WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«ПРОБЛЕМЫ ПОДТОПЛЕНИЯ Г. ТОМСКА М.Г. Рутман Томский государственный архитектурно-строительный университет, г. Томск, Россия Подтопления является одним из наиболее распространенных негативных ...»

Роговские чтения

УДК 550.83:628

ПРОБЛЕМЫ ПОДТОПЛЕНИЯ Г. ТОМСКА

М.Г. Рутман

Томский государственный архитектурно-строительный университет, г. Томск, Россия

Подтопления является одним из наиболее распространенных негативных инженерно-геологических процессов. Негативные последствия процесса подтопления проявляются в ухудшении экологических и социальноэкономических условий. Причины подтопления и факторы, способствующие его развитию, весьма многообразны и в значительной степени зависят как от геолого-геоморфологических и гидрогеологических особенностей территорий, так и от техногенного воздействия на природную среду. Гидрогеологические условия г. Томска определяются особенностями геологического строения территории, наличием развитой речной сети и большого количества водонесущих коммуникаций. Необходимость проведения защитных мероприятий связано прогнозом повышения уровня грунтовых вод. Выбор методов защиты производится на основе результатов гидрогеологических и технико-экономических расчетов .

Ключевые слова: проблема подтопления, техногенное подтопление, естественное подтопление, меры защиты .

При эксплуатации и строительном освоении территории возникает целый комплекс проблем, связанных с развитием опасных природных и техногенных процессов. Среди них центральное место занимает проблема техногенного подтопления городских территорий .

Подтопление является одним из наиболее распространенных негативных инженерно-геологических процессов .



Обводнение грунтов, имеющих повсеместное распространение на территории города, приводит к изменению их консистенции, снижению несущей способности и деформационных свойств. Слабо- и среднепучинистые грунты переходят в разряд сильнопучинистых и чрезмерно пучинистых. Разрушаются городские дороги, тротуары, деформируются строения. На некоторых подтопленных территориях грунтовые воды обладают достаточно высокой степенью агрессивного воздействия на бетонные, железобетонные, стальные и алюминиевые конструкции .

Негативные последствия процесса подтопления проявляются также в ухудшении экологических и социально-экономических условий. Заболачивается территория, гибнет древесная растительность, снижаются теплозащитные свойства наружных стен зданий. В домах с затопленными подвалами влажность воздуха на 15-20% выше нормы. Происходит гниение пола, стен, отклеиваются краска, штукатурка, обои. Постоянная сырость, наличие грибка, обилие вредных насекомых отрицательно сказываются на здоровье людей и продолжительности их жизни .

Подтопление территорий связано, прежде всего, с подъемом уровня грунтовых вод. Все источники подтопления застраиваемых территории делят на естественные и искусственные .

К естественным источникам подтопления относят атмосферные осадки (дождевые и талые воды), грунтовые воды, сток поверхностных вод с окружающих территорий и пары воды в грунтах зоны аэрации .

Искусственными источниками подтопления считают воды, накапливающиеся в различных котлованах, траншеях, транспортируемые временными и постоянными трубопроводами (водопроводы, канализация, тепломагистрали и т. д.), водозаборные пункты, водооборотные системы и сооружения на промышленных предприятиях, различные резервуары, очистные сооружения, цехи с мокрым технологическим процессом. Потери воды, подаваемой из р. Томи и подземных источников для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения составляют 30-40%. Поверхностный сток воды в городе ухудшается за счет вертикальной планировки территории, т. е. выравнивания поверхности земли под проектные отметки, засыпки оврагов, балок, мелких речек и ручьев .





Подземный сток в городе уменьшается в связи с засыпкой озер, мелких речек, выполнявших до их ликвидации дренирующую роль, с экранирующим влиянием свайных и глубоких ленточных фундаментов, а также с уплотнением грунтов под зданиями и снижением водопроницаемости уплотненного грунта .

При применении свайных и ленточных фундаментов глубокой закладки, пересекающих длинными сторонами зданий грунтовый поток, изменяется направление движения грунтовой воды .

