Чем опасны грунтовые воды, и как с ними бороться. Виды водоносных слоев и определение уровня грунтовых вод

Среди вод суши наибольшие запасы приходятся на подземные воды, общие запасы которых составляют 60 млн км 3 . Подземные воды могут находиться в жидком, твердом, парообразном состоянии. Они располагаются в почве и в горных породах верхней части земной коры.

Способность горных пород пропускать воду зависит от размеров и количества пор, пустот, трещин.

По отношению к воде все горные породы подразделяют на три группы: водопроницаемые (хорошо пропускают воду), водонепроницаемые (задерживают воду) и растворимые.

Растворимые породы - это калийная и поваренная соли, гипс, известняк. Когда подземные воды растворяют их, на глубине образуются большие пустоты, пещеры, воронки, колодцы (это явление называется карстом).

Водопроницаемые породы можно подразделить на две категории: проницаемые во всей их массе (однородно проницаемые) и относительно проницаемые (полупроницаемые). Примерами хорошо проницаемых горных пород служат галечники, гравий, песок. К полупроницаемым относятся мелкозернистый песок, торф и др.

Кроме этого, водопроницаемые породы могут быть влагоемкими и не влагоемкими.

Невлагоемкие породы - это горные породы, которые свободно пропускают воду, не насыщаясь ею. Это, например, пески, галечник и др.

Влагоемкие - это горные породы, которые удерживают в себе какое-то количество воды (например, один кубический метр торфа удерживает свыше 500 л воды).

К водонепроницаемым горным породам относятся глины, массивные кристаллические и осадочные породы. Однако эти породы могут быть разбиты трещинами и в естественных условиях стать проницаемыми.

Слои водонепроницаемых пород, над которыми залегают водоносные породы, называют водоупорными.

На водоупорных породах просачивающаяся вниз вода задерживается и заполняет промежутки между частицами вышележащей водопроницаемой породы, образуя водоносный горизонт.

Слои водопроницаемых пород, которые содержат воду, называются водоносными.

На равнинах, сложенных осадочными горными породами, обычно чередуются водопроницаемые слои и водоупорные.

Подземные воды залегают слоями (рис. 1). Их можно разделить на три горизонта:

• Верхний горизонт — это пресные воды, залегающие на глубине от 25 до 350 м.
• Средний горизонт - воды, залегающие на глубине от 50 до 600 м. Они обычно минеральные, или соленые.
• Нижний горизонт — вода, нередко погребенная, в высокой степени минерализованная, представлена рассолами. Залегает на глубине от 400 до 3000 м.

Глубокие горизонты вод могут быть ювенильным и (магматического происхождения) или реликтовыми. Вода нижних горизонтов в большинстве случаев образовалась в период формирования заключающих их осадочных пород.

По условиям залегания подземные воды подразделяют на почвенные, верховодку и воды насыщения — грунтовые и межпластовые (рис. 2).

Почвенные воды и верховодка

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы. Они необходимы для нормальной жизни растений.

Верховодка залегает неглубоко, существует временно, малообильна. В наших климатических условиях она появляется весной после таяния снега, иногда осенью.

Рис. 1. Слои подземных вод

Рис. 2. Виды вод по условиям

Грунтовые воды

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод называется зеркалом грунтовых вод. Расстояние от зеркала грунтовых вод до водоупорного слоя называют мощностью водоупорного слоя.

Грунтовые воды питаются просочившимися атмосферными осадками, водами рек, озер, водохранилищ.

В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать.

Так как глубина залегания грунтовых вод определяется прежде всего климатическими условиями, в разных природных зонах она различна. Так, в тундре уровень грунтовых вод практически совпадает с поверхностью, а в полупустынях находится на глубине 60-100 м, причем не повсеместно, и эти воды не обладают достаточным напором.

Большое влияние на глубину залегания грунтовых вод оказывает степень расчлененности рельефа территории. Чем она сильнее, тем глубже находятся грунтовые воды.

Грунтовые воды значительно подвержены загрязнению.

Межпластовые воды

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые.

Особую группу подземных вод составляют напорные межпластовые воды. Они полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением. Напором обладают все воды, заключенные в слоях, залегающих в вогнутых тектонических структурах.

