I. водные ресурсы
| Вид материала | Документы |
- Водные ресурсы мира, 23.44kb.
- Реферат по дисциплине «Природопользование и экономика» Тема: «Водные ресурсы и проблемы, 255.94kb.
- Урок географии в 8 классе по теме «Водные ресурсы России», 102.07kb.
- №4 2007 г. Ресурсы и экология общие вопросы природопользования, 113.23kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 01 Мировой водный баланс, водные ресурсы, 435.29kb.
- Водные ресурсы как фактор влияния на взаимоотношения центрально-азиатских государств, 580.49kb.
- 6М080500 – Водные ресурсы и водопользование Гидрологии, 138.8kb.
- «Водные ресурсы», 214.71kb.
- 2 Водные биологические ресурсы и их использование, 111.58kb.
- 11. Природно-ресурсный потенциал мирового хозяйства, 979.18kb.
2.6. Подверженность населенных пунктов воздействию
подтопления грунтовыми водами
В Новосибирской области особо остро стоит проблема подтопления грунтовыми водами населенных пунктов и сельскохозяйственных площадей, которое усугубляется причинами техногенного характера.
Подъем уровней грунтовых вод в городах и райцентрах западных районов области приводит к переувлажнению земель, заболачиванию, угнетению растительности и ухудшению санитарного состояния территории.
В результате техногенного подъема уровней грунтовых вод на застроенных территориях наблюдается целый ряд негативных последствий, ухудшающих условия проживания людей: происходят изменения фильтрационных свойств пород зоны аэрации, ухудшение несущих свойств грунтов и интенсивное загрязнение грунтовых вод вследствие непосредственного контакта с загрязненными грунтами и породами зоны аэрации. Недооценка опасности подтопления может привести к неоправданным затратам, связанным с переносом зданий и сооружений или их восстановлением, сооружением дорогостоящих защитных сооружений.
Дождливый летне-осенний период 2009 г. способствовал повышению уровней грунтовых вод на преобладающей территории области. На конец августа 2009 г. они были близки к «паводковым». На обширных площадях в городах Татарске, Барабинске, Чулыме, Карасуке, Купино, Куйбышеве, райцентрах Багане, Убинском, Кочках, Чистоозерном, пгт. Коченево, Чаны уровни грунтовых вод не опускались на глубину ниже 1 м. Близкие к поверхности земли уровни грунтовых вод (до 3 м) отмечались также на территории городов и населенных пунктов правобережья области (гг. Новосибирск, Искитим, Черепаново, Тогучин, Бердск, пгт. Мошково, с. Лебедевка Искитимского района, с. Светлая Поляна Болотнинского района и т.д.). Такое высокое стояние уровней грунтовых вод обусловлено не только природными, но и техногенными факторами.
Ниже рассматриваются только те объекты, по которым Территориальный Центр государственного мониторинга геологической среды ОАО «Новосибирская геологопоисковая экспедиция» ведет наблюдения за процессами подтопления.
Уровенный режим подземных вод на территории г. Новосибирска изучается с 1987-1989 гг. В многолетнем плане характер изменения уровней подземных вод на правобережье значительно отличается от левобережной части города.
Преобладающие глубины залегания подземных вод в 2009 году в Ленинском районе зафиксированы до 5 м, в Кировском – от 2-5 до 5–10 м, в долинах рек правобережья – в интервале 0–5 м, на их водоразделах – в интервале 5–10 м и ниже, в центральной и восточной частях Калининского и на северо-востоке Дзержинского районов – от 0–2 до
2-5 м.
В левобережной части города процесс техногенного подтопления охватывает значительную часть Кировского района, в том числе промышленную зону по улицам Сибиряков-Гвардейцев, Северному проезду, Петухова, Мира и жилмассивы Затулинский, Северо-Чемской, Паласса и др.
