Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности проблемы 8
Глава 2. Подтопление застроенных территорий в Западном Забайкалье и методы исследований 21
2.1. Характеристика процесса подтопления 21
2.2. Некоторые особенности формирования подземных вод на территории западного Забайкалья 33
2.3 .Методы исследований процесса подтопления 42
Глава 3. Природные обстановки как основа развития процесса подтопления 46
3.1. Климатические особенности западного Забайкалья и естественный режим подземных вод 46
3.2. Геологическое строение и инженерно-геологические свойства грунтов .49
3.3. Разрывные нарушения в формировании гидрогеологических условий...63
Глава 4. Факторы формирования процесса подтопления на территориях мезозойских впадин Западного Забайкалья 76
4.1. Территория г. Гусиноозерска 76
4.2. Территория пос. Саган-Hyp 99
Глава 5. Гидрогеологическое районирование территорий по условиям подтопления 127
5.1. Критерии районирования 128
5.2. Мероприятия по борьбе с процессом подтопления 139
Заключение 142
Список литературы 146
- Некоторые особенности формирования подземных вод на территории западного Забайкалья
- Геологическое строение и инженерно-геологические свойства грунтов
- Территория пос. Саган-Hyp
- Мероприятия по борьбе с процессом подтопления
Введение к работе
Актуальность исследований: Диссертационная работа посвящена изучению процесса подтопления, развивающегося на застроенных территориях западного Забайкалья. С этой проблемой сталкиваются во всем мире, только в России в той или иной мере подтоплены практически все города и тысячи мелких населенных пунктов. В результате развития этого процесса резко ухудшаются условия эксплуатации зданий и сооружений, снижается комфортность проживания в селитебных районах и, как следствие, возникают экономические, социальные и экологические проблемы.
Как показывает обширная практика строительства в нашей стране, причины развития подтопления, как правило, кроются в недостатках градостроительной деятельности на всех ее этапах, начиная с инженерно-геологических изысканий для строительства и заканчивая эксплуатацией территорий.
Современные нормативные документы, регламентирующие проведение инженерно-геологических изысканий с учетом развития подтопления, опираются на гидрогеологические схемы, учитывающие только безнапорный характер подземных вод. Вместе с тем, строительный опыт и проведенные нами исследования на территориях межгорных впадин западного Забайкалья и Прибайкалья выявляют важную роль в развитии этого процесса напорных вод зон тектонических разломов. Эти обстоятельства определяют необходимость инженерно-геологической оценки осваиваемых территорий не только в пределах приповерхностных безнапорных водоносных горизонтов, а комплексной оценки всех типов подземных вод, которые могут влиять на строительные условия территорий в качестве ведущих или косвенных факторов формирования подтопления.
В данной работе подтопление рассматривается как следствие техногенного воздействия на природные обстановки и как естественный процесс.
Результаты исследований могут служить развитию и совершенствованию взглядов в изучении проблемы подтопления застроенных и осваиваемых территорий в горно-складчатых областях.
Цель работы: выяснение условий формирования подтопления, его причин и особенностей на территориях межгорных впадин западного Забайкалья.
Задачи исследований:
Изучить природные условия и выявить факторы, определяющие формирование процесса подтопления на застроенных территориях межгорных впадин западного Забайкалья.
Выявить неблагоприятные природные условия, которые могут служить основой развития подтопления при эксплуатации территорий.
Установить основные источники формирования техногенных водоносных горизонтов и принципиальные схемы развития подтопления.
Обосновать рациональные методы ликвидации подтопления или снижения степени его воздействия на застроенных территориях, разработать рекомендации по предупреждению возникновения подтопления на осваиваемых территориях.
Научная новизна работы: Работа является первым комплексным исследованием проблемы подтопления застроенных территорий западного Забайкалья. С позиций гидрогеологического подхода обоснованы сложные механизмы формирования процесса, связанные с наложением техногенных куполов подтопления в русловых отложениях малых речных долин, показаны механизмы развитии подтопления на глинистых грунтах. Установлено, что в подтоплении наряду с «традиционными» источниками, могут принимать участие и напорные воды зон тектонических нарушений.
Практическая значимость работы: Проведенные исследования
доказывают необходимость совершенствования методики
гидрогеологических исследований при инженерно-геологических изысканиях в горно-складчатых областях и дополнения нормативных документов
гидрогеологическими схемами, которые учитывают напорный характер подземных вод.