Вскрытые скважинами и поднимающиеся вверх, они изливаются на поверхность или фонтанируют. Так устроены артезианские колодцы (рис. 3).

Рис. 3. Артезианский колодец

Химический состав подземных вод неодинаков и зависит от растворяемости прилегающих пород. По химическому составу различают пресные (до 1 г солей на 1 л воды), слабоминерализованные (до 35 г солей на 1 л воды) и минерализованные (до 50 г солей на 1 л воды) подземные воды. При этом верхние горизонты подземных вод обычно пресные или слабоминерализованые, а нижние горизонты могут быть сильноминерализованными. Минеральные воды по своему составу могут быть углекислыми, щелочными, железистыми и т. д. Многие из них имеют лечебное значение.

Температура подземных вод

По температуре подземные воды подразделяются на холодные (до +20 °С) и термальные (от +20 до +1000 °С). Термальные воды обычно отличаются высоким содержанием различных солей, кислот, металлов, радиоактивных и редкоземельных элементов.

Естественные выходы подземных вод (обычно грунтовых) на поверхность земли называется источниками (родниками, ключами). Они образуются обычно в пониженных местах, где земную поверхность пересекают водоносные горизонты.

Источники бывают холодными (с температурой воды не выше 20 °С), теплыми (от 20 до 37 °С) и горячими, или термальными (свыше 37 °С). Периодически фонтанирующие горячие источники называются гейзерами. Они находятся в областях недавнего или современного вулканизма (Исландия, Камчатка, Новая Зеландия, Япония).

Значение и охрана подземных вод

Подземные воды имеют большое значение в природе: являются важнейшим источником питания , болот; растворяют различные вещества в породах и переносят их; при их участии формируются карстовые и оползневые формы рельефа; при близком залегании к поверхности могут вызывать процессы заболачивания; снабжают растения влагой и растворенными в них элементами питания и т. д. Они широко используются человеком: являются источниками чистой питьевой воды; применяются для лечения целого ряда заболеваний человека; обеспечивают производственный процесс водными ресурсами; используются для орошения полей; из термальных вод получают большое количество различных химических веществ (йод, гауберову соль, борную кислоту, различные металлы); тепловая энергия подземных вод может служить для обогрева зданий, теплиц, получения электроэнергии и др.

На сегодняшний день во многих регионах состояние подземных вод оценивается как критическое и имеющее опасную тенденцию дальнейшего ухудшения. Несмотря на то что запасы подземных вод велики, возобновляются они крайне медленно, и это необходимо учитывать при их расходовании. Не менее важна и охрана подземных вод от загрязнений.

Подземные воды (причем не только поверхностные, но и глубинные) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека: от предприятий гор но-добываю щей промышленности, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, населенных пунктов и др. Среди загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Происходит ухудшение качества питьевой воды.

– это гравитационные подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, располагающегося на региональном водоупоре.

Образуются главным образом за счет инфильтрации (просачивания) атмосферных осадков и вод рек, озер, водохранилищ, оросительных каналов. В районах речных долин запасы грунтовых вод пополняются восходящими водами более глубоких горизонтов (например, водами артезианских бассейнов), а также за счет конденсации водяных паров.

Характеристика грунтовых вод

Поверхность грунтовых вод является свободной, т.к. грунтовые воды обычно безнапорные. На отдельных участках, где все же имеется местное водонепроницаемое перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод отличаются от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям. В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков и глубины залегания грунтовых вод их поверхность испытывает сезонные и многолетние колебания. Величины сезонных и многолетних амплитуд колебаний уровней грунтовых вод могут достигать 20 и более метров, что необходимо учитывать при строительстве различного рода объектов. Вблизи рек и водоемов изменения уровня, расхода и химического состава грунтовых вод определяются характером гидравлической связи их с поверхностными водами и режимом последних. Величина стока грунтовых вод за многолетний период приблизительно равна количеству воды, поступившей путем инфильтрации.

Зональность грунтовых вод

Различия условий формирования грунтовых вод обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова. В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовыt вод; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают соленые грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках. Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах).

