2. Воздействие проектируемых сооружений на окружающую среду

2.1. Анализ и обобщение проектных материалов

Коммуникации в подземные сооружения, проектируемые в строящиеся в г. Москве, подразделяются на:

- газопроводы;

- водопроводы;

- канализационные коллекторы;

- водостоки;

- дренажи;

- теплосети;

- общие коллекторы;

- пешеходные переходы;

- подземные автостоянки.

Для строительства инженерных коммуникаций в настоящее время, в основном, используются напорные и безнапорные железобетонные трубы диаметром от 400 до 3500 мм [3, 4], а также асбоцементные, пластмассовые и металлические. Исходя из особенностей строительства и эксплуатация подземных трубопроводов в г. Москве (стесненные условия, большое насыщение подземного пространства коммуникациями) была установлена область применения железобетонных труб для строительства систем водоснабжения и канализации [3]. Железобетонные трубы применяются:

- при прокладке в грунтах с достаточной несущей способностью;

- в средах неагрессивных к бетону;

- под усовершенствованными покрытиями улиц.

Применение железобетонных труб не допускается в следующих случаях:

- при пересечении с железнодорожным полотном и метрополитеном;

- для хозяйственно-питьевых водопроводов в местах пересечения с канализацией;

- при параллельной прокладке с метро на расстоянии от конструкции тоннеля менее 12 м;

- в заиленных и заторфованных грунтах;

- в карстовых и оползневых районах;

- при проходе водных преград.

В этих случаях на трубопроводах из железобетонных труб предусматриваются стальные вставки [1], если вставок слишком много, то используются трубы из других материалов. В связи с низкими герметичными свойствами железобетонных труб диаметром до 1000 мм при проектировании трубопроводов хозяйственно-бытовой канализации применяются асбоцементные, пластмассовые и чугунные (для центральной части города) трубы.

Заделка стыковых соединений в трубопроводах хозяйственно-бытовой канализации происходит путем зачеканки просмоленной пряди в кольцевой зазор и заделки стальной части асбоцементной смесью (для труб диаметром 400, 800, 1000, 1200 мм). Для труб диаметром 500, 600, 1500 мм герметизация стыковых соединений осуществляется с помощью резиновых колец. В трубопроводах диаметром от 2000 до 3500 мм заделка стыков предусматривается путем зачеканки изнутри асбоцементной смесью. Глубина заложения трубопроводов с применением железобетонных труб назначается в соответствии с указанием СНиП 2.04.02-84 и СНиП 2.04.03-85 [21, 22]. Учитывая климатические условия и особенности строительства в г. Москва, высота засыпки над верхом труб составляет 1,5 - 2 м. В отдельных случаях на небольших участках (при пересечении с другими сооружениями высота засыпки колеблется от 0,7 до 6 м [3].т Прокладка подземных трубопроводов в г. Москве осуществляется в основном в четвертичных песчано-суглинистых грунтах, а также в насыпных грунтах. Наиболее часто встречающимся конструктивным решением трубопроводов является укладка труб на грунтовое основание, с устройством песчаной или грунтовой подушки (для труб диаметром 400 мм) также используются бетонные (для труб диаметром 2000 мм) свайные основания и обоймы усиления (для труб диаметром 3500 мм).

При строительстве подземных трубопроводов с применением железобетонных труб имеют место следующие недостатки:

1) несоответствие качества труб ГОСТу;

2) нарушение правил разгрузки, складирования и хранения труб;

3) некачественная подготовка грунтовых оснований и недостаточное уплотнение грунтов при засыпке траншей;

4) низкое качество герметизации стыковых соединений, которое может происходить из-за недостатков формования и обработки раструба, в результате образуется зазор между трубами в 5-7 см вместо предусматриваемых СНиП 1,5-2 см.

Особенно слабым местом является соединение втулочных стальных переходов с раструбами железобетонных труб. Низкая герметичность часто приводит к прорастанию корней деревьев через стыковые соединения.

В процессе эксплуатации наиболее часто встречающимися причинами аварий и разрушений трубопроводов являются:

1) газовая коррозия незаполненной части трубопроводов хозяйственно-бытовой канализации после работы 10-15 лет;

2) абразивное истирание вследствие больших скоростей движения жидкости и низкой плотности бетона;

3) разрушение труб в результате укладки на действующие трубопроводы других подземных коммуникаций, за счет чего создается дополнительная точечная нагрузка на трубы;

4) низкая водонепроницаемость труб диаметром 400-800 мм;

5) применение заведомо некачественных труб.

Строительство подземных коммуникаций, как в районах новой застройки города, так и реконструируемых территориях в настоящее время осуществляется, главным образом, раздельным способом прокладок разных сетей, что приводит к инженерным решениям, весьма неэкономичным в эксплуатации (повышенная аварийность сетей, разрытие территорий, неудобства при движении транспорта и пешеходов).

С экологической точки зрения способ раздельной прокладки имеет ряд существенных недостатков:

- недоступность сетей для наблюдения, осмотра и ремонта, как правило, вызывает неудобства в эксплуатации и большое количество разрытий на городских проездах при всякого рода ремонтах;

- малая долговечность сетей, в связи с коррозией и порчей материальной части в отдельных каналах разной конструкции.

При раздельной прокладке для инженерных коммуникаций используются в основном железобетонные трубы, реже применяются асбоцементные, пластмассовые и металлические трубы. Строительство трубопроводов в г. Москве с применением железобетонных труб производится с соблюдением требований соответствующих инструкций [3, 4], однако, в процессе производства работ, имеют место различные нарушения правил разгрузки, хранения труб, а также технологии строительства, что приводит к порче труб и ухудшению эксплуатационных свойств трубопроводов. По данным института Мосинжпроект [3, 4], ежегодно на напорных трубопроводах происходит 5-6 аварий. Основной причиной аварии являются: разгерметизация стыков труб, разрушение раструбов труб, которое происходит из-за некачественной подготовки грунтового основания (недостаточное уплотнение), а также из-за некачественного выполнения герметизации стыков. Наиболее целесообразным с экологической точки зрения и благоприятным является прокладка кабельных, теплофикационных, водопроводных и других сетей совместно, в общих коммуникационных тоннелях [6, 7]. В плане подземные коллекторы для инженерных коммуникаций проложены вдоль основных улиц в тротуарах, под проезжей частью и полосами зеленых насаждений. В продольном профиле существующие коллектора построены с учетом отвода аварийных и грунтовых вод в пониженные точки, где имеются аварийные насосные станции.

По форме поперечных сечений, существующие подземные коллектора обычно прямоугольные, реже круглые, построены из сборного железобетона. Ширина подземных коллекторов колеблется от 1,9 до 2,7 м, а высота - от 2,1 до 3,0 м. Основным типом коллектора для инженерных коммуникаций является коллектор, в котором проложены две трубы теплосети, водопровод и кабели (электрические и телефонные), реже встречаются другие модификации. В отличие от раздельной прокладки подземных сетей, способ совместной их прокладки в общих коллекторах имеет ряд преимуществ:

- компактное использование подземного пространства;

- повышение долговечности материальной части сети и обеспечение наилучших условий эксплуатации, срок эксплуатации подземных стальных трубопроводов во многих случаях не превышает 10-15 лет [3, 4] вследствие коррозии труб, которая практически отсутствует в коллекторах;

- сохранность проезжей части, так как не требуется разрытия городской территории для ремонта сетей и необходимости прокладки новых коммуникаций.

Для нормальных условий эксплуатации коллекторов и создания необходимого температурно-влажностного режима устанавливается вентиляция.

2.2. Влияние строительства и эксплуатации подземных сооружений и коммуникаций на окружающую среду

Воздействие подземных сооружений на окружающую среду - процесс многофакторный и неоднозначный. Степень и характер воздействия строительства и эксплуатации сооружения в значительной мере определяются технологиями строительства, глубиной заложения фундамента и размерами сооружения, местными геоморфологическими, инженерно-геологическими, гидрогеологическими и другими условиями территории.

В развитии любого рода производственных объектов можно выделать две стадии: становления (строительства) и функционирования (эксплуатации).

Воздействие начинается с начала производства строительных работ и продолжается в результате взаимодействия окружающей среды и инженерных коммуникаций и подземных сооружений в процессе эксплуатации. Воздействие строительства и эксплуатации сооружений должно оцениваться раздельно при составлении раздела ОВОС, однако описание этого воздействия в данных методических указаниях дано совместно, т.к. механизмы влияния на окружающую среду одинаковы и различаются лишь по степени и набору изменяемых компонент окружающей среды. В конце каждого подраздела, описывающего виды воздействия на окружающую среду и возможные последствия этого воздействия, указаны также виды подземных сооружений, которые могут вызвать такое воздействие. Воздействие строительства и эксплуатация проектируемых сооружений и коммуникаций на окружающую среду выражается в изменениях основных компонентов экосистемы, к которым относятся:

а) Подземные и поверхностные воды;

б) Почвы и грунты;

в) Растительный и животный мир;

г) Социальная сфера.

