|
Реферат: Опасные геологические процессы на городских территориях
Реферат: Опасные геологические процессы на городских территориях
Опасные
геологические процессы на городских территориях
Геоэкологические
проблемы городов весьма разнообразны и определяются, с одной стороны, природной
обстановкой и с другой - планировочными решениями и их реализацией в застройке
и эксплуатации городских территорий. Также правомерно говорить о некоторых
общих тенденциях изменения геоэкологической обстановки природной территории, по
мере ее трансформации кварталами городской застройки и частными воздействиями.
Воздействие города наиболее активно проявляется в поверхностных слоях земной
коры примерно до глубины 60-100 м, хотя в отдельных случаях может простираться
до глубины 1,5-2,0 км.
В качестве
наиболее общих тенденций изменения геоэкологических условий можно рассмотреть
следующие композиции.
1.
Изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и глубокими
подземными водами. Наиболее обычным его следствием является повышение уровня
грунтовых вод, вызываемое двумя однонаправленными процессами.
Заменой
естественного почвенного покрова застроенными и заасфальтированными
территориями, что практически исключает из водного баланса испарение с
поверхности почвы и протечки водопроводных и канализационных систем,
круглогодично обеспечивающие возможность восполнения ресурсов грунтовых вод.
Оба эти обстоятельства, в сочетании с планировкой территории, полной или
частичной ликвидации естественных дренажных систем, приводят к подъему зеркала
грунтовых вод, подтапливанию оснований и фундаментов зданий и сооружений,
снижению несущей способности грунтов основания и, как следствие, деформация, а
в критических ситуациях - разрушение зданий и сооружений.
В настоящее
время из всех опасных процессов подтопление имеет максимальное распространение,
его последствия могут быть угрожающими или катастрофическими. Положение
усугубляется тем, что 65% территории страны занято вечной мерзлотой, где
подтопление особенно опасно.
Из 1092 городов
России подтоплено около 70%. Подтопление ведет к повышению сейсмичности
застроенных территорий на 1–2 балла. К загрязнению грунтовых вод тяжелыми
металлами, нефтепродуктами, хлоридами, соединениями серы, пестицидами, а в ряде
случаев и радионуклидами в результате утечки сточных вод из канализационных
сетей, инфильтрации атмосферных осадков в местах складирования промышленных и
бытовых отходов. Техногенное подтопление особенно опасно, потому что носит
скрытый характер, его развитие провоцирует возникновение оползней, карстаи т.
д.
Подтопление городов,
активно развивающееся в любых климатических условиях, сопровождается
масштабными экологическими последствиями и наносит ущерб здоровью населения.
Острота проблемы наиболее высока на сильно урбанизированных территориях, где
концентрация населения сочетается с наличием мощных источников вредного
воздействия на окружающую среду. Так, подтопление от 80 до 100% площади
урбанизированных территорий, характерное для Ярославской, Самарской,
Саратовской, Краснодарской, Барнаульской и Новосибирской агломераций, приводит
к существенному росту затрат на обеспечение комфортной среды проживания
человека.
Старение и
выход из строя инженерных сетей и коммуникаций усугубляет техногенные процессы.
По данным инспекционных служб, в Москве до 20% объема питьевой воды теряется
из-за разрывов или естественного износа трубопроводных сетей, что в конечном
итоге ведет к усилению процессов подтопления зданий и сооружений.
Общий ущерб от
подтопления 1 га городских территорий оценивается в 30–460 млн. руб. (в ценах
1997 г.). В целом по стране, согласно оценке Госстроя России, ущерб от
подтопления застроенных городских территорий составляет около 60 трлн. руб./год
(в ценах 1997 г.).
2. В случаях,
когда на территории города производится промышленная эксплуатация глубоких
горизонтов подземных вод и возникает адекватная депрессионная воронка, при
условии постоянного восполнения грунтового водоносного горизонта, о чем сказано
выше, усиливается инфильтрация грунтовых вод в глубокие горизонты. Этот процесс
активизации вертикального движения подземных вод сопровождается развитием
процессов суффозии (выноса тонкоземистого материала) или карста (растворения и
выщелачивания карбонатного материала известняков с образованием карстовых
полостей).
3. Изменение
температурного режима подземного пространствав основании города вследствие
изменения теплового баланса поверхности и непосредственного влияния зданий,
сооружений и городских коммуникаций. В частности, геотермическая аномалия
порядка +15С0сформировалась в основании Москвы, а повышенная температура
подземных вод в пределах этой аномалии способствует еще большей активизации
глубинных карстовых процессов и усугубляет без того сложное положение с
эксплуатацией зданий и сооружений на северо-западе столицы.