Результаты работ использованы при разработке Генерального плана застройки и обоснования проекта защиты от подтопления территории г. Гусиноозерска, пос. Саган-Нур и инженерно-геологического обоснования строительства Центра олимпийской подготовки на побережье озера Байкал.
Защищаемые положения:
Особенностью подтопления на застроенных территориях межгорных впадин западного Забайкалья является участие подземных вод, приуроченных к зонам разломов, образующим в приповерхностной части разреза контрастные гидрогеодинамические и гидрогеохимические аномалии.
Поверхностный сток в межгорных впадинах определяется системой оперяющих разломов северо-западного простирания, по которым произошло заложение современной гидросети,усложняющей инженерно-геологические условия. Строительство и эксплуатация зданий и сооружений в речных долинах сопровождается возникновением и развитием процесса подтопления.
В межгорных впадинах на площадях развития глинистых грунтов, которые служат основанием для зданий и сооружений, подтопление носит локальный, иногда скрытый характер. На стадии строительства оно связано с вскрытием подземных вод, приуроченных к небольшим водопроницаемым линзам, прослойкам, а на стадии эксплуатации-с коммуникационными утечками, не формирующими единого водоносного горизонта.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных научных сессиях ГИН СО РАН (1998-2005 г.г.), на ежегодных Всероссийских молодежных конференциях «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 1999; 2001, 2003), на региональной научно-практической конференции «Природные процессы гор юга Сибири»
(Улан-Удэ, 1998), на международной научно-практической конференции «Город: прошлое, настоящее, будущее» (Иркутск, 1998), на XVI Всероссийском совещании «Подземные воды востока России» (Иркутск, 2000), на годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии «Сергеевские чтения» (Москва, 2001). Автор в 2005 г. участвовал в работе научно-практической конференции «Стратегия развития г. Улан-Удэ» (Улан-Удэ) и в шестой Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике.
По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.
Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена на 156 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 127 опубликованных и 27 фондовых работ, проиллюстрирована 34 рисунками и 13 таблицами.
Исходные материалы и личный вклад автора: В основу диссертации положен фактический материал, полученный автором в течение 1997 - 2005 г.г. при работе над плановыми темами лаборатории эколого-гидрогеологических исследований ГИН СО РАН, при выполнении хоздоговорных работ по выявлению причин подтопления г. Гусиноозерска, пос. Саган-Нур и инженерно-геологического обоснования строительства Центра олимпийской подготовки на побережье озера Байкал.
Автором собраны, систематизированы и обобщены данные инженерно-геологических изысканий для строительства, проведенные в Тугнуйской и Гусиноозерской впадинах в период с 1971 по 1991 г.г. Проанализированы структурно-геологические и гидрогеологические особенности межгорных впадин по фондовым и литературным источникам. На основе обработки и систематизации данных буровых, опытно-фильтрационных работ, химико-аналитических исследований состава подземных вод более чем по 300 инженерно-геологическим и гидрогеологическим скважинам (как фондовым, так и пробуренным в процессе исследований) детализированы разрезы проблемных площадей, определены условия залегания подземных вод,
выявлены гидродинамические и гидрохимические особенности. Проведена корреляция полученных данных с результатами геофизических и ландшафтно-индикаторных исследований. На основе этих материалов определены основные причины возникновения и развития подтопления, выявлены его некоторые особенности для застроенных и осваиваемых территорий расположенных в пределах горно-складчатой области.
Диссертационная работа выполнена в лаборатории эколого-гидрогеологических исследований ГИН СО РАН под руководством д.г.-м.н. A.M. Плюснина и научного консультанта - д.г.-м.н., профессора Б.И. Писарского (ИЗК, Иркутск), которым автор выражает глубокую благодарность.
Автор благодарен за внимание и консультации сотрудникам ГИН СО РАН - к.г.-м.н. А.А. Адушинову, к.г.-м.н. Г.И. Татькову, к.г.-м.н. И.Н. Резанову. Большую практическую помощь оказывали сотрудники ГП РБ ТЦ «Бурятгеомониторинг» - главный гидрогеолог, к.г.-м.н. В.Г. Кочнева, директор организации А.Т. Афанасьев, а так же начальник инженерно-геологического отдела ГУП «ГЕОПРОЕКТ» В.У. Хабитуева, которым автор искренне признателен.