Секция 4 Уменьшение испарения в городе происходит за счет асфальтирования территории, уменьшения транспирации влаги растениями в связи со снятием почвенно-растительного покрова, вырубом и подрезкой кроны древесной растительности .

Город Томск расположен на границе Западно-Сибирской равнины и отрогов Кузнецкого Алатау на правом берегу реки Томи, в 50 км от места ее впадения в Обь. Климат г. Томска определяется его положением в пределах юго-восточной части Западной Сибири и характеризуется как резкоконтинентальный с коротким, тёплым летом и продолжительной холодной зимой .

Среднегодовая температура воздуха –0,6 °С. Абсолютный минимум температуры воздуха (–55 °С), зафиксирован в январе, а абсолютный максимум (+37 °С) в июле. Глубина промерзания грунтов определяется величиной снежного покрова, составом грунтов и другими факторами. Для г. Томска ее нормативное значение в среднем равно 2,2 м. Максимальное среднегодовое количество осадков – 685 мм, минимальное – 368 мм .

Рельеф в городе неровный. Выделяют следующие элементы речной долины: пойму, террасы и междуречье водораздела Томь – Малая Киргизка и Томь – Ушайка. Террасы разделены оврагами и балками. Для города характерен перепад высот, достигающий 60–70 м .

Весь район Черемошники и Татарская слобода попадают под категорию естественно подтопляемых территорий. В основном город Томск расположен на правом берегу р. Томи. Кроме р. Томи на территории г. Томска и прилегающих районах протекают реки Ушайка и ее мелкие притоки, Басандайка, Большая Киргизка (в основном ее приток р. Малая Киргизка), Кисловка (в левобережной части города). По характеру водного режима р. Томь относится к типу рек с высоким весенним половодьем, летней меженью, прерываемой дождевыми паводками и низкой зимней меженью .

В тектоническом отношении территория г. Томска расположена на сочленении юго-восточной части Западно-Сибирской плиты и Колывань-Томской складчатой зоны .

В стратиграфическом отношении в пределах городской территории выделяют отложения каменноугольной, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. Среди выделенных систем наибольшее значение при решении геоэкологических проблем имеют отложения палеогенового, неогенового и четвертичного возрастов .

Гидрогеологические условия г. Томска определяются особенностями геологического строения территории, наличием развитой речной сети и большого количества водонесущих коммуникаций .

Согласно исследованиям гидрогеологические условия г. Томска характеризуются наличием в разрезе двух структурных этажей, к которым приурочены для основных водоносных комплекса. Нижний приурочен к дислоцированным и трещиноватым породам карбона, представленными глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками, а так же дайковому комплексу триасового и юрского возрастов. Водообильность палеозойских отложений низкая, отличается крайней неравномерностью и обусловлена степенью трещиноватости пород. Подземные воды верхнего водоносного комплекса палеогеновых отложений новомихайловской и лагерно-томской свит широко представлены на территории города. Водоносные горизонты приурочены к пескам и гравийно-галечниковым отложениям, заполняющим древние ложбины стока. По гидравлическим признаками эти подземные воды относятся к напорно-безнапорным. Подземные воды палеогеновых и неогеновых отложений определяют обводненность террасовых комплексов р. Ушайки и высокой поймы р. Томи. Эти воды разгружаются в пределах глубоких оврагов и по берегам рек Томи, Ушайки и Малой Киргизки. Подземные воды имеют тесную гидравлическую связь с рекой .

В юго-западной части города пойменные отложения в связи с отсутствием первой надпойменной террасы примыкают к отложениям второй надпойменной террасы р. Томи. В верхней части аллювиальные отложения поймы представлены слабопроницаемыми глинистыми отложениями, которые в зоне примыкания образуют противофильтрационные завесы, т.к. перекрывают водоносный горизонт в подошве второй надпойменной террасы. Воды данной террасы поступают в насыщенные грунты или на поверхность поймы, вызывая заболоченность и затопление тыловой части поймы в районе ул. Московский тракт .