Главное и прямое воздействие данные объекты оказывают на подземные воды, почвы и грунты. Влияние на другие компоненты является косвенным или вызванным в результате воздействия на гидролитосферу.

2.2.1. Подземные и поверхностные воды

Воздействие сооружений и коммуникаций на подземные и поверхностные воды (гидросферу) проявляется в изменении условий питания, движения и разгрузки подземных и поверхностных вод, условий их взаимосвязи, качества подземных и поверхностных вод. Наиболее распространенным видом является гидродинамическое воздействие, выражающееся в изменении уровней подземных вод. Это воздействие оказывают, в общем случае, все виды подземных сооружений, список которых приведен в начале гл. 2.1.

2.2.1.1. Повышение уровня подземных вод

Повышение уровня грунтовых вод связано с увеличением приходных составляющих в общем балансе грунтовых вод за счет дополнительного питания, возникающего в результате техногенных процессов и явлений. Неглубокое залегание грунтовых вод, природное или связанное с техногенным воздействием, вызывает сложные технические проблемы, включая осушение подтопленных сооружений. Увлажнение в прошлом сухих пород уменьшает их несущую способность и может вызвать оседание сооружений. Неравномерное оседание поверхности сопровождается образованием трещин в сооружениях, их разрушением. Повышение уровня грунтовых вод в центральных городских районах представляет угрозу сохранности находящихся в земле технических сооружений, таких как тоннели и глубокие фундаменты, проложенные ранее в обезвоженной зоне. Повышение уровня грунтовых вод может привести к обводнению пород зоны аэрации, изменению их прочностных свойств, повышению деформируемости и, как следствие, к неравномерным значительным осадкам зданий. Повышение уровня подземных вод активизирует просадочные, карстово-суффозионные, оползневые и иные процессы, приводит к возникновению гидродинамического и взвешивающего давления. Вызываемое подъемом уровня подтопление, а зачастую и заболачивание территории приводит к изменению сложившегося на данной территории биогеоценоза. Перекрытие сооружением части водоносного горизонта приводит к уменьшению проводимости пласта, что вызывает повышение уровня подземных вод выше по потоку. Одним из следствий этого явления является сезонное промерзание ранее сухих пород, вызывающее пучение почвы, что приводит к деформации фундаментов существующих и строящихся сооружений. Величина подпора уровней подземных вод зависит от естественного (существующего) градиента напора, вертикального строения водоносной толщи, а также от положения сооружения в разрезе и его ориентировки по отношению к направлению естественного потока. Полная количественная оценка явлений подпора производится с помощью моделирования фильтрационной задачи, учитывающей местные гидрогеологические условия. Предварительная оценка для простых условий (затопленный коллектор в однородной толще, нормально к потоку, вдали от границ потока) может быть выполнена по формуле:

h = l₀L₀I / (h₀ - l₀),

где h - подъем уровня подземных вод выше по потоку от коллектора; l₀, L₀ - высота и ширина коллектора; h₀, I - начальная мощность и градиент напора естественного потока. Повышение уровня подземных вод вызывают сооружения, которые перекрывают часть водоносного горизонта. К таким можно отнести, в общем случае, все вышеупомянутые подземные сооружения. Степень влияния каждого сооружения будет определяться конкретными условиями территории строительства. Прямая инфильтрация из строительного котлована или траншеи ведет к локальному увеличению инфильтрационного питания, что, в свою очередь, приводит к повышению уровней и вышеперечисленным последствиям. Значительное повышение уровня подземных вод возникает также в результате утечек из водонесущих коммуникаций. Причины, по которым происходят утечки, более подробно были описаны выше, в главе 2.1. Наибольшая интенсивность утечек наблюдается в центральной части города. Это связано с тем, что центр уже давно осваивается и подземное пространство там сильно насыщено коммуникациями. Минимальные утечки имеют место, где застройка и соответственно наличие подземных сооружений и коммуникаций незначительные. Утечки возможны из водопроводов, канализационных коллекторов, водостоков, дренажных систем.

2.2.1.2. Понижение уровня подземных вод

При строительстве сооружений и коммуникаций, в случае заглубления их ниже поверхностных грунтовых вод, зачастую планируются проведение водопонижения, предпринимаемое с целью недопущения притока подземных вод в строительный забой или водоотлив из него. В результате откачки образуется депрессионная воронка. Задача строительного водопонижения, в общем, заключается в соответствующем развитии и поддержании в течение необходимого времени депрессионной воронки, а также в снятии избыточного напора в подстилающих водоносных породах. Водопонижение применяется в том случае, если трубопровод проложен непосредственно или частично в водоносном горизонте.

Ожидаемый дебит водопритока к строительному котловану в однородном водоносном горизонте ориентировочно оценивается по формуле:

где k - коэффициент фильтрации; h₀ - начальная мощность горизонта; S₀ - заглубление дна котлована ниже естественного уровне подземных вод; r₀ - приведенный радиус котлована; R - радиус питания; ориентировочно оцениваемый по таблице [30]:

- песок тонкозернистый - 25-50 м,

- песок грубозернистый - 300-500 м,

- гравий крупный - 1500-3000 м.

Искусственное снижение уровня подземных вод оказывает значительное влияние на подземные инженерные коммуникации. При снижении уровня воды в толще породы возникают дополнительные напряжения, которые могут привести к различным деформациям. В большинстве случаев эти дополнительные осадки равномерны и не оказывают существенного влияния на работу сооружений. Но при больших понижениях уровня подземных вод, дополнительные осадки могут быть значительными и должны учитываться в основном проекте. Приближенно величина понижения уровня подземных вод S на расстоянии r от центра котлована рассчитывается по формуле:

В процессе производства водопонизительных работ возможно не только уплотнение, но и разрыхление пород и нарушение прочностных связей в них (так как фильтрационный поток создает дополнительное гидродинамическое давление на грунт), что может вызвать вынос частиц пород. Разуплотнение грунта возможно также и в процессе бурения, содержания и ликвидации водопонизительных скважин. Увеличение скорости фильтрации при определенных геолого-литологических условиях может явиться причиной появления процессов суффозии, активного выщелачивания растворимых составляющих пород, и других явлений, которые могут ухудшать условия эксплуатации подземных сооружений. В ряде случаев строительное водопонижение предусматривается настолько мощным, что может привести к сокращению подземного стока в поверхностные водоемы, частичному или полному перехвату поверхностного стока. В результате длительных откачек подземных вод и при значительном водопонижении возможно развитие суффозионных процессов и выщелачивание растворимых составляющих пород. С водопонижением связано увеличение зоны аэрации и глубины промерзания грунтов, что неминуемо приводит к деформации близлежащих фундаментов сооружений. Полная количественная оценка водопритоков в строительные котлованы, развития понижений уровней подземных вод по площади, изменения скоростей фильтрации и стока в поверхностные водоемы, других исходных данных для оценки неблагоприятных сопутствующих процессов, производится с помощью моделирования фильтрационной задачи, учитывающей особенности местных гидрогеологических условий. Данный вид воздействия на окружающую среду будет проявляться при строительстве и эксплуатации тех сооружений, где предусмотрены соответствующие специальные мероприятия - водопонижение, водоотлив, дренаж.

Кроме того, сброс вод от строительного водопонижения зачастую производится на рельеф близлежащей местности (парки, газоны и пр.). В ПОС необходимо предусмотреть места сбросов отбираемой воды (в ливневую канализацию и т.д.). Необходимо также оценивать влияние агрессивности подземных вод по отношению к материалам, используемым при строительстве, в соответствии со СНиП 1.02.07-87.

2.2.1.3. Нарушение сплошности разделяющих водоупоров

В ходе строительства тоннелей глубокого заложения происходит нарушение сплошности слабопроницаемого слоя, который является естественным водоупором между водоносными горизонтами различных отложений, что приводит к изменению соотношения напоров в этих горизонтах. Изменение этого соотношения (инверсия напоров) может приводить к изменению направления движения подземных вод и попаданию загрязненных грунтовых вод в относительно слабоминерализованные воды нижележащих горизонтов. Необходимо также учитывать, что наличие гидрогеологических окон (естественных или искусственных) даже за пределами собственно строительной площадки осложняет механизм оценки воздействия, т.к. загрязнение подземных вод одного горизонта может распространиться (при наличии соответствующих гидродинамических предпосылок, т.е., в частности, гидрогеологических окон) в смежные водоносные горизонты. Наличие гидрогеологических оков в какой-то степени учтено при построении Схемы гидрогеоэкологического районирования (Приложение 1).

