02-03/2003



   Eesti Looduse
   fotovoistlus 2010




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
artiklid EL 02-03/2003
Maalihked – looduslikud või inimtegevuse tagajärg?

2002. aasta varakevadel toimus Pärnu maakonnas Pärnu, Reiu ja Audru jõe alamjooksul mitu märkimisväärset maalihet. Need sündmused on tinginud vajaduse majandustegevust kavandades arvestada ka maalihkeohtlikkusega ning välja selgitada lihkeohtlikud piirkonnad ning need eeldused ja põhjused, mille korral maalihked võivad vallanduda.

Nõlvad on looduses enim levinud reljeefielemendid, mis annavad meid ümbritsevatele pinnavormidele nende iseloomulikud jooned. Nõlva morfoloogiat mõjutavaid protsesse paneb liikuma gravitatsioon. Selle mõjulepääsu eeldused on eelkõige nõlvakalle, aga ka nõlva pikkus ja ulatus, samuti geoloogiline ehitus, pinnase niiskussisaldus ning temperatuurirežiim. Nendest eeldustest tulenevalt saame eristada palju eri iseloomu, kiiruse ja tagajärgedega protsesse. Kõige kiiremad on need suurte nõlvakallete puhul, kus nõlva ülemises osas lahti murdunud materjal kukub või veereb nõlva jalami poole. Sellist sündmust nimetatakse varisemiseks. Väga aeglaselt ja tagasihoidlike tagajärgedega kulgevad maavoole ehk solifluktsioon ning maanihe ehk defluktsioon. Nendes aitavad raskusjõul mõjule pääseda eelkõige korduv pinnase külmumine ja sulamine ning sellest tingitud pinnase küllastumine veega.

Toimumise kiiruse ja intensiivsuse ning ka tagajärgede alusel mahuvad varisemise ja maavoole vahele maalihked. Maalihe on nähtus, kus settekeha või monoliitsetest kivimitest plokk liigub suure kiirusega (äkiliselt) nõlva jalami suunas, kusjuures pinnas liigub mööda kindlat lihkepinda nii, et settekehas endas ei tarvitse muutusi toimudagi. Seega on korrektne maalihkeks nimetada vaid kindlate omaduste ja tagajärgedega nõlvaprotsessi. Maalihete suurus ja settemassi liikumise ulatus võib suuresti kõikuda. Eesti oludes saame rääkida mõnekümne kuni kümne-kahekümne tuhande kuupmeetristest settekehadest, mis võivad liikuda mõne meetri kuni paarikümne meetri ulatuses. Mägise reljeefiga aladel pole haruldased ka koguni kuupkilomeetriste settekehade sööstmine nõlva jalami poole, haarates kaasa nii looduslikke kui ka tehisobjekte.

Teatud geoloogilise ehituse, niiskusrežiimi ja kliimaolude puhul saavutavad varem või hiljem kõik nõlvad nn. tasakaaluoleku – seisundi, kus nõlva morfoloogias erilisi muutusi ei toimu, sest setted ei allu välisele kulutusele. Tasakaaluoleku puhul oleneb nõlvakalle pinnase omadustest ja hüdroloogilisest režiimist. Tasakaaluoleku kadumisel hakkab nõlva morfoloogia muutuma. Näiteks suurendab sette küllastumine veega oluliselt settekeha massi, mis võib piisavalt suure nõlvakalde korral põhjustada maalihke. Maalihete kujunemise eeldused jagunevad mitmesse rühma.


Lihete morfoloogilised eeldused on seotud eelkõige nõlvakaldega. Maalihe toimub seda tõenäolisemalt, mida suurem on nõlvakalle ja mida raskem (suurema tihedusega) on nõlva moodustav materjal. Lihke tõenäosus on suurem 10–40-kraadistel nõlvadel. Mainitud teguritest olenevalt võib teatud sügavusel eristada teoreetilist lihkepinda, kus pinnaseosakeste summaarne tugevus pinnal on väiksem, kui samal pinnal mõjuvate nihutavate jõudude summa. Mida järsem on nõlv, seda suurem on suhteline pinnase kaal nn. lükkava pinnasekeha poolel ja väiksem vastukaalu poolel. Just seepärast on järsemad nõlvad ohtlikumad.

Küllalt sagedane maalihete põhjus on nõlvakalde muutus looduslike protsesside või inimtegevuse tagajärjel. Nii näiteks võib jõe loodusliku erosiooni tõttu muutuda nõlva alumine osa järsemaks. Ärakantud materjali arvelt muutub setete massi tasakaal, mis põhjustabki maalihke.