Некоторые особенности формирования подземных вод на территории западного Забайкалья
Закономерности формирования подземных вод на территории Забайкалья в целом рассматриваются в работах Б.И. Писарского [1976, 1982], В.Г. Ясько [1982], И.М. Борисенко [1990] и многих других исследователей.
В данной работе под западным Забайкальем понимается территория Западно-Забайкальской гидрогеологической складчатой области выделенной при гидрогеологическом районировании территории Бурятии в конце 60-х годов прошлого века [Гидрогеология.., 1970]. В состав этой области входят мезозойские межгорные бассейны подземных вод, выделяющиеся узкими цепочками на фоне широкого распространения гидрогеологических массивов горных сооружений, сложенных разновозрастными кристаллическими образованиями (рис. 2.4).
Пиннекер Е.В. [Основы..., 1980] рассматривает гидрогеологические массивы как положительные тектонические структуры, водопроницаемость которых определяется, прежде всего, трещиноватостыо слагающих их кристаллических пород. Межгорные бассейны подземных вод приурочены к отрицательным тектоническим структурам, для которых характерны безнапорные поровые воды в верхних частях разреза, а с глубиной возрастает роль напорных пластовых коллекторов. В.М. Степанов [1980] наряду с гидрогеологическими массивами и межгорными бассейнами выделяет в самостоятельный тип гидрогеологических структур обводненные зоны разломов. Гидрогеологические структуры обводненных разломов характеризуются большой протяженностью и значительным превышением глубины над шириной.
Ниже приводится характеристика гидрогеологических структур Западного Забайкалья, за исключением области преимущественно сплошного распространения многолетнемерзлых пород (Витимское плоскогорье), где условия формирования подземных вод существенно иные. Гидрогеологические массивы характеризуются распространением подземных вод в зоне экзогенной трещиноватости кристаллических пород разного состава и возраста. Большей частью водовмещающими являются интрузивные породы (граниты, диориты, габбро и прочие разновидности) архея, протерозоя и палеозоя; на значительных площадях - вулканогенные породы, в частности покровы неоген-четвертичных базальтов; на небольших пространствах - метаморфизованные терригенные и карбонатно-терригенные толщи архея и протерозоя.
Кристаллические породы перекрываются рыхлым чехлом четвертичных осадков разного генезиса, которые на большей площади гидрогеологических массивов маломощны и дренированы, водоносными являются лишь аллювиально-пролювиальные отложения долин малых рек и ручьев и делювиально-пролювиальные предгорные шлейфы. Водоносные горизонты в этих отложениях приурочены к грубообломочным (галька, гравий, щебень, дресва) осадкам с прослоями супесей и суглинков. Мощность водоносных горизонтов изменяется обычно от нескольких метров до 20 м, иногда достигает 50-70 м, они представляют собой грунтовые потоки со свободной поверхностью на глубине от 1 до 60 м в зависимости от мощности водовмещающей толщи и положения в рельефе. Водообилыюсть отложений характеризуется удельным дебитом скважин от 0,05 до 1-2 л/с, а проницаемость - коэффициентом фильтрации 1-5 м/сут.
Водоносная зона экзогенной трещиноватости кристаллических пород по современным представлениям распространяется до глубин 100-150 м, а ниже залегают плотные породы. Глубина вскрытия подземных вод в зоне экзогенной трещиноватости колеблется от 50-80 м на приводораздельных участках до 30-40 м на склонах хребтов и 2-Ю м в их подножии. Дебит скважин в этой зоне невысок и варьирует в пределах 1-2 л/с при понижении 10-20 м, но зачастую не превышает 0,1-0,5 л/с при понижении до 50 м и более. Дебиты родников крайне изменчивы - от сотых долей до 3 л/с.