В общем случае, данный вид воздействия проявится на тех участках строительства сооружений, где имеются гидрогеологические окна (размывы отложений в долинах и прадолинах рек) или разделяющие отложения залегают на глубине, превышающей проектную глубину заложения сооружения (его фундамента, лотка и т.п.).

2.2.1.4. Гидрогеохимическое влияние

2.2.1.4.1. Утечки из водонесущих коммуникаций

Наиболее сильное воздействие на химический состав подземных вод и грунтов оказывают возможные (практически неизбежные при используемых технологиях строительства) утечки сточных вод из канализационных сетей, водопроводов, коллекторов промышленных стоков при эксплуатации. Степень этого воздействия определяется многими факторами: составом коммунально-бытовых стоков, литологическим строением вмещающих пород, их сорбционными свойствами и пр. Степень воздействия можно предварительно оценить, используя приведенную в Приложении 2 Схему гидрогеоэкологического районирования Москвы.

Данный вид воздействия проявляется при эксплуатации канализационных коллекторов, водостоков, дренажей и водопроводов, а также в тех случаях, когда при строительстве подземных сооружений применяются специальные методы - например, искусственное замораживание грунтов.

2.2.1.4.2. Закрепление грунтов

Закрепление грунтов представляет собой искусственное преобразование строительных свойств грунтов посредством их химической, физико-химической, механической и термической обработки.

В зависимости от способа обработки грунта, закрепление подразделяется на следующие виды:

- химическое, его основу составляют химические и физико-химические процессы, возникающие в грунтах в результате введения в них химреагентов;

- электрохимическое, основанное на явлении электролиза;

- термическое, когда улучшение свойств грунтов достигается путем их обжига в скважинах раскаленными газами;

- термоконсолидация водонасыщенных глинистых грунтов в результате самоуплотнения их при нагреве.

Закрепление грунтов применяется для создания противофильтрационных завес в качестве мероприятий по гидроизоляции неглубоких подземных сооружений и конструкций. Обоснование применимости реагентов для химзакреплений проводится специализированными НИИ и СЭС. Искусственное замораживание грунтов следует предусматривать в сложных гидрогеологических условиях, преимущественно как способ временного укрепления водонасыщенных грунтов путем образования арочного и водонепроницаемого ледогрунтового ограждения с замкнутым контуром при строительстве подземных сооружений. При попадании в водоносный горизонт вещества, используемые при искусственном замораживании, могут вызвать значительное загрязнение подземных вод [11, 13, 20]. Попадание химреагентов может произойти в результате неправильного складирования и при выщелачивании закрепленных грунтов. Возможны аварийные утечки ГСМ, хранящихся на строительной площадке, и попадание нефтепродуктов в водоносный горизонт. Кроме этого, всегда существует вероятность аварийного попадания загрязнения в водоносный горизонт в процессе эксплуатации в результате аварийных ситуаций (см п. 2.3). Экологическое значение замораживания и строительного водопонижения оценивается экспериментально или с помощью имитационных моделей.

2.2.1.5. Воздействие на поверхностные воды

Устройство трубопроводов, коллекторов и иных подземных сооружений может повлечь за собой негативные последствия для рек, озер, болот, каналов, водохранилищ и т.д. Эти последствия выражаются в загрязнении поверхностных вод при строительстве, штатных или аварийных ситуациях при эксплуатации; изменении условий взаимодействия поверхностных вод с подземными; изменениях русловых процессов (эрозии и аккумуляции) при прокладке дюкеров, сооружении дренажей, подпорных стенок и т.п. Особенно уязвимыми являются малые реки, озера и болота. Даже слабые нарушения уровенного режима, балансовой структуры и качества воды в них могут радикально изменить экологическую обстановку. При этом особое внимание должен привлечь период строительства, где решаются и экологически обосновываются проблемы водопонижения, дренажа, сброса дренажных вод и др.

2.2.2. Почвы и грунты

Влияние на природное окружение начинается с прямого воздействия строительной техники на почвы в грунты, залегающие в самом верхнем слое литосферы.

При этом строительное воздействие прямо или косвенно влияет и на состояние наземных элементов ландшафта (почвы, растительность, сеть малых рек, болота и водоемы). Особо заметно это воздействие при проходке трасс сооружений открытым способом. При попадании подземного сооружения на участки распространения слабоактивных грунтов (в дальнейшем - САГ) необходимо выполнение радиометрических работ в процессе изысканий и наблюдение за показателями радиоактивности вырабатываемых грунтов в ходе строительства на уровне авторского контроля. Примечание. Вывоз строительного загрязненного грунта с участка строительства на полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) должен согласовываться со службой эпидемического надзора (СЭН) и/или ее территориальными подразделениями.

2.2.2.1. Осадка поверхности земли

При снижении уровня воды в толще породы возникают дополнительные напряжения за счет уменьшения сил Архимедова взвешивания, которые вызывают осадки массивов пород [19].

В большинстве случаев эти дополнительные осадки равномерны и не оказывают существенного влияния на работу сооружения. Но при глубоких понижениях уровня подземных вод дополнительные осадки могут быть значительными и должны учитываться в основном проекте. Величина осадки m (без учета реологических процессов) оценивается по формуле:

m=а_m₀H/(1+₀),

где  - плотность воды, а_ - коэффициент уплотнения породы, m₀ - начальная мощность дренируемого водоносного горизонта, H - снижение уровня подземных вод, ₀ - начальный коэффициент пористости породы.

Данное воздействие проявляется при строительстве подземных сооружений с применением водопонижения или водоотлива с большим дебитом, который определяется условиями (в основном гидрогеологическими) строительства.

2.2.2.2. Плывуны

Отдельную проблему представляет проходка рыхлых песчаных пород, проявляющих при определенных гидродинамических условиях большую подвижность (плывучесть) - т.н. "плывунов" [28]. Без применения специальных мероприятий (искусственного замораживания грунтов), влияние которых на компоненты окружающей среды должно быть оценено отдельно, строительство в таких условиях может привести к негативным инженерно-геологическим процессам - просадкам поверхности земли и т.п.

Данный вид воздействия проявляется при строительстве сооружений на участках распространения такого вида грунтов.

2.2.2.3. Устойчивость склонов

Повышение уровня подземных вод в совокупности с проходкой открытым способом траншеи сооружения в тыловой части террас может привести к перераспределению напряжений в массиве пород и, вследствие этого, к опасным склоново-оползневым явлениям.

Проявление данного вида воздействия обуславливается инженерно-геологическими условиями участка строительства.

2.2.2.4. Процесс суффозии

В процессе производства водопонизительных работ возможно разрыхление пород и нарушение прочностных связей в них в связи с увеличением скоростей фильтрации и выносом частиц пород (явление суффозии) - см. СНиП 2.01.15-90; 2.06.14-85.

2.2.3. Растительный и животный мир

Нарушение почвенно-растительного слоя при строительстве является самым первым воздействием, которому подвергается природная среда в процессе строительства подземных сооружений. В почвенном слое земли, даже вусловиях сильно загрязненного города, которым является Москва, обитают тысяча разнообразных растений и животных различных видов. Последствия, к которым приводит уничтожение среды их естественного обитания, к сожалению, изучены мало, но они пагубно сказываются и на человеке. Достаточно упомянуть о том, что воздух, которым мы дышим, регенерируется именно растениями. Корнеобитаемый слой лиственных растений, которые широко представлены на территории города, составляет 6-8 метров, поэтому даже при прокладке коммуникаций щитовым способом он зачастую нарушается. Результатом этого является гибель растений в пределах города, и без того ощущающего острую нехватку зеленых насаждений [2]. При понижении уровня грунтовых вод могут гибнуть растения. Известно, что травянистые растения с помощью корневой системы извлекают грунтовые воды с глубины 2-5 метров, древесная и кустарниковая растительность с глубины 5-30 м. При длительном водопонижении флора может вырождаться. Затопление подвалов жилых и промышленных зданий приводит к созданию в них благоприятных условий для появления комаров, мокриц и других насекомых.

