V. Очень высокая степень риска

12 баллов

А. Верхнечетвертичные-современные делювиально-пролювиальные и современные техногенные отложения моренно-зандровой равнины (глу­бина залегания уровня грунтовых вод 3-5 м и более; уклоны поверхности более 6 град). При размещении на этих территориях промышленной зоны следует учитывать статические и динамические нагрузки, передаваемые на грунты, инженерную подготовку территории, интенсивное тепловое воз­действие, утечки из коммунальных сетей, инфильтрацию технологических растворов. Это может привести к техногенному подтоплению, изменению напряженного состояния пород, значительным и неравномерным осадкам зданий и сооружений, изменению агрессивности подземных вод и грунтов.

Наложение этих процессов на территории, характеризующиеся низ­кой степенью устойчивости склонов, приведет к активизации возникнове­ния оползней, оплывин, оврагов и других эрозионно-денудационных про­цессов. При засыпке оврагов может начаться процесс техногенной суффо­зии, поскольку они (овраги) продолжают служить, правда, в меньшей мере, естественными дренами.

К таким территориям относится территория промышленного ком­плекса в пределах улиц Севастопольская-Достоевского-Кавалерийская и территория фабрики Спартак.

Территории требуют проведения специальных инженерных меро­приятий по защите от склоновых процессов (укрепление и выполаживание склонов, защита от размыва, пригрузка в нижней части склонов, дрениро­вание подземных вод, регулирование поверхностного стока; от неравно­мерных, значительных осадок зданий и сооружений; техногенного подтоп­ления, а также гидроизоляции и антикоррозионной защиты заглубленных частей сооружений.

Карта геологических рисков территории г. Гомеля при планирова­нии и проектировании массовых видов строительства является инвентари- зационно-оценочной, ее можно рассматривать как картографический ка­дастр проблем территории. Она показывает наличие, состояние и про­странственную локализацию различных проблем использования земель и очередность их разрешения.

6. ПОДТОПЛЕНИЕ г. ГОМЕЛЯ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ОТ НЕГО

6.1. Роль подтопления территории в градостроительном развитии

При техногенном воздействии города на геологическую среду наи­более сильной трансформации подвергается подземная гидросфера [6, 13, 52, 55, 56, 77, 97, 167]. Подземные воды являются элементом геологиче­ской среды, в первую очередь реагирующим на внешнее воздействие. Из­менение гидрогеологических условий может негативно воздействовать не­посредственно на инженерные сооружения и на свойства грунтов, что спо­собствует активизации неблагоприятных геологических процессов. Наибо­лее распространенным инженерно-геологическим процессом на осваивае­мых территориях является подтопление. Затопленные и подтопленные грунтовыми водами территории имеют ограничения для строительства по инженерно-геологическим условиям [123].

Подтопление - это такое положение уровня грунтовых вод или вод сезонной верховодки, при котором проявляется неблагоприятное воздейст­вие воды на подземные части сооружений, на грунты, служащие основа­ниями фундаментов, на массивы пород и почвы, а также на общее сани­тарное состояние территорий [34].

Повышение уровня грунтовых вод и образование верховодки может вызвать подтопление на потенциально подтопляемых территориях лишь в том случае, если это произойдет в пределах «зоны активности» [34]. Эта зона охватывает ту часть подземного пространства застроенных террито­рий, где находятся строительные конструкции, грунты оснований зданий и сооружений или массивы нестабильных пород, подверженных инженерно- геологическим процессам. В пределах рекреационных и парковых терри­торий «зона активности» охватывает почвенный покров на всю глубину его генетического профиля.

В результате подтопления изменяются необходимые условия для хозяйственного использования территории [37, 106, 115]. По опасности экономического риска среди наиболее распространенных природных и техноприродных процессов на территории России подтопление занимает 7 место после наводнений, оползней, переработки берегов морей и водохра­нилищ, землетрясений, карста, плоскостной и овражной эрозии. Менее опасными представляются суффозия, просадки лессовых грунтов, цунами, речная эрозия, криогенные процессы, лавины, ураганы, смерчи и сели [110]. Подтопление территории является хронической проблемой для большинства крупных городов, эта проблема весьма актуальна и для стран СНГ - России, Украины, Республик Казахстан, Узбекистан, Беларусь и др. [3, 8, 41, 89, 99, 114, 121 и др.]. Так, например, в Российской Федерации процесс техногенного подтопления принял массовый характер: подтоплено 960 городов или 87 % с общим населением около 100 млн. человек. Подта­пливаются такие крупные города, как Москва, С.-Петербург, Архангельск, Астрахань, Краснодар, Новосибирск, Новгород Великий, Нижний Новго­род, Омск, Псков, Ростов-на-Дону, Саратов, Самара, Ставрополь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чита, Ярославль. Ущерб от подтопления 1 га город­ской территории (в зависимости от степени ее застройки капитальными сооружениями, наличия исторических и архитектурных памятников, раз- ветвленности подземной инфраструктуры) составляет от 15 до 200 тыс. долл. [76].