Применение грунтовых вод

Грунтовые воды в силу относительно слабой защищенности от загрязнения имеют ограниченное применение как источники водообеспечения промышленных предприятий и городов. Однако для водоснабжения поселков и населенных пунктов в сельской местности их роль достаточно велика. По величине антропогенного воздействия на грунтовые воды различают естественный, слабонарушенный, нарушенный, сильнонарушенный и искусственный режимы грунтовых вод. Искусственный режим формируется преимущественно под влиянием техногенных факторов (интенсивная эксплуатация грунтовых вод, орошение земель в аридной зоне). Естественные многолетние изменения режима грунтовых вод во многих случаях могут быть причиной активизации оползневой деятельности, карстово-суффозионных процессов, регионального подтопления территории, угнетения наземных экосистем и др.

Для изучения закономерностей и механизмов формирования и прогноза режима грунтовых вод в России организована государственная и ведомственная службы его изучения и прогноза (гидрогеологический мониторинг). Разработана нормативно-методическая база ведения мониторинга и методы сезонных и долгосрочных прогнозов.

Источники: Общая гидрогеология. Климентов П.П. -М., 1980; Изучение, прогноз и картирование режима грунтовых вод. Семенов С. -М., 1980; Гидрогеология. Саваренский Ф.П. -М., 1935.

Мониторинг геоэкологических процессов Москвы в 2008 году

Целевое назначение мониторинга геоэкологических процессов - изучение динамики и контроль развития опасных геоэкологических процессов для выработки предложений и рекомендаций по своевременному предотвращению их негативных последствий при принятии управленческих решений.

Особенности ведения геоэкологического мониторинга на территории города Москвы определяются двумя взаимосвязанными условиями:

сложностью геолого-гидрогеологического строения и интенсивностью развития городского хозяйства.

Мониторинг геоэкологических процессов в 2008 г. осуществлялся по следующим направлениям: мониторинг грунтовых вод и мониторинг экзогенных геологических процессов, который в свою очередь разделяется на мониторинг оползневых и мониторинг карстово-суффозионных процессов.

Основные задачи работ:

Ведение мониторинга грунтовых вод, оценка гидродинамического, температурного, гидрогеохимического режима грунтовых вод по скважинам и родникам на территории города;

Контроль состояния пунктов территориальной режимной сети (инспектирование), в том числе контрольные замеры глубины, чистка, мелкий ремонт с заменой оголовков наблюдательных скважин;

Ведение мониторинга экзогенных геологических процессов, оценка, контроль и прогноз развития оползневых, карстовых, суффозионных процессов;

Информационное обеспечение органов управления в области природопользования и охраны окружающей среды (Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы) о развитии и активизации опасных геоэкологических процессов.

Мониторинг состояния грунтовых вод в Москве

Мониторинг грунтовых вод (гидрогеологический мониторинг) проводится по скважинам государственной территориальной наблюдательной сети (рис. 8.1.1), а также по родникам - естественным выходам подземных вод на поверхность.

В 2008 г. проводились наблюдения за уровнем и температурой грунтовых вод по 154 скважинам, пробы на химические анализы отбирались из 50 скважин и 55 родников, по 115 обследованным родникам замерялись расход (дебит) и температура воды. Выполнены лабораторные исследования на общий химический анализ (определение макрокомпонентов, рН, жесткости, минерализации, органолептических показателей, СПАВ, нефтепродуктов и пр.), масс-спектральный анализ (определение микрокомпонентов), радиологический (определение α и β радиоактивности), анализы на агрессивность для определения коррозионной активности воды-среды по отношению к бетонам, металлическим конструкциям и пр. Результаты гидрогеологического мониторинга в 2008 году практически подтверждают результаты 2007 года. Гидродинамический, температурный и гидрогеохимический режим на всей территории города нарушен. Но по данным трехлетних наблюдений можно уже выявить некоторые специфические особенности нарушенного режима.