На правобережье Новосибирска техногенный подъем уровня грунтовых вод отмечается, практически, на всей территории и составляет от нескольких метров до 20– 25 метров. Техногенно подтоплены (т.е. уровень грунтовых вод достиг критических отметок 0–2 м) значительная часть Дзержинского и Калининского районов, Гусинобродский и Волочаевский жилмассивы. Например, по данным ОАО «Стройизыскания» на территории Учительского жилмассива в конце 50-х годов до глубины 15 м вода отсутствовала, в настоящее время сформирован техногенный водоносный горизонт на глубине 1,5-2,5 м. На территории Гусинобродского жилмассива, где ранее разрабатывались глиняные карьеры, подъем уровня грунтовых вод составил порядка 10-20 м. Активно развиты процессы техногенного подтопления на Кропоткинском, Линейном, Восточном, Плехановском жилмассивах. Следует отметить, что даже в центральной части города Новосибирска, где условия строительства характеризуются как благоприятные, подъем уровня грунтовых вод составил порядка 20 м.
Основными причинами подтопления г. Новосибирска являются:
- возрастающая техногенная деятельность человека, утечки из городских водонесущих коммуникаций, строительство подпорных стенок и набережных, перекрывающих выход грунтовых вод в естественные речные потоки, приводят к обводненности грунтовых масс, что способствует их переходу в плывуны с характерными для них подвижками и осадками, которые могут вызвать снижение несущей способности элементов конструкций зданий и сооружений;
- направление стока рек Каменка, Ельцовка–1 на значительном протяжении русла в коллекторы, что нарушает естественный приток подземных вод, питающих реки, уменьшает водосборную площадь и вызывает подъем горизонта подземных вод с подтоплением подвалов зданий;
- необеспеченность Новосибирска ливневой канализацией. В настоящее время в городе эксплуатируется 196,4 км магистральных коллекторов, построенных в соответствии со схемой 1960 г., основной целью которой было прекращение оврагообразования в черте города, но и сегодня около 70 % территории города не имеет ливневой канализации, что приводит к периодическому подтоплению жилых домов, городских сооружений, проезжих частей улиц, дорог, автомагистралей, железнодорожных путей.
Неудовлетворительное состояние существующих коллекторов, их заиливание в связи с предельно малыми уклонами, неудовлетворительным содержанием дорог (утрачены дождеприемники, не убирается лотковая часть, отсутствуют поребрики или газоны возвышаются над ними, несвоевременно убираются загрязнения, накопившиеся в зимний период).
Уровень активности процессов подтопления в 2009 г. оставался высоким.
По прогнозу естественного изменения уровней грунтовых вод на 2010 год, выполненного с помощью ИС GeoLink на основе внутрирядной их зависимости, отражающей общую многолетнюю тенденцию (тренд) и повторяющуюся закономерность (циклы), уровни в 2010 году ожидаются выше уровней 2009 года.
Города Барабинск и Татарск расположены на плоской лесостепной, с многочисленными озерами и болотами Барабинской равнине, характеризующейся низкими фильтрационными свойствами грунтов, близким залеганием водоупора, слабой естественной дренированностью.
В течение 1983–2009 гг. уровенная поверхность грунтовых вод на территории городов колебалась в зависимости от водности лет в следующих пределах (табл. 2.17).
Таким образом, амплитуды колебаний уровней в течение 26-27-летних наблюдаемых периодов на территории городов Барабинска и Татарска составляют: зимних меженных минимальных – 0,5–1,8 м, весенне-летних максимальных – 0,3–1,4 м, среднегодовых – 0,35–1,3 м.
Если рассматривать предвесеннее стояние уровней грунтовых вод 2009 г. относительно 2008 г., то имела место тенденция к их понижению на территории г. Татарска до 0,32 м при среднеплощадном 0,15 м. На территории г. Барабинска срезка относительно 2008 г. составила ± 0,4 м.