Geoloogilised eeldused tulenevad nõlva moodustava pinnase omadustest ja settekihtide lasumusest. Nii võivad maalihked kujuneda monoliitsetes kivimites, kui need lasuvad kergesti deformeeruvatel, näiteks savistel setetel, eriti kui kihid on nõlva kallakuse poole kaldu. Eestis on aga olulisemad pinnakatet moodustavate setete, eelkõige liiva, aleuriidi ja savi füüsikalis-mehhaanilised omadused, iseäranis pinnase tugevust määravad näitajad.

Pinnase tugevus sõltub osakestevahelisest hõõrde- ja nakkejõust. Eesti tingimustes on eriti lihkeohtlikud savi- ja aleuriidipinnased. Pärnu piirkonna näitel võib sellisel pinnasel toimuda suureulatuslikke lihkeid isegi 5–7-kraadise nõlvuse korral [3]. Lihkeohtlikkus on tingitud nende pinnaste väikesest tugevusest. Võrdluseks: liivastes setetes tuleb maalihkeid ette alates 15–20º nõlvusest ja nende mõõtmed on oluliselt väiksemad. Eesti pinnakattes väga levinud moreeni iseloomustab suur terajämeduse varieeruvus (savist kuni suurte rahnudeni), ja suur tugevus, mille tõttu on moreeninõlvade lihked vähetõenäolised. [Pärnufoto10]

Filtratsioonimoodul iseloomustab pinnase veeläbilaskvust ning see oleneb eelkõige lõimisest ehk pinnaseosakeste suurusest. Liivade filtratsioonimoodul on sadu kordi suurem kui märksa peenematest saviosakestest moodustunud savipinnasel. Vee liikumine liivas tekitab hõõrdumise tõttu pinnases lisajõude, mis mõjuvad lihet soodustavalt. Oluline geoloogiline eeldus on tektoonika, mis maavärinate näol on paljudes maakera piirkondades peamine maalihkeid vallandav tegur.


Hüdroloogilised ja hüdrogeoloogilised eeldused hõlmavad mitut aspekti. Pinna- ja põhjavee taseme kiired muutused võivad oluliselt mõjutada välja kujunenud tasakaalu nõlvadel. Pinnase hõõrdejõud on määratud pingetega pinnases. Vee all mõjub pinnaseosakestele üleslükkejõud, mistõttu pinge pinnaseosakeste vahel väheneb. Pinnase tugevus mingil sügavusel maapinnast muutub seega vastavalt põhjavee taseme kõikumisele.

Vahel, kui jõe veetase väga kiiresti alaneb (mis on eriti iseloomulik Pärnu jõe alamjooksule), või põhjavee tase suurte sadude või lume hoogsa sulamise ajal tõuseb, kiireneb põhjavee liikumine nõlvas. Seegi võib tekitada maalihkeid. Teatud Pärnu ja Reiu jõe oru lõigud, mis on moodustunud osaliselt savisse ja mida katab peeneteraline liiv või mille nõlvadel paljandub ainult liiv, on lihkeohtlikud just varakevadel ja hilissügisel. Näiteks oli Reiu jõe külgorus suur lihe 2002. aasta veebruaris. Lõpuks võib kiire veetaseme alanemine jões suurendada pinnase kaalu nõlval ning võib sellega esile kutsuda maalihke. Nii juhtus 1966. aastal Pärnu linnas, kus Pärnu jõe veetaseme alanedes miinimumtasemeni toimus maalihe tehase Viisnurk naabruses [1]. [Pärnufoto14]


Inimtegevuse mõju on looduslikke maalihkeid soodustavate tegurite kõrval samuti oluline. Kuna just suuremate puude juurestik tungib üsna sügavale setetesse, toimides loodusliku pinnaseankruna, siis muudab nende hävitamine nõlva tavaliselt ebastabiilsemaks. Väga sageli vallandab lihkeid nõlva moodustava pinnase loodusliku veesisalduse muutmine (nt. niisutamisega) või pinna- ja pinnasevee liikumise takistamine [2].

Tihti muudetakse looduslikku nõlvakallet, näiteks süvendatakse kaldalähedane jõesäng paadisadamaks. Sellega muutub välja kujunenud kallakus nõlva alumises osas. Kui süvendades paigutatakse välja kaevatud materjal nõlvale või oru veerule, siis lisandub suurenenud nõlvakaldele veel nõlva moodustava pinnase mass. Pinnase massi suurendavad ka nõlvale rajatavad ehitised, mis võivad maalihet põhjustada nõlvakallet oluliselt muutmata. Ka vibratsioon võib vähendada nõlvade stabiilsust.