Гидрогеодинамические условия водоносной зоны экзогенной трещиноватости характеризуются высоким темпом водообмена, вследствие больших уклонов подземного стока. Непродолжительное взаимодействие воды со скальными горными породами определяет преимущественное распространение в них ультрапресных и пресных вод гидрокарбонатного типа с переменным соотношением катионов (Са, Mg и Na). В приводораздельных частях горных сооружений химический состав подземных вод близок к составу атмосферных осадков, минерализация их обычно не превышает 0,05 г/дм , среди катионов преобладает кальций или магний. В слоновом поясе она увеличивается до 0,15-0,2 г/дм3, уменьшается интенсивность миграции кальция, повышается содержание катионов натрия. В подножии горных сооружений подземные воды, пройдя значительный путь в горных породах, имеют минерализацию до 0,4 г/дм3, часто состав их становится сульфатно-гидрокарбонатным магниево-кальциевым, магниево-натриевым.
Концентрации микрокомпонентов в трещинных водах обычно находятся на 1-2 порядка ниже предельно допустимых концентраций для питьевых вод, за исключением фтора в районах флюоритовых оруденений. Развитие некондиционных вод с содержанием фтора 2-6 мг/дм3 выявляется на юго-восточных склонах хребтов Хамар-Дабан и Улан-Бургасы, где они картируются отдельными участками площадью до 400-500 км .
Межгорные бассейны подземных вод сформированы в границах распространения юрских и нижнемеловых осадочных и вулканогенно-осадочных толщ мощностью до 2 км, перекрытыми водоносными кайнозойскими осадками мощностью от первых метров в склоновых частях бассейнов до 100 м и более в долинах крупных рек.
Геологическое строение и инженерно-геологические свойства грунтов
Объекты исследований располагаются в бортовых частях межгорных впадин, выполненных мощными толщами мезозойских осадочных отложений, которые перекрываются маломощным чехлом рыхлых четвертичных осадков различного генезиса.
Территория г. Гусиноозерска расположена в зоне Загустайского поперечного антиклинального перегиба - структуры второго порядка, формирование которой связано с проявившимися в кайнозое тектоническими процессами.
В пределах участка исследований распространены отложения убукунской свиты, в их разрезе преобладают алевролиты и аргиллиты до глубины 30-50 м, ниже появляются слои песчаников, количество и мощность которых увеличивается по мере продвижения от борта к центру впадины. Для песчаников характерен карбонатный или карбонатно-глинистый цемент, породы трещиноватые, часто дезинтегрированы до рыхлого состояния.
Довольно высокой степенью трещиноватости отличаются аргиллиты и алевролиты, причем трещины в большинстве своем полого падающие, Ф ориентированы под углом 10-20 к горизонту (литогенетические трещины напластования). Строение свиты в верхней части разреза изучено при разведке Загустайского месторождения глин и алевролитов (Савельева, 1989), имеются данные по нескольким скважинам, пробуренным при разведке буроуголыюго месторождения (Потамошнев, 1958) и при поисково-разведочных работах по выявлению месторождения подземных вод (Афанасьев, 1966). Разрез по характерным скважинам приведен на рисунке 3.2,6. В кровле осадочной толщи наблюдается кора выветривания, представленная дезинтегрированными алевролитами, аргиллитами, песчаниками, формирование которой, по-видимому, началось с момента образования мезозойских отложений и продолжается в настоящее время. По сопоставлению данных результатов бурения скважин различного назначения (главным образом инженерно-геологических, рассредоточенных довольно равномерно по всей исследуемой площади), наших наблюдений и геофизических исследований (электропрофилирование) - на большей части участка выделяется горизонт алевролитов и аргиллитов, выветрелых до состояния глинистых грунтов (рис. 3.3). В пределах микрорайонов №№ 2, 6, пос. Луч глинистые грунты непосредственно выходят на дневную поверхность, по направлению к югу перекрываясь четвертичными отложениями. В пределах участка исследований, на небольшой площади, в северо-западной части, на дневной поверхности наблюдается кора выветривания, представленная рухляковыми песчаниками, дресвой и щебнем исходных пород с песчаным или супесчаным заполнителем, глинистыми песками. По данным геофизических исследований мезозойские породы 1 - современные алювиально- пролювиальные отложения: гравийно-галечный материал с песчаным заполнителем; 2 - верхнечетвертичные, современные пролювиально-делювиаль-ные отложения: дресвяно-щебенистый материал с песчаным, изредка супесчаным заполнителем; 3 - нижнемеловые отложения убукунской свиты: алевролиты, аргиллиты, песчаники; 4 - граница, разделяющая образования коры выветривания по алевролитам, аргиллитам и песчаникам (штрихи направлены в сторону распространения первых); 5 - граница коры выветривания, скрытая под четвертичными отложениями.
