Введение к работе
Актуальность работы
Процесс подтопления освоенных территорий подземными водами в России уже длительное время носит повсеместный характер. Застройка городских территорий приводит к радикальному изменению гидрогеологической обстановки, в результате чего меняются уровенный и гидрохимический режим подземных вод. Зафязнение подземных вод и подъем их уровня сказывается практически на всех компонентах природы, находящихся в тесном взаимодействии. Последствия этих процессов наносят населению и народному хозяйству страны офомный, трудно поддающийся полному учету, экологический, социальный и экономический ущерб.
Борьбой с подтоплением, созданием и развитием методов, способов и средств инженерной защиты территорий от подтопления успешно занимаются во всем мире как отдельные ученые, их школы, так и специализированные организации.
Трудность в организации защиты от подтопления состоит в том, что оно формируется неявно и, главным образом, на уже освоенных территориях, в условиях городской застройки при наличии густой сети коммуникаций, в условиях интенсивного использования подземного пространства. Эти обстоятельства приводят к значительным трудностям как в прогнозировании процессов подтопления, так и в обосновании и реализации проектных решений по инженерной защите урбанизированных территорий от подтопления. С учетом высокой стоимости защитных сооружений решение проблемы подтопления городских территорий является одной из важнейших и трудоемких задач фадостроительства.
Цель работы
Целью настоящей работы является повышение достоверности проектных решений при обосновании инженерной защиты городских территорий от подтопления путем разработки новых более совершенных методов расчетов дренажей.
Основные задачи диссертационной работы
— Разработка и исследование теоретических основ более точного, в сравнении с используемыми, метода расчета дренажей городских
территорий (метода фиктивной инфильтра <й»#<-'. национальная I
Получение расчетных зависимостей для оценки эффективности горизонтальных дренажей различного вида на застроенных территориях методом фиктивной инфильтрации;
Получение расчетных зависимостей для оценки эффективности вертикальных дренажей различного вида методом фиктивной инфильтрации;
Исследование нестационарной фильтрации к дренажным устройствам методом фиктивной инфильтрации;
Сравнительный анализ точности предлагаемого метода с существующими методами расчета дренажей;
Апробация разработанных методов расчета на конкретных объектах;
Оценка эффективности выполненных исследований.
Общая методика выполнения работ
Обзор, обобщение и анализ материалов по методам расчетов дренажей;
Разработка математических моделей, получение решений задач математической физики и аналитических зависимостей для расчетов дренажей городских территорий;
Проведение численных экспериментов для оценки точности полученных расчётных зависимостей;
Внедрение результатов исследований в практику инженерных расчетов систем инженерной защиты от подтопления;
Анализ экономической эффективности мероприятий по инженерной защите территорий от подтопления.
Научная новизна работы
Разработан новый метод расчёта дренажей городских территорий, который позволяет определить положение кривой депрессии во всей области влияния дренажа, в т. ч вблизи дрены;
Найдены новые, более точные расчетные зависимости, позволяющие рассчитывать горизонтальные дренажи различного вида на городских территориях с учетом особенностей освоения подземного пространства, наличия противофильтрационных завес, стен в грунте и т.п.;
Найдены новые зависимости, позволяющие рассчитывать разные виды вертикальных дренажей на городских территориях с учетом особенностей освоения подземного пространства;
Разработан универсальный подход, позволяющий получать расчётные зависимости для пластов любой, в т. ч. и неограниченной мощности;
Предложено обобщение метода фиктивной инфильтрации для нестационарных фильтрационных потоков к дренажам.
Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что разработанный научно-методический подход к обоснованию проектных решений по расчётам дренажей застроенных территорий может использоваться широким кругом специалистов научно-исследовательских и проектно-изыскательских организаций, органов охраны природы при проектировании, эксплуатации и экспертизе систем инженерной защиты от подтопления застроенных и застраиваемых территорий. При этом возрастает обоснованность проектных решений, снижаются капитальные затраты на строительство дренажей, эксплуатационные затраты на откачку дренажных вод.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались:
на международной научной конференции «Каспий - настоящее и будущее» (г. Астрахань. 16-17 ноября 1995 г.);
на международном симпозиуме маркшейдеров (г. Белгород, 1998 г.);
в школе дренажа осушаемых земель международного сельскохозяйственного центра (г. Вагенинген, Нидерланды, август-ноябрь 1995 г.);
на международных конгрессах «Экватек» (г.Москва, 2000, 2002 г.г);
на Всероссийской конференции «Современные проблемы гидрогеологии и гидромеханики» (г. Санкт-Петербург, 2002 г.).
Полученные в работе расчетные зависимости использовались при обосновании проектных решений по защите от грунтовых вод большого числа объектов в г. Москве и других городах России.
Основные положения, которые выносятся на защиту:
Разработка и развитие теоретических основ метода фиктивной инфильтрации для расчетов дренажей городских территорий;
Получение прогнозных зависимостей для расчета различных систем горизонтальных дренажей на застроенных территориях;
Получение прогнозных зависимостей для расчета различных систем вертикальных дренажей на застроенных территориях;
Оценка точности и применимости метода фиктивной инфильтрации для расчета дренажей.
Использование метода фиктивной инфильтрации для расчета дренажей в водоносных пластах неограниченной мощности; *
Оценка экономической эффективности результатов выполненных исследований.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано восемь статей.
Объём работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций. Общий объем работы составляет 140 стр., включая 32 рисунка, 15 таблиц и список литературы из 81 наименования.
