5.2.3 Типизация техногенных воздействий г. Гомеля
На основании работ 1, 22, 25, 40, 42, 65, 86, 91, 123, 140, 143 и др., а также при использовании в качестве основы ситуационного плана г. Гомеля масштаба 1:15 000, составленного и изданного Белорусским картографо-геодезическим объединением «Белгеодезия» в 1998 году, нами для территории города Гомеля выделены основные типы функциональных зон с присущими им основными факторами техногенного воздействия на геологическую среду и вызываемыми ими инженерно-геологическими процессами и явлениями (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 – Карта-схема техногенных нагрузок г. Гомеля.
1 – незастроенные территории; 2 – жилая застройка усадебного типа; 3 – многоэтажная жилая застройка; 4 – промышленные зоны; 5 – коммунально-складские зоны; 6 – основные дорожные узлы; 7 – автостоянки, гаражи; 8 – территории общественного назначения (больницы, стадионы); 9 – железные дороги; 10 – автомагистрали.
В общем, нами они расклассифицированы следующим образом:
I. Факторы сильного воздействия: промышленные зоны (6 баллов), многоэтажная жилая застройка (5 баллов), транспортные магистрали (4 балла).
II. Факторы среднего воздействия: коммунально-складские зоны, территории автостоянок и гаражей (3 балла).
III. Слабого воздействия: территории общественного назначения и жилая застройка усадебного типа (2 балла), незастроенные территории (1 балл).
I. Факторы сильного воздействия. I.6. Промышленная зона. Передаются статические и динамические нагрузки на грунты, проводится инженерная подготовка территории, оказывается интенсивное тепловое воздействие, происходят утечки из коммунальных сетей и инфильтрация технологических растворов, осуществляется электромагнитное воздействие. Это может привести к техногенному подтоплению, изменению напряженного состояния пород, подпору грунтовых вод, изменению агрессивности и электрохимической коррозионной активности подземных вод и грунтов, изменению направленности и интенсивности экзогенных процессов [24, 25, 33, 44]. Загрязняющие вещества от промышленных предприятий, в основном, являются долгоживущими, поэтому их влияние будет сказываться на протяжении многих лет. По интенсивности и спектру техногенных воздействий эта зона, в общем, оказывает самое сильное влияние на геологическую среду. Хотя, следует учесть, что интенсивность воздействия различных по классу промышленных предприятий, различна. Например, нельзя ставить в один ряд техногенную нагрузку от северного промышленного комплекса, или завода «Эмальпосуда», или воскового завода. Поэтому наша схема достаточно условна. К промышленным зонам отнесены те территории, которые, по нашему мнению, передают значительные техногенные нагрузки на геологическую среду. Тем не менее, учитывая в общем большие техногенные нагрузки от промышленных предприятий, мы, по шкале интенсивности воздействий, присвоили этой форме техногенеза 6 баллов.
I.5, III.2. Жилая застройка. Нами выделяется многоэтажная жилая застройка и жилая застройка усадебного типа. Направленность инженерно-хозяйственного воздействия на геологическую среду у них одинаковая, разница только в интенсивности воздействия. На территориях жилой застройки осуществляется инженерная подготовка территории, асфальти-рование; сказываются статические нагрузки, отепляющее воздействие зданий и теплоцентралей, утечка водопроводных и канализационных вод. При этом учитывалось, что территория жилой застройки усадебного типа не канализирована, т.е. весь объем потребляемой воды, в т.ч. для целей полива, уходит в грунт. Все это может вызвать подпор грунтовых вод, подтопление, изменение напряженного состояния пород, загрязнение подземных вод и грунтов, изменение направленности и интенсивности экзогенных процессов.
Территории общественного назначения (больницы, парки, стадионы, кладбища и т.п.) испытывают различную техногенную нагрузку. В общем, она может быть такой же, как и на застроенных или незастроенных территориях. Поэтому, мы сочли целесообразным объединить ее по интенсивности техногенного воздействия с территориями жилой застройки усадебного типа.
По шкале интенсивности воздействия для многоэтажной жилой застройки нами определено 5 баллов, для жилой застройки усадебного типа и зон общественного назначения – 2 балла.