Разрез коры выветривания, развивающейся по алевролитам, наиболее детально изучен на участке карьера глин, где выделяется слой глин мощностью от 0,8 до 4,8 м, ниже залегают бурые алевролиты, которые на глубине 10-15 м сменяются алевролитами серыми (Савельева, 1989). Глины представляют собой переотложенные продукты зоны дезинтеграции ниже залегающих алевролитов, это бурые, серовато-бурые, плотные породы, брекчированной текстуры. Брекчированную текстуру создают обломки алевролитов размером 2-5 см сцементированные глинистым веществом. Бурые алевролиты плотные, массивной текстуры, иногда с нечетко выраженной слоистостью, создаваемой чередованием слоев различной окраски и разной степени выветривания. Слоистость имеет азимут падения 1-20, угол падения изменяется от 1 до 10. Серые алевролиты массивные, реже слоистой текстуры, плотные, трещиноватые. Трещины преимущественно субгоризонтальные, согласные со слоистостью, по трещинам отмечается ожелезнение. Аналогичное строение кровли нижнемеловых отложений установлено нами в процессе гидрогеологического обследования на территории пос. Луч в разрезе строительного котлована.
Выветрелые мезозойские отложения частично перекрыты чехлом рыхлых четвертичных осадков, среди которых выделяются современные и верхнечетвертичные отложения. В северо-восточной части залегания отложений (микрорайоны № 2, 6, пос. Луч) мощность их не превышает 1,0 м, а на некоторых участках составляет всего 0,2-0,3 м. По составу это пески супеси и суглинки с примесью грубообломочного материала. В юго-западной части, в долине ручья Тухумка мощность верхнечетвертичных современных пролювиально-делювиальных осадков 5-10 м, в составе их преобладает дресвяно-щебенистый материал с песчаным или супесчаным заполнителем. Современные аллювиально-пролювиальные отложения прослеживаются в виде полосы при ширине от 100-120 м в верховьях до 0,8-1,0 км в нижнем течении, где она разделяется на два рукава выходом на дневную поверхность коренных пород. Состав аллювиалыю-пролювиальных осадков довольно однородный - это гравийно-галечные, щебенистые отложения с песчаным заполнителем. Мощность их варьирует в пределах 2-5 м и лишь в нижнем течении ручья достигает 10 м.
В данной работе характеристика инженерно-геологических свойств грунтов приводится с позиции их водно-физических качеств, для схематизации природных условий, как основы развития подтопления. Все разнообразие грунтов, согласно геологическому строению на исследуемой площади объединяется в один комплекс - рыхлые отложения. Их водно-физические характеристики приведены в таблице 3.1.
Рыхлые отлолсеиия по возрасту относятся к современным, верхнечетвертичным, мел-четвертичным, по происхождению они разделяются на аллювиалыю-пролювиальные, пролювиально-делювиальные, элювиальные образования. Внутри этих типов отложений встречаются различные литологические разности.
Территория пос. Саган-Hyp
Как описывалось ранее, несмотря на обширный инженерно-геологический материал для исследуемой площади не существует четкого представления об условиях залегания подземных вод. Летом 1998 г. Здесь Геологическим институтом СО РАН были впервые проведены комплексные исследования по изучению подтопления. В результате работ было принято, что этот процесс развивается в основном за счет инфильтрационных потерь вод ручья, которые способствуют подъему уровня грунтовых вод. На основании этих выводов были разработаны рекомендации по его снижению. Однако эта схема гидрогеологических условий, не объясняет некоторые спорные моменты, касающиеся противоречивых данных о глубине залегания подземных вод, и об их динамике. Поэтому восстановление картины природной обстановки до строительного освоения для понимания причин возникновения и развития подтопления на данной территории является крайне важным. В геологическом отношении территорию поселка слагают осадочно-эффузивные образования ичетуйской свиты нижнее- среднеюрского возраста, выходящие на дневную поверхность на вершинах водоразделов, а на межводораздельном пространстве они перекрыты четвертичными отложениями различного генезиса.
