3.3. Підтоплення територій
За термінологією СНиП 2.06.15-85 „Инженерная защита территории от затопления и подтопления” під техногенним підтопленням розуміють підвищення рівня грунтової води і зволоження грунту в зоні аерації, яке викликане через будівництво і виробничу діяльність людини.
Підтоплення може бути:
сильним, коли рівень грунтової води (РГВ) наближається до поверхні, що призводить до заболочування та засолення верхніх шарів;
помірним, з розташуванням РГВ в межах від 0,3-0,7 до 1,2-2,0 м від поверхні (селище Вороніна в Полтаві, м-н Браїлки);
слабким, з розташуванням грунтової води в межах 2-5 метрів від поверхні (вододільна частина Полтави).
Підтоплення великих ділянок місцевості в останні 50-60 років набуло значного поширення, нині 15% території України постійно підтоплюється. Це пов’язано з урбанізацією, розвитком індустрії, житловим, промисловим, гідротехнічним, транспортним будівництвом, розширенням мережі промислових підприємств з „мокрим” технологічним процесом, із збільшенням водоспоживання, розширенням мереж водопроводу й каналізації.
У деяких великих індустріальних містах України з розвиненою системою інженерних комунікацій 70-75% території охоплено регіональним підтопленням. Найбільше підвищення рівня грунтової води помічено в Запоріжжі (30-35 м), Кам’янець-Подільському (17-20 м), Одесі (12-18 м), Кривому Розі (18-20 м), Нікополі (10-15 м), Херсоні (10-13 м), Києві (5-8 м). Не виняток в цьому плані і Полтава. За багаторічними спостереженнями місцевих фахівців у порівнянні з довоєнним часом в районі краєзнавчого музею грунтова вода піднялась з рівня 12 м від поверхні до 6-7 м. На 3-5 м ближче до поверхні став рівень грунтової води в районі лялькового театру, а на території олійжиркомбінату та бавовнопрядивної фабрики грунтова вода піднялась майже до поверхні.
Слід зазначити, що підтоплення є багатофакторним процесом. Його специфіка і масштабність розвитку на територіях міст залежать від:
природних умов (кліматичних, геологічних, гідрогеологічних);
комплексу містобудівельних факторів (планувальної структури, типу і щільності забудови, інженерної підготовки території);
характеру освоєння прилеглих територій (ступеню зарегульованості річок, наявності водосховищ, каналів і зрошуваних масивів, інтенсивності експлуатації підземних вод тощо)
Тобто підтоплення обумовлене зміною водного балансу грунту під впливом комплексу техногенних факторів при відповідних природних умовах.
Іноді під час проведення інженерно-геологічних вишукувань геологи не виявляють рівня грунтової води, що й фіксують у звітах. Найчастіше така ситуація виникає влітку під час швидкого буріння в глинястому слабкофільтруючому грунті. Через деякий час (після проектування будівлі без дренажу та посиленої гідроізоляції) розпочинається будівництво, а згодом підвал заповнюється водою, яка невідомо звідки взялася. Це т.зв. псевдопідтоплення, бо воно існувало й раніше, але не було вчасно помічено. Саме так було в Полтаві при будівництві першого підземного комплексу поблизу Корпусного парку, в результаті чого кошторисна вартість робіт зросла порівняно з проектною майже вдвічі.
Вчені вважають, що однією з причин підтоплення є природні фактори, пов’язані з глобальним потеплінням і існуванням циклічності так званих сухих і вологих періодів.
Проте першочергове значення у виникненні локальних підтоплень відіграє антропогенний фактор, тобто діяльність людини:
неорганізований поверхневий стік води;
зменшення випаровування у зв’язку з асфальтуванням;
барражний ефект фундаментів, трас колекторів, тунелів;
перерозподіл річкового стоку та перекриття природних шляхів дренування ґрунтових вод;
система великих водосховищ Дніпровського каскаду: наприклад, в зоні впливу Кременчуцького водосховища 50% територій підтоплюється.
