В. А. Хомич экология городской среды
жүктеу/скачать 27,31 Mb.
|
EKOLOGIYa.gordskoj.sredy.dr.
| Природно-техногенные опасности. Урбанизация породила новые виды экологических проблем, получившие название природно-техногенных или инженерно-геологических опасностей. Под природно-техногенными опасностями понимают процессы и явления, которые развиваются в геологической среде в результате техногенных воздействий [6]. К ним относятся: опускание территории, подтопление, карстово-суффозионные провалы, техногенные физические поля. Природно-техногенные процессы могут приводить к преждевременной деформации зданий и сооружений, ускоренному разрушению подземных коммуникаций, а в ряде случаев представлять угрозу для жизни людей. На территории городов техногенные воздействия вызывают появление новых или усиление медленно протекающих природных процессов.
Опускание территорий. Под влиянием тектонических движений земная поверхность медленно опускается или поднимается. На спокойных участках континентов подъем или опускание (либо чередование того и другого) происходит со скоростью от долей миллиметра до 2…3 мм/год. В активных зонах земной коры, например в Гималаях, скорость подъема поверхности составляет 20…30 мм/год. В городах, на фоне естественного движения поверхности Земли, наблюдаются локальные процессы опускания территории. Причинами опускания городских территорий являются дополнительные статические и динамические нагрузки от зданий, сооружений и транспортных систем города. Скорость и негативные последствия процессов значительно превосходят параметры природных явлений. Так, если в основании сооружений залегают скальные грунты, их сжимаемость под влиянием самых высоких и массивных зданий не превышает 5…15 см. Если же объекты города возведены на слабых (глинистых, заторфованных, илистых) грунтах, сжимаемость грунтовых толщ резко возрастает, причем не только под отдельными зданиями, но и на всей территории города. Особую опасность эти процессы имеют для городов, расположенных на морских побережьях, так как вследствие оседания суши возможно затопление городских территорий морскими водами. Проблемы затопления возникали в городах Токио, Осака, Венеция. Процессы опускания городских территорий усиливаются при извлечении подземных вод. Поэтому для защиты г. Токио и г. Осака от наводнений были построены дамбы и одновременно введены ограничения на объемы откачиваемых подземных вод. Катастрофических размеров достигло опускание поверхности в г. Мехико. Процесс начался в конце XIX века. К концу 70-х годов ХХ века вся территория города опустилась более чем на 4 м, а его северо-восточная часть – на 9 м. Процесс удалось стабилизировать за счет сокращения объемов откачиваемых вод [6]. Опускание поверхности земли связано с добычей нефти и газа. При этом понижение уровня земной поверхности наблюдается на больших площадях, включающих и территорию городов. Так, добыча нефти и газа в районе г. Лонг-Бич (Калифорния, США) обусловила скорость оседания его территории к 1952 г. на 30…70 см/год. К началу 1960-х годов опускание поверхности достигло 8,8 м, а площадь оседания – 52 км2. Были повреждены промышленные предприятия, жилые здания, транспортные пути, морской порт. Процессы опускания территории происходят на нефтяных месторождениях Азербайджана, Венесуэлы, Италии, Таджикистана, Японии. Эта проблема актуальна для нефтяных месторождений Западной Сибири, так как опускание ее территории, даже на несколько десятков сантиметров, увеличит ее и без того сильную заболоченность. Подтопление. Развитию процесса подтопления в городах способствует наличие в верхней части геологического разреза слабопроницаемых глинистых прослоев, перекрытых сверху более проницаемыми песчаными и супесчаными отложениями. Подъем уровня грунтовых вод приводит к затоплению подвальных и технических помещений, заболачиванию территории. В результате снижается несущая способность грунтов и, как следствие, наблюдаются преждевременные деформации сооружений и подземных коммуникаций. Подтопление может вызывать загрязнение грунтовых вод, усиливать коррозию подземных коммуникаций, приводить к деградации почв и угнетению растительности. Причиной подтопления городских территорий является усиление режима питания грунтовых вод и, как следствие, подъем их уровня. Природным источником питания грунтовых вод являются атмосферные осадки. Однако основными источниками питания грунтовых вод на городских территориях являются утечки из водопроводов, канализации, систем теплоснабжения. Ими также могут быть фильтрации из прудов и строительных котлованов. Согласно расчетам, только 30% инфильтрационного питания грунтовых вод в г. Москве формируются атмосферными осадками, остальные 70% образуют утечки из водонесущих систем города [6]. Процесс инфильтрации