Осадочно-эффузивная толща в верхней части разреза (до 10 м) сдренирована, о чем свидетельствуют материалы изысканий - ни одной скважиной здесь подземные воды не были вскрыты. Сдренированы и четвертичные элювиальные отложения, залегающие на поверхности пологих сопок, представляющие собой дезинтегрированную зону по эффузивам в виде дресвяно-щебенистого материала с незначительным песчаным, супесчаным заполнителем. Мощность этих образований изменяется от 1,0 м до 4,0 м.
Подземные воды вскрыты только в пределах распространения четвертичных отложений, но не по всей осадочной толще. На карте фактического материала (рис. 4.7) видно, что нередко одна из скважин располагающаяся на одной абсолютной отметке с другой, на незначительном расстоянии, может вскрывать подземные воды, в то время как вторая остается безводной.
Толща рыхлых четвертичных отложений представлена верхнечетвертичными пролювиально-делювиальными и современными аллювиально-пролювиальными осадками. Контуры последних образуют сложный рисунок вдоль разветвленного русла современного ручья. В составе их преобладают дресвяно-щебенистые отложения с песчаным заполнителем, встречаются прослои супесей и суглинков. Дресва и щебень плохо окатаны, в обломках изверженные и метаморфические породы. Общая мощность русловых отложений 2,0-4,5 м. Коэффициент фильтрации 2,6-3,4 м/сут. По результатам лабораторных исследований коэффициент фильтрации глинистых фунтов составил 0,04 м/сут, а по натурным исследованиям методом заряженного тела фильтрация в этих грунтах практически отсутствует. Таким образом, верхнечетвертичные отложения являются почти абсолютными водоу порами. Среди этих осадков на различной глубине, встречаются небольшие линзы разнозернистых песков с примесью дресвяно-щебенистого материала, мощностью 1-4 м.
Одним из положительных моментов в изучении фондового материала касающегося подземных вод является то, что практически все исследования, проведенные в разные годы, были поставлены в осенне-зимний период. Это позволяет проследить некоторые закономерности. Установлено, к этому времени современные отложения практически полностью безводны, за исключением нескольких участков (скв. - №№ 336, 346, 616, 636, 2д, Зд, 14д, 24д). Это объясняется застаиванием воды в подземных понижениях, здесь слой воды составляет 0,1-3,5 м. Таким образом, питание вод современных отложений полностью зависит от режима поверхностного водотока, который имеет сток лишь в теплое время года. Большинством скважин подземные воды вскрыты в пролювиалыю-делювиальных отложениях. Их разрез характеризуется высокой степенью фациальной изменчивости, перемежаемостью слоев различного литологического состава, среди которых доминирующее положение занимают глины и суглинки, как в чистом виде, так и в различных пропорциональных соотношениях с щебенисто-дресвяным материалом и линз песков обуславливают неравномерность фильтрационных свойств как по площади так и на глубину. Замечено, что появление воды в скважинах связано с присутствием в разрезе песчаных, песчано-дресвяных отложений (рис. 4.8).
Таким образом, при таком разрезе, где большую площадь занимают водоупорные отложения, среди которых на различных глубинах залегают проницаемые линзы, не может быть сформирован единый водоносный горизонт с единой уровенной поверхностью, как это было принято в нашей предыдущей работе по изучению процесса подтопления. Движение подземных вод осуществляется в основном по линзам песчаных грунтов, которые на некоторых участках приобретают напор от 0,2 до 4,5 м. Глубина залегания песчаных отложений по данным бурения составляет от 1,5 до 8,6 м. По этой причине для данной территории невозможно построить карту глубин залегания подземных вод, так как не существует единого потока.
Такая интерпретация фондового материала объясняет те «противоречивые» данные о глубине залегания подземных вод, которые были получены в различные годы инженерно-геологического изучения территории поселка. Однако на данной площади, по нашему мнению, помимо подземных вод четвертичных отложений разгружающихся по отдельным проницаемым прослойкам, линзам существует движение подземных вод разгружающихся по зоне разлома.
Мероприятия по борьбе с процессом подтопления
Изучение природных условий с учетом их техногенного преобразования позволяет предложить рекомендации и мероприятия по профилактике, приостановке развития процесса подтопления или его полного устранения. Территория г. Гусиноозерска. Подтопление, развивающееся в долине ручья Тухумка, связано с площадным повышением уровня грунтовых вод за счет коммуникационных потерь. Мероприятия по снижению уровня техногенного горизонта должны быть направлены на устранение коммуникационных потерь, которые непосредственно относятся к ведомству коммунального хозяйства города.