Влияние изменений уровня грунтовых вод и влажность пород зоны аэрации на высшие растения наиболее заметно и зачастую легко определяется по наличию характерных заболеваний деревьев: хлорозов, некрозов, суховершинности, различных гнилей и пр. Однако, гораздо более опасными могут оказаться воздействия на менее заметные биотические объекты. Здесь, прежде всего, необходимо прогнозировать изменение газового режима почв, зависящего от деятельности почвенных грибов, водорослей и бактериальной микрофлоры. Обычно, с уплотнением и обводнением почв и пород зоны аэрации деятельность этих организмов резко угнетается, они выпадают из биогеоценоза и могут замещаться анаэробными видами бактерий, в частности, сульфатредуцирующими, которые выделяют в подземные воды сероводород. В связи с последним явлением усиливаются коррозия металлических конструкций, агрессивность подземных вод, меняется направленность практически всех почвенных процессов, а с ними и видовой состав растительных сообществ. Подъем уровня подземных вод способен лишить привычного местообитания многие виды животных. Это относится к насекомым (шмели, осы, медведки), в т.ч. и занесенным в Красную книгу; небезразличен подъем уровня подземных вод и для грызунов, способных переносить инфекционные заболевания, опасные для человека. При проектировании закрытой щитовой проходки следует иметь в виду, что мощность корнеобитаемого слоя различна для отдельных видов растений. Например, ель, как и многие другие растения олиготрофных ландшафтов, имеют глубокую и развитую корневую систему. Полезно иметь в виду, что высшие растения могут быть худшими индикаторами техногенного воздействия, чем низшие (лишайники, мхи, грибы). В частности, имеется методика оценки загрязнения воздуха по видовому разнообразию и проективному покрытию поверхностей лишайниками.

Тепловое воздействие сооружений может сказаться, кроме уменьшения глубины сезонного промерзания, на растительности и почвах. Приблизительно величину теплового воздействия можно оценить по формуле Форхгеймера:

где (r) - искомая температура в точке, находящийся на расстоянии r от источника тепла; _i - разность между температурами источника и вмещающей среды; L - расстояние от источника до границы с постоянной температурой (поверхность земли); r_i - радиус источника; r' - расстояние от зеркально отраженного от границы с постоянной температурой источника до расчетной точки; r - расстояние от источника до расчетной точки.

Тепловое воздействие может быть заметным при эксплуатации канализационных коллекторов, теплосетей, водопроводов. Отдельно необходимо рассматривать влияние искусственного замораживания грунтов на растительность и животный мир. Поскольку прогнозная оценка изменения биотических компонентов при проектировании в строительстве подземных коммуникаций и сооружений весьма затруднительна, определение изменчивости флоры и фауны может быть основано на данных экомониторинга Москвы, после введения этой системы в действие.

2.2.4. Социальная сфера

С любыми видами строительства связано также и общее понижение комфортности жизни людей:

- связанное с дополнительным шумом и вибрацией на строительной площадке относительно фонового;

- неудобства, связанные с необходимостью обхода строительной площадки по не всегда благоустроенным путям;

- изменение направления транспортного потока в связи с перекрытием части или целой дорожной полосы и загрязнение воздуха выхлопными газами при снижении скорости и вынужденных остановках транспортного потока.

- загрязнение городского ландшафта изымаемым при строительстве грунтом;

- общее неэстетичное ландшафтно-архитектурное восприятие.

В качестве косвенных воздействий можно указать также на возможное увеличение влажности воздуха при подъеме уровня подземных вод. При повышенной влажности, как известно гигиенистам и физиологам [2, 23], снижается сопротивляемость организма инфекциям, обостряются хронические заболевания органов дыхания, ощущается дискомфорт в жаркие и морозные периоды. Вместе с тем, далеко не все воздействия на окружающую среду общество воспринимает негативно. Повышение комфорта в связи с прокладкой коммуникаций зачастую оценивается выше, чем ущерб среде при их строительстве и эксплуатации. В связи с естественной двойственностью общественной оценки проектов, представляется рациональным включать в них компенсационные меры и затраты (подсадку деревьев, благоустройство территории и т.п.), а также меры по реабилитации окружающей среды - например, рекультивацию свалок по трассе подземных сооружений, создание дренажа заболоченной территории и т.п. Степень данного воздействия обуславливается плотностью жилой застройки на участке строительства, густотой транспортных магистралей, применяемыми способами строительства и т.д.

2.2.5. Атмосферный воздух

Проходка траншей и котлованов, вывоз и временное складирование грунта способны загрязнять воздух за счет пыления и выброса в атмосферу выхлопных газов двигателей транспортных и землеройных машин. В разделе ПОС предусмотреть работу автотранспорта с нейтрализаторами выхлопных газов, крошение разрабатываемых и складируемых грунтов, перевозку сыпучих и пылящих материалов под тентом.

Представляется целесообразным прогнозировать выбросы в атмосферу по ОСТ 37.002.234-81 и ОНД-90.

2.3. Аварийные ситуации

В больших городах потери в подземных сетях составляют (по различным оценкам) около 4 % от водоподачи [24], что заметно увеличивает величину питания грунтовых вод и вызывает повышение их уровней. Наибольшие величины характерны для промышленных зон и районов старой застройки. Но, помимо эксплуатационных, практически неизбежных при современных технологиях производства материалов и строительства подземных сооружений, потерь в подземных сетях, наносящих ощутимый вред экологической обстановке в городе, всегда существуют непредсказуемые, аварийные ситуации, как при строительстве сооружений, так и при их эксплуатации. Обобщение опыта эксплуатации подземных сооружений в г. Москве (по данным института Мосинжпроект) позволяет сделать следующие выводы. Опыт эксплуатации железобетонных безнапорных труб показывает, что основными причинами аварийных ситуаций являются следующие:

- низкое качество железобетонных безнапорных труб в части их водонепроницаемости и геометрических размеров элементов стыка;

- низкая герметичность трубопроводов;

- некачественная заделка стыковых соединений;

- некачественная подготовка оснований;

- абразивное истирание лотков трубопроводов вследствие больших скоростей движения жидкостей и низкой плотности бетона;

- газовая коррозия незаполненной части трубопроводов хозяйственно-бытовой канализации.

Опыт эксплуатации подземных напорных трубопроводов из железобетонных напорных труб показывает, что основными причинами аварийных ситуаций являются:

- нарушения герметичности стыков труб, особенно в местах присоединения железобетонных труб к стальным;

- низкое качество железобетонных напорных труб, обусловленное несовершенством отдельных технологических процессов и элементов технологической оснастки.

Причинами разрушения коммуникаций может также служить и коррозия конструкций, связанная с повышением уровня грунтовых вод и повышенной агрессивностью загрязненных вод по отношению к различным маркам бетона и металлу.

Ликвидация практически всех аварий сопровождается расходами в связи с необходимостью замены поврежденных труб. Наибольшее количество аварий наблюдалось на участках трубопроводов, где строительство выполнялось с нарушением требований проекта по устройству оснований и монтажу труб.

Целесообразно применение в центральной части города стальных труб с защитой их от внутренней и наружной коррозии. Весьма прогрессивным способом строительства городских инженерных сетей является совмещенная прокладка трубопроводов и кабелей в специальных проходных железобетонных подземных каналах - коллекторах. В этом случае ширина зоны размещения коммуникаций уменьшается в 2 раза. Этот способ позволяет прокладывать дополнительные кабели, а в некоторых случаях и трубопроводы без повторного разрытия улиц. Раскопки на месте прорывов подземных водонесущих коммуникаций могут служить причиной серьезного загрязнения подземных вод, почв и грунтов. Это относится, прежде всего, к авариям канализационных коллекторов. Проекты и регламенты эксплуатации сетей должны предусматривать полное удаление загрязненных грунтов из раскопа, откачку загрязненных вод, изоляцию, очистку и обеззараживание грунтов и вод, использование для обратной засыпки только чистых грунтов.

2.4. Опасные и особо опасные участки строительства

Нередко трассы подземных сооружений прокладываются по кладбищам, свалкам, местам захоронения промышленных, в т.ч. токсичных и активных отходов. Эти участки должны рассматриваться как особо опасные с позиций техники безопасности при проходке траншей, туннелей и котлованов, а также при вероятности высокого стояния уровня грунтовых вод и для самих подземных коммуникаций. К настоящему времени все известные свалки на территории Москвы [2] обследованы радиометрической съемкой, что, однако, не исключает вероятности вскрытия активных отходов в толще техногенных грунтов при проходке. Наиболее опасным компонентом свалок является т.н. "фильтрат" - жидкость, насыщающая свалочные отложения. Минерализация этой жидкости обычно находится в пределах 10-20 г/л, она содержат большие концентрации солей, органических веществ, тяжелых металлов, простейших и бактериальную флору. Фильтрат обычно не замерзает, издает неприятный запах, насыщен, как и вся свалка, биогазом - огнеопасной смесью метана и углекислого газа.

Газогенерация грунтов свалок, илов, осадков сточных вод может продолжаться 30 лет и дольше. К газогенерации способны даже маломощные (до 1 м) прослои органики.

3. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА РАЗДЕЛА "ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ" (ОВОС)

3.1. Целевое назначение раздела ОВОС в составе ТЭО

Разработку раздела "Оценка воздействия на окружающую среду" в составе проектов необходимо рассматривать как единый процесс последовательной детализации и уточнения количественной и качественной оценки влияния проектного решения на качество окружающей среды.