Таблица 2.17
| | Уровни грунтовых вод за 1983-2009 гг. в метрах: | ||
| предвесенние минимальные | весенне-летние максимальные | среднегодовые | |
| г. Барабинск | |||
| Глубины залегания уровней | 0,1-2,8 | 0-1,5 | 0,5-2,3 |
| Амплитуда колебаний уровней, м | 0,8-1,1 | 0,3-1,4 | 0,35-1,3 |
| г. Татарск | |||
| Глубины залегания уровней | 0,5-2,3 | 0,1-1,14 | 0,3-1,8 |
| Амплитуда колебаний уровней, м | 0,5-1,8 | 0,5-1,2 | 0,5-0,9 |
Весенне-летние максимальные уровни грунтовых вод на территории рассматриваемых объектов повысились всего на 0,01–0,1 м, реже до 0,2–0,3 м. Преобладающие их глубины в 2009 г. – 0,5-1 м.
Дождливое лето 2009 г. способствовало высокому стоянию уровней. В октябре-ноябре 2009 г. они были близки к «паводковым».
Райцентр Баган. Территория его характеризуется довольно плоским однообразным рельефом с абсолютной отметкой поверхности земли около 107 м и с незначительным пологим понижением до 105 м к долине р. Баган. На фоне равнинного рельефа в западной и юго-западной частях его выделяются гривы с максимальной абсолютной отметкой до 111 м. Грунтовые воды приурочены к песками и подстилаемыми мощной толщей плотных глин.
В течение 1989-2009 гг. уровенная поверхность грунтовых вод на территории Багана колебалась в зависимости от водности лет в следующих пределах (табл. 2.18):
Таблица 2.18
| | Уровни грунтовых вод за 1983-2009 гг., в метрах: | ||
| минимальные | максимальные | среднегодовые | |
| Глубины залегания уровней | 0,6-3,4 | 0-2,5 | 0,3-2,9 |
| Амплитуда колебаний анализируемых уровней, м | 0,8-2,2 | 0,4-2,6 | 0,9-1,7 |
Амплитуда колебаний в течение 20-летнего наблюдаемого периода экстремальных и среднегодовых уровней в западной и юго-восточной частях села достигает 2,6 м, а на остальной территории преимущественно до 1 м.
Преобладающие глубины залегания предвесенних минимальных уровней 2009 г. были от 1 до 2 м, в западной части Багана – до 3 м и ниже, а весенне-летних – в основном до 1 м. Дождливое лето 2009 г. способствовало высокому стоянию уровней. В октябре-ноябре 2009 г. они были близки к «паводковым».
По сравнению с 2008 г. предвесенние минимальные уровни грунтовых вод были ниже до 0,21 м при среднеплощадном снижении 0,11 м, а максимальные - выше до 0,5 м при среднеплощадном повышении 0,19 м.
Поселок городского типа Мошково. Одной из серьезных проблем для территории Мошково является процесс подтопления, которому подвержена основная часть населенного пункта, расположенная к северу и северо-западу от Транссибирской магистрали.
Процесс подтопления начал проявляться в 70–80-е годы при активном строительстве 2-3-х этажных зданий на насыпных грунтах. В настоящее время в подвалах этих домов отмечается вода. В окружающем частном секторе затоплены погреба и подполья, огороды практически не осваиваются. Нарушение естественного стока поверхностных вод в западном направлении, из-за строительства высоконасыпной автодороги по ул. Народная, привело к подъему уровня грунтовых вод в северо-восточной части поселка. В связи с выходом грунтовых вод в бессточных понижениях на поверхность, происходит активизация процесса заболачивания.
Территория в границах подтапливаемой зоны пгт. Мошково в основном имеет ровную поверхность с отдельными слабо заболоченными участками. Уклон выровненной поверхности северо-западный – 0,8–5 %. Грунтовые воды приурочены к слабоводоносным покровным образованиям и отложениям краснодубровской свиты общей мощностью от 28 до 54 м, представленным в верхней части разреза суглинками с весьма слабыми фильтрационными свойствами, в нижней – тяжелыми суглинками и глинами, залегающими на глинистых отложениях верхнекочковской подсвиты.
