Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
Многоплановая хозяйственная деятельность на территориях городов очень сильно изменяет первоначальное состояние геологической среды, в результате чего возникают различные негативные инженерно-геологические процессы и явления с отрицательными экологическими последствиями. Для выявления степени измененное™ геологической среды на территориях городов иногда приходится применять и архивные данные и даже археологические и исторические материалы, как это впервые предпринял Ф.В. Котлов (1967).
Территории городов испытывают, как правило, существенные антропогенные изменения рельефа, хотя общий морфологический облик историко-генетического комплекса рельефа может и сохраняться. Для оценки измененности рельефа на территории города могут использоваться различные количественные показатели и градации. Чаще всего для этого используют три степени измененности рельефа: сильно измененный; частично измененный; практически неизмененный.
Основными тенденциями антропогенного изменения рельефа территорий городов являются: выравнивание поверхности (планировка рельефа), достигающее значительных площадей; уничтожение микрорельефа (балок, русел ручьев и мелких рек, овражной сети и др.); уменьшение глубины и густоты расчленения рельефа; снижение уклонов поверхности рельефа. В целом все это приводит к общему снижению энергии рельефа и упрощению структуры водосборных бассейнов, что в свою очередь вызывает уменьшение склонового транзита, интенсивности поверхностного стока, естественной эрозии.
На территории города существенно меняются гидрогеологические условия в основном в результате интенсивной эксплуатации подземных и поверхностных вод на промышленные и хозяйственные нужды. При этом в местах водозаборов формируются глубокие депрес-сионные воронки, происходит изменение гидрохимического режима подземных вод и их загрязнение. Наиболее крупные депрессионные воронки (с понижениями в центре водозабора до 80-100 м и более и радиусом, превышающим 100 км) образуются при эксплуатации на территориях городов глубоких водоносных горизонтов артезианских бассейнов таких, как Московский, Днепровско-Донецкий, Прибалтийский и др. Глубина депрессионных воронок в Лондоне 100 м, в Киеве 65 м, в Москве около 50 м. Площадь депрессионной воронки на территории Москвы занимает 50 тыс. км2, максимальное понижение уровня, по данным Л.С. Язвина и других (1988), достигает здесь в окско-протвмнеком горизонте и составляет 120 м. Крупные
депрессионные воронки радиусом около 40 км и понижением 60 м образовались в Азово- К у банском бассейне. В районе Санкт-Петербурга пьезометрический уровень в гдовском горизонте снизился на 80 м, радиус депрессионной воронки увеличился до 50 км, площадь — до 16 тыс. км2. Над депрессионными воронками подземных вод почти всюду сформировались пологие мульды оседания, их площадь в городах изменяется от долей квадратных километров до 3500 км2.
Под влиянием водоотбора на территории города могут возникать и активизироваться различные карстово-суффозионные процессы, проявляющиеся на поверхности земли провальными воронками. Такие процессы отмечены на территории Москвы и в других городах, где есть соответствующие геологические условия. В этом случае среди основных факторов, формирующихся в результате интенсивного водоотбора подземных вод, отмечается увеличение скоростей фильтрации и интенсивности изменения величины гидростатического давления в результате снижения пьезометрических уровней. Это приводит к переформированию источников восполнения запасов подземных и поверхностных вод и изменению естественного гидродинамического, гидрохимического и температурного режимов вод, а также к изменению экологической и медико-биологической обстановки в городе.
Однако наряду с этим в городах часто развивается и техногенное подтопление территорий. Так, в Томске им охвачено 2,7 тыс. га (или 28%) территории города. При этом широко распространенные здесь лессовидные суглинки утрачивают просадочные свойства, уменьшается их прочность, деформируемость возрастает в 1,5-2 раза.
Для отражения на картах зон техногенного подтопления территорий могут использоваться различные как относительные (например, коэффициент пораженности территории подтоплением), так и абсолютные показатели (скорость подъема уровня грунтовых вод, м/год; время подъема уровня воды на застроенных территориях до глубин 2-3 м от поверхности земли, лет). Как правило, подтопление охватывает всю застроенную территорию городов, которая по категориям опасности может быть подразделена на очень опасные, опасные и слабо опасные участки. Таким образом, зоной влияния в этом случае оказывается вся территория города. •
Среди различных видов техногенного воздействия на геологическую среду города самым распространенным является статическое механическое воздействие от сооружений — уплотнение грунтов оснований. Это приводит к формированию вокруг каждого здания и сооружения осадочной воронки, глубина которой колеблется от 1 до 600 см, (чаще 10-20 см). Радиус воронки обычно выходит за пределы наружного периметра здания, характеризует зону его влияния и достигает 50-120 м. При плотной застройке, как показал Ф.В. Котлов (1978), одиночные осадочные воронки смыкаются, и под городом в