Гидродинамический режим на территории города предопределен условиями техногенеза: естественное сезонное изменение положения уровней, условий питания и разгрузки грунтовых вод нарушены в результате площадного асфальтирования улиц, перепланировки поверхности, постоянного освоения подземного пространства, барражного эффекта, неравномерных водопонизительных работ при строительстве и работе дренажных сооружений, утечек из водонесущих сетей, прокладки новых коммуникаций и т.п. Влияние каждого из перечисленных факторов имеет локальный характер, однако, вследствие их совместного длительного воздействия, следует говорить о площадном техногенном изменении естественных гидрогеологических условий на территории мегаполиса. По данным режимных наблюдений в 2008 г., внутрисезонные изменения уровня подземных вод сопоставимы с аналогичными наблюдениями в 2005-2007 гг. В 2008 году амплитуда колебания уровней грунтовых вод (срочные замеры) по наблюдательной сети в целом по городу составила от 0,3 до 2,5 м.

Гидродинамический режим характеризуется как нарушенный и сильно нарушенный практически на всей территории города, менее 10% территории имеют, так называемый, слабо нарушенный режим, который приурочен к участкам, расположенным в лесопарковых зонах столицы.

Практически сохраняется соотношение типов температурного режима грунтовых вод: 87% замеренных скважин характеризуются значениями нарушенного и сильно нарушенного режима подземных вод (среднегодовая температура составляет от 8 до 12 и более 120С), 11% - слабо нарушенного режима (менее 80С); 3 скважины (две в Измайлове и одна в Новогирееве), что составляет менее 2% от опробованных скважин, имеют температуру грунтовых вод, близкую к естественным условиям - менее 70С.

Данные замеров температуры воды в родниках также указывают в основном на нарушенный температурный режим. В 56% от количества обследованных родников температура воды колеблется от 8 до 120С, в 4% - превышает 12-13С, 33% имеют слабонарушенный режим (7-80С), а температура в 7% обследованных родников близка к естественной: имеет 6-70С. Районы слабо нарушенного температурного режима приурочены, в основном, к территориям лесопарков (ВВЦ, Измайлово, Сокольники, Битцевский лесопарк и др.). Среднегодовая температура грунтовых вод не превышает здесь 8°С. Для районов со слабо нарушенным режимом характерны незначительные годовые амплитуды температуры - не более 0,2-0,5°С. Сильно нарушенный температурный режим характерен, в основном, для районов центральной части города и отдельных промзон; годовые амплитуды колебаний достигают 5-6°С. Повышенная температура грунтовых вод способствует увеличению их агрессивности, а следовательно, и активизации негативных процессов.

В 2008 году гидрогеохимический режим изучался по тем же 50 скважинам наблюдательной сети, что и в 2006-2007 гг., а также по 55 родникам. Опробование проводилось два раза в год: в конце весны - начале лета и осенью. В целом по городу наблюдается нарушенный гидрогеохимический режим грунтовых вод, обусловленный различными техногенными нагрузками. На застроенных территориях города Москвы преобладают грунтовые воды хлоридных типов (около 60% от всех опробуемых скважин). На слабо застроенных территориях парковых и лесопарковых зон преобладают воды гидрокарбонатных типов, потому более 70% родниковых вод гидрокарбонатные, поскольку родники расположены именно на таких территориях. Родниковые воды хлоридных типов составляют 19-20% от общего количества исследуемых источников.

Минерализация грунтовых вод в черте города колеблется от 0,3 до 2 г/л, местами до 6,5 г/л. В основном грунтовые воды пресные - имеют минерализацию до 1 г/л. Причем 6 опробованных скважин имеют постоянную повышенную минерализацию (во всех пробах на протяжении трех лет), 9 - случайную (в одной пробе или в одном году). Водородный показатель (рН) воды-среды изменяется от 5 до 9,5. В основной массе проб вода нейтральная (6-8). В 5-ти скважинах грунтовые воды слабокислые (рН<6). В одной пробе встречена слабощелочная реакция.

В прошлом году наблюдалось другое сочетание распределения показателя рН по скважинам. Постоянно кислую реакцию, наблюдаемую во всех пробах за три года, имеют пять скважин.

В 23 скважинах (в 2007 году - в 27), а это 46% от исследуемых, обнаружено содержание NH4, превышающее ПДК в несколько раз, что, возможно, связано с поступлением сточных вод непосредственно в грунтовые водоносные горизонты.

