§ 2. Карты грунтовых вод

Для выявления характера поверхности (зеркала) грунтовых вод составляется карта гидроизогипс (рис. 54). Гидроизогипсами называют линии, соединяющие точки с равными абсолютными отметками зеркала грунтовых вод. Эти линии отражают рельеф зеркала воды.

Для построения карты гидроизогипс замеряют уровни грунтовых вод в скважинах,которые на изучаемой

территории располагают по сетке. Карта гидроизогипс дает возможность найти наиболее благоприятные участки для строительства зданий. По куполообразным поднятиям зеркала можно установить места, где происходят интенсивные утечки из подземных водоводов

§ 3. Подтопление подземными водами застраиваемых и застроенных территорий

fПодтопление возникает вследствие накопления влаги в толще грунтов Ьодъема уровня грунтовых вод даже в том случае, когда до начала юения грунтовые воды вообще отсутствовали. Техногенное подтопление является и развивается вследствие строительной деятельности человека проходит обычно две стадии — при строительстве и при эксплуатации. Основной причиной подтопления на стадии строительства является изменение условий поверхностного стока при осуществлении вертикальной планировки, в том числе вследствие засыпки оврагов и водотоков, при большом разрыве во времени между земляными работами и строительством нулевого цикла (вода скапливается в уже готовых котлованах).

Основными причинами подтопления на стадии эксплуатации уже построенных промышленных и гражданских сооружений, городов, и других объектов являются: инфильтрация утечек технологических вод, промышленных и хозяйственно-бытовых стоков, при поливах зеленых насаждений, а также изменение тепло-влажностного режима под сооружениями и покрытиями, влияние барражного эффекта (задержка поверхностных и подземных вод зданиями и сооружениями). • Источники подтопления застраиваемых и застроенных территорий разделяются на естественные и искусственные. К естественным относятся атмосферные осадки, грунтовые воды, поверхностный сток, образная влага в зоне аэрации, а к искусственным — воды, накапливающиеся в искусственных понижениях рельефа, котлованах, траншеях, различного рода резервуарах, отстойниках, очистных сооружениях, водонесущих коммуникациях всех видов (рис. 55) и др.

Процесс подтопления обусловлен рядом активных и пассивных режимообразующих факторов, которые делятся так же, как и источники, на искусственные и естественные.

К естественным активным факторам относят процессы конденсации и концентрации влаги под сооружениями и покрытиями («подвешенная» капиллярная влага), инфильтрацию талых и ливневых вод, а к иску_с. ственным — инфильтрацию из искусственных выработок, из водонесущих коммуникаций, из водопотребляющих цехов предприятий, отстойников а также подпор грунтовых вод вследствие устройства водохранилищ отстойников, поливных вод и др.

Пассивными естественными факторами считаются природные условия территории: климатические, геоморфологические, геолого-литологические, гидрологические и гидрогеологические; и искусственными — нарушение поверхностного стока из-за отсутствия вертикальной планировки или изменения естественного рельефа.

Учитывая вышесказанное, всю схему процесса подтопления можно представить как подъем уровня подземных вод благодаря добавочной («излишней») инфильтрации воды к стабильно установившемуся природ­ному режиму. Эта добавочная вода может задержаться в зоне аэрации на промежуточном водоупорном слое, как правило, довольно ограниченных размеров в плане (рис. 56, а) либо достигнет уровня подземных вод. В последнем случае вначале, вследствие интенсивности инфильтрации, возникает купол подземных вод, который постепенно будет растекаться, подпитывая водоносный горизонт и повышая уровень этого горизонта (рис. 56, б). И, наконец, купол может сформироваться на региональном водоупоре, если даже там отсутствуют грунтовые воды, и тоже будет постепенно растекаться, формируя сугубо техногенный горизонт подзем­ных вод (рис. 56, в).

Для промышленных и гражданских сооружений подъем уровня грунтовых вод представляет большую опасность как фактор, изменяющий влажностный режим грунтов зоны аэрации, физико-механические и дру­гие свойства грунтов и химический состав подземных вод.

Исследование процессов подтопления может быть осуществлено тремя методами — методом аналогии, аналитическим и моделированием на аналоговых или цифровых вычислительных машинах, а также экспериментально.

Прогнозировние количественных параметров подтопления и прежде всего величины ежегодного прироста уровня подземных вод позволяет запроектировать и построить систему предупредительных и защитных мероприятий, главенствующую роль среди которых занимают дренаже (см. главу 9).

Подъем уровня грунтовых вод происходит обычно систематически, из года в год. Опыт показывает, что в ряде городов он достигает критическо­го уровня, т. е. того уровня, где уже уравновешивается приток и испаре­ние грунтовых вод. Этот уровень на открытых пространствах зависит от

134

природных факторов и может составлять 2—3 м от поверхности земли, но назастроенных территориях может возникнуть даже заболачивание.

Наиболее активно процессы подтопления развиваются на территориях сложенных лессовыми породами, так как здесь к слабой водопроницаемости в целом добавляется анизотропия фильтрационных свойств: Юность вертикальной фильтрации превышает таковую при горизонталь-м растекании купола, что способствует его быстрому росту. Например, (территории завода Ростсельмаш в г. Ростове-на-Дону грунтовые воды за 40 лет поднялись на 18—20 м. Глубина залегания зеркала от рерхности земли в ряде случаев составляет 1—3 м. Даже в таком молодом городе, как Волгодонск (интенсивная застройка ведется с начала 70-х годов), уровень поднимается. На некоторых участках его скорость 0,5 м в год, что привело к развитию просадочных явлений в лессовых грунтах, особенно II типа грунтовых условий по просадочности.

Мероприятия по борьбе с подтоплением подразделяют на профилактические (организация стока грунтовых вод, дренаж, предупреждение утечек из водонесущих коммуникаций и др.) и защитные (дренажные устройства, гидроизоляция). Последние мероприятия осуществляются при эксплуатации сооружений.