Скорость подъема уровня грунтовых вод на территориях городов в зонах селитебной и промышленной застройки достигает 0,5-2 м/год [113], для территории Московской области составляет до 100 мм/год, для терри­тории Москвы характерна величина в 150-200 мм/год.

Формирование подтопления носит скрытый (латентный) характер, а его развитию свойственна «ползучесть» и поэтому его воздействия явля­ются неожиданными, что усиливает их опасных характер [37, 106]. В этой связи своевременный прогноз подтопления осваиваемой территории и со­оружение специальной системы борьбы с ним, т.е. предупредительных и защитных мероприятий, являются необходимым условием нормальной хо­зяйственной деятельности. Для Гомеля эта проблема осложняется вовле­чением в оборот «неудобных», изначально подтопленных земель для нужд малоэтажного строительства.

Сам процесс подтопления на освоенных территориях протекает в три стадии [106].

I стадия — начальная. В период подготовки к строительству и во время самого строительства появляются увлажненные участки (инфильт­рация утечек и вод поверхностного стока) и возникают локальные подъе­мы подземных вод в виде куполов (бугров) в пределах которых могут из­мениться их химический состав и температура. Обычно такие купола обра­зуются над котлованами, каналами, в местах значительных утечек или скоплений вод поверхностного стока. На непроницаемых и слабопрони­цаемых линзах в зоне аэрации образуются техногенная верховодка, а при относительно выдержанных водоупорных слоях формируются техноген­ные водоносные горизонты. В отдельных местах возникают существенные деформации грунтов. Общий подъем УГВ на территории в целом еще от­сутствует. Продолжительность подъема УГВ, имеющего локальный харак­тер, зависит от типа источника, его мощности, размера, формы и располо­жения относительно границ пласта фильтрационных свойств пород, пе­риода его действия, наличия подземных барражей, а также наличие дрена­жей (естественного и искусственного). На этой стадии временному подто­плению могут подвергаться только отдельные участки.

II стадия - переходная (начало эксплуатации). В течение этой стадии выделяются две особенности развития процесса подтопления - рас­текание ранее образовавшихся куполов и возникновение новых. Растека­ние куполов, возникших на I стации, приводит к опусканию УГВ в их цен­тральной части и подъему на периферийных участках, что вызывает здесь деформации грунтов. Одновременно возникают участки дополнительной инфильтрации утечек из уже постоянных коммуникаций и различных ем­костей и новые куполовидные поднятия подземных вод. Продолжается об­разование техногенных верховодок уже на новых участках, получают дальнейшее развитие техногенные водоносные горизонты, отдельные ку­пола начинают сливаться и, как результат этого, активизируются или воз­никают вновь инженерно-геологические процессы (оползни, просадки и др.), заметным образом проявляются деформации грунтов оснований (осо­бенно слабых, набухающих, просадочных). На этой стадии УГВ и влаж­ность грунтов на относительно крупных участках достигает критических значений и они уже устойчиво подвергаются воздействию подтопления.

III стадия - развитие подтопления. В процессе дальнейшей экс­плуатации территории происходит сливание отдельных куполов подзем­ных вод и идет общий подъем их поверхности, имеющей весьма сложную форму. Темп подъема по сравнению с предыдущими стадиями снижается. При подъеме УГВ последний проходит сквозь густую сеть траншей, в ко­торых проложены различные подземные коммуникации и которые часто играют роль дренажей. В этот период формируется искусственный режим подземных вод, происходит дальнейшее развитие неблагоприятных по­следствий увлажнения грунтов оснований. На этой стадии УГВ и влаж­ность грунтов достигают критических значений и начинают превосходить их на значительной территории.

Следует отметить, что развитие процесса подтопления может быть прервано с помощью специальных защитных мероприятий на любой из рассмотренных стадий. Однако, сделать это наиболее эффективно и с наи­меньшим ущербом можно на I и в начале II стадии.