В северной части города (мкр. Черемошники) пойменные отложения примыкают к отложениям третей надпойменной террасы, воды которой, разгружаются на поверхность поймы, вызывая затопление и подтопление территорий в тыловой части поймы. В тыловой части надпойменной террасы р. Томи на многих участках залегают слабопроницаемые отложения, которые являются противоРоговские чтения фильтрационной завесой при разгрузке подземных вод третей надпойменной террасы. Фактически все ресурсы подземных вод разгружаются в слабопроницаемые отложения данной террасы и формируют подтопление зданий и сооружений .

–  –  –

Проведенный анализ геологического строения и гидрогеологических условий территории г. Томска свидетельствуют о наличии благоприятных условий для развития естественного подтопления, который в значительной мере усиливаются с развитием техногенной составляющей подтопления. В результате эрозионной деятельности р. Томи на значительной части территории микрорайона Черемошники были полностью размыты, первая и вторая надпойменные террасы и отложения поймы глубоко врезались в песчано-глинистые палеогеновые образования. Сформировался крутой склон третей надпойменной террасы (Каштачная гора), относительно превышение поверхности террасы над поверхностью поймы составляет 20–32 м. В тыловой части р. Томи при отсутствии второй надпойменной террасы, аллювиальные песчано-гравийные отложения примыкают к водовмещающим отложениям третей надпойменной террасы, обуславливая тесную гидравлическую связь этих горизонтов .

Пьезометрическая поверхность водоносного горизонта третей надпойменной террасы располагается значительно выше поверхности пойменных отложений и при отсутствии второй надпойменной террасы происходит разгрузка вод террасовых отложений на поверхность поймы р. Томи в виде многочисленных родников. Это вызывает затопление большой части микрорайона, создавая трудности для строительства и эксплуатации жилых зданий и промышленных объектов .

С рекой Томью водоносный горизонт имеет тесную гидравлическую связь и в весенне-летний паводковые периоды, в результате повышения уровня воды в р. Томи создает подпорный режим, способствующий повышению уровней грунтовых вод. Подтопление центральной части микрорайона Черемошники определяется наличием двух встречных потоков подземных вод: со стороны р. Томи и подземных вод поступающих со стороны третей надпойменной террасы .

Среди вышеописанных водоносных комплексов и горизонтов наибольшее влияние на развитие опасных процессов на территории г. Томска оказывают подземные воды неоген-палеогеновых отложений и техногенные водоносные горизонты. Наличие последних приводит к подтоплению значительной части городской территории, замачиванию грунтовых оснований, резкому снижению их прочности и устойчивости. Защиту застроенных и застраиваемых территорий и сооружений от подтопления осуществляют путем проведения предупредительных и собственно защитных мероприятий [2, 3] .

При выборе участков для перспективной застройки предпочтение следует отдавать территориям с более глубоким залеганием водоупора, причем уклон кровли водоупора должен быть направлен в сторону естественного дренажа .

При проектировании предприятий, потребляющих большое количество воды в технологическом цикле, предусматривать систему оборотного водоснабжения. К таким предприятиям относятся ТЭЦ, мясокомбинаты, молокозаводы, предприятия химической и нефтехимической промышленности .

Секция 4 С целью уменьшения утечек из водопроводно-канализационных сетей, тепломагистралей предусматривать устройство сопутствующего дренажа .

Для увеличения испарения с поверхности водоносного пласта может быть применение биодренажа, основанного на траспирирующей способности древесной растительности (высадка деревьев), не следует допускать выруб древесной растительности, подрез кроны деревьев .

С целью обеспечения поверхностного стока необходимо:

– сохранять естественные дерны: овраги, балки, мелкие ручьи. В случае необходимости их засыпки следует обеспечить дренаж путем укладки по дну перфорированных труб с дренирующей обсыпкой для отвода воды в водоем;

– своевременно тщательно выполнять вертикальную планировку, продольное профилирование улиц с устройством открытых водоотводных канав без перемычек. При пересечении поверхностного стока насыпями автомобильных дорог или железных дорог предусматривать водопропускные и водоотводящие сооружения, своевременно вывозить снег за пределы застраиваемой территории. Для свалки снега целесообразно выбирать территории, расположенные вблизи от естественных дрен .

