Relatiile mediului natural si construit cu dinamica externa (II)

(Continuare din nr. 178, martie 2021) 

RAPORTUL DINTRE MEDIUL NATURAL, GEOLOGIC SI MEDIUL CONSTRUIT IN CONTEXTUL DINAMICII EXTERNE

Daca se abordeaza conceptul de mediu din perspectiva geologica, acesta se inscrie evolutiei geologice. Identificarea mediilor in arealele studiate la momentul actual si in evolutia conditiilor de suprafata, unde s-au depus sedimentele si s-au format rocile, se focalizeaza prin descifrarea paleomediului. Acesta constituie un concept de reprezentare a unui ansamblu de conditii fizico-chimice, biologice si topografice (morfologice). Reconstituirea tipului mediului de sedimentare vechi consta in reconstituirea paleomediului, prin raportarea la domeniul continental, marin sau mixt.

Generic, pe un areal oarecare este prezent paleomediul de panta (eluvial, deluvial, proluvial, colovial), care se recunoaste prin compozitia si varietatea tipurilor de roci, paleomediul fluvial care inglobeaza terasele si luncile, paleomediul lacustru care cuprinde glacisurile, palemediul glaciar, periglaciar, eolian etc.

Cartarea elementelor de mediu si hartile de mediu trebuie sa reprezinte o evaluare a potentialului natural din perspectiva scopului dictat de beneficiar, in speta, amenajare a teritoriului si urbanism, amenajare peisagistica etc., sau a gradului de vulnerabilitate si risc pe care il presupune o anumita interventie antropica in peisaj.

Abordarea cartografica a elementelor naturale de mediu mareste considerabil aportul acesteia la rezolvarea problemelor practice.

In concluzie, se poate preciza ca, daca un mediu se gaseste intr-un stadiu mai avansat de maturitate sau de echilibru, este cu atat mai stabil si va prezenta un nivel mai mare de suportabilitate la influentele naturale sau antropice.

Mediul geologic, care este in contact nemijlocit cu mediul construit, cuprinde, la suprafata Terrei, pedosfera si litosfera. Toate acestea fac parte din biosfera.

Biosfera este invelisul discontinuu al Pamantului format din totalitatea organismelor vii, impreuna cu toate elementele necesare vietii. Limitele sale cuprind marginea superioara a atmosferei, litosfera si intreaga hidrosfera.

Viata sub diverse forme de organizare poate exista in diferite imprejurari. Acea parte a globului pamantesc (litosfera, hidrosfera si atmosfera) care este populata de organisme vii (plante, animale, microorganisme) se numeste biosfera (din gr. „bios” – viata, „sphaira” – glob).

Pedosfera este definita ca stratul solidificat de la suprafata solului, care serveste ca izvor de hrana pentru plante.

Litosfera reprezinta geosfera de la periferia Terrei sau „coaja solida” a Pamantului in care se diferentiaza doua paturi separate prin discontinuitatea Moho: litosfera superioara sau crusta si litosfera inferioara care include partea superioara (solida) a mantalei superioare. La nivelul general al scoartei terestre, rocile sedimentare constituie numai 5% din total si sunt formate in conditii exogene, prin interactiunea litosferei cu invelisurile externe ale Pamantului. La suprafata acestuia, proportia rocilor sedimentare se ridica la 75% si constituie o patura subtire cvasicontinua care acopera planeta la exterior. Rocile sedimentare sunt rezultatul unui numar mare de factori de natura exogena, de la procesele de alterare sau dezagregare a unor roci preexistente, transportul sub actiunea unei largi serii de agenti si acumularea in bazine sau zone de sedimentare sub forma de sediment, pana la procesele de litificare sau diageneza care le confera stabilitate si caracteristici petrografice definitive.

Pe baza ponderii cu care principalele componante participa la alcatuirea rocilor sedimentare, pondere determinata de conditiile de geneza, rocile sedimentare au fost impartite in roci reziduale, roci allogene, roci autigene si roci biogene, la care se adauga si rocile cu geneza mixta. La suprafata scoartei terestre sunt prezente rocile reziduale, care s-au format pe seama unui material preexistent transformat prin procese de alterare, ramas intotdeauna pe loc si fara implicarea unor procese de transport. La alcatuirea rocilor reziduale, conform compozitiei, se diferentiaza o componenta reziduala si una autigena.

Componenta reziduala este dependenta de alcatuirea materialului parental si este reprezentata prin elementele litice si minerale din speciile rezistente la procesul de alterare (cuart, carbonati, mice, minerale argiloase etc.).