3.1.1. Предмет рассмотрения раздела ОВОС

Для выявления и принятия необходимых и достаточных мер по предупреждению возможных неприемлемых последствий в процессе анализа и оценки воздействия намечаемой деятельности на окружающую среду разработчиком обосновывающей документации должны быть рассмотрены:

1) цели реализации замысла или предполагаемого проекта;

2) разумные альтернативы намечаемой деятельности;

3) сведения о состоянии окружающей среды на территории предполагаемой реализации намечаемой деятельности в соответствующих пространственных и временных рамках;

4) характеристика проектных и иных предложений в контексте существующей экологической ситуации на конкретной территории с учетом ранее принятых решений о ее социально-экономическом развитии;

5) возможные последствия реализации намечаемой деятельности и ее альтернатив;

6) меры и мероприятия по предотвращению неприемлемых для общества последствий осуществления принимаемых решений;

7) предложения по разработке программы мониторинга реализации подготавливаемых решений и плана послепроектного экологического анализа.

3.1.2. Комплекс обязательных исполнительских работ

В процессе разработки раздела ОВОС в составе ТЭО должны быть выполнены [16]:

- анализ природных, климатических условий и техногенной обстановки района строительства;

- комплексная оценка существующего и ожидаемого состояния окружающей среды (на основе предлагаемой методики);

- разработка и внедрение в проектное решение комплекса средств, направленных на сохранение, рекультивацию или преобразование естественного ландшафта, защиту населения от промышленно-транспортных загрязнений окружающей среды;

- контроль и управление теми изменениями существующей окружающей среды, которые произойдут при реализации проектного решения в конце расчетного периода;

- подготовка и представление данных о прогнозном качестве среды обитания на территории проектируемого строительства.

В процессе согласований и утверждения проекта при необходимости выполняются оценки влияния результатов корректировки проектного решения на качество окружающей среды, проектируемое на период строительства и эксплуатации.

3.2. Источники исходной информации

Источниками исходной информации при обосновании площадки размещения объекта могут быть материалы специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды и их территориальных подразделений, опубликованные и фондовые материалы научных организаций и ведомств, данные статистической отчетности и экологического мониторинга, инженерные изыскания и экологические данные по объектам-аналогам, расчеты и модели прогноза.

В качестве исходной информации можно использовать:

- кадастровые карты природных ресурсов, карты и карты-схемы компонентов природной среды (почвенные, геоботанические, животного мира и др.), карты защищенности грунтовых вод и др.;

- банки данных по отходам производства и потребления;

- данные Мособлгеотреста и Мосгоргеотреста;

- материалы Научно-исследовательского института ядерной геохимии и геофизики (НИИЯГГ), Научно-исследовательского и проектного института генплана (НИиПИГенплана) г. Москвы, Треста инженерно-строительных изысканий (ТИСИЗ);

- схему природного комплекса Москвы и ЛПЗП [5];

- карту Инженерно-геологического районирования Москвы по активности карстово-суффозионных процессов;

- карту Инженерно-геологического районирования Москвы;

- схему гидрогеоэкологического районирования (Приложение 2);

- компьютерную базу данных по стационарным источникам загрязнения атмосферного воздуха;

- материалы "Геоцентра-Москва";

- фондовые материалы института Мосинжпроект;

- материалы Москомприроды и Мособлприроды;

- фондовые и текущие материалы ЛТПО Мослесопарк;

- гидрологические и водно-хозяйственные материалы МОБВО;

- санитарно-гигиенические сведения в МосЦСЭН.

3.3. Структура раздела ОВОС

Раздел ОВОС должен состоять из текста отчета, графических и текстовых приложений.

3.3.1. Текст отчета

3.3.1.1. Введение

Во Введении освещаются следующие вопросы: географическое и административное положение района работ, характеристика использованной топоосновы, цель работы и точное задание, профиль и характеристики проектируемого объекта, плановые и фактически выполненные объемы всех видов работ в виде таблицы, сроки работ, краткое описание методики работ. В конце главы указываются основные исполнители проектных и изыскательских работ, авторы отчета, руководители и консультанты.

В качестве иллюстрации к этой главе должна быть приложена обзорная карта района работ.

3.3.1.2. Современное состояние природной среды

В данной главе необходимо всесторонне отразить:

- существующее состояние всех компонентов экосистемы, включающее характеристики водной среды, описание флоры и фауны, рекреационных и других, особо охраняемых территорий (лесопарковых зон, архитектурных ансамблей, памятников истории) и другие экологические характеристики;

- сложившуюся социально-экономическую структуру в районе размещения объекта;

- краткие сведения о современном и перспективном использовании территории (в соответствии со схемами и программами развития);

- ограничения по природопользованию;

- информацию по существующим источникам воздействия на различные компоненты экосистемы.

В этом разделе необходимо показать конечную информацию о состоянии окружающей среды с достаточной степенью детализации, чтобы можно было оценить все существенные направления воздействия на окружающую среду, присущие предлагаемому проекту. Существующие природные условия следует описывать в терминах их основных характеристик, которые будут сравниваться во время функционирования предлагаемого проекта (если он будет реализован).

Роль каждого элемента окружающей среды в районе размещения проекта и вероятность, что на него будет оказано влияние, должны определять сферу и глубину основного исследования.

В некоторых случаях сбор необходимых данных может потребовать проведения крупномасштабного анализа и/или долгосрочных программ наблюдения. Особо стоит еще раз отметить, что оценка воздействия на окружающую среду - это самостоятельный научно-производственный процесс, требующий зачастую проведения специальных изысканий, проводить которые должны специалисты в данной области. От правильной интерпретации полученных данных зависит принятие решения о принципиальной возможности и целесообразности строительства объектов. Следует подчеркнуть, что существуют различные методики изысканий. Необходимо внимательно подойти к выбору оптимальной и реализуемой на практике методике в каждой конкретной геоэкологической ситуации. В начале главы Современное состояние природной среды необходимо кратко описать функциональную организацию, техногенную нагрузку территории, рельеф, геоморфологию и геологическое строение территории. Сведения о техногенной нагрузке включают краткую характеристику его населенности, функциональную организацию территории, степень техногенного изменения и пр. При описании рельефа отмечается его характер, степень пересеченности, абсолютные отметки, превышения основных форм рельефа над долинами рек, общий характер изменения рельефа по территории.

Геоморфологическая характеристика включает краткое описание форм рельефа, характеристику зависимости форм рельефа от состава пород и геолого-структурных особенностей района. Более подробно освещаются речные террасы, указывается количество и типы террас, их ширина, высота и характер поверхности. В описании теологического строения должно быть указано распространение, литолого-фациальный состав, условия и глубина залегания (в метрах от поверхности и в абсолютных отметках), а также мощность каждого горизонта, трещиноватость, кавернозность. При широком распространении и большой мощности четвертичного покрова (имеющегося на территории Москвы) дополнительно выясняется соотношение главных генетических типов и возрастных комплексов четвертичных системы. Далее в главе дается подробное описание компонентов окружающей среды, на которые в ходе строительства и эксплуатации сооружений будет оказано влияние.

Ниже приведен перечень характеристик окружающей среды, на которые могут оказать влияние строительство и эксплуатация подземных сооружений и для которых необходимо организовать сбор основных данных в процессе оценки воздействия на окружающую среду.

1. Уровень подземных вод (по горизонтам)

2. Режим подземных вод (по горизонтам)

3. Химический состав подземных вод (по горизонтам)

4. Агрессивность подземных вод (по горизонтам)

5. Условия питания подземных вод (по горизонтам)

6. Условия взаимосвязи подземных и поверхностных вод (по горизонтам)

7. Условия защищенности подземных вод (по горизонтам)

8. Активность карстово-суффозионных процессов

9. Активность склоновых процессов

10. Плывуны

11. Наличие других негативных инженерно-геологических явлений (пучение, просадки грунтов)

12. Радиометрическая обстановка территории

13. Загрязненность почв

14. Наличие охраняемых территорий (парков и лесопарков, памятников архитектуры, градостроительных комплексов и ансамблей)

15. Рекреационная ценность территории

16. Эстетика ландшафта

17. Наличие зеленых насаждений

18. Качество воздуха

19. Социальные удобства

3.3.1.2.1. Подземные поверхностные воды

При описании подземных вод вначале дается их краткая общая характеристика гидрогеологических условий и излагается гидрогеологическая стратификационная схема. Затем производится описание выделенных водоносных толщ по следующей схеме:

1. Приуроченность водоносных горизонтов (комплексов) к геологическим образованиям; их распространение, фациально-литологический состав водовмещающих отложений, характер залегания и мощности.

2. Фильтрационные, емкостные свойства водовмещающих пород.