6.2. Влияние естественных условий на развитие подтопления г. Гомеля

Подтопление, как и любой другой геологический процесс, достига­ет максимального развития только в строго определенных климатических и физико-географических условиях. Основными природными факторами, которые определяют естественные условия формирования процесса под­топления, являются: климат, рельеф, геологическое строение (особенно поверхностных отложений), проявления неотектонических движений, гео­морфологические особенности, гидрогеология изучаемой территории.

Подтоплению более всего подвержены территории, расположенные в основном в зонах избыточного увлажнения, имеющие обильное атмо­сферное питание. Значительное количество атмосферных осадков (610 мм в год); развитие в разрезе поверхностных отложений слабопроницаемых, фильтрационно-анизотропных, неоднородных и влагоемких пород, слабо­проницаемых прослойков, на которых могут образовываться верховодки; относительно высокое положение уровней подземных вод и водоупоров (региональных и локальных); наличие естественных и искусственных барьеров, препятствующих оттоку подземных вод (их разгрузке); относи­тельно низкие гипсометрические отметки (значительная доля в городе пойменных земель), слабая расчлененность рельефа, слабая дренируемость территории, подпор подземных вод в паводковые период - все это способ­ствует развитию процесса подтопления [26, 150].

Геологические условия подробно описаны в части I. Здесь же рас­смотрены вопросы, связанные с дренированностью территории г. Гомеля. Естественная дренированность городских территорий оказывает сущест­венное влияние на формирование инженерно-геологических условий, в ко­торых производится строительство и эксплуатация инженерно- коммуникационных, социальных и других объектов. Развитие дренажных систем определяет многие свойства грунтов, режим поверхностного стока и уровни грунтовых вод в пределах города.

Существуют различные методы оценки дренажных систем и пропу­скной способности поверхностного стока. Для оценки дренированности территории города Гомеля нами (совместно с Павловским А.И.) использо­вался показатель густоты дренажной сети на единицу площади. Общая оценка показала, что длина дренажных систем (овраги, балки, каналы, ру­чьи и реки) на территории г. Гомеля составляет 149,3 км. Наиболее интен­сивно расчленена правобережная часть города в пределах моренной рав­нины, приуроченной к борту долины р. Сож. Густота дренажной сети в этой части города составляет 1,5-2,5 км/км², а плотность линейных форм 3­5 ед./км. Глубина вреза варьирует в пределах 10-20 м. Водосборные бас­сейны небольшие по площади (0,2-1,0 км) и длина линий поверхностного стока со склонов по нормам к тальвегам составляет от 20 до 150 м. Прак­тически на всей территории между улицами Советской, Интернациональ­ной и долиной реки Сож существуют очень хорошие условия дренажа по­верхностного стока. Многие овражно-балочные системы являются местами разгрузки грунтовых вод. Хотя дренажная сеть этой территории несколько сократилась по сравнения с началом 20 века [11, 118], однако в законсер­вированном состоянии она сохранила свои дренирующие свойства.

Значительная часть территории г. Гомеля (район Сельмаша) при­урочена к моренной равнине, однако дренажная сеть здесь развита слабо. В начале 20 века на возвышенных плакорах существовали болота (Горелое и другие), которые осуществляли местное регулирование уровня грунто­вых вод (рисунок 6.1). Впоследствии они были засыпаны и застроены. Гус­тота дренажной сети здесь изменяется от 0 до 0,3 км/км. Дренажные сис­темы слабо выражены. Для западной части территории города, которая приурочена к зандровой равнине, густота дренажной сети составляет 0,5­2,0 км/км². Показатель густоты дренажной сети возрастает по мере при­ближения к бассейну Мильчанской канавы.

Территория долины реки Сож (район Новобелицы) за счет современ­ной мелиоративной сети характеризуется хорошей дренированностью, особенно в пределах поймы и частично надпойменных террас. Густота дренажной сети составляет 1,0-3,5 км/км.

Рисунок 6.1 - Карта окрестностей местечка Гомель [11].

