Подтопление подземными водами застраиваемых и застроенных территорий

f Подтопление 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

 

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 участкахего 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.