Как вспомогательную меру предлагается организовать водовыпуск под полотном автодороги, барражирующей грунтовый поток в нижнем течении. Посредством ликвидации искусственных водоемов удастся увеличить уклон потока, что обеспечит более высокую скорость снижения техногенного водоносного горизонта.
Проблема высокого положения грунтовых вод в районе автодороги «Улан-Удэ-Кяхта» связана с вопросом ввода в нормальный режим работы гидротехнического сооружения перехватывающего подземный и поверхностный сток руч. Тухумка. Необходимо устранить фильтрационные потери под основанием дамбы и обеспечить достаточный уклон водоотводящего канала для сброса собранных вод. Только это мероприятие позволит существенно снизить уровень на застроенной территории.
Помимо предлагаемых мероприятий необходимо организовать мониторинг за динамикой снижения уровня и дальнейшего изучения закономерностей режима техногенного водоносного горизонта. Борьба с подтоплением, развивающимся в пределах распространения коры выветривания по алевролитам, аргиллитам должна в первую очередь носить профилактический характер для осваиваемых площадей. На слабопроницаемых грунтах при возведении фундаментов следует предусматривать гравийную отсыпку для отвода или откачки коммуникационных утечек. В случаях заложения коммуникационных линий необходимо осуществлять жесткий контроль над утечками и производить их немедленную ликвидацию.
В случаях прорыва напорных вод под дном строительных котлованов следует произвести его засыпку до определенных пределов глинистыми грунтами, с последующей утрамбовкой, что, конечно, приведет к конструктивным переработкам в проекте сооружения.
При вскрытии напорных вод разгружающихся по водопроницаемым слоям, возможно, использовать имеющийся опыт у местных жителей. Для снижения уровня напорных вод до необходимой глубины, жители пос. «Луч» сооружают локальные дренажи. Дренажная система представляет собой перфорированную емкость, которая устанавливается на глубине 4-5 м, из которой затем, по мере заполнения, откачивается накопленная вода.
Решение проблемы подтопления напорными водами зоны разлома связано с сооружением водопонизительных устройств. Одной из острых проблем для всей застроенной части города является отсутствие системы ливнеотвода. В периоды выпадения жидких осадков или схода снежного покрова перед многими сооружениями происходит застаивание вод, которые постепенно фильтруются в грунты, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Поселок Саган-Hyp. По результатам работ проведенных нами летом 1998 г., на основании гидрогеологических, геофизических, геоморфологических исследований, был разработан комплекс защитных инженерных сооружений, рассчитанный на сложившуюся техногенную гидрогеологическую ситуацию. Гидрогеологические условия на тот день представлялись следующим образом. Полагалось, что в виду сложной перемежаемости литологических разностей рыхлых отложений и тесной гидравлической связи между отдельными обводненными слоями весь комплекс четвертичных отложений считать как единый водоносный горизонт. В то время как, породы подстилающие породы ичетуйской свиты нижнее- среднеюрского возраста были приняты за водоупоры. Поэтому схема развитие процесса подтопления представлялась как подъем уровня грунтовых вод посредством потерь поверхностного стока ручья, утечек из коммуникационных систем, барражного эффекта создаваемого зданиями и автодорогами.
Первый участок, заложенный поперек долины ручья, предназначался для перехвата грунтового потока. Протяженность участка должна была составлять 200 м. В восточной оконечности канава соединяется со вторым участком дренажной системы, которую предполагалось заложить параллельно ручью, по проспекту 70-летия Октября. Вторая канава предназначена для отвода грунтового потока перехваченного первой канавой и в целом для площадного понижения уровня грунтовых вод на территории коттеджной застройки.
Для прогноза работы дренажной системы нами была разработана геофильтрационная модель. По имеющимся материалам была составлена параметрическая модель, описывающая пространственное распределение абсолютных отметок уровня грунтовых вод, рельефа, средневзвешенный коэффициентов фильтрации для всей толщи рыхлых отложений - 0,1 м/сут, водоотдачи - 7x1 О 3 д.е. Для численной реализации поставленной задачи использовался устойчивый локально-одномерный метод решения.