 

В основу районирования территории города Гомеля по степени дре-

нированности положен комплекс параметров: густота дренажной сети

22 (км/км), плотность дренажных форм (ед./км), геологическое строение по­верхностной толщи четвертичных отложений (11-20 м), длина линий стока в водосборных бассейнах дренажных систем (м), глубина вреза дренажных систем (м), расстояние между ближайшими тальвеговыми линиями (м). На основании проведенного анализа в пределах территории г. Гомеля выделе­но три района по степени дренированности территории и состава толщи четвертичных отложений (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 - Карта-схема естественной дренированности террито­рии г. Гомеля (Составили Павловский А.И., Трацевская Е.Ю.). 1 - линии одинаковой густоты расчленения (изоденсы); 2 - тальвеги дренаж­ных систем; 3 - линии водораздела; 4 - болот, существовавшие на водоразделах в нача­ле 20 века.

 

I - район развития моренной равнины. Поверхностная толща чет­вертичных отложений (до 20 м) представлена в разрезе сверху вниз лессо­видными супесями и суглинками мощностью от 1,5 до 3 м. Подстилается моренными супесями и суглинками, часто сильно опесчанеными, мощно­стью от 5 до 15 м. Густота дренажной сети изменяется от 0 до 2,5 км/км². Здесь выделено 2 подрайона:

1_а - подрайон очень хорошего дренажа - расположен между доли­ной реки Сож и улицами Советская и Интернациональная. Густота дре­нажной сети составляет здесь 1,5-5 км/км, плотность форм линейной эро­зии 3-ед./км, глубина вреза эрозионных форм 10-20 м, длина линий по­верхностного стока между тальвегами и водоразделами изменяется от 20 до 150 м, расстояние между ближайшими тальвеговыми линиями состав­ляет 150-500м. Территория хорошо дренирована и для эрозионных форм характерны области разгрузки грунтовых вод;

1_б - подрайон со слабой разгрузкой грунтовых вод. Абсолютные от­метки земной поверхности достигают здесь максимумов. Густота дренаж-

22 ной сети составляет 0,03 км/км, плотность до 1 ед./км, глубина вреза эро­зионных форм 0,5-1,5 м, длина линий поверхностного стока 500-1500 м. Часто наблюдаются замкнутые понижения с местными регуляторами уровня грунтовых вод. Расстояние между ближайшими тальвеговыми ли­ниями изменяется от 800 до 1500 м. Территория слабо дренирована и для нее характерно вертикальное движение грунтовых вод, которое при интен­сивном выпадении атмосферных осадков приводит к заболачиванию тер­ритории.

II - район развития зандровой равнины. По особенностям строения геологической толщи и развития дренажной сети выделяются 2 подрайона:

11_а - подрайон слабой дренированности территории (примыкает с запада и принадлежит равнине). Характеризуется слабой густотой дренаж­ной сети (0-0,5), наличием мощных песчаных отложений и высоким уров­нем грунтовых вод. Плотность дренажных форм до 1 ед./км. Глубина вре­за эрозионных форм равна 1-1,5 м. Длина линий поверхностного стока ме­жду тальвегами и водоразделами изменяется от 800 до 1200 м. Территория слабо дренирована и при высоком уровне зеркала грунтовых вод может за­болачиваться.

11_б - подрайон хорошей дренированности зандровой равнины (при­мыкает к Мильчанской канаве). Густота дренажной сети составляет 1-2

22 км/км, плотность 1-3 ед./км, глубина вреза эрозионных форм 0,5-1,5м.

Длина линий поверхностного стока колеблется от 500 до 1000 м. Высокая густота дренажной системы достигается за счет современной мелиоратив­ной сети.

III - район долины реки Сож (включает пойму и надпойменные террасы). Территория хорошо дренирована. Густота дренажной сети со­ставляет 1-3,5 км/км, глубина вреза эрозионных форм 0,5-3,5 м, плотность дренажных форм 1-7 ед./км². Длина линий поверхностного стока изменя­ется то 1,5 до 2 км. Грунтовые воды залегают на глубине 1,5-2 км. Заболо­ченность территории связана с сезонными изменениями водного режима реки Сож.

6.3. Причины развития техногенного подтопления

города

Основной общей причиной формирования процесса техногенного подтопления является нарушение структуры водного баланса на освоенной территории, т.е. превышение питания подземных вод (грунтовых, верхо­водки, техногенных водоносных горизонтов) над их разгрузкой [106, 115 ].

Значительные масштабы и интенсивность процесса техногенного подтопления в городах определяются геологическим строением, но, в ос­новном, зависят от характера техногенных нагрузок, передаваемых горо­дом на геологическую среду. Подтопление чаще интенсифицируется там, где имеются недостатки в проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений.