Pärnumaa libisevad jõekaldad. Viimastel aastatel on Pärnu ümbruse jõeorgudes olnud tähelepanuväärselt palju maalihkeid [3]. Audru jõe lihke tagajärjel paigutus ümber osa vanast Audru-Lihula maanteest. Pärnu jõe lihe Tammistes leidis aset vaid mõnekümne meetri kaugusel suvilatest, jättes nendevahelise tee vahetult lihke pervele. Reiu jõe külgorus toimus lihe vaid mõne meetri kaugusel elumajast.

Võiks olla pisut üllatav, et Eestis on maalihkeid enim kirjeldatud just Pärnu ümbruses – väga väikeste kõrgusvahedega meretasandikul. Tegelikult on selle piirkonna jõeorgudes ja nendega piirnevatel aladel nii geoloogilised kui ka morfoloogilised maalihete tekke-eeldused täiesti olemas. Nimelt katavad nii Pärnu madalikul kui ka Lääne-Eestis tervikuna moreeni kohati kuni paarikümne meetri paksuse kihina jääjärvelised savid ehk viirsavid. Nagu eespool mainitud, on just viirsavi oma väikese tugevuse tõttu eriti lihkeohtlik. Need setted omakorda on kaetud nooremate mereliste liivadega, mille paksus on tavaliselt 2–3 meetrit, ulatudes kõige rohkem kümne meetrini. Pärnu ümbruse jõeorgude geoloogiline ehitus on üldjoontes sarnane. Säng on lõikunud kas viirsavisse või kohati ka moreeni. Viimase näide on Pärnu jõgi alates umbes pool kilomeetrit Paikuse politseikoolist ülesvoolu kuni Sindi paisuni, Audru jõgi alevi piires, Sauga jõgi Sauga kooli ja Rehe vahel ning Reiu jõgi vanast Valga maanteesillast ülesvoolu. Loomulikult on nendes orulõikudes lihked vähetõenäolised. [joonis 2]

Mõningatel Sauga ja Pärnu jõe lõikudel on geoloogiline läbilõige keerukam, kuna geoloogilises minevikus on olnud ajajärke, kus Läänemere veetase oluliselt alanes – võimalik, et langes isegi praegusest meretasemest madalamale. Siis oli Pärnu jõgikond ilmselt liigniiske ala, kus algas turba tekkimine. Sellele viitab kohati kuni 0,8 meetri paksune kokku pressitud turba kiht jääjärveliste savide ja mereliste liivade piiril ja teine märksa õhem turbakiht kõrgemal merelistes liivades. Turbakiht ei suurenda siiski lihkeohtlikkust.

Oruveeru ehitust muudab peamiselt erosioon. Looduslik turbulentne vool jõesängis on tingitud sängi ja veeosakeste vahelisest hõõrdest. Väiksemadki ebatasasused sängi põhjas põhjustavad voolu kaldumist ühe või teise kalda poole, mille tõttu hakkab jõgi looklema ehk meandreeruma. Looke põrkeveerust kantakse järjest materjali ära ja piltlikult öeldes tungib põrkeveer järjest peale. Osa erodeeritud setteid kantakse looke siseküljele, kuhu kujuneb madal liivane ala ehk kaldamadal, mistõttu see oruveer muutub laugemaks ja seal lihkeid ei toimu. Jõe erosioon põrkeveerul muudab selle kallakuse püsivalt suureks ning jalamilt erodeeritud materjali tõttu võib nõlval tasakaaluseisundi saavutamiseks toimuda lihe. Seega on lihkeohtlikud just meandri põrkeveeru poolsed nõlvad.


Savikaldale ei tasu ehitada. Audru, Sauga, Pärnu ja Reiu jõe alamjookse uurides selgitasime kaheksa hiljutise hästi säilinud maalihke tekkemehhanisme ja põhjusi nende morfoloogiliste näitajate, pinnaseomaduste ja nõlvade iseloomu alusel [3]. Toetudes ka varasemale uurimusele Pärnu linnas [4] võib selle piirkonna maalihked jaotada kolmeks.