Componenta autigena este reprezentata prin produsele de alterare, dupa ce au fost indepartati termenii mai mobili prin dizolvare sau levigare.

Aceste componente cuprind: minerale argiloase, oxizi si hidroxizi de fier, oxizi si hidroxizi de aluminiu, geluri silicoase, la care se adauga substante humice.

Principalele tipuri de roci reziduale sunt: solurile, terra rosa, lehmuri, laterite, bauxite.

Prin urmare, din prezentarea facuta mai sus, rezulta ca solurile sunt roci reziduale cu cea mai larga raspandire, formandu-se pe orice substrat si in orice conditii.

Pentru a facilita intelegerea fenomenelor care au loc la suprafata scoartei, unde si factorul antropic actioneaza intr-o mare masura, se foloseste termenul de „roca de baza’’ pentru formatiunile geologice precuaternare si „formatiunea acoperitoare’’ pentru depozitele cuaternare (M. N. Florea, 1979).

La suprafata scoartei terestre, formatiunea acoperitoare are o raspandire foarte mare atat in domeniul continental cat si in cel marin. Prin pozitia acesteia, activitatea omului s-a desfasurat din cele mai vechi timpuri si cel mai frecvent in aceasta categorie de roci.

Criteriile pe baza carora se discrimineaza cele doua formatiuni sunt: varsta geologica, pozitia stratigrafica si criteriul tectonic. Pe baza acestui ultim criteriu, depozitele cuaternare cutate apartin rocii de baza. La acestea se mai adauga formatiunile sedimentare precuaternare, rocile eruptive si cele metamorfice.

Formatiunea acoperitoare inglobeaza terenurile cuaternare necutate (depozitele teraselor si ale glacisurilor, depozitele campiilor aluvionare si luncilor, depozitele care acopera versantii, loessurile etc.).

Roca de baza este constituita din aceste marne cenusii albicioase sau galbui. Aceasta roca este prezenta in tot bazinul Peratethysului Central si prezinta unele diferentieri locale privind compactitatea. Stratele formatiunii acoperitoare se astern peste roca de baza, formand o structura terminala mulata care prezinta caracteristici litologice distincte in formele de relief discriminate.

In zona dealurilor se identifica strate nisipoase in baza, unde este cantonata apa subterana, si strate argiloase inspre suprafata. Prin geneza aceste strate alcatuiesc depozitele proluviale, deluviale si eluviale, specifice versantilor (fig. 7).

Ca pozitie pe versant, eluviul se intalneste pe interfluvii si platforme si reprezinta un depozit cuaternar al formatiunii acoperitoare format pe seama alterarii rocii de baza.

Deluviul este o formatiune acoperitoare care imbraca pantele versantilor si se formeaza pe seama produselor de alterare a rocii de baza, supuse unei miscari lente de transfer continuu a acestor produse, din zona de alterare spre mantaua deluviala.

Dintre toate tipurile genetice ale formatiunii acoperitoare, deluviul este cel mai frecvent afectat de alunecari de teren, suprafata de alunecare formandu-se de regula la contactul cu roca de baza.

Proluviul este formatiunea acoperitoare ce imbraca poalele versantilor, reprezentand o prelungire a transportului materialului deluvial spre baza versantilor. La proluviu sunt raportate si depunerile din vaile cu ape curgatoare din zonele deluroase.

Din punctul de vedere al alunecarilor de teren, proluviul de la baza versantilor este susceptibil de astfel de procese, intrucat, prin insusi modul lui de formare, acest tip genetic de formatiune acoperitoare este supus unor deplasari lente, ce se petrec insa la o scara mai mica in raport cu deplasarile din cuprinsul deluviului.

Prin eroziunea bazei versantului, in numeroase cazuri proluviul este afectat si prezinta zone de instabilitate care se propaga inspre partea superioara a versantului, antrenand si deluviul.

Localizarea fenomenelor de instabilitate

Un pericol natural s-a definit prin probabilitatea ca o stare stabila sa se schimbe brusc sau prin probabilitatea ca un fenomen potential distructiv sa aiba loc intr-o anumita perioada de timp. Aceasta definitie inglobeaza conceptele de magnitudine, localizarea geografica si recurenta in timp.

In cazul alunecarilor de teren, magnitudinea se refera la intensitatea fenomenului natural care ii conditioneaza comportamentul si puterea distructiva, localizarea geografica identifica locul posibil de aparitie a fenomenului iar recurenta arata frecventa temporara a evenimentului.

Din studii si cercetari prezentate in literatura de specialitate, se cunoaste faptul ca alunecarile de teren se dezvolta in formatiuni geologice de diferite varste si cu alcatuire litologica foarte diferita.