Главные техногенные факторы подтопления в городах разделены нами, с учетом работ Е.С. Дзекцера [38, 108, 115, 150], на технико- организационные и социальные.

Технико-организационные факторы - это неполнота исходной информации и недостаточность качества работ в цепи «инженерные изы­скания - строительство - эксплуатация».

При строительстве происходит ухудшение естественной дрениро- ванности территории. Главными причинами этого являются: изменение существующего рельефа поверхности, определяющего поверхностный сток (устройство насыпей, дамб, обратного уклона, засыпка оврагов и пр.), уничтожение существующей гидрографической сети (ликвидация мелких рек и ручьев, канализирование рек - помещение их в трубы, строительство водонепроницаемых набережных и т.д.). Подтоплению также способству­ют: длительный перерыв между земляными и строительными работами нулевого цикла, приводящий к накоплению поверхностных вод в котлова­нах и траншеях, их инфильтрация и увлажнение грунтов до критического состояния; создание участков намывных грунтов; экранирование поверх­ности земли зданиями, асфальтом, резко снижающими испарение грунто­вых вод; подача к строительной площадке больших количеств воды по временным и часто имеющим значительные утечки коммуникациям [115, 106]. Как отмечают исследователи [168], причиной 80% аварийных ситуа­ций является изменение режима подземных вод при проведении строи­тельных работ.

При эксплуатации инженерных сооружений активизация процесса подтопления может быть вызвана утечками из стационарных водонесущих коммуникаций, фильтрационными потерями из различных водоемов, на­копителей и резервуаров; спусками (сбросами) сточных вод в грунты; сверхнормативными (бесконтрольными) поливами зеленых насаждений, устройством снежных свалок; недостаточностью существующей дождевой канализации и/или ее неудовлетворительной работой; дефектами верти­кальной планировки; наличием различных экранирующих покрытий, за­метно снижающих испарение и способствующих конденсации влаги; бар­ражированием заглубленными конструкциями и сооружениями подземно­го потока (например, устройством свайных полей); отсутствием и/или не­достаточностью необходимых защитных мероприятий.

Одной из причин ошибок в указанной технологической цепи может быть отсутствие необходимого научно-методического сопровождения, а процесс подтопления является слабопрогнозируемым [106].

Социальные факторы - быстро возрастающее водопотребление в городах. Увеличение водопотребления при организации централизованно­го водоснабжения населенных пунктов. Среднесуточное нормативное во­допотребление населением составляет 300 л/сут на чел и водоотведение - 300 л/сут на чел. Утечки из водонесущих коммуникаций составляют по разным данным от 4% до 50-60 % [8, 37, 89, 96, 113], таким образом, они существенно влияют на развитие процесса техногенного подтопления.

Факторы подтопления можно разделить на основные и дополни­тельные. Основные - действуют в пределах всей территории, характери­зуемой данными условиями, а дополнительные - на локальных участках.

По степени воздействия факторы техногенного подтопления ран­жируются в основные ряды [34]: 1) подпор грунтовых вод при создании водохранилищ и массивов орошения; 2) инфильтрация утечек из водопро­водных, канализационных и тепловых сетей; 3) инфильтрация воды при поливах зеленых насаждений; 4) инфильтрация атмосферных осадков; 5) подпор грунтовых вод естественными водотоками; 6) циклические подъе­мы грунтовых вод. И в дополнительные: 1) инфильтрация воды из резер­вуаров, водоемов, хранилищ стоков, фонтанов, от технологических циклов промышленных предприятий; 2) барраж (подпор) водотока грунтовых вод сваями, подземными частями зданий и сооружений; 3) инфильтрация та­лых вод; 4) конденсация воды в засыпанных пазухах котлованов и траншей под отмостками на затененных участках и участках, находящихся под по­крытиями на участках производства; 5) конденсация паров воды в грунте (сезонная); 6) тепловлагоперенос на участках производств с разным темпе­ратурным режимом.

Подобно структуре естественного водного баланса, нами выделены три основные группы факторов, которые, по существу, являются причина­ми техногенного подтопления [150].

1. Дополнительное инфильтрационное питание грунтовых вод, обу­словленное систематическими и аварийными утечками воды из водонесу- щих коммуникаций. Развитию этого процесса способствуют интенсивная застройка городской территории, физический износ водонесущих комму­никаций, недостаточные темпы реконструкции и восстановления сетей, увеличение водопотребления при организации централизованного водо­снабжения; инфильтрация поверхностных вод вследствие нарушения по­верхностного стока: задержание земляными отвалами, проездами, насыпя­ми [8, 34, 41, 67, 75, 94, 105, 114, 115 и др.].