В течение 2004-2009 гг. уровенная поверхность грунтовых вод на территории пгт. Мошково колебалась в следующих пределах (табл. 2.19):
Таблица 2.19
| | Уровни грунтовых вод за 2004-2008 гг., м: | ||
| минимальные | максимальные | среднегодовые | |
| Глубины залегания уровней | 0,76-5,72 | 0-4,43 | 0,35-5,23 |
| Амплитуда колебаний анализируемых уровней, м | 0,46-1,81 | 0,25-1,42 | 0,31-0,82 |
Амплитуда колебаний в течение 6-летнего наблюдаемого периода зимнее-весен-них меженных минимальных уровней на территории пгт. Мошково составляла 0,46–1,81 м, весенне-летних максимальных – 0,25–1,42 м, среднегодовых – 0,31-0,82 м.
Относительно предыдущего года предвесеннее минимальное стояние уровней грунтовых вод в 2009 г. имело тенденцию к их повышению на величину от 0,01 до 0,28 м при среднеплощадном значении 0,03 м. Преобладающие глубины залегания предвесенних минимумов – 0,9–2,0 м.
Глубина залегания зеркала грунтовых вод на период летнего максимального повышения на территории, практически охватывающей весь центр поселка, составляла менее 1 м. Наиболее напряженные участки, как и в предыдущие годы, находились в пределах кварталов, примыкающих к перекресткам улиц: Народная – Пионерская и Советская – Пионерская. Названные участки имеют ровнопологую, выровненную и безовражную поверхности, недостаточный отвод атмосферных и хозяйственно-бытовых вод, что способствует пополнению запасов и повышению уровня грунтовых вод.
На интенсивно подтапливаемой территории в июне 2009 г. уровни грунтовых вод поднимались практически до поверхности и выше, с выходом на поверхность в виде мочажин. Амплитуда максимального подъема в зоне подтопления составляла 0,65-1,76 м. Максимумы 2009 г. были близки к предшествующим с отклонениями на величину ±0,1 м.
Город Бердск. Нарушение естественного равновесия территории без предварительной оценки состояния компонентов геологической среды обусловило подъем уровня грунтовых вод на застроенных частях г. Бердска. По топокартам прошлых лет поверхность города до ее освоения была изрезана озерными западинами, многочисленными глубокими оврагами. Планировочные работы с засыпанием понижений техногенными образованиями, местами мощностью до 10 м, привели к выравниванию территории. Это значительно уменьшило поверхностный сток и сконцентрировало в своих пределах атмосферные осадки.
Бурением скважин в пределах зоны, подверженной подтоплению, было выявлено в разрезах под современными почвами залегание лессовидных слабопроницаемых суглинков и супесей мощностью до 20 – 25 м. В их толще прослеживаются до трех маломощных (до 0,5–1 м, реже до 1,5 м) почвенных горизонтов, обладающих повышенной водопрочностью по сравнению с лессовидными отложениями и разделяющих их на пачки мощностью до 5–7 м. Грунтовые воды, приуроченные к покрову лессовидных отложений, в районах относительно выположенного рельефа близко залегают к поверхности (менее 2 метров). Гидравлический уклон потока на участке подтопления изменяется от 0,004 до 0,008.
В течение 2004–2009 гг. уровенная поверхность грунтовых вод на территории г. Бердска колебалась в следующих пределах (табл. 2.20):
Таблица 2.20
| | Уровни грунтовых вод за 2004-2008 гг., м: | ||
| | минимальные | максимальные | среднегодовые |
| Глубины залегания уровней | 2,13-7,78 | 0,98-7,71 | 1,61-7,74 |
| Амплитуда колебаний анализируемых уровней, м | 0,24-0,95 | 0,59-1,27 | 0,29-1,09 |
Амплитуда колебаний в течение 6-летнего наблюдаемого периода зимне-весенних меженных минимальных уровней на территории г. Бердска составляла 0,24–0,95 м, весенне-летних максимальных – 0,59–1,27 м, среднегодовых – 0,29–1,09 м.