4. Изменение
геодинамической ситуации, вызванное дополнительной, и притом неравномерной
пригрузкой поверхности за счет привнесенных масс материалов строительных
конструкций, в пределах территории города. Этот фактор дополнительной пригрузки
может сопровождаться также одновременной откачкой подземных вод, в случае их
использовании для питьевых или технических целей. Как следствие на фоне общего
опускания поверхности городов (под действием изостатических сил и изъятия
подземных вод из порового пространства горных пород основания города),
активизируются местные, очаговые оползневые и солифлюкционные процессы
способные в условиях городской застройки привести к деформации зданий, и
коммуникаций.
За последние 15
лет в Москве произошло удвоение мелких оползней, что в большой степени связано
с техногенной деятельностью. Воздействие это выражается в накоплении на склонах
и присклоновых участках хозяйственного мусора и насыпных грунтов, сбросе в
овраги хозяйственных и атмосферных поверхностных вод, подрезке склонов долин
рек и бортов оврагов, плохой заделке траншей при прокладке коммуникаций вблизи
склонов. Все это приводит к увеличению числа оползней. Так, в 1985 г. после
отсыпки грунта оползнем был уничтожен мост через реку Раменку, а в 1988 г.
прокладка траншеи спровоцировала оползень на р. Котловка, повлекший за собой
разрыв кабеля.
5. Внимания
заслуживает развитие неблагоприятной инженерно-экологической ситуации городов и
поселков, расположенных в мерзлотных условиях.Застройка города и связанная с
этим обстоятельством перепланировка поверхности и коренное изменение водного
баланса вызвала к жизни целый комплекс геокриологических процессов, последствия
которых существенно осложняют условия строительства и, главное, надежность
эксплуатации уже выстроенных зданий и комфортность проживания во многих из них.
Зимой, когда
поверхность земли начинает замерзать, подземные воды оказываются зажатыми между
непроницаемыми слоями (слоем многолетней мерзлоты внизу и замерзшей
поверхностью земли вверху). Вода находится под сильным напором, ища себе выхода
наружу, она вспучивает почву, образуя ледяные бугры – гидролокалиты.
Гидролокалиты и наледи (когда вода замерзает на поверхности) широко
распространены в Восточной Сибири, Забайкалье, Дальнем Востоке, Канаде и в
других районах распространения многолетней мерзлоты.
Для защиты от
таких явлений дома в районах распространения многолетней мерзлоты строят с
промежутком между землей и первым этажом и обеспечивают вентиляцию, чтобы не
подтаивала многолетняя мерзлота под домом.
Нарушение
геохимического баланса поверхности, грунтов основания и конструкций зданий и
сооружений - еще один геоэкологический процесс, происходящий в экстремальных
климатических условиях и оказывающий решающее влияние на длительную
устойчивости надземных строительных конструкций. Его суть состоит в том, что в
условиях когда испаряемость превышает количество осадков, при устойчивом
подтоплении внутриквартальных территорий и отсутствии дренажа надмерзлотных
вод, удаление какой то части излишней влаги с поверхности и из грунтов
сезонноталого слоя происходит в результате ее испарения. Испарение, в свою
очередь, приводит к последовательному и непрерывному возрастанию минерализации
надмерзлотных вод. Однако известно, что чем выше минерализация воды, тем более
низкие температуры потребны для ее замерзания. Следствие этого процесса -
сохранение остаточных или формирование новых линз жидкой воды, имеющей
отрицательную температуру, существующих круглогодично. Такие
отрицательнотемпературные воды получили название криопэги от латинского криос -
холод, и пэги - воды. При миграции линз криопэгов в случае, если линза
переместится в основание здания может привести к деформации фундамента и самого
здания.
Геохимические
процессы, в сочетании с промерзанием-протаиванием грунтов, воздействуют не
только на здания и сооружения, но также и на подземные коммуникации -
электрические и телефонные кабели, водопроводные и канализционные сети.
Высочайшая агрессивность надмерзлотных вод по отношению к бетону и металлу
вызывает коррозию железных и стальных труб, изоляции кабелей, а растягивающие
усилия, возникающие в результате смерзания линейных подземных конструкций с
грунтом и понижения температур последнего зимой, приводит к морозному
растрескиванию грунтов и разрыву конструкций в зоне такого растрескивания.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.
bolshe.ru/
|