2. Нарушение условий дренирования территории (снижение есте­ственной дренированности в связи с перепланировкой поверхности земли, засорение и заиление рек, ручьев, дренажных каналов, заключение их в коллектора; несистемное решение вопросов вертикальной планировки и организации поверхностного стока при освоении территории и реконст­рукции зданий; отсутствие систем канализации и ливневого стока; плохая работа дренажных систем и локальных дренажей из-за ошибок, связанных с низким качеством проектирования и строительства и т.д.) [8, 34, 36, 99, 110, 115].

3. Нарушение условий подземного стока (наличие искусственных грунтов, подпор от водохранилищ, искусственных водоемов и каналов, барражный эффект свайных полей и глубоких фундаментов) [34, 94, 114, 115, 133, 136, 137 и др.].

Систематические утечки из водонесущих коммуникаций (водопро­водов, канализации, теплосетей), как одна из основных причин техноген­ного подтопления, широко рассмотрена в литературе По данным Г.С. Со- лопова [3], в балансе годового инфильтрационного питания систематиче­ские утечки составляют 50-60%, аварийные до 40%, атмосферные осадки - 5-10%. Интенсивная застройка городской территории неизбежно влечет за собой увеличение протяженности водонесущих коммуникаций и связан­ный с ними расход воды и ее неизбежные потери [113, 137].

Зачастую одной из причин подтопления является отсутствие водо­токов вдоль дорог и проездов. Например, ситуация с подтоплением в г. Гомеле усугубилась после повышения отметки дорог по улицам Ауэрбаха, Пивоварова. На территории РУП «Гомельский завод «Коммунальник» по­сле того, как северо-западнее завода был построен путепровод через же­лезную дорогу и произведена застройка прилегающей к заводу террито­рии, отмечается устойчивый подъем уровней грунтовых вод.

В результате засыпки оврагов, использования их территорий под застройку или огороды, асфальтирования и т.д. многие овраги не работают как дренажные системы, т.к. они лишены присущих им естественных пло­щадей водосбора. Их дренирующие способности как бы законсервирова­ны. Поверхностный сток на застроенных территориях осуществляется в ливневую канализацию, которая рассматривается как один из источников подтопления. С этой точки зрения ликвидация оврагов способствует раз­витию подтопления и процессов, связанных с ним.

Например, по ул. Хатаевича естественная дренажная система (овраг с присущей ему водосборной площадью) заменяется искусственной (лив­невой канализацией). В этом случае очень важно исключить возможность утечек из водонесущей коммуникации. Хорошо развитые овраги, как пра­вило, формируются в легко размываемых грунтах. При наличии утечек из водонесущих магистралей поверхностный или подземный (суффозия) раз­мыв грунтов чреват серьезными последствиями (рисунок 3.12).

В XIX-первой половине XX века на возвышенных плакорах морен­ной равнины существовали болота - Горелое и другие (рисунок 6.1), кото­рые осуществляли местное регулирование уровня грунтовых вод. Впослед­ствии они были засыпаны и территории застроены, чем и вызывается раз­вивающийся здесь процесс подтопления.

Снижение естественной дренированности территорий в результате замусоривания и заиления рек, ручьев, дренажных каналов имеет место, например, вдоль ручья Мостище, Мильчанской мелиоративной канавы, Лещинской ложбины по ул. Крайняя, притока Гомсельмашевской канавы между улицами Я.Коласа и Тракторная и др.

Ложбины стока, ручьи и речушки обеспечивают отвод поверхност­ного стока и дренаж грунтовых вод с окружающей территории. Заключе­ние их в коллектора провоцирует развитие процесса техногенного подтоп­ления. Так, например, часть стока Мильчанского ручья и Лещинской лож­бины забраны в коллектора. Недостаточно развитая система дождевой ка­нализации не компенсирует естественную дренированность территории, которая существовала до их строительства. Это приводит к застаиванию стока и подтоплению территории, особенно в период интенсивного выпа­дения атмосферных осадков. Периодическое подтопление устьевых участ­ков магистральных коллекторов высокими водами р. Сож осложняет си­туацию.