атмосферных осадков в почвогрунты городских территорий зависит от климатических условий местности, микроклимата застройки, природы грунтов. Подтоплению способствует нарушение естественных условий поверхностного стока воды из-за: строительной перепланировки территории (выравнивание рельефа, засыпка овражнобалочной сети и долин мелких рек), недостаточно развитой системы ливневой канализации, экранирования испаряющей поверхности территории непроницаемыми покрытиями (например, асфальтом), уменьшения проницаемости грунтов под воздействием веса зданий и сооружений, барражирования (перекрытия) потока грунтовых вод заглубленными конструкциями (например, подземными частями и фундаментами зданий, линиями метрополитена). Проблема подтопления городских территорий существует в таких странах как Англия, Германия, Китай, Россия, Франция. Из 1087 городов России подтопление отмечается в 792 (73%). К числу таких городов относятся Москва, Санкт-Петербург, Омск, Новосибирск, Томск, Ростов-наДону, Новгород, Ярославль, Казань [6]. В настоящее время в подтопленном состоянии находится 80% территории г. Омска. Карстово-суффозионные провалы. Развитие карстово-суффозионных процессов характерно для геологической среды с близким к поверхности залеганием растворимых и вымываемых пород: солей, гипса, известняка, мела. В этих местах часто образуются карстовые пустоты. Если они расположены на глубине не более 100 м от поверхности, кровля перекрывающих их пород может обрушиться, а на поверхности земли появится карстовая воронка. Подобные образования известны во многих странах – Австрии, Англии, Италии, России, США, Индии, Испании и др. На территориях, сложенных карстующимися породами, могут находиться пустоты, возраст которых измеряется сотнями миллионов лет. Устойчивость городских территорий, пораженных карстом, может нарушить интенсивная откачка подземных вод и изменение установившегося гидродинамического режима. В этом случае здесь развиваются карстовосуффозионные процессы, приводящие к образованию воронок природнотехногенного генезиса. В России в районе г. Дзержинска на площади 283 км2 с 1935 по 1959 гг. произошло 54 провала, а в районе г. Уфы за последние 65 лет зарегистрировано более 80 провалов. За последние 30 лет в северо-западной части Москвы образовалось 42 карстово-суффозионных провала. Провальные воронки имели диаметр от нескольких метров до 40 м, глубину от 1,5 до 5…8 м. Повреждены три пятиэтажных здания, жителей которых пришлось переселить, а дома разобрать [6]. Техногенные физические поля. Интенсивная хозяйственная деятельность в городах вызывает образование в геологической среде техногенных физический полей – вибрационных, блуждающих электрических токов, температурных. Вибрационные поля обусловлены прежде всего движением транспорта. Они оказывают динамическое воздействие на грунты, вызывая снижение их несущей способности, ухудшают техническое состояние зданий и сооружений. Вибрационные поля негативно влияют на состояние здоровья населения. Электрические поля блуждающих токов на территории городов образуются за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта, заземленных промышленных установок, станций катодной защиты. Эти поля повышают коррозийную активность грунтов по отношению к подземным коммуникациям, например к стальным трубопроводам. Температурные поля. В геологической среде урбанизированных территорий создаются зоны тепловых аномалий с повышением температуры над фоном до 10 и более градусов. Причинами этого явления могут быть: утечка нагретых вод из подземных коммуникаций, тепловыделение отдельных промышленных объектов, использование подземных вод в качестве охладителей систем кондиционирования воздуха, нарушение естественного режима поглощения солнечного тепла из-за сильной загрязненности атмосферы и экранирования значительной части площади городской территории различными объектами. Температурные аномалии повышают агрессивность грунтов и грунтовых вод по отношению к подземным сооружениям и коммуникациям, отрицательно влияют на почвенную биоту и состояние подземных вод. Таким образом, природно-техногенные опасности, развиваемые в геологической среде городов при техногенных воздействиях, приводят к нарушению устойчивости зданий, сооружений и подземных коммуникаций, сокращают, по сравнению с проектным, период их безопасного функционирования. Устойчивость городских территорий, безопасное проживание на них, сохранение объектов города может быть обеспечено прежде всего районированием территории по природным условиям, созданием системы прогнозирования и предупреждения, принятием адекватных архитектурнопланировочных решений, использованием конструкций и зданий повышенной надежности. жүктеу/скачать 27,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|