Влаштування великих водосховищ завжди призводить до підвищення РГВ. Утворення Каховського водосховища, поряд з іншими чинниками, сприяло розвитку підтоплення у м. Нікополі. Після заповнення Дніпродзержинського та Кременчуцького водосховищ почалося підняття РГВ в Глобинському, Кобеляцькому районах. Підтоплення відчувається на відстані кількох десятків кілометрів від нових водоймищ.
Засипання ярів, балок, дрібних річок і струмків, джерел та інших природних місць розвантаження РГВ, які відіграють роль природного дренажу, є однією з головних причин підтоплення. Так, засипання ставочка з джерелами, яке здійснили під час будівництва технологічного інституту поблизу вул. Шолом Алейхема в Полтаві, спровокувало підняття РГВ на 14 м. Багато джерел було засипано на території обласної лікарні, поблизу вул. Південної, на схилах Іванової гори. Скрізь це призвело до накопичення на поверхні території води, якій нікуди стікати, подальшої інфільтрації її в грунт і поповнення водоносного горизонту.
На територіях підприємств з великим водоспоживанням головним чинником підтоплення є інфільтрація виробничих витікань з водонесучих мереж, з каналізаційних трубопроводів.
Для центральної частини Полтави велике значення має суттєва зношеність водопроводу, вік якого перевищує століття, і відставання каналізаційної мережі від обсягів споживання води, в результаті чого величезна кількість води потрапляє просто в грунт.
На сьогодні до складу полтавського водопроводу входить майже 650 кілометрів магістралей, на яких щорічно відбувається більше 3 тис. аварій.
Для того, щоб приблизно уявити кількість води, яка використовується полтавцями, можна виконати простий розрахунок. За даними 2001 року в Полтаві налічувалося 318 тис. населення. Площа міста становить 83,4 км2. За нормами водоспоживання (п.2 СНиП 2.04.02-84) на кожного жителя припадає 600 л води. Тоді за добу на кожний квадратний метр території припадає:
318000*600/83,4/1000/1000 = 2,29 л/м2, а за рік 2,29*365 = 835 л/м2.
За даними досліджень інфільтрація на забудованій території становить в середньому 27% від водоподачі, а в містах, де водопровідна мережа існує більше 50 років – 50%. Тож 835*0,5 = 417 літрів тільки видобутої води, не рахуючи атмосферні опади, потрапляє на кожний квадратний метр території міста за рік.
Дуже велике значення у виникненні підтоплень мають різні похибки, які допускаються під час будівництва або благоустрою ділянок. Перш за все – це слабке ущільнення грунту зворотньої засипки пазух котлованів і траншей, а також планувальних підсипок з грунту порушеної структури. Особливо це помітно в разі неорганізованого водовідведення з покрівель. Інфільтрація дощових і талих вод крізь такий грунт може призвести до підтоплення навіть таких ділянок, де немає „мокрого” технологічного процесу.
Відсутність або незавершеність вертикального планування утворюють умови для накопичення на поверхні атмосферної води. Вона акумулюється на ділянках з меншими позначками поверхні, затримується різноманітними відвалами, будівельним сміттям тощо. Поступово така вода інфільтрується в нижні шари на водотривку глину, або у водоносний горизонт, поповнюючи його, або формуючи новий.
Зрізання грунтово-рослинного шару, корчування пнів полегшує проникання в породи грунтової води, сприяє зменшенню поглинання її рослинами.
Таким чином, підтоплення значних територій є результатом безгосподарського ставлення до їх освоєння, недостатнього вивчення інженерно-геологічних умов, помилок при проектуванні й будівництві у складних інженерно-геологічних умовах. Розвиток підтоплення на міських територіях (підйом рівня грунтових вод і збільшення вологості грунтів) зумовлює:
затоплення заглиблених частин будівель і споруд, підземних споруд і комунікацій;
зміну міцносних і деформаційних властивостей грунтів;
зміну хімічного складу підземних і поверхневих вод;
активізацію або виникнення зсувних інженерно-геологічних процесів і явищ;
підвищення сейсмічної активності територій.
В свою чергу це тягне за собою низку негативних наслідків як економічного характеру (витрати коштів і часу на ліквідацію підтоплення), так і соціального плану. Виникають проблеми забезпечення нормального функціонування міської території, раціонального використання і охорони геологічного середовища тощо.