Способствует развитию подтопления и несистемное решение во­просов вертикальной планировки и организации поверхностного стока при освоении и реконструкции без учета последствий для территорий приле­гающих к объекту строительства. Такие случаи наиболее характерны для тех территорий, на которых строительство различных инженерных соору­жений велось в разное время. Так, например, ул. Балтийская, застройка усадебного типа. Раньше на улице была проложена дренирующая канава, по которой вода стекла в сторону ул. Бочкина. Позже канаву забрали в трубу. Когда строили 9-этажный дом, перегораживающий ул. Балтийскую, трубу обрезали, и 9-этажный дом перекрыл сток. Эта территория была проблемной в связи с подтоплением. После строительства дома ситуация ухудшилась.

Наличие искусственных грунтов не однозначно влияет на развитие процессов подтопления [150]. Насыпной грунт обычно представлен сме­сью песков разнозернистых, глинистых грунтов, битым кирпичом, строи­тельным мусором и т.д. Поэтому в таких грунтах, как правило, формиру­ются воды спорадического распространения и приурочены они чаще всего к прослоям песка. Например, по данным ДП «Гомельгеосервис», именно такие условия встречены при бурении скважин на крупзаводе (23.11.99) - при мощности техногенных отложений 3,6 м глубина залегания подземных вод - 0,8 м; или при бурении скважин на территории фабрики «Полесье» по ул. Катунина (8.02.00) - при мощности техногенных отложений 3,0 м глубина залегания грунтовых вод 2,2-2,8 м; на территории фабрики Го- мельобои (09.99) грунтовые воды вскрыты на глубине 5,65 м при мощно­сти насыпного грунта 7,2 м. Аналогичная ситуация наблюдалась по ул. Могилевской (9.06.94), на пересечении улиц Б. Хмельницкого и 60 лет СССР, в районе клуба завода «Кристалл» и т.д. Источниками питания этих вод могут быть как атмосферные и паводковые воды, так и утечки из водо- несущих коммуникаций (дымовая труба локомотивного депо - 22.10.98).

С другой стороны, есть много примеров тому, что при существен­ной мощности техногенных отложений грунтовые воды в них не вскрыты: АЗС ул. Малайчука (06.96 - мощность техногенных отложений 2,1 м), ко­тельная северная (01.96 - мощность - 2,5 м), Гомель-Ратон (06.99 - мощ­ность 2,5 м) и т.д.

Зачастую воды техногенных отложений имеют гидравлическую связь между собой, или/и с водоносными горизонтами, залегающими в подстилающих их природных грунтах, или с поверхностными водами (в т.ч. реки Сож). Например, мощность насыпного грунта по ул. Пушкина (радиотелецентр) резко меняется от 10,7 до 1,9 м (засыпанный овраг), вме­сте с тем, глубина залегания грунтовых вод остается почти одинаковой 8,1­8,5 м.

К искусственным относятся и намывные грунты. Масштабные ра­боты по намыву пойменных земель существенно изменили условия раз­грузки грунтового потока в долине р. Сожа, что в частности может вызы­вать подъем уровня грунтовых вод на территориях, распложенных выше по потоку. Поэтому по контуру намывных грунтов предусматривается прокладка дренажных канав. Как правило, в самих намывных грунтах под­земные воды залегают на небольших глубинах: от 1,0 до 5,8 м при мощно­сти техногенных отложений 1,6-6,5 м (Ледовый Дворец, микрорайоны 16, 17, 20).

Проблема подпора грунтовых вод барражирующим действием свайных полей и глубоких фундаментов широко рассматривается в науч­ной литературе [34, 94, 114, 115, 133, 136, 137 и др.]. Свайные фундаменты прорезают всю толщу четвертичных отложений, значительно уплотняя грунт, уменьшая его общую пористость под сооружениями. Этим создают­ся искусственные «шпунтовые» завесы на путях оттока грунтовых вод.

Интенсификация застройки, особенно переход на строительство зданий и сооружений повышенной этажности на свайных фундаментах, требуют если не опережающего, то хотя бы параллельного строительства дренажных сооружений. Полумеры, типа откачки вод из подвальных по­мещений зданий, со временем лишь усилят эффект подтопления ибо соз­дают зону промывки вокруг здания, увеличивают подток вод, а в последст­вии могут привести к осадкам фундаментов.

