Przekształcenia i ochrona terenów
Teren- zewnętrzna część skorupy ziemskiej, posiada kontakt z atmosferą. Rzeźba terenu zmienia się w skutek przekształceń naturalnych (erozja, akumulacja osadów, działalność wiatru) oraz antropogenicznych. Powierzchnia to rzeźba i pokrycie.
Rzeźba- ukształtowanie powierzchni terenu powstałe na skutek działania czynników zewnętrznych (erozja, akumulacja, wiatr, człowiek)
Pokrycie-geo-bio-fizyczna pokrywa widziana z powierzchni ziemi obejmująca grunt, roślinność oraz sztuczne konstrukcje (budynki, drogi), przykrywające powierzchnię ziemi
Naturalne przekształcenia powierzchni- powstają na skutek działania czynników zewnętrznych takich jak erozja, akumulacja itd.:
-osuwiska-to fragment terenu który uległ dynamicznemu przemieszczeniu, są niebezpieczne gdyż mogą wpływać na przenoszenie p. osnowy, powstają na niestabilnych gruntach nasiąkniętych wodą, gwałtowne topnienie śniegów, wzmożona erozja boczna rzek, strome zbocza, nadmierne obciążenie stoku
-spełzywanie-najwolniejsze ruchy masowe, przesuwają się cząstki w wyniku nasiąknięcia wodą prostopadle do stoku, na tyle wolno, ze nie niszczą pokrywy darniowej
-zjawiska krasowe- procesy rozpuszczania skał przez wody powierzchniowe i podziemne, wietrzenie chemiczne, podlegają skały wapienne, leje, ponory, wywierzyska, ostańce
-ruchy tektoniczne ruchy skorupy pod wpływem procesów wewnątrz ziemi, rozróżniamy lądotwórcze i górotwórcze
-wulkanizm
Do czego geodecie potrzebna wiedza o ruchach i deformacjach terenu- obserwacja-opracowanie-interpretacja-prognozowanie
Oddziaływanie antropogeniczne- wszelkie bodźce wywoływane przez człowieka w środowisku naturalnym, powodujące jego reakcję
Numeryczny model terenu- przedstawienie budowy i charakterystyki terenu. Przedstawione są wzgórza, pagórki, doliny itp. W zależności od dokładności i rozdzielczości NMT może być: 50m skala 1:100000 rozdzielczość wysokościowa 4-20m, 20m 1:50000 2-10, 5 1:25000 0,5-2
Geogeniczne formy użytkowania powierzchni ziemi-kopalnictwo podziemne i odkrywkowe, więc wszystkie procesy z tym związane:
-głębinowe- kopalnie głębinowe celem dotarcia do niedostępnych odkrywką złóż, udostępnienie przez szyby, głębokość do kilku km, często eksploatacja pod terenami zurbanizowanymi, systemy eksploatacji: ścianowy, filarowo-komorowy, blokowy- podpoziomowy, przekształcenia: naruszenie struktury górotworu, eksploatacja>konwergencja wyrobisk poeksploatacyjnych, deformacja ciągłe nad wyrobiskami, wstrząsy górnicze, zalewiska, osuszenia terenu
-odkrywkowe- złoża płytko, eksploatacja po zdjęciu warstwy nadkładu, do 1000m, dla złóż pokładowych w.k, w.b./dla złóż żyłowych, wysadowych: diamenty, rudy miedzi, niklu, kamieniołomy, przekształcenia: wykonanie wyrobisk górniczych, odwodnienie górotworu, transport, przeróbka kopaliny>>odkrywka, deformacje nieciągłe wokół wyrobiska-ok 150m, deformacje ciągłe, obniżenie/wypiętrzenie, zbiorniki poflotacyjne
-otworowe- udostępnianie złóż przez wiercenia-ropa, gaz, woda, w izolowanych skałach porowatych, antyklinach, kompakcja: spadek ciśnienia w porach, stały nacisk nadkładu powoduje kompakcje zbiornika, może dojść do aktywacji uskoku tektonicznego, powierzchnia terenu osiada, tereny podmokłe przekształcają się w zalewiska, skutki: znaczne osiadania, duże powierzchnie i zasięg niecek obniżeniowych, często w terenach zabudowanych, podziemne magazyny paliw-lokalizowane w kawernach solnych i wyczerpanych złożach gazu
Eksploracja-szukać, badać odkrywać
Kopalina- surowiec o znaczeniu gospodarczym
Złoże kopaliny-naturalne nagromadzenie kopaliny w skorupie ziemskiej, wskutek naturalnych procesów geologicznych, w ilości opłacalnej do gospodarczego wykorzystania
Podział surowców: energetyczne, metaliczne, chemiczne, ceramiczne, budowlane
Złoża i typy form złożowych:
-pokładowe- złoże mające formę warstwy, zalegającej na dużej przestrzeni i ograniczone 2 równoległymi warstwami
-żyłowe- wypełnienie substancją mineralną szczelin i spękań skalnych
-gniazdowe- niewielkie, skupienia minerałów, efekt procesów metamorficznych
-soczewkowe- w wyniku nierównomiernej sedymentacji w trakcie ruchów tektonicznych
-wysadowe- pnie lub słupy, pierwotnie jako złoża osadowe, w skutek ruchów wypiętrzone ku górze
-konkrecje- agregat mineralny powstały w skutek narastania minerałów wokół jakiegoś obiektu w skale
-okruchowe- najczęściej w skutek koncentracji minerałów ciężkich, wysegregowanych przez prądy wody
Zadania dla geodety: wyznaczyć lokalizacje otworów/geofonów, wspierać geofizyczne metody badania górotworu, geostastystyka