Prin localizarea geografica trebuie sa se precizeze locul posibil de aparitie a alunecarilor de teren. Astfel, la modul generic se poate preciza ca alunecarile de teren sunt prezente pe versanti (fig. 1, 2, 6) si in cuprinsul formatiunii acoperitoare.

Versantii.

Definitie si geneza

Dupa (I. Mac – 1986) – intr-o acceptie mai larga, versantii pot fi considerati ca forme de relief inclinate, care fac racordul intre interfluvii sau creste si liniile de drenaj adiacente (fig. 8). Prin faptul ca versantii reprezinta forme de relief cu raspandire foarte larga, ei au devenit in a doua jumatate a secolului XX o problema foarte importanta a gemorfologiei moderne. Aceasta se datoreaza si faptului ca versantii constituie cea mai mare parte a peisajului, iar in calitatea lor de componenta a unui sistem de drenaj au un rol deosebit de important, furnizand apa si sedimente retelei hidrografice. Cu toate acestea (I. Mac – 1986) afirma ca nici in geomorfologia clasica si nici in cea moderna nu a fost formulata o definitie completa si riguroasa a versantilor.

Din perspectiva practica si experienta geotehnica, este deosebit de importanta stabilirea unitatilor morfologice si functionale ale versantilor. Un astfel de model ipotetic este cel elaborat de B. J. Delrymple, J.R. Blong si I.A. Conacher (citati de I. Mac – 1986) care cuprinde 9 unitati morfologice si functionale:

• U1 – interfluviul, cu predominarea proceselor eluviale;
• U2 – suprafata „pagina” sau unitatea de distributie;
• U3 – suprafata convexa, pe care are loc organizarea eroziunii liniare si areale;
• U4 – povarnisul sau taluzul, unde are loc insertia formelor de eroziune;
• U5 – mijlocul versantului caracterizat prin maxima mobilitate morfodimca;
• U6 – glacisul, rezultat prin redepozitarea materialelor deluvio-coluviale;
• U7 – lunca sau unitatea aluvio-proluviala;
• U8 – malurile albiei;
• U9 – fundul albiei minore.

Se face mentiunea ca, in functie de conditiile locale, unele dintre aceste unitati pot lipsi, iar altele se pot repeta in cadrul aceluiasi versant (fig. 8).

In studiul versantilor trebuie sa se aiba in vedere si forma versantilor, care se apreciaza dupa aspectul profilului lor. Se stie ca versantii nu sunt niste suprafete uniforme si continue, ci prezinta numeroase neregularitati care le confera un profil complex. Pentru caracterizarea acestora s-a convenit luarea in consideratie a doua categorii de elemente, si anume: elemente de suprafata si curburile (I. Mac – 1986).

Elementele de suprafata apar ca fatete in care versantul ramane constant, iar curburile marcheaza modificarile care apar in profilul versant. Daca curburile se raporteaza la un plan orizontal, acestea pot fi concave sau convexe (fig. 9).

Sunt si situatii in care neconformitatea suprafetei unui versant nu este marcata numai prin curburi si prin rupturi, care sunt discontinuitati angulare. De aici se desprinde concluzia ca elementele de suprafata, curburile si discontinuitatile angulare sunt generate de:

• natura rocii, proprietatile mecanice ale acesteia, rezistenta la actiunea agentilor externi;
• conditiile structurale si tectonice, stratificatia rocilor, orientarea si inclinarea stratelor;
• intensitatea miscarilor neotectonice;
• ritmul si intensitatea proceselor de modelare in functie de conditiile climatice si care se afla la un moment dat in regiunea respectiva.

CONCLUZII

Normativul privind documentatiile geotehnice pentru constructii, indicativ NP 074 – 2014, precizeaza faptul ca riscul geotehnic depinde de doua categorii de factori: pe de o parte factorii legati de teren, dintre care cei mai importanti sunt conditiile de teren si apa subterana, iar pe de alta parte factorii legati de caracteristicile constructiei respective si de vecinatatile acesteia.

De asemenea, la datele privind terenul din amplasament se cere si incadrarea terenului in „Zone de risc natural” (cutremur, alunecari de teren, inundatii) care formeaza „Planul de amenajare a teritoriului national – Sectiunea V – Zone de risc”.

Toate aceste date se coroboreaza cu efectele dinamicii externe in mediul natural si construit.