Значительное изменение подземного водного баланса территорий связано с созданием крупных отрицательных форм рельефа. Значительные по площади и глубине карьеры (особенно после окончания их эксплуата­ции) становятся приемниками поверхностных вод и местными источника­ми локального повышения уровня первого водоносного горизонта. В слу­чае интенсивного таяния снега и выпадения дождевых осадков существен­ное увеличение объема воды в искусственных водоемах и повышение их уровня оказывает повышающий гидравлический эффект, который может наблюдаться на удалении в несколько сотен метров (а в случае с крупными карьерами до нескольких километров) от искусственного водоема. В ре­зультате этого возможно временное подтопление грунтовыми водами раз­личных подземных сооружений и отрицательных форм рельефа как при­родного, так и техногенного происхождения. В Гомеле имеется несколько искусственных водоемов, которые могут являться причиной временного повышения уровня грунтовых вод и подтопления понижений и подземных сооружений (подвалов, погребов и т.д.). Вероятность подтопления возрас­тает в связи с тем, что жилая застройка располагается в непосредственной близости от некоторых искусственных водоемов. Во время сухих сезонов разрабатываемые карьеры, особенно, если из них откачивается вода, явля­ются причиной местного понижения уровня грунтовых вод.

Таким образом, процессы подтопления определяются комплексом взаимосвязанных причин. Поэтому изменение сложившейся тенденции и улучшение ситуации может быть достигнуто путем системных усилий, т.е. созданием системы инженерной защиты города.

6.4. Инженерно-геологические процессы и явления, вызываемые

подтоплением

6.4.1 Последствия подтопления

Опасность подтопления выражена, прежде всего, в воздействиях на геологическую среду, приводящих к неблагоприятным последствиям: из­менению химического состава подземных вод, увеличению влажности по­род. Это, в свою очередь, может привести к аварийным деформациям зда­ний, сооружений, дорог, инженерных сетей и в, конечном итоге, ухудшает социальные и экологические условия жизни людей. Таким образом, выде­ляют негативные первичные и вторичные последствия подтопления объек­тов хозяйства [75, 89, 96, 104, 110, 114, 158, 160].

Основные первичные последствия связаны с коррозионным разру­шением фундаментов и нижних частей наземных конструкций зданий и сооружений, приводящих к их ускоренному износу и деформированию, с затоплением подвалов, шахт лифтов, подземных сооружений и коммуни­каций неглубокого заложения, размножением кровососущих насекомых, появлением сырости и лишайниковых образований в жилых и рабочих по­мещениях, заболачиванием бессточных понижений рельефа, а также с де­градацией и гибелью древесно-травяной растительности в результате от­мирания их корневых систем в водонасыщенных и часто сильно техноген- но-загрязненных грунтах.

Вторичные последствия подтопления нередко приводят к сущест­венно большим потерям, чем первичные последствия этого процесса. Они связаны с оседаниями и провалами земной поверхности, образующимися в результате доуплотнения замачиваемых при подъеме уровня подземных вод грунтов в основание зданий и сооружений, гидродинамического и тик- сотропного (при динамических воздействиях) разжижения этих грунтов, обычно проявляющегося при возможности их выноса на склонах или в строительных выемках, а также с образованием новых и активизацией су­ществующих оползневых, карстовых, карстово-суффозионных, эрозион­ных и других геологических опасностей.

При подтоплении происходят:

- затопление заглубленных помещений, в результате которого по­является сырость и грибковые образования на стенах; исключается хране­ние в подвалах имущества и пищевых продуктов; создается благоприятная среда для развития комаров, заболевания людей; резко осложняются усло­вия содержания и ремонта систем водо- электро- и газоснабжения, ускоря­ется их износ;

- обводнение грунтов оснований, недопустимое снижение их проч­ностных и деформационных свойств, активизация опасных геологических процессов (карст, оползни, провалы, суффозия и пр.), что в свою очередь ведет к аварийным деформациям зданий, сооружений, дорог, инженерных сетей и в конечном итоге ухудшает социальные и экологические условия жизни людей;

- повышение на 1-2 балла сейсмичности застроенной территории, что приводит к заметному снижению сейсмоустойчивости существующих, не рассчитанных на эти воздействия зданий и сооружений;

- сокращение защитного слоя зоны аэрации, что способствуют про­никновению загрязняющих веществ вглубь массивов пород;

- загрязнение подземных вод, что при их разгрузке в реки, водохра­нилища и другие водные объекты ведет к угнетению биоценозов, ограни­чивая использование водое