3. Глубина залегания от поверхности земли и абсолютные отметки кровли и подошвы водовмещающих пород.

4. Глубина залегания от поверхности земли и абсолютные отметки зеркала грунтовых вод и пьезометрических уровней напорных вод, величину напора над кровлей пласта для напорных вод.

5. Условия питания, движения и разгрузки подземных вод.

6. Связь водоносных горизонтов между собой и с поверхностными водами.

7. Химический и бактериологический состав подземных вод, оценка их качества, агрессивности по отношению к материалам, используемым при строительстве сооружений.

8. Режим подземных вод.

9. Защищенность водоносных горизонтов.

Описание поверхностных вод включает описание озер и рек с указанием их ширины и глубины, особенностей гидрологического режима, качества воды.

3.3.1.2.2. Почвы и грунты

Описание инженерно-геологических условий строительства должно включать подробное описание инженерно-геологических характеристик массивов пород, всестороннее описание современного состояния инженерно-геологических процессов на изучаемой территории.

В нем характеризуются:

1. Пространственная изменчивость пород, являющихся основанием для сооружений, их деформационные и прочностные свойства.

2. Виды, интенсивность, объемные характеристики распространения и степени опасности для объектов разнообразных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений.

3. Геоморфологические особенности и микрорельеф территории.

4. Современные инженерно-геологические процессы и отмечается влияние этих факторов на инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Должна быть дана приуроченность территории к зоне поверхностных проявлений карста в соответствии с "Картой инженерно-геологического районирования г. Москвы по активности карстово-суффозионных процессов". Необходимо отметить наличие на территории строительства погребенных и засыпанных долин рек, ручьев и оврагов. Должно быть проведено обобщение опыта строительства в эксплуатации сооружений для выработки наиболее действенных конструктивных решений и защитных мероприятий применительно к реальным условиям района. При описании почв и грунтов надо указать загрязненность почвенного слоя, отметить распространение по территории свалочных и слабоактивных грунтов и их радиометрическую характеристику.

3.3.1.2.3. Растительный и животный мир

Дается характеристика древесной, кустарниковой и травянистой растительности в зоне влияния проектируемых сооружений. Особое внимание обращается на редкие и охраняемые виды, перечень которых имеется на карте природного комплекса Москвы [5]. При описании растительного и животного мира надо отметить распространение зеленых насаждений по территории строительства, наличие среди них деревьев ценных пород, обитание на территории различных мелких животных, птиц и насекомых.

3.3.1.2.4. Социальная сфера

В этой главе должны быть отмечены социальные, ландшафтные, архитектурные и эстетические характеристики территории: наличие охраняемых территорий, ее рекреационная ценность, приуроченность к одному из пяти классов ландшафтов (естественный, сельскохозяйственный, урбанизированный, индустриальный и испорченная земля), общее эстетическое восприятие территории. При выявлении существенного воздействия проектируемого строительства на атмосферу, формирование мощных акустических (шумовых) и вибрационных полей, а также в районах с повышенной заболеваемостью населения (по данным Московского центра санитарно-эпидемиологического надзора) целесообразно оценить экономический ущерб, вызываемый проектируемыми мероприятиями.

3.3.1.2.5. Атмосферный воздух

Приводятся сведения об особенностях циркуляции приземных воздушных масс в районе строительства, о составе и загрязнениях воздуха в этом районе города. Определяется вклад машин, механизмов и иных факторов в процессе строительства и загрязнение воздушного бассейна (см. Приложения 1 и 3).

3.3.1.3. Воздействие на природную среду в ходе строительства и эксплуатации сооружений

В данной главе должны быть приведены количественные (или качественные) показатели степени воздействия проектируемого сооружения на все указанные выше характеристики окружающей среды.

Описание воздействия должно быть приведено в виде отдельных глав по компонентам окружающей среды.

Возможные виды воздействия различных видов подземных сооружений подробно описаны в гл. 2.

Отдельной и обязательной частью рассмотрения механизмов воздействия на природную среду должна быть оценка вероятности и возможных последствий аварийных ситуаций в ходе строительства и эксплуатации сооружений.

3.3.1.4. Прогнозируемое состояние природной среды

В данной главе необходимо представить заключение о степени воздействия проектируемого сооружения на окружающую среду. Прогнозы состояния окружающей среды даются на основании решения необходимого комплекса гидродинамических, геомиграционных, термодинамических и других задач в детерминистической или стохастической постановке и на основании нижеприведенных моделей (матриц, имитационных моделей).

3.3.1.4.1. Построение матрицы Леопольда

Включаемая в ОВОС процедура прогнозной оценки основана на решении самых разных задач, разнообразие которых определяется как спецификой изучаемых процессов и взаимодействий, так и уровнями их изученности и опосредованности. Решение задач принципиально невозможно для реально существующих, измеренных и весьма разнообразных природных условий. Всегда эти условия упрощаются, генерализуются, представляются в виде некой упрощенной схемы (модели). Наиболее простыми и точными и, вместе с тем, наиболее абстрактными, представляются детерминистические модели, в которых причины и следствия связаны в системе однозначных алгебраических, дифференциальных или конечно-разностных уравнений. Более сложные и менее определенные, а зачастую и хуже исследованные, процессы описываются стохастическими, вероятностными моделями, применимость и корректность которых далеко не полностью обоснована в геоэкологии. Наконец, для наиболее сложных взаимодействий в экосистеме могут пока существовать лишь концептуальные модели. Поскольку для многих взаимодействий еще нет хороших количественных моделей, в ОВОС неизбежно включаются методы экспертных оценок, дополняющих и корректирующих расчетные методы. Для составления модели необходимо схематизировать характеристики окружающей среды, испытывающие воздействие и характеристики воздействия. Первичный, наиболее общий подход к ОВОС реализуется при составлении матрицы Леопольда, которая характеризует качественные связи в системе "причина-следствие". По существу, эта матрица является лишь формой, упорядочивающей информацию. Прогноз и оценка дается с помощью экспертных оценок через ранжирование в достаточно широких и не строго определенных пределах (от 1 до 10 баллов). В качестве исходной и как пример была взята матрица, разработанная на основе уже имеющихся и применявшихся в мировой практике выполнения такого рода работ [25]. Вид матрицы Леопольда, примененный к конкретными условиями проектов подземных сооружений, представлен на рис. 1. Ее составлению предшествовало формирование двух контрольных списков: характеристик окружающей среды и характеристик воздействия на окружающую среду в процессе строительства и эксплуатации подземных сооружений. В результате анализа воздействия альтернативных вариантов проекта на матрице взаимодействия элементов окружающей среды и характеристик проекта найдены элементы окружающей среды, которые могут подвергнуться воздействию. Естественно, значимость этих элементов неодинакова. Матрица построена следующим образом. В горизонтальных строках расположены те характеристики окружающей среды, на которые строительство и эксплуатация подземных сооружений может оказывать влияние.

Всего в результате проведенной работы было выделено 19 характеристик.

1. Уровень подземных вод (по горизонтам)

2. Режим подземных вод (по горизонтам)

3. Химический состав подземных вод (по горизонтам)

4. Агрессивность подземных вод (по горизонтам)

5. Условия питания подземных вод (по горизонтам)

6. Условия взаимосвязи подземных и поверхностных вод (по горизонтам)

7. Условия защищенности подземных вод (по горизонтам)

8. Активность карстово-суффозионных процессов

9. Активность склоновых процессов

10. Плывуны

11. Наличие других негативных инженерно-геологических явлений (пучение, просадки грунтов)

12. Радиометрическая обстановка территории

13. Загрязненность почв

14. Наличие охраняемых территория (парков и лесопарков, памятников архитектуры, градостроительных комплексов и ансамблей)

15. Рекреационная ценность территории

16. Эстетика ландшафта

17. Наличие зеленых насаждений

18. Качество воздуха

19. Социальные удобства

ХАРАКТЕРИСТИКА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ	УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ХАРАКТЕРИСТИКИ
Уровень подземных вод	5-9
Режим подземных вод	3-6
Химический состав ПВ	2-9
Агрессивность ПВ	5-9
Условия питания ПВ	3-6
Взаимосвязь подземных и поверхностных вод	1-5
Защищенность ПВ	6-9
Активность карстово-суффозионных процессов	8-10
Активность склоновых процессов	8-10
Негативные инженерно-геологические явления	6-9
Радиометрическая обстановка территории	6-9
Загрязненность почв	6-9
Наличие охраняемых территорий	8-10
Рекреационная ценность	4-8
Плывуны	8-10
Эстетика ландшафта	1-4
Наличие зеленых насаждений	3-8
Качество воздуха	7-10
Социальные удобства	1-4

В вертикальных строках расположены характеристики воздействия на окружающую среду, которые будут проявляться при строительстве и эксплуатации подземных сооружений. Всего выделено 19 характеристик воздействия.

