстовые рвы, провалы.Один из крупнеиших провалов диаметром 23 м и глубиной более 7 м образовался в 1949 г. в черте г. Казань. На правобережье Волги (междуречье Волгии Свияги) карстyются известняки, доломиты и гипсы верхней перми. Особенно интенсивен карст в районе Камского Устья, где плотность воронок местами превышает 120 на 1 кв. км. Здесь встречаются также карстовые провалы и пещеры, а карстовая опасность оценивается в 5 баллов. На территориях, прилегающих к верховьям Куйбышевского водохранилища,встречаются редкие и незначительные по величине воронки и провалы -проявления карбонатного карста, опасность которого незначительна. Восточнее, в пределах Бугульминско-Белебеевской возвышенности и Жигулевского свода, распространен преимущественно смешанный, карбонатно -сульфатный тип карста. Карстовые формы здесь представлены главным образом небольшими воронками и провалами, глубиной несколько метров, хотя отдельные формы достигают значительных размеров. Так, на междуречье верховьев рек Мензеля и Меля встречаются воронки диаметром до 80 м и глубиной до 20 м; известен образовавшийся в 1939 г. Акташский провал-колодец на правобережье р. Степной Зай глубиной более 50 м при диаметре 5 м - один из самых глубоких на Русской равнине. В долине р. Ик, в районе п. Октябрьский, описаны карстовые пещеры, крупнейшая из которых имеет длину 120 м. Степень опасности карста в целом небольшая, хотя на отдельных участках может быть оценена как умеренная.Довольно интенсивные карстовые процессы протекают в пределах Самарской Луки, в бассейне р. Сок,на междуречье низовьев рек Сок и Самара. Здесь карстyются гипсы, известняки и доломиты перми и карбона. В Сокском районе на левобережье Волги встречаются воронки, котловины, слепые балки. Широко развит карст по северной периферии г. Самара,на правобережье рек Бол. Кинель и Самара, где в районе с. Алексеевка некоторые воронки достигают 40-метровой глубины при диаметре 150 м и где в 1956 г. возник провал 30-метровой глубины.Самарская Лука известна как район широкого развития поверхностных и подземных карстовых форм.