III. 4. Транспортные магистрали относятся к линейным факторам воздействия. Поэтому на карте определенными площадями показаны только крупные транспортные коридоры. Для них характерны следующие виды инженерно-хозяйственного воздействия на геологическую среду: инженерная подготовка территории, асфальтирование, действие динамических нагрузок, использование противогололедных средств, воздействие ЛЭП. Все это может привести к пучению грунтов, изменению их напряженного состояния, тиксотропным процессам, повышению электрохимической коррозионной активности грунтов, активизации эрозионно-денудационных процессов на склонах и возникновение их на откосах. Создание насыпей и дорожных выемок изменяет поверхностный сток на прилегающей к инженерным сооружениям полосе, что приводит к изменению мощности зоны аэрации, условий движения и состава подземных вод. В откосах насыпей и в дорожном полотне, чаще всего, при нарушении технологии работ, могут возникать техногенная суффозия и линейная эрозия [24, 25, 33, 44]. Особенно значительные области загрязнения подземных вод (в частности, свинцовое, хлоридное) формируются вдоль железных и автомобильных дорог [134]. По шкале интенсивности воздействия – 4 балла.
II. Факторы среднего воздействия. II.3. Коммунально-складские зоны зачастую трудно отделить от промышленных зон. В том случае, если они обособленны, то основным фактором инженерно-хозяйственного воздействия на геологическую среду может являться поступление в подземные воды и грунты химически активных веществ, которые могут вызвать физико-химические изменения в водоносных горизонтах и грунтах.
По интенсивности и характеру воздействия на геологическую среду мы сочли возможным объединить эти зоны с зонами автостоянок и гаражей. Следует отметить специфический характер их техногенного воздействия – загрязнение геологической среды углеводородами в сочетании с динамическими нагрузками. При больших объемах углеводородного загрязнения летучие компоненты могут накапливаться на капиллярной кайме, что в особых случаях может быть пожароопасным. В случае прорыва капиллярной каймы углеводородами произойдет загрязнение грунтовых вод, которое будет распространяться как вверх, так и вниз по водоносному пласту. Хотя такой тип воздействия может проявляться и на территориях коммунально-складских зон.
Эти особенности позволили нам выделить эти территории в отдельный вид и оценить их воздействие в 3 балла.
I. Факторы слабого воздействия. I.1.Незастроенные территории. В них может сказываться техногенное влияние соседних участков, например, техногенное подтопление, загрязнение подземных вод, влияние водозаборов. По интенсивности воздействия им присвоен минимальный балл – 1.
Водозаборы оказывают концентрированное сильное воздействие. Основным его фактором является водоотбор, который приводит к оседанию земной поверхности, интенсификации суффозионно-карстовых процессов и перетоку воды в нижележащие горизонты и, следовательно, к некоторому снижению уровня грунтовых вод. Кроме того, водоотбор подземных вод приводит к формированию депрессионных воронок. Их глубина на водозаборах Центральный, Юго-Западный и Кореневский в альб-нижнесеноманском водоносном комплексе, по данным В.Г. Жогло, достигает 30-50 м.
Процессы влияния водозаборов на инженерно-геологические условия территории г. Гомеля изучены явно недостаточно. Эта проблема требует дополнительных специальных исследований. Тем не менее, нами на карте выделены зоны влияния четырех водозаборов: Центрального, Юго-Западного, Кореневского, и водозабора Сож, радиус зон влияния которых превышает 10-15 км.
Теплотрассы, а так же системы водоснабжения и водоотведения являются линейными факторами воздействия. С ними связан, в первую очередь, процесс техногенного подтопления территории, причинами которого являются систематические и аварийные утечки из водонесущих коммуникаций. Кроме того, теплоцентрали существенно влияют на тепловой режим подземных вод и грунтов, что зачастую влияет на изменение физико-механических свойств грунтов, например, на их водопроницаемость, несущую способность и т.д.
Часто, при нарушении технологии работ, вдоль трасс подземных коммуникаций проявляется техногенная суффозия. Процесс формируется в насыпных грунтах и вызывает образование воронок на поверхности земли.
При определенном масштабе карты (1:25 000) масштабными знаками эту зону показать невозможно. Внемасштабными знаками из-за большой загруженности карты информацией мы решили, что эту зону показывать нецелесообразно. Но влияние ее на устойчивость геологической среды при проектировании различных зданий и сооружений учитывать необходимо.