Подтопление

Процесс подтопления — яркий пример ответной реакции геоло­гической среды на действие техногенных факторов. Впервые он при­влек к себе внимание при создании водохранилищ, когда уровень грунтовых вод по их берегам стал подниматься. В настоящее время под подтоплением понимают любое повышение уровня грунтовых вод выше некоторого критическо­го положения, при котором отсут­ствуют необходимые условия для строительства и эксплуатации как отдельных зданий, так и террито­рии в целом.

В отличие от затопления, ко­торое происходит в результате па­водков, нагонов волн и т. д., при подтоплении образования свобод­ной поверхности воды на террито­рии не происходит.

Глубина критического уровня грунтовых вод, при котором воз­никает подтопление, зависит от глу­бины заложения и типов фунда­ментов, высоты капиллярной кай­мы, состава и свойств грунтов и др.

В большинстве случаев под­топленными считаются террито­рии, где грунтовые воды подни­маются к поверхности земли до глубины менее 3 м, образуя своеобразные купола. По мере по­ступления воды площади куполов расширяются, а следователь­но, увеличивается и площадь подтопления. На поверхность зем­ли грунтовые воды обычно не выходят, что связано с влиянием испарения и транспирацией влаги растительностью.

Подтопление весьма негативно влияет на геологическую среду. Массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются. Акти­визируются оползни, суффозия, карст и другие опасные геологи­ческие процессы. В лессовых породах возникают просадки, в глинах набухание. Возрастает сейсмическая балльность подтопляемой территории. Кроме того, в результате засоления почв угнетается ра­стительность, возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод.

Причины подтопления разнообразны, но практически всегда свя­заны с деятельностью человека.

В первую очередь, это — техногенные утечки воды из подземных водонесущих коммуникаций, прудов, отстойников, конденсация влаги под основаниями зданий и асфальтовыми покрытиями, за­сыпка естественных дрен — оврагов, подпор грунтовых вод в при­брежных зонах водохранилищ, барражный эффект, т. е. задержка грунтовых вод при строительстве заглубленных подземных соору­жений, неумеренный полив городских насаждений и др.

Под влиянием искусственных (техногенных) факторов уровни грунтовых вод могут подниматься на 10—15 м и более.

В настоящее время подтопление территорий, особенно в районах крупных городских агломераций, приняло массовый характер. Из 1092 городов России в той или иной степени подтоплено по состоя­нию на 2002 г. — 960 (87,9%). Среди них — Москва, Новосибирск, Омск, Ростов-на-Дону, Казань и др.

Наиболее подтопляемыми являются территории, сложенные сла­бопроницаемыми, фильтрационно-анизотропными глинистыми грунтами, со слабо развитой эрозионной сетью и неглубоким зале­ганием водоупорных слоев. Скорость повышения уровня грунтовых вод на таких территориях в первые 10 лет может достигать 0,5-1,0 м в год, иногда 3-4 м в год, а в отдельных случаях аварийного зама­чивания и более 1,0 м в месяц (территория завода «Атоммаш» в г. Волгодонске).

Наименьшая опасность подтопления существует на территориях с глубоким залеганием грунтовых вод, при наличии хорошо водо­проницаемых грунтов и застроенных предприятиями с сухим технологическим режимом. На этих участках скорость подъема уроним подземных вод обычно не превышает 0,1-0,2 м в год.

В зависимости от характера развития подтопления по террито­рии выделяют локальное подтопление (отдельные здания и соору­жения) и площадное.

77777777/77777777777

Подтопление может развиваться по различным схемам, но во всех случаях оно возникает благодаря добавочной («излишней» ин­фильтрации воды), т. е. при превышении приходных статей водно­го баланса над расходными. Схема 1 - подтопление разнимется благодаря задержке добавочной воды в зоне аэрации на линзах водо­непроницаемых грунтов; схема 2 - вследствие подъема уровня грунтовых вод и образования купола, который постепенно будет подниматься и подпитывать водоносный горизонт (рис. 5.6); схема 3 - вследствие формирования техногенного водоносного горизонта в первоначально сухих грунтах.

Рис. 5.6. Схема формирования купола подземных вод:

1 — предприятие-водопотребитель; 2 — водопроницаемые грунты; 3 — атмосферные осадки; 4 — инфильтрация воды; 5 — купол подземных вод;

6 — водоупорные породы

Инженерно-геологические изыскания в районах развития, топления в дополнение к обычному составу работ должны, сот СП 11-105—97, ч. II обеспечивать:

- изучение и оценку гидрогеологических условий территории;

- выявление источников подтопления;

- выполнение прогноза изменения гидрогеологических условий;

- получение необходимых параметров для обоснования проек­тных решений по организации инженерной защиты от под­топления;

- разработку рекомендаций по организации мониторинга под­земных вод.

Особое внимание уделяют прогнозу подтопления с оценкой сте­пени потенциальной подтопляемости территории. Прогноз основан на использовании методов аналогии, аналитического и численного моделирования.