Для обеспечения подземного стока предлагаются следующие мероприятия:

– расчистка и углубление озер, русел, речек, ручьев; создание искусственных котлованов для дренажа грунтовых вод и сбора ливневых осадков;

– свайные фундаменты и глубокие ленточные фундаменты зданий большой протяженностью следует располагать параллельно направлению движения грунтового потока длинными сторонами зданий, Не рекомендуется застраивать тяжелыми капитальными сооружениями пойменные территории во избежание снижения фильтрационных свойств грунтов в основании этих сооружений. Целесообразно использовать пойменные территории под парки и зоны отдыха;

– при необходимости застройки пойм капитальными зданиями, передающими значительные нагрузки на грунт, рекомендуется проведение гидротехнических мероприятий, обеспечивающих подземный сток с расположенных выше террас с помощью магистральных и ловчих дрен .

Необходимость проведения защитных мероприятий определяется прогнозом повышения уровня грунтовых вод. Выбор методов защиты производится на основе результатов гидрогеологических и технико-экономических расчетов [1, 4] .

Рис. 2. Типовые условия развития подтопления

Конструкции защитных сооружений выбирают на основе анализа о геологическом строении, о фильтрационных свойствах грунтов, степени агрессивности грунтовых вод и т. п .

Учитывая так же условия сброса воды самотеком или с механическим подъемом. Для защиты зданий и сооружений применяют гидроизоляцию. Наиболее распространенный тип дренажа, действующий на городских территориях – горизонтальный. В условиях плотной застройки не исключено применение лучевых дренажей. Так же, для защиты зданий и сооружений от подтопления широко применяются пристенные и пластовые дренажи. Они являются «плоскостными» дренирующими устройствами, обволакивающими своими фильтрующими элементами внешние контуры защищаемых сооружений, предохраняющими их от подтопления грунтовыми водами. Они отбирают гравитационную воду из окружающих грунтов у внешних контуров защищаемых сооружений, прерывают капиллярную кайРоговские чтения му и не допускают проникновения влаги внутрь этих контуров. Пристенные и пластовые дренажи применяют для защиты от подтопления грунтовыми водами подвалов зданий (или фундаментов), расположенных в глинах, суглинках твердых или полутвердых. Следует отметить, что пазухи котлованов в случае недостаточно плотной их обратной засыпки часто являются местом скопления воды .

Пристенные дренажи предохраняют подвалы от затопления этой водой. Пристенные дренажи перехватывают новые воды, притекающие «сбоку», не допуская их к защищаемым конструкциям и отводят собранные дренажные воды за пределы защищаемых сооружений. Это особенно важно в тех случаях, когда грунтовые воды обладают агрессивными свойствами или когда вблизи сооружения проходят водопроводные или канализационные линии, их которых возможна утечка в грунт. Пластовые дренажи применяют для защиты подвалов отдельных зданий и коммуникаций, когда дно котлована не достигает водоупора и под ним лежат водоносные грунты, а так же при защите транспортных туннелей, подземных галерей и резервуаров, каналов-теплопроводов и т. д. Пластовые дренажи применяют так же для защиты подземных коллекторов, подземных переходов и дорожных одежд. Такие дренажные конструкции называют сопутствующими. Их применяют одновременно со строительством защищаемых объектов. Для дренирования основания проезжей части городских дорог и улиц пластовый дренах применяют в тех случаях, когда в основании залегают дисперсные грунты, склонные при замерзанию к пучению (пылеватые пески, глины, суглинки, супеси). Пучение грунтов основании приводит к деформации полотна проезжей части. В этом случае вдоль дороги, сбоку от проезжей части прокладывают трубчатую дрену, а под самой проезжей частью дренирующие слои. Водоприемником для такого дренажа обычно служит водосточная часть .

