Spisy Zeměpisného sdružení
číslo 31 (3/2013)


JAN BURDA

RECENTNÍ SVAHOVÉ POHYBY NA ÚPATÍ
KRUŠNÝCH HOR

Úvod

Úpatí Krušných hor je na styku s výchozem uhelné sloje podkrušnohorských pánví lemováno řadou recentních, ale i fosilních svahových deformací pleistocénního a terciérního stáří (Zmítko 1983). Recentní svahové deformace různého stáří, hloubky, tvaru, stupně aktivity a mechanismu pohybu jsou vázány na oblast pánevních sedimentů, konkrétně terciérní jílovce a kvartérní koluvia, exhumovaná povrchovou dobývkou hnědého uhlí. Rozhodující roli hrají však geologické poměry.

Studovaná oblast je situována na jihovýchodním svahu Kateřinohorské klenby v oblasti, kde se ke svahům Krušných hor přimyká antropogenní reliéf vznikající od 50. let minulého století v důsledku povrchové dobývky hnědého uhlí v prostoru Mostecké pánve. V ohnisku zájmu byl především prostor stabilizačního pilíře pod zámkem Jezeří a přilehlým reliktem zámeckého arboreta. Celá zájmová oblast je přehledně zobrazena na obr. 1. Dominantním orientačním prvkem v krajině je zámecký komplex Jezeří, pocházející ze 14. století, který je situován přibližně uprostřed zájmového území. Povrchový hnědouhelný lom leží v předpolí hor a boční skrývkový svah (vysoký asi 100 m, dříve až 150 m) tohoto lomu plynule navazuje na svah krušnohorský.

Základem moderního metodického přístupu ke studiu problematiky svahových pohybů1 je multidisciplinarita, tj. kombinace terénního průzkumu, laboratorní analýzy a syntézy dat s pomocí geografických informačních systémů (GIS). Rozsah využití jednotlivých metod byl přizpůsoben lokálním podmínkám a finančním možnostem projektu.

Charakter svahových deformací při styku Mostecké pánve a Krušných hor

V průběhu terénních prací, které proběhly v letech 2010–12, bylo ve zkoumané oblasti zmapováno několik recentních svahových deformací s různým stupněm aktivity. Z hlediska klasifikace svahových pohybů (Němčok et al. 1974) byly v rámci mapování zjištěny všechny čtyři základní typy svahových pohybů – řícení, tečení, sesouvání a ploužení.

V místech, kde kvartérní koluvia nasedají přímo na krystalinický fundament (oblast horského svahu), k sesouvání nedochází, ale plošně se uplatňují plouživé pohyby – zjednodušeně creep. Při časové a prostorové analýze těchto pohybů jsme se primárně opírali o výsledky dendrogeomorfologického výzkumu (analýzou letokruhů stromů byly posuzovány vnější vlivy, které na strom v průběhu jeho růstu působí, a které vytvářejí v anatomii stromu nevratné změny – Braam et al. 1987). Pro tento výzkum bylo vytipováno 35 dominantních jedinců buku lesního.

Excentrický růst letokruhů a náhlé růstové změny dokládají, že k ploužení na svazích hor dochází minimálně již od počátku minulého století, což je období, kam dosahuje letokruhový záznam našich vzorků (časové rozpětí výzkumu je dáno stářím stromů). K akceleraci plouživých pohybů dochází epizodicky, zřejmě v důsledku nasycení kvartérních sedimentů vodou. Kontinuální pohyby v celém území se však neprokázaly. Největší růstové disturbance reflektující akceleraci pohybů jsme zjistili v údolí Šramnického potoka v období 50. let 20. stol. Primární příčinou akcelerace pohybů je vznik hluboce založené svahové deformace, která vznikla poddolováním území během hlubinné těžby (Rybář 1997). Naopak dopad povrchové těžby na akceleraci creepových pohybů je prakticky nulový.

Na sedimenty Mostecké pánve jsou vázány recentní svahové pohyby typu sesouvání a stékání. Nejčetnějším typem svahových deformací jsou sesuvy, pro jejichž vznik je jílovcové prostředí Mostecké pánve ideální. Důležitým faktorem je zde také skutečnost, že vlivem diagenetického zpevnění pevnost těchto jílů s hloubkou stoupá. Naopak do hloubky 30–40 m mají jílovce velmi nízké pevnostní charakteristiky, což je způsobeno jejich „rozbitím“ vlivem extrémního klimatu v době pleistocénu (Pichler 1989). Svahové deformace mají nejčastěji charakter blokových sesuvů, při nichž dochází k pohybu celých jílovcových bloků po predisponované smykové ploše, která je vázaná právě na takto porušené jíly.