Infrastructura este partea din sistemul cladire care ia contact nemijlocit cu terenul de fundare. Incarcarile preluate de suprasistemul cladire se transmit, prin intermediul fundatiilor, stratelor geologice, care sunt indicate ca pot sa preia aceste incarcari. Este stiut ca stratele de la suprafata scoartei terestre (formatiunea acoperitoare si complexul rocii de baza) s-au format in perioada Cuaternara sau perioade anterioare. Prin umare, cunoasterea scarii geologice absolute a timpului este necesara pentru localizarea temporala si in spatiu a diverselor tipuri de roci si strate care se pot intalni in amplasamentul unei constructii, precum si originea, natura si evolutia lor.

In abordarea acestor probleme am pornit de la conditiile de amenajare a teritoriului si urbanism, amenajare peisagistica etc., precum si de la gradul de vulnerabilitate si risc natural pe care il presupune o anumita interventie antropica in peisaj, si tinand seama de efectele incalzirii globale in mediul natural si construit. Aceste ultime fenomene sunt in curs de studiu si analiza.

Se au in vedere precizarile standardului SR EN 1997-1:2004, care la sectiunea 2, Bazele proiectarii geotehnice, defineste situatiile de proiectare si starile limita, indicand si factorii care trebuie luati in considerare, si anume:

• conditiile de amplasament cu privire la stabilitatea generala si la miscarile terenului;
• natura si marimea structurii si elementelor ei, inclusiv orice cerinte speciale, ca de exemplu durata de viata;
• conditii referitoare la vecinatatile lucrarii (constructii invecinate, trafic, diverse retele, vegetatie, produse chimice periculoase);
• conditiile de teren;
• situatia apei subterane;
• seismicitatea regionala;
• influenta mediului (hidrologie, ape de suprafata, subsidenta, variatii sezoniere de temperatura si umiditate).

Acest standard are si sectiunea 11, care se refera strict la stabilitatea generala.

La primul principiu se precizeaza ca: prevederile acestei sectiuni trebuie aplicate pentru stabilitatea generala si miscarea terenurilor fie ele naturale, fie umpluturi, in jurul fundatiilor, lucrarilor de sustinere, pantelor naturale, rambleurilor si excavatiilor.

Un alt principiu stabileste ca: stabilitatea generala a unui amplasament si miscarile terenurilor naturale sau de origine antropica trebuie verificate pe baza unei experiente comparabile, in conformitate cu 1.5.2.2.

Referitor la aceste aspecte, se cunoaste faptul ca principiile comporta urmatoarele:

• indicatii generale si definitii pentru care nu exista alternative;
• cerinte si modele analitice pentru care nu se permite o alternativa, cu exceptia situatiilor in care acest lucru este specificat in mod expres.

Referitor la mediul geologic, acesta este prezentat din perspectiva stratigrafica si in concordanta cu unitatile litostratigrafice conventionale (formale) definite de Ghidul Stratigrafic International. In sensul celor de mai sus se discrimineaza formatiunea acoperitoare si complexul rocii de baza si pozitia acestora in mediul geologic.

Aceste doua tipuri de unitati litostratigrafice isi au pozitia bine definita in ierarhia stabilita de Ghidul Stratigrafic International.

Ca un corolar al celor prezentate, rezulta ca in Geotehnica elementul destinat al terenului de fundare este stratul, definit ca tip de unitate litostratigrafica care este o entitate a formatiunii acoperitoare a membrului sau a orizontului stratigrafic si a complexului rocii de baza (Ghidul Stratigrafic International).

BIBLIOGRAFIE

1. Armas I., Damian R., Cartarea si cartografierea elementelor de mediu, Ed. Enciclopedica, Bucuresti, 2001;
2. Balaj V., Geotehnica si modelul tridimensional al structurilor functionale de mediu, Lucrarile celei de a XI-a Conferinte Nationale de Geotehnica si Fundatii, Timisoara, 2008;
3. Coque R., Geomorphologie, Armand Colin, Paris, (2006);
4. Grecu F., Palmentola G., (2003), Geomorfologie dinamica, Edit. Tehnica, Bucuresti;
5. Ielenicz M., Geomorfologie, Ed. Universitara, Bucuresti, 2004;
6. Loghin V., Elemente de geomorfologie fluviatila, Valahia University Press, Targoviste, 2009;
7. Mac I., Elemente de geomorfologie dinamica, Editura Academiei Republicii Socialiste Romania, 1986;
8. Scradeanu D., Gheorghe A., Hidrogeologie generala, Ed. Universitatii din Bucuresti, 2007.

Autor:
Dipl. geol. Vasile Balaj – membru de onoare, Societatea Romana de Geotehnica si Fundatii (SRGF), membru RUR (Registrul Urbanistilor din Romania), F1 – Cadrul natural şi calitatea mediului, G8 – Studii de teren

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 179 – aprilie 2021, pag. 42