1. Проходка

2. Водопонижение и водоотлив

3. Искусственное замораживание грунтов

4. Химическое закрепление грунтов

5. Аварийные ситуации

6. Утечки из водонесущих коммуникаций

7. Отепляющее влияние подземных коммуникаций

8. Размещение сооружения в потоке подземных вод

9. Сброс дренажных вод

10. Загрязнение грунтов ГСМ

11. Наличие трасс подземных водонесущих коммуникаций

12. Наличие свалок, САГ на территории

13. Устройство временных дорог

14. Вывоз грунтов на свалку, временное складирование

15. Штабелирование почвенно-растительного слоя

16. Обратная засыпка грунтов

17. Наличие погребенных и засыпанных долин рек, ручьев и оврагов

18. Шум, вибрация

19. Выхлопы

На следующем этапе было проведено ранжирование характеристик окружающей среды (подвергающихся воздействию от проектируемых сооружений) и получены удельные веса (или, другими словами, значимость) элементов окружающей среды, которые используются для подсчета количества баллов каждого из альтернативных вариантов осуществления проекта при составлении итоговой сравнительной таблицы воздействия. Эти баллы для каждой характеристики окружающей среды приведены в таблице в отдельной графе. По результатам главы 3.3.1.3. "Воздействие на природную среду в ходе строительства и эксплуатации сооружений" заполняются те клетки матрицы, которые находятся на пересечении графы характеристик воздействия и тех характеристик окружающей среды, которые этому воздействию подвергаются.

3.3.1.4.2. Построение имитационных моделей воздействия

Модель воздействия вариантов проекта на окружающую среду (ОС) представляет собой функцию нескольких переменных, которыми являются показатели состояния ОС. В свою очередь, показатели состояния определяются из моделей индикаторов состояния ОС, которые строят для каждого элемента ОС, подвергающегося воздействию со стороны проекта. В описываемой имитационной модели использованы два класса моделей индикаторов "качество ОС - воздействие" и "лимитирующий экологический фактор" (метод Баттеле).

Функцией является качество ОС значение которого определяется по приводимым зависимостям в зависимости от значения показателя качества. Качество ОС изменяется в пределах от 0 до 1. Значению 1 соответствует наихудшее качество ОС, 0 - наилучшее. В качестве аргумента в зависимостях берется тот или иной показатель (например, минерализация подземных вод, глубина залегания уровня подземных вод, степень активности карстово-суффозионных процессов и пр.), который является определяющим для качества ОС до данному компоненту. Определенные таким образом значения качества ОС для каждой характеристики ОС выносятся затем в итоговую матрицу воздействия (см. гл. 3.3.1.4.4.). Очередность рассмотрения и выбор характеристик ОС, как переменных имитационной модели, определялся значимостью характеристики и количеством воздействий на нее.

1. Уровень подземных вод (по горизонтам)

Вид зависимости приведен на рис. 2. В качестве аргумента функции взята глубина залегания уровня подземных вод от поверхности земли (Н). При глубине залегания уровня грунтовых вод до 3-х метров от поверхности земли территория считается подтопленной (для различных районов) и качество ОС по этой характеристике будет невысоким [10]. Интервал залегания УГВ от 3 до 6 м от поверхности земли можно считать благоприятным. На графике эта область функции имеет минимальные значения, что соответствует наиболее высокому качеству ОС по этой характеристике. При значительной глубине залегания уровня подземных вод, вызванной строительным водопонижением, водоотливом или другими причинами, качество ОС будет ухудшаться, и значения функции будут приближаться к максимуму.

2. Режим подземных вод (по горизонтам)

Качество ОС по этой характеристике оценивается до степени изменения амплитуды (Н) колебания уровней подземных вод (в процентах от существующего). Вид модели представлен на рис. 3.

3. Химический состав подземных вод (по горизонтам)

По столь значимым и чувствительным характеристикам ОС, как качество воды, имеет смысл оценивать качество ОС по нескольким критериям. Например, можно оценить качество ОС по загрязненности воды биогенными элементами для существующей обстановки ("нулевой" вариант) и для проектируемой. Также можно оценить качество ОС и по содержанию в воде какого-либо токсичного загрязнителя, например, тяжелого металла. Можно оценивать качество воды и по общей минерализации (М). Модель будет иметь следующий вид (рис. 4).

Таким образом, интегральный показатель состояния ОС по характеристике "качество воды" будет равен среднему арифметическому качеству ОС, определенному по нескольким критериям.

4. Агрессивность подземных вод (по горизонтам)

Характер зависимости качества ОС по агрессивности подземных вод аналогичен зависимости от общей минерализации (рис. 5). В качестве аргумента используется агрессивность подземных вод по отношению к бетону (А).

5. Условия питания подземных вод (по горизонтам)

Качество ОС по этому компоненту оценивается в зависимости от степени изменения величины питания (W) подземных вод (в процентах от существующего). Модель имеет следующий вид (рис. 6).

6. Условия взаимосвязи подземных и поверхностных вод (по горизонтам)

Качество ОС по этому компоненту оценивается в зависимости от степени изменения величины подземного стока (Q) в поверхностные водоемы (в процентах от существующего).

Модель имеет следующий вид (рис. 7).

7. Условия защищенности подземных вод (по горизонтам)

Качество ОС по этому компоненту оценивается в зависимости от изменения категории защищенности подземных вод (З), рассчитанной по методике Гольдберга. Модель засеет следующий вид (рис. 8).

8. Активность карстово-суффозионных процессов

Качество ОС по этому компоненту оценивается в зависимости от изменения приуроченности территории строительства к зоне поверхностных проявлений карста (КСП) в соответствии с "Картой инженерно-геологического районирования г. Москвы по активности карстово-суффозионных процессов". Модель имеет следующий вид (рис. 9).

9. Активность склоновых процессов

В качестве аргумента может рассматриваться соотношение удерживающих и сдвигающих сил на рассматриваемом участке (F). При F>1 склон устойчив. Модель имеет следующий вид (рис. 10).

10. Плывуны

Наличие в районе работ грунтов, обладающих плывунными свойствами, ухудшает качество окружающей среды. Качество ОС будет определяться изменением величины внутреннего сцепления (С) грунтов под воздействием строительства. Модель имеет следующий вид (рис. 11).

11. Наличие негативных инженерно-геологических явлений

Качество ОС по этому компоненту оценивается по количеству негативных инженерно-геологических явлений на территории (К). Модель имеет следующий вид (рис. 12).

12. Радиометрическая обстановка территории

Качество ОС можно оценить по степени радиометрической загрязненности территории (Р). Модель в этом случае будет иметь следующий вид (рис. 13)

13. Загрязненность почв

Качество ОС по этому компоненту оценивается по суммарному показателю загрязнения почв (СПЗ). Модель имеет следующий вид (рис. 14).

14. Наличие охраняемых территорий

Качество ОС по этому компоненту оценивается по соотношению площади охраняемых территорий (парков и лесопарков, памятников архитектуры, градостроительных комплексов и ансамблей), занимаемой строительством, к общей площади охраняемых территорий (S). Вид модели показан на рис. 15.

15. Рекреационная ценность территории

Качество ОС по этому компоненту, как и по предыдущему, оценивается по соотношению площади территории, занимаемой строительством, к площади рекреационно ценной территории (Т). Модель имеет следующий вид (рис. 16).

16. Эстетика ландшафта

Качество ОС по этому компоненту оценивается в зависимости от изменения принадлежности территории к классу ландшафтов (Э) (естественный (1), сельскохозяйственный (2), урбанизированный (3), индустриальный (4) и испорченная земля (5)). Модель имеет следующий вид (рис. 17).

17. Наличие зеленых насаждений

Качество территории по этому компоненту определяется соотношением площади зеленых насаждений к общей площади территории до и после строительства сооружения (ЗН). Модель имеет следующий вид (рис. 18).

18. Качество воздуха

Качество воздуха, безусловно, является очень важным показателем состояния окружающей среды и хотя с рассматриваемым проектом этот показатель связан не прямо и не сильно, полезно оценить также качество воздуха (В) по концентрации загрязнителя, преобладающего в выхлопах строительных механизмов. Модель в этом случае может иметь следующий вид (рис. 19).

19. Социальные удобства

Качество ОС по этому компоненту оценивается по количеству неудобств, связанных со строительством сооружений (У). Эти неудобства были описаны в главе 2.2.4. Модель имеет следующий вид (рис. 20).