Směrem k úpatí hor (a tedy k okraji pánve) se komplikují jak geologická stavba, tak i hydrogeologické poměry. Zatímco pro geologicky monotónní jílovcové svahy jsou typické lokální sesuvy jednoho či dvou skrývkových řezů, tak v geologicky i strukturněgeologicky pestrých svazích při úpatí hor vznikají poměrně složité a plošně rozsáhlé komplexní svahové deformace (příznačná je změna mechanismu pohybu, ze sesouvání do stékání). Ty mají charakteristický proudový tvar a morfometrickými charakteristikami patří k největším deformacím svého typu v ČR (např. kubatura dvou nejrozsáhlejších deformací je 1 resp. 3 mil. m3 a jejich délka – od odlučné stěny po čelo akumulace – dosahuje 1 km).

Tělesa deformací jsou tvořena sedimenty kvartérního stáří, které se v přípravné fázi pohybují po plasticky se chovajících jílech, v nichž se v průběhu finální akcelerace pohybu vytváří dokonale vyhlazená smyková plocha. Během vlastní pohybové aktivity dochází k pohybům v řádech až desítek metrů, čelo sesuvu je tak vždy vytlačeno přes hranu níže položeného řezu, díky čemuž sesuté hmoty ztrácejí přirozenou oporu a dochází k totální ztrátě jejich soudržnosti. Jelikož je sesouvání vždy doprovázeno vytlačováním vody v akumulační oblasti, jsou v místech zjištěných pramenů destruované zeminy okamžitě zvodňovány a formou proudu (zjednodušeně půdotoku) transportovány dále na dno těžební jámy. Přirozeně tedy nedochází k dočasnému obnovení rovnovážného stavu a pohyby pokračují, dokud zcela nedojde k vyklizení odlučné oblasti.

Hlavní kontury těchto komplexních svahových deformací přesně reflektují zdokumentovaný průběh tahových trhlin z 50. let 20. stol. (Rybář 1997), je tedy zřejmé, že se jedná o reaktivaci staré svahové deformace vzniklé jako důsledek poklesů nadloží vyvolaných starou hlubinnou těžbou.

Jako stabilní se jeví části svahu dominantně tvořené příbřežní pískovcovou facií. Prokřemenělé pískovce v reliéfu představují solidní, vůči svahovým deformacím odolný blok, který je však modelován stržovou erozí. Jednotlivé erozní rýhy jsou až 6 m široké, přes 3 m hluboké a až 400 m dlouhé.

Klimatogenní a hydrogeologické souvislosti svahových deformací

U zkoumaných svahů závisí jejich stabilita na době, po níž jsou obnaženy, než dojde k jejich zpětnému zasypání vnitřní výsypkou, a po níž jsou přímo vystaveny působení klimatogenních vlivů (obr. 2).

U svahů tvořených výhradně nadložními jílovci, jejichž propustnost závisí na hustotě ploch nespojitosti (Rybář a Dudek 1976), vznikají svahové deformace s dvou až tříletým zpožděním oproti významným srážkovým událostem. Obecně se toto prostředí vyznačuje nízkým koeficientem filtrace, díky čemuž dochází ke kritickému zvodnění až s několikaletým zpožděním a jako důsledek dlouhodobých srážkových abnormalit.

Blíže u hor je však situace komplikovanější a předpoklad o dlouhodobé retardaci vzniku svahových deformací zde neplatí. Bližší analýza pohybů geodetických bodů, atmosférických srážek a hladiny podzemní vody totiž ukázala, že ke vzniku hluboce založených sesuvů (řádově 10 až 20 m) docházelo v průběhu posledních sedmi let s nulovou, či minimální retardací vůči krátkodobým a střednědobým klimatickým výkyvům. Při hodnocení podmínek, při nichž zde svahové pohyby vznikají, je třeba uvažovat o kombinaci vlivu více faktorů, které vedou ke kritickému zvodnění porušených jílů a jejich následnému rozbřídání. Taková situace může nastat při souběhu klimatických a hydrogeologických faktorů – obecně srážky či obleva v době zvýšené hladiny podzemní vody. Zpětnou analýzou kontinuálního záznamu pozorovacích vrtů bylo zjištěno, že každý vzestup hladiny nad úroveň -10,23 m, byl reflektován akcelerací pohybů prokázanou geodetickým měřením nebo zdokumentovaným vznikem nové svahové deformace. Tuto výšku hladiny podzemní vody lze považovat do jisté míry za prahovou hodnotu, při níž dochází ke kritické úrovni zvodnění porušených zemin.

Dále musíme uvažovat specifické hydrogeologické podmínky, především souslednost různě propustných vrstev. Celý propustný kvartér v závislosti na své mocnosti představuje preferenční cestu pro proudění mělké podzemní vody. Nad odlučnou oblastí vytvářejí kvartérní sedimenty více než 20 m mocné mísovité akumulace. Obecně však kvartér díky malému podílu jílovité a hlinité složky váže jen minimum vody. Měření půdní vlhkosti dokládá hodnoty objemové vlhkosti v průměru 9,5 %. Při srážkách pak dochází k rychlému zvýšení vlhkosti (až k hodnotám 50 %), ale díky propustnosti i k následnému rychlému gravitačnímu odvodnění. Svrchní destruované jílovce, protkané hustým systémem puklin, představují komunikační cestu pro průnik vody hlouběji do jílovitých hornin. Měření půdní vlhkosti zde prokázalo podstatně vyšší průměrné hodnoty objemové vlhkosti půdy než u kvartérních zemin – mezi 38 a 44 %. Porušené jíly obecně váží podstatně více vody a na srážky reagují zhruba s odstupem 2 až 8 hodin oproti kvartéru.