В 2009 г. наиболее подтопленным участком в г. Бердске, как и в предыдущие годы, оставалась зона, ограниченная улицами Рогачева, Урицкого, Красная Сибирь и Советская площадью около 56 га. На участке с близким залеганием уровней грунтовых вод, обусловленным их техногенным подъемом, подвергаются подтоплению жилые дома и инженерные сооружения. Глубины залегания предвесенних минимальных уровней в 2009 году здесь составляли от 2,13 до 3,02 м и были близки к предшествующим с отклонениями на величину ±0,05 м.
Максимумы на подтапливаемом участке зафиксированы в мае, залегали на глубине 1,19-2,08 м и были ниже предшествующих на 0,21–0,28 м. Амплитуда весеннего подъема отмечена в пределах 0,71–1,09 м. Последующий незначительный спад уровней наблюдался до конца года.
В 2009 году уровни были наивысшими в течение 6-летнего наблюдаемого периода.
Не территории, расположеннрой вне зоны подтопления, уровенная поверхность грунтовых вод в 2009 г. была на самых низких отметках.
Село Лебедевка Искитимского района. В 70-80 годах прошлого столетия в южной части с. Лебедевка проводилась интенсивная застройка территории. Хозяйственное освоение вызвало в начале XXI века ряд негативных последствий в характере, направленности и скорости, протекающих в грунтовых толщах геологических процессов и, в первую очередь, обусловило подъем уровня грунтовых вод в застроенной части поселка.
Территория села расположена в пределах возвышенной грядовой денудационно-аккумулятивной равнины, сложенной лессовыми и лессовидными просадочными грунтами краснодубровской свиты, являющимися наиболее чувствительными ко всяким изменениям геологической среды. На основании проведенных инженерно-геологических изысканий на территории с. Лебедевка прослежены условия залегания, мощности и литологический состав приповерхностной субаэральной толщи. Бурением скважин в пределах выположенной площади средней части склона возвышенной равнины, подверженной подтоплению, было выявлено в разрезах площадное распространение первого от поверхности водоупорного слоя, состоящего из переслаивающихся тугопластичных тяжелых суглинков и глин (горизонта погребенной почвы). Глубина его кровли в зависимости от микрорельефа изменяется от 2,2 до 3 м.
Грунтовые воды, приуроченные к покрову лессовых отложений, близко залегают к поверхности (менее 2 метров).
Наблюдения за уровенным режимом грунтовых вод в 2004-2009 гг. свидетельствуют, что близкое залегание к поверхности значительного по площади слабонаклонного водоупорного слоя, на котором скапливаются инфильтрующиеся атмосферные осадки, создает наиболее благоприятные условия для пополнения запасов грунтовых вод в течение всего весенне-летне-осеннего периода. Источниками их пополнения в зоне подтопления являются также инфильтрация в зону аэрации воды при поливах приусадебных участков, сброс бытовых вод, возможны утечки из водопроводной сети.
В течение 2004–2009 гг. уровенная поверхность грунтовых вод на территории с. Лебедевка колебалась в следующих пределах (табл. 2.21):
Таблица 2.21
| | Уровни грунтовых вод за 2004-2008 гг., м: | ||
| | минимальные | максимальные | среднегодовые |
| Глубины залегания уровней | 2,08-5,58 | 0,4-5,26 | 1,06-5,31 |
| Амплитуда колебаний анализируемых уровней, м | 0,33-1,28 | 0,46-2,14 | 0,43-1,29 |
Амплитуда колебаний в течение 6-летнего наблюдаемого периода зимне-весенних меженных минимальных уровней на территории с. Лебедевка составляла 0,3–1,3 м, весенне-летних максимальных – 0,5–2,1 м, среднегодовых – 0,4–1,3 м.
