Тема: Водообмін у порушених умовах і гідрогеологічних структурах України

Мета:

1. навчальна: сформування у студентів уявлення про водообмін у порушених гідрогеологічних структурах України.

2. Розвиваюча: розвивати кругозір студента, формувати професійні якості.

3.Виховна: виховувати любов до праці, викликати зацікавленість до дисципліни.

Питання лекції:

1.Водообмін у порушених умовах і гідрогеологічних структурах України.

Література:

1. Водообмен в гидрогеологических структурах Украины. Методы изучения водообмена/Отв. Ред. В.М. Шестопалов. Киев: Наук, думка,1988. - 272с.

2Водообмен в гидрогеологических структурах Украины. Водообмен в нарушенных условиях /Отв. Ред. В.М. Шестопалов. Киев: Наук.• думка, 1991.-528с

Матеріал лекції

1. Водообмін у порушених умовах і гідрогеологічних структурах України.

У містах та промислово-міських агломераціях (ПГА), з моменту їх утворення, відбувається зміна всіх компонентів навколишнього середовища. Залежно від ступеня цих змін виникають різні геолого-екологічні проблеми. Вплив сучасного міста (ПГА) найбільш активно проявляється в поверхневих шарах земної кори, приблизно до глибини 60-100 м, хоча в окремих випадках може відчуватися до глибини 1,5 - 2,0 км. На території України серед небезпечних екзогенних процесів найбільш поширено підтоплення. Підтоплення міських територій активно розвивається в будь-яких кліматичних умовах, супроводжується масштабними екологічними наслідками й завдає шкоди здоров'ю населення. Гострота проблеми найбільш відчутна на сильно урбанізованих територіях, де концентрація населення поєднується з наявністю потужних джерел шкідливого впливу на навколишнє середовище. Наслідки підтоплення можуть бути загрозливими або катастрофічними, тому питання вивчення та прогнозування процесів підтоплення з метою їх запобігання є одним з головних для територій ПГА .

З елементів геологічного середовища підземні води мають найбільшу динамічність тому , що , взаємодіючи з гірськими породами, рельєфом, іншими складовими навколишнього середовища , швидко реагують на техногенний вплив . Різні види господарської діяльності надають специфічний вплив на підземні води і викликають зміну інтенсивності та спрямованості водообміну в геологічному середовищі; зміна темпів і характеру взаємодії з іншими компонентами геологічної середовища , поверхневої гідросферою , атмосферою , наземної біотою. Як наслідок порушення стану поверхневих і підземних вод виникають процеси підтоплення і заболочення територій , інтенсифікація зсувних , еолових , корозійних процесів , осідання грунтів і т.п.

Ступінь такого порушення залежить від багатьох факторів , насамперед, від структури геологічного середовища , типу гідродинамічного режиму, глибини освоєння підземного простору , характеру забудови і ступеня техногенної навантаження. Крім того, на урбанізованих територіях ситуація ускладнюється наявністю значних за потужністю і площі поширення техногенних відкладень.

Підтоплення - підвищення рівня підземних вод і вологості грунтів зони аерації , що призводять до порушення господарської діяльності на даній території , зміни фізичних та фізико -хімічних властивостей підземних вод , перетворенню грунтів , видового складу , структури і продуктивності рослинного покриву , трансформації місць проживання тварин. У потенційній зоні підтоплення звичайно розташована основна частина підземних комунікацій міста. сприятливі природні умови для виникнення процесу підтоплення – наявність слабопроникних грунтів, відносно близьке розташування підземних вод, водоупору , а також низький ступінь дренування території . Для територій ПГА підтоплення також є наслідком зміни водного балансу , що призводить до підйому рівнів грунтових вод , підтоплення підстав і фундаментів будівель і споруд , зниження несучої здатності грунтів і, як наслідок, деформації, а в критичних ситуаціях - руйнування будинків і споруд.

Залежність режиму підземних вод від інфільтраційного живлення в природних умовах загальновідома і визначається за допомогою гідрогеологічних спостережень , в лізіметрах або балансомерах. Величина інтенсивності інфільтраційного живлення грунтових вод залежить від випаровування і транспірації . Однак питання оцінки цих складових для ПГА вивчений недостатньо, для міських територій результати практичного визначення інтенсивності інфільтраційного харчування майже відсутні.

Тому за таких оцінок доцільно використовувати непряму інформацію про харчування грунтових вод. Київ , як один з багатьох міст України , будується , зростає і в глибину, і у висоту ; також змінюються його просторові межі . До теперішнього часу природні умови в мегаполісі практично не збереглися, винятком є ​​окремі ділянки в лісопаркових зонах. Майже не залишилося в Києві і природного режиму підземних вод , тим більше , грунтових ( перших від поверхні) водоносних горизонтів . Тільки в деяких частинах паркових і лісопаркових зон режим грунтових вод можна умовно назвати слабо порушеним. Природне геологічне середовище міста перетворилася в природно - техногенне зі своєю специфікою , подальший розвиток якої важко прогнозувати. Екологічна та будівельна безпека є однією з актуальних проблем Києва. При новому будівництві , реконструкції старої забудови, інтенсивному освоєнні підземного простору техногенне навантаження на геологічне середовище збільшується в багато разів, відповідно сильно змінюються гідрогеологічні умови. Порушується природний режим грунтових вод ( рівневий , температурний і гідрогеохімічний ). Слід зазначити , що закономірності режиму грунтових вод урбанізованих території проявляються на великих площах і , як правило , функціонально пов'язані з кількістю і часом випадіння атмосферних опадів. На стадії будівництва атмосферні опади сприяють збільшенню додаткового живлення грунтових вод головним чином за рахунок порушення поверхневого стоку. Проте на стадії експлуатації атмосферні опади значно менше впливають на зміну водного режиму , в основному за рахунок покриття поверхні землі асфальтом, бетоном , мощення вулиць і організації поверхневого стоку. При оцінці впливу інфільтраційного живлення на режим грунтових вод необхідно враховувати такий показник , як потужність зони аерації, оскільки частина води , яка инфильтрируется , може витрачатися на насичення порового простору грунтів. Оскільки інтенсивність інфільтраційного живлення грунтових вод урбанізованих територій визначається з міркувань балансу, необхідно також врахувати (по можливості) такі чинники:

- Водообмін з поверхневими водотоками , водоймами і суміжними водоносними горизонтами ( комплексами ) ;

- Втрати води з водогінних комунікацій ;

- Конденсацію вологи в грунті ;

- Підсипку території при будівництві;

- Інфільтраційні втрати вод поверхневого стоку;

- Полив зелених насаджень ;

- Скидання виробничих і господарських вод;

- Відвід грунтових вод за допомогою дренажу ;

- Водозабір підземних вод тощо [ 3].

Території ПГА відрізняються різноманітністю характеру забудови, її щільності, розмірами промислових ділянок, і т.п. виходячи з вищесказаного, для точного кількісного визначення інтенсивності інфільтраційного живлення грунтових вод необхідно провести схематизацію територій ПГА з урахуванням всіх факторів впливу. Виконувати схематизацію доцільно на основі бази даних вихідної інформації, суміщеної з ГІС-пакетами, що дозволяє виділити ділянки з різним величиною інтенсивності інфільтраційного живлення (з урахуванням техногенної складової) і визначити потенційно підтоплювані ділянки території.