Этим списком не ограничивается перечень характеристик окружающей среды. В конкретных условиях в него могут быть добавлены необходимые строки. Например, при прокладке водопровода представляется важным отметить и ввести в ОВОС характеристику "улучшение жилищно-бытовых условий населения" или "комфортность проживания". При сооружении канализации разумно ввести характеристику, определяющую санитарно-гигиенические условия проживания населения. С другой стороны, перечисленный набор характеристик воздействия характеристик окружающей среды не является строго обязательным, а должен составляться индивидуально для каждого исследуемого объекта, в зависимости от конкретных условий строительства, проектных решений в пр. Так, например, является заведомо излишним включением в приведенную матрицу воздействия Леопольда влияния водопонижения и водоотлива, если они не предусмотрены ПОС.

Для обеспечения единства измерений, возможности их сравнения и сопоставления, при оценке воздействия на окружающую среду должны использоваться единицы измерения характеристик окружающей среды, предусмотренные действующими нормативно-техническими документами и Государственными Стандартами, частичный перечень которых приведен в Приложении 1.

3.3.1.4.3. Расчет коэффициентов воздействия

Все описанные далее характеристики воздействия учитываются в виде коэффициентов при расчете индекса качества.

В оценке возможного воздействия, относящегося к этапам строительства и эксплуатации предлагаемого проекта, необходимо проанализировать потенциальное воздействие в терминах [26]:

- экспозиции (характер воздействия);

- обратимости;

- направленности;

- кумулятивного и синэргетического воздействия.

Экспозиция (характеристика воздействия)

Каждый процесс, приводящий к воздействию на окружающую среду, необходимо описывать в терминах пределов, интенсивности и длительности воздействия.

Критерий пределов воздействия включает географическую область (является ли территория воздействия ограниченной областью, располагается близко или внутри предлагаемого объекта или она гораздо шире) и количество объектов воздействия (характеристик окружающей среды, которые будут подвергаться данному виду воздействия). Интенсивность воздействия характеризует степень изменения компонента окружающей среды: (сильная, слабая). Длительность воздействия может быть равной, например, периоду строительства, длительности эксплуатации сооружения или быть большей, если остаток загрязнения очень стойкий. Необходимо также указать, является ли воздействие периодическим, непрерывным или оно обусловлено аварийной ситуацией.

Обратимость воздействия

Некоторые воздействия не обратимы или слабо обратимы. Влияние или изменения существенны, когда возможность ослабить или обратить их ограничена. Процессу ослабления или обратимости могут помочь природные силы, операции прямой очистки и прочие мероприятия, предусмотренные в проектном решении.

Направленность воздействия

Прямое воздействие присуще характеристикам производственного проекта, т.е. сам процесс, аварии, строительство. Косвенное воздействие становится существенным в разных местах по истечении времени или в других элементах окружающей среды. К косвенным воздействиям можно отнести, например, вырождение растительности вследствие длительного водопонижения.

Кумулятивное и синэргетическое воздействие

В процессе оценки должно учитываться кумулятивное влияние всех отмеченных факторов наряду с влиянием каждого в отдельности. Это очень важно, так как воздействие единичных факторов может быть незначительным, а кумулятивное - гораздо большим.

Причина состоит в том, что воздействие отдельных загрязнителей может изменяться по мере их накопления со временем.

Особое внимание необходимо обратить на синэргетическое влияние, поскольку реакция на два или более фактора, воздействующих одновременно, сильнее, чем простое суммирование влияний.

Ниже, в таблице 1, приведены диапазоны значений коэффициентов воздействия, которые учитываются в дальнейшем для каждого компонента при расчете индекса качества (гл. 3.3.1.4.4.).

Таблица 1. Значения коэффициентов воздействия.

Характеристика воздействия	Значение коэффициента воздействия
ЭКСПОЗИЦИЯ
Экспозиция поверхностная	0,5-9,8
Экспозиция интенсивная	1,5
Временная характеристика
Кратковременная экспозиция	0,5-1
Долговременная экспозиция	1-3
Пространственная характеристика
Ограниченная экспозиция	0,5-1,5
Обширная экспозиция	1,5-3
Обратимость
Необратимое воздействие	2-4
Обратимое воздействие	0,5-1
Направленность
Прямое воздействие	1-2
Косвенное воздействие	0,5-1
Синэргетичность
Кумулятивное воздействие	1,5-2
Синэргетическое воздействие	1,5-2

3.3.1.4.4. Итоговая матрица воздействия

Итоговая матрица воздействия выглядит следующим образом.

Таблица 2. Итоговая матрица воздействия.

Частота по матрице Леопольда	Оценка по имитационной модели	Средняя оценка	Удельный вес компонента	Коэффициент экспозиции	Коэффициент обратимости	Коэффициент направленности	Коэффициент синэргетичности	Индекс качества
Характеристики окружающей среды

Ее заполнение производится следующим образом.

Сначала по матрице Леопольда производятся подсчет количества характеристик воздействия, влияющих на каждую характеристику окружающей среды. Оно соответствует количеству заполненных клеточек в графе напротив характеристики окружающей среды. Эти значения вносятся в итоговую матрицу воздействия в графу "Частота по матрице Леопольда" для каждого компонента окружающей среды. После этого для каждого компонента в графе "Оценка по имитационной модели" проставляется значение, полученное по результатам оценки с использованием имитационной модели. Далее для каждого компонента рассчитывается среднее значение для двух значений: результата оценки с использованием имитационной модели и частоте по матрице Леопольда. Полученное значение вносится в графу"Средняя оценка". В графу "Удельный вес компонента" для каждого компонента вносится соответствующее конкретным условиям значение, диапазон которого приведен в матрице Леопольда (см. рис.1). Затем заполняются графы различных "Коэффициентов воздействия", рассчитанные по каждому компоненту, исходя из конкретных характеристик воздействия. Интервал значений для характеристик воздействия приведен вгл. 3.3.1.4.3.

Окончательный растет "Индекса качества" производится следующим образом.

Для каждого компонента значение "Средней оценки" умножается на "Удельный вес компонента" и на все "Коэффициенты воздействия".

Полученная величина вносится в графу "Индекс качества".

Итоговый индекс качества окружающей среды получается суммированием индексов качества всех компонентов.

Чем выше получается индекс качества, тем больше окружающая среда подвергается негативному воздействию при реализации предлагаемого проекта и тем хуже будет ее состояние на расчетный срок.

Рассчитанные таким образом индексы качества для различных вариантов проекта могут сравниваться между собой и с индексом качества "нулевого" варианта, который рассчитывается для условий "без проектируемого сооружения". Различия между индексами качества и будут служить критерием оценки воздействия проектируемых сооружений на окружающую среду. В качестве вариантов проектируемой деятельности рассматриваются различные трассы прокладки инженерных коммуникаций, их различные конструкции и глубины заложения, а также различные способы ведения строительных работ. Для оценки экологических последствий различных вариантов ПОС важным является установление сроков строительства и их приуроченность к определенному сезону года. Если на стадии ТЭО (ТЭР) этого сделать еще нельзя, то в качестве вариантов рассматриваются воздействия в разные сезоны. Обязательной является оценка "нулевого" варианта, т.е. ситуации отказа от проекта. Для условий Москвы нередки случаи, когда "нулевой" вариант оказывается наименее предпочтительным - особенно при прохождении трассы по пустырям, свалкам, а также при введении в проект комплекса компенсационных и реабилитационных мероприятий.

3.3.1.5. Мероприятия по минимизации ущерба окружающей среде

В этой главе должны быть обоснованы предложения по компенсационным и реабилитационным мерам, необходимым для минимизации ущерба ОС, предложения по постановке экологического мониторинга, по проведению специальных дополнительных гидрогеоэкологических изысканий. При этом не только допустимым, но и желательным является обоснование таких предложений по охране, защите и реабилитации окружающей среды, которые существенно снизят ущерб природе и человеку. Именно такие предложения достойны самостоятельной оценки воздействия наряду с вышеприведенными.

3.3.1.6. Заключение

В этой славе в обобщенном виде приводятся выводы о степени влияния различных вариантов проекта на окружающую среду на основе сравнения полученных оценок и делается заключение о благоприятности того или иного варианта проекта. В краткой форме обобщаются предложения по минимизации ущерба окружающей среде при реализации предлагаемого проекта.

3.3.2. Текстовые приложения

В "Текстовые предложения" включаются таблицы химических, бактериологических анализов подземных и поверхностных вод, таблицы инженерно-геологических свойств грунтов и прочие необходимые текстовые материалы.

3.3.3. Графические приложения

Раздел ОВОС иллюстрируется следующими графическими материалами:

- ландшафтно-экологической картой территории (картой существующего экологического состояния);

- факторными картами по компонентам природной среды;

- картой-схемой источников загрязнения природной среды и физических воздействий;

- картой расположения объектов историко-культурного наследия;

- факторными картами прогнозируемого экологического состояния компонентов природной среды;

- сводной картой прогнозируемого общего экологического состояния городской среды.