Гидроизоляция предназначается для обеспечения водонепроницаемости сооружений (антифильтрационная гидроизоляция), а также защиты от коррозии и разрушения материалов фундаментов и подземных конструкций при физической или химической агрессивности подземных вод (антикоррозионная гидроизоляция). Гидроизоляция подземных сооружений может быть наружная и внутренняя. Наружную гидроизоляцию применяют для предохранения подземных частей зданий и сооружений от подтопления грунтовыми водами и в этом отношении она может представлять альтернативу пластовому и пристенному дренажу Наружная гидроизоляция может быть засыпной, литой, оклеечной и штукатурной. Внутреннюю гидроизоляцию обычно выполняют из обмазочных (окрасочных) или оклеечных покрытий .

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ольховатенко, В.Е. Проблемы защиты территорий г. Томска и других населенных мест Томской области от опасных природных и техногенных процессов / В.Е. Ольховатенко // Материалы науч.-практ. конф. – Томск : Изд-во ТГАСУ, 1998. – С. 112–116 .

2. Кузеванов, К.И. Исследование техногенных изменений гидрогеологических условий г. Томска : автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. – Томск., 1998. – 20 с .

3. Серяков, С.В. Техногенное подтопление как фактор, влияющий на стабильное функционирование городов / С.В. Серяков, В.К. Попов // Вестник ТГАСУ. – 2007. – № 2. – С. 131–137 .

4. Ольховатенко, В.Е. Геоэкологические исследования урбанизированных территорий при решении градостроительных проблем / В.Е. Ольховатенко, В.М. Лазарев, М.Г. Рутман // Тр. Междунар. конф. по геотехнике, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга. – СПб. : Изд-во С-ППТУ, 1988. – С. 186–187 .






Похожие работы:

«ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИЗМЕНЧИВОСТИ О.Н. Тиходеев Кафедра генетики и биотехнологии СПбГУ ЛЮБАЯ ЕСТЕСТВЕННАЯ НАУКА СЛАГАЕТСЯ ИЗ ЭМПИРИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ТЕОРИИ Тиходеев 2015 ВАЖНЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ "КАЧЕСТВА" НАУЧНОЙ ТЕОРИИ ЯВЛЯЕТСЯ ЕЕ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ АППАРАТ ЧЕТКОСТЬ ТЕРМ...»

«Биологическая продуктивность лесов евраЗии Biological productivity oF EuraSia’S ForEStS MiNiStry oF EducatioN aNd SciENcE oF ruSSiaN FEdEratioN ural StatE ForESt ENgiNEEriNg uNivErSity.. ruSSiaN acadEMy o...»

«1.4. Антропогенные объекты и их влияние на окружающую среду 1.4.1. Промышленность (Управление Росприроднадзора по Иркутской области, Управление Росприроднадзора по Республике Бурятия, Управление Росприроднадзора по Забайкальскому краю, ТОВР по Иркутс...»

«ЕКОЛОГІЯ ТА ЕКОНОМІКА УДК 330.15 X.M. Ресио-Эспейо, A.M. Нехай ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТОИМОСТНОЙ ОЦЕНКИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ X.M . Ресіо-Еспейо1, О.M. Нехай 2 Кордобський університет, Іспанія Дніпропетровський державний аграрний університет ЕКОЛОГ...»

«МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ Клеточная подвижность в сердечно сосудистой системе В.П.Ширинский, А.В.Воротников опреки бытующему мне В нию, двигательной актив Владимир Павлович Ширинский, док ностью обладают все б...»

«РОССИЙСКИЙ М ОРСКОЙ РЕГИС ТР СУД ОХОД СТВА Электронный аналог печатного издания, утвержденного 03.10.17 ПРАВИЛА КЛАССИФИКАЦИИ И ПОСТРОЙКИ МОРСКИХ СУДОВ Часть IX М ЕХАНИЗМ Ы НД № 2-020101-104 Санкт-Петербург украшения для одежды Правила классификации и постройки морских судов Росс...»

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НОВОСТИ НАУКИ КАЗАХСТАНА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Национальный центр научно-технической информации НОВОСТИ НАУКИ КАЗАХСТАНА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ 1 ( 127) № Алматы 2016 Научно-технический журнал "Новости науки Казахстана" публи­...»






 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.