Esimese rühma moodustavad maalihked savipinnases. Need võivad toimuda nii läbinisti savisse kujunenud nõlvadel kui ka nõlvadel, kus savi peal on kuni kolme meetri paksune liivakiht. Lihe toimub sel juhul ikkagi savis. Sellised lihked võivad looduslikult vallanduda juba kümnekraadise nõlva, inimese kaasabil aga isegi seitsmekraadise nõlvakalde puhul. Arvutuste järgi tuleks orulõikudel, kus tuleb ette maalihkeid savis, arvestada sellega, et maalihe võib ulatuda kuni 50 meetri kaugusele jõe veepiirist. Inimtegevuse – ehitused, kaevetööd, transpordi vibratsioon, drenaaži väljumine nõlval, igasuguse lisakoormus nõlval – lisandudes tuleb väga ohtlikuks pidada vööndit kuni 70 meetrit jõe veepiirist. [Pärnufoto8]

Järgmine rühm on mõnevõrra üllatuslikult maalihked liivas. Lihet vallandab pinnase küllastumine veega ja pinnasevee liikumine nõlva kallakuse suunas. Maalihkeid liivas tuleb ette suhteliselt suure nõlvakalde (looduslikud alates 20° ja inimmõju lisandudes alates 15°) korral ning nad on mõõtmetelt savis toimuvatest lihetest väiksemad. Samuti kujunevad need erinevalt savilihetest nõlva ülemises osas või isegi oru pervel ega olene jõe veetaseme muutustest. Niisugused lihked võivad looduslikult vallanduda 5–10 meetri kaugusel oru pervest, inimtegevuse lisandudes aga kuni 20 meetri kaugusel oru pervest.

Kolmas rühm on väikesemõõtmelised savipinnase lihked, mis toimuvad jõe sängi kaldal seetõttu, et voolav vesi erodeerib kalda alumise osa järsuks. Selliste 1–1,5 meetri laiuste ja mõne meetri pikkuste settekehade vette libisemine ei põhjusta inimtegevusele otsest ohtu. Kuid siiski võivad säärased lihked ajapikku oru veeru alumise osa järsemaks muuta ja teatud kalde saavutades vallandada juba suurema lihke. Nii juhtus näiteks 2002. aasta Audru maalihke puhul [5]. [fotod 6 ja 7 kõrvuti, ühe allkirjaga]


Lihkeohtlikkust saab kaardistada. Toodud liigitusest ja kriitilistest nõlvakallakustest lähtuvalt on võimalik eristada lihkeohtlikke orulõike, kus tuleks ehitustegevust planeerides arvestada maalihete võimalikkusega [3]. Maalihete analüüs on näidanud, et Pärnu piirkonnas kulgevad need looduslikult. Maalihete tekkele on kaasa aidanud pinnase halvad tugevusomadused, suur oruveerude kallakus, jõgede erosioon nõlva jalamil ning jõe ja pinnasevee tasemete kiired ja ulatuslikud muutused. Inimtegevus ei ole maalihkeid algatanud, küll aga on lisategurina soodustanud mitme lihke teket. Loodusolude mitmekesisuse tõttu ei ole maalihete risk kogu uuritud alal ühesugune. Selgelt eristuvad suurema lihkeohtlikkusega alad, kus detailplaneerimisel ja igasuguse ehitustegevuse korral on vaja nõu pidada teadlastega. Loomulikult on insenertehniliselt võimalik ehitustegevus ka lihkeohtlikel nõlvadel, see on aga alati seotud märgatavate lisakulutustega. [joonis lihkeohtlikkus]


1.

Kaljund, Endel 1967. Maalihe Pärnus 1966. aastal. Ehitusgeoloogia kogumik II, Tallinn
2.

Kaljund, Endel; Vilo, Ago 1967. Maalihkeoht Eestis. Ehitusgeoloogia kogumik II, Tallinn.
3.

Kalm, Volli jt. 2002. Maalihked Pärnu maakonnas. Aruanne Pärnu maavalitsuses, TÜ geoloogia instituut, Tartu.
4.

Sedman, Pille; Talviste, Peeter 2000. Pärnu ja Sauga jõe kallaste püsivus. Geotehnika aruanne, IPT Projektijuhtimine, töö nr. 00-05-0001, Tallinn.
5.

Sedman, Pille; Talviste, Peeter 2002. Audru maalihe. Geotehniline analüüs, IPT Projektijuhtimine, töö nr. 02-05-0162, Tallinn.


Tiit Hang (1958) on geograaf, töötab Tartu ülikooli geoloogia instituudis.

Alar Rosentau (1975) on Tartu ülikooli geoloogia instituudi doktorant.

Peeter Talviste (1961) on Tartu ülikooli geoloogia instituudi doktorant, geoloog; töötab IPT Projektijuhtimises insenerina.

Volli Kalm (1953) on Tartu ülikooli rakendusgeoloogia professor.



Tiit Hang, Alar Rosentau, Peeter Talviste, Volli Kalm
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012