В с. Лебедевка наиболее интенсивно подтапливается территория, примыкающая к улицам Ленина, Мира и Логовая (рис. 6.53). Здесь имеет место постоянное или временное затопление водой подвалов, погребов и других заглубленных частей построек. В подтопленном состоянии находится подземный трубопровод центрального водоснабжения.
На интенсивно подтапливаемой территории с уровнями грунтовых вод выше первого водоупорного горизонта погребенной почвы глубины залегания предвесенних минимальных уровней составляли от 2,38 до 3,25 м и были ниже предшествующих на 0,25–0,8 м.
На период максимального повышения (30.04.2009 г.) грунтовые воды залегали на глубине 0,09-1,23 м. Амплитуда весеннего подъема зафиксирована в пределах 1,86–2,58 м.
Анализируемый 2009 г. по водности был выше 6-летней нормы в среднем на 9 %.
На участке с уровенной поверхностью, находящейся ниже первого водоупорного горизонта погребенной почвы, затрудняющего взаимосвязь грунтового водоносного горизонта с зоной аэрации, глубины залегания предвесенних минимальных уровней составляли 4,44-5,49 м, а весенних максимальных – 2,15–3,67 м. Их последующее снижение, осложненное незначительным повышением в октябре-ноябре, достигло к концу года глубин 3,24–4,84 м.
Таким образом, высокое стояние уровней грунтовых вод на территории населенных пунктов области способствует быстрому износу наземных и подземных сооружений, заболачиванию и засолению почв, гибели растений, агрессивному воздействию на фундаменты сооружений и подземные коммуникации.
Вследствие подтопления грунтовыми водами ухудшаются физико-механические свойства грунтов, что ведет к неравномерным осадкам зданий и их деформациям, затоплению подвалов и погребов, фундаментов и конструкций, созданию антисанитарных условий проживания местного населения. Процессы подтопления вызывают развитие и активизацию других опасных экзогенных процессов (просадок грунтов, пучения и т.п.).
Следует отметить, что большая часть г. Новосибирска и других населенных пунктов построена до 80-х годов, когда в расчетах не учитывалась динамика изменения свойств грунтов в результате их замачивания. Инженерно-геологические изыскания для проектов планировки и генпланов городов выполнялись, в основном, в 1963–1979 гг.
Основными причинами подтопления являются:
- широкое региональное распространение слабофильтрующихся фильтрационно-анизотропных лессовых грунтов различного генезиса на территории восточной части области, включая Приобскую и Заобскую равнины, способных ухудшать свои фильтрационные свойства под воздействием строительства и эксплуатации;
- плоский рельеф Барабинской равнины, характеризующейся низкими фильтрационными свойствами грунтов, близким залеганием водоупора, слабой естественной дренированностью;
- техногенное влияние, нарушившее сложившееся равновесие природной среды;
- засыпка естественных водоемов, служивших местом сбора поверхностных вод с окружающей территории, без организации поверхностного стока с застраиваемой площади, нарушение исторически сложившегося стока поверхностных вод на территории с изобилием стариц, проток и болот;
- отсутствие соответствующей вертикальной планировки при строительстве города и системы дренажных и ливневых коллекторов;
- утечки в сетях водонесущих коммуникаций из-за их аварийного состояния;
- наличие на территории города железнодорожных насыпей и многочисленных автодорог, препятствующих естественному стоку.
Недооценка опасности проявлений экзогенных процессов всегда приводила к неоправданным затратам, связанным с переносом зданий и сооружений или их восстановлением, переселением людей, сооружением дорогостоящих защитных сооружений. Для уменьшения и ликвидации процессов техногенного подтопления территорий населенных пунктов, необходимо на долговременной основе планировать и осуществлять комплекс инженерных и коммунальных мероприятий – упорядочение и дренаж поверхностного и подземного (грунтового) стока; вертикальную планировку и подсыпку строительных площадок; предотвращение и оперативное устранение аварий водонесущих коммуникаций.