Geofizyczne metody badawcze:
-georadarowa- płytka identyfikacja przewodów podziemnych
-sejsjometria-fale
-grawimetria- przyspieszenie siły ciężkości
-magnetometria
-metody geoelektryczne
-geofizyka otworowa(otwory wiertnicze 1km2 1-2 odwiertów, określa czy jest i na jakiej głębokości jest, nie kształt)
Geostatystyka- statystyczne metody określanie zmienności parametrów, stosowana w wielu dziedzinach nauki i techniki
Kompakcja-spadek ciśnienia w porach skał eksploatowanego zbiornika, stały nacisk nadkładu powoduje kompakcje zbiornika, może dojść do aktywacji uskoku tektonicznego, powierzchnia terenu osiada, tereny podmokłe przekształcają się w zalewiska
Podziemne magazyny paliw-lokalizowane głównie w kawernach solnych, 90-dniowe zapasy, 4.5mln ropy, 3mld gazu
Budowanie kawern- wysalanie, nie zachowuje się jak zbiornik betonowy jakby była pusta to by ściskały skały, więc wypełnia się gazem, przekształcenia: w fazie wysalanie konwergencja, w fazie pracy zbiorników dywergencja, charakter: łagodne i rozległe niecki obniżeniowe, niewielkie obniżenia, powolne ruchy deformacyjne w nieckach
Strop-górna granica warstwy geologicznej, a także pokładu/wyrobiska
Spąg-dolna powierzchnia warstwy skalnej, pokładu/wyrobiska
Ocios-boczna ściana wyrobiska górniczego w skale płonnej lub kopalinie użytkowej
Zadania dla geodety górniczego: rozpoznawać i dokumentować zjawiska wywołujące przekształcenia górotworu i powierzchni terenu- mapy, badać te zjawiska i procesy-pomiary deformacji i przemieszczeń, przewidywać ich skutki- prognozy/modelowanie, oceniać zagrożenia- ocena ryzyka, zapobiegać-profilaktyka
Zmiany na powierzchni wskutek głębinowej eksploatacji złoża: deformacje nieciągłe nad wyrobiskami-leje, szczeliny, zapadliska, deformacje ciągłe-osiadanie na dużym obszarze, wstrząsy górnicze, zalewiska, osuszanie gleb
Użytkowanie powierzchni terenu:
-biogeniczne- użytkowanie rolnicze, łowieckie i leśne
-geogeniczne- kopalnictwo podziemne i odkrywkowe
-technogeniczne- osadnictwo, przemysł, komunikacja
W zależności od formy wydobycia zmienia się forma deformacji na powierzchni ziemi. Deformacje znacznie wykraczają poza kontur wydobycia. Deformację można przewidzieć analizując wyniki odwiertów w górotworze, mamy wyniki naprężeń i geodezji muszą je analizować
Osiadanie powierzchni:
-problem zasięgu oddziaływania eksploatacji górniczej-niecka tworzy się tam gdzie zaczyna się eksploatacja
-maksymalna głębokość- centrum nieci jest trochę opóźnione w stosunku do centrum wydobycia
-czas ujawniania się wpływów-niecka powiększa się nawet do kilkunastu lat po zamknięciu kopalni
Spostrzeżenia makro-powierzchnia terenu poddana wpływom eksploatacji jest większa niż kontur eksploatacji, maksymalne obniżenie niecki nie może być większe od maksymalnej grubości eksploatowanej warstwy złoża, pierwsze mierzalne osiadania występują gdy wyeksploatowane pole ma wymiary zbliżone go ¼ głębokości eksploatacji
Czynniki wpływające na deformację:
-głębokość- za płytko może powodować dziurę w ziemi
-grubość warstwy-maksymalne obniżenie=a*g
-system- gdy jest zawałowy to powstają duże deformacje, można wykonać posadzkę czyli wypełnić złoże wodą, piaskiem itp.
-likwidacja pustki poeksploatacyjnej- posadzka lub jej brak
-typy skał w nadkładzie-jakie skały nad eksploracją
-miąższość nadkładu trzecio i czwartorzędowego, ukształtowanie terenu
-tektonika
-zawodnienie-samo odwadnianie może wpływać na powstanie niecki
Pomiary przemieszczeń: GPS, tachimetria, niwelacja, pomiary długości
Charakterystyczne rejony w polu przemieszczeń:
-centrum niecki obniżeniowej,
-rejony eksploatacji
-rejon zasięgu wpływów,
-rejony maksymalnych naprężeń
Tensometr- mierzy odkształcenia liniowe- niezmiennikiem tensora odkształceń jest objętość.
Monitor odkształceń- pozwala nam na ocenę zjawiska przekształceń. Bez pomiaru ciągłego nie obserwujemy trajektorii przekształceń lecz poszczególne punkty na jej trajektorii
Linie obserwacyjne- linia niwelacyjna okazująca nam wygląd niecki obniżeniowej
Linia pomiarowa- prostopadła do krawędzi pola eksploatowanego, końce poza przewidywanym zasięgiem wpływów eksploatacji, punkty pomiarowe równooddalone od sąsiednich punktów, w wypadku nachylenia złoża, wydłużenie linii
Przeniesienia i deformacje są z uwzględnieniem:
-jednostek [mm]/[m], odkształcenia [%o]
-znaku- przemieszczenia- kierunek względem przyjętego układu współrzędnych , odkształcenia: ściskanie -, rozciąganie+
-kierunki- względem osi głównych obiektu, szczególnie dotyczy to wartości maksymalnych