Z hydrogeologického hlediska lze popisovanou oblast zjednodušeně rozdělit do tří vrstev, které fungují jako kolektor, nebo izolátor. První vrstvu tvoří velmi propustné kvartérní sedi menty, druhou vrstvu představují porušené jíly, do nichž jsou systémem puklin gravitačně odváděny vody z kvartéru – vrstva funguje jako kolektor (zvodeň). Pod těmito porušenými a vlhkými jíly předpokládáme třetí vrstvu tvořenou méně porušenými jílovci, které se chovají jako izolátor.

Takto přepokládaná konfigurace byla ověřena geofyzikálním průzkumem, při němž jsme ve třech profilech napříč sesuvnou oblastí zjišťovali měrný odpor prostředí až do hloubek 100 m. Jelikož je naprostá většina hornin i zemin přirozeně nevodivá, představuje právě voda vodivé medium v horninovém prostředí. Takto jsmr ve všech měřených profilech byli schopni identifikovat výše zmíněný kolektor v porušených jílech. Ten se projevil jako zóna mimořádně nízkých měrných odporů (< 5 ohm.m). Jíly jsou zde trvale saturované, což se projevuje jejich rozbřídáním a dlouhodobými deformacemi svahu, které zde byly zjištěny geodetickým měřením. Naopak propustné a suché kvartérní vrstvy i podložní neporušené a nepropustné jíly se projevily podstatně vyššími měrnými odpory (často > 800 ohm.m u kvartéru a až 600 ohm.m u neporušených jílovců). Geofyzikální průzkum v kombinaci se sledováním podzemní vody a měřením na pohybech se osvědčil při vyhledávání potenciálních smykových ploch a mělkých kolektorů, což dokládá úspěšná predikce sesuvu z ledna r. 2011 (Burda et al. 2011).

Závěrečná úvaha

U studovaných svahů lze předpokládat dlouhodobý progresivní vývoj smykových ploch, který je de facto odvislý od času, během něhož jsou svahy obnaženy. Z hlediska dlouhodobé stability celého území bude rozhodující podsypání svahu vnitřní výsypkou. V souvislosti s problematikou dlouhodobé stability se často v masmediích objevují různé názory, jako např.: „…jediným řešením je zastavit těžbu u paty kopce.“ (www.idnes.cz; 28.1.2011 – k situaci sesuvu z ledna 2011). Z čistě stabilitního hlediska jsou tyto názory scestné. Těžba pod svahem totiž už neprobíhá řadu let. Jelikož je zde báňská činnost prováděna formou technologických celků, její zastavení v dnes aktivní části lomu (cca 2 km od zájmové lokality) by paradoxně znamenalo konec zakládání výsypkových zemin na patě svahu.

L i t e r a t u r a :

BRAM, R. R., WEISS, E. J. J., BURROUGH, P. A. (1987): Spatial and temporal analysis of mass movement using dendrogeomorphological. Catena, 14, s. 573–584.
BURDA, J. (2012): Hodnocení rozšíření a dynamiky recentních svahových pohybů na úpatí Krušných hor. Disertační práce, PřF UK, Praha, 173 s.
BURDA, J., ŽIŽKA, L., DOHNAL, J. (2011): Investigation of recent mass movement activity in anthropogenic slopes of Krušné hory Mts. (Czech Republic). Nat. Haz. Earth Sys. Sci., 9, s. 119–128.
NĚMČOK, A., PAŠEK, J., RYBÁŘ, J. (1974): Děleni svahových pohybů. Sbor. Geol. Věd, HIG, 11, s. 77–97.
PICHLER, E. (1989): Pevnostní a přetvárné charakteristiky nezpevněných a zpevněných jílovitých hornin. Stabilita svahů na povrchových hnědouhelných dolech. Souhrn přednášek, Výzkumný ústav pro hnědé uhlí, Most, s. 101–123.
RYBÁŘ, J. (1997): Interpretation of data about tectonic aktivity at the toe of Krušné Hory Mts. Affecting endogenous and exogenous proccesses in the rock enviroment. Acta Montana, Series AB, 106, č. 4, s. 9–24.
RYBÁŘ, J., DUDEK, J. (1976): Vliv strukturně geologických poměrů na stabilitu svahů povrchových dolů u Kyjic. Sbor. Geol. Věd, HIG, 13, s. 29–49.
ZMÍTKO, J. (1983): Fosilní sesuvy při podkrušnohorském výchozu pánve. Zpravodaj Hnědé uhlí, 6, Most, s. 12–24.


Autor: Mgr. Jan Burda, Přírodovědecká fakulta UK Praha; burda.geo@gmail.com

Pozn: v internetové verzi nejsou reprodukovány tabulky a grafické přílohy.


NAHORU

© Zeměpisné a vlastivědné sdružení, z.s.