Результаты радиационного исследования показали наличие повышенной α- радиоактивности в 16 пробах из 100, а β-радиоактивности - в 1-ой. В сравнении с прошлыми периодами наблюдений не отмечается постоянства проявления и закономерности распределения по площади показателей радиоактивности.

Факт «случайности» распределения по пробам значений водородного показателя, повышенных значений минерализации, ионов NH4 +, Cl-, α- и β- радиоактивности подтверждает нарушение гидрохимического режима, связанное с локальными, но не постоянными техногенными нагрузками (источниками питания). В 67% исследованных скважин, так же как и в 2007 году, обнаружены нефтепродукты, кроме того, с 2007 года прослеживается тенденция увеличения концентрации от весенне-летних проб к осенним, чего не наблюдалось в предыдущий период.

Перманганатная окисляемость повышена в 28% проб. Более 50% проб имеют жесткие и очень жесткие воды: 6-9 и более 9 мг-экв/л. (Жесткость воды обусловливается содержанием в ней ионов кальция и магния.) Высокие концентрации хлора, нитратов, железа связаны с инфильтрацией техногенных загрязненных вод, повышенное содержание марганца, кальция может быть вызвано изменением кислотно-щелочного баланса, спровоцировавшего переход этих элементов в раствор из водовмещающих пород.

По результатам исследования в 2007 и 2008 годах агрессивности грунтовых вод отмечено, что все исследованные грунтовые воды в той или иной мере агрессивны по отношению к металлическим конструкциям, 24% из них агрессивны по отношению к бетонам нормальной проницаемости.

Агрессивная среда способствует коррозии и разрушению подземных коммуникаций и, как следствие, выводу их из строя, сопровождающемуся утечками и авариями, развитию и активизации опасных геоэкологических процессов: подтопления, суффозии, карста; агрессивные грунтовые воды способствуют увеличению агрессивности грунтов и почвенного покрова, деградации и плохой приживаемости зеленых насаждений в черте города.

Второй год проведения режимных наблюдений на родниках подтверждает нарушенность естественного гидродинамического, гидрогеохимического и температурного режима грунтовых вод, носящего характер, близкий к сезонному. В результате режимных наблюдений выявилось, что техногенное воздействие повлекло за собой изменение естественных условий питания и разгрузки родников, утратились закономерности, свойственные этому режиму. В меньшей степени естественный режим нарушен в лесопарках (Битцевский лесопарк, Бутовский лес, в Крылатском и др.).

В настоящее время пока еще в большинстве родников выявить закономерности гидродинамического режима не представляется возможным из-за малой продолжительности наблюдений.

По гидрохимическому составу 74% исследованных родников имеют гидрокарбонатный, гидрокарбонатно-сульфатный, гидрокарбонатно-хлоридный состав воды, 17% родников - хлоридно-гидрокарбонатный и хлоридно-сульфатный состав. И только 9% родников имеют сульфатно-гидрокарбонатный и сульфатно-хлоридный состав воды (то есть имеют повышенную минерализацию). По катионному составу воды не однородны, но с преобладанием кальций- и натрий-ионов.

Гидрохимическое опробование родниковых вод подтверждает тот факт, что качество родниковых вод на территории г. Москвы зависит от ряда природных и техногенных факторов, изменяется во времени и в большинстве случаев не соответствует требованиям ГН. 2.1.5. 1315-03 и СанПиНа 2.1.4. 1074-01.

Сопоставление характерных изменений химического состава, температуры, уровней грунтовых вод указывает на отсутствие общей природной закономерности их возникновения и распространения на территории мегаполиса, что может являться результатом влияния различных техногенных источников, действие которых различно по длительности и распространению.

Мониторинг экзогенных геологических процессов в 2008 г. проводился по двум основным направлениям: мониторинг оползневых и карстово-суффозионных процессов.

Ведение мониторинга глубоких оползней осуществлялось на 11 стационарных участках, расположенных в долинах рек Москвы и Сходни, а также в рамках Целевой среднесрочной экологической программы выполнялись работы по локальному мониторингу оползневых процессов на участках Воробьевы горы и Коломенское:

В СЗАО на участках Нижние Мневники, Хорошево-1, Хорошево-2, Щукино, Сходня;

В ЗАО на участках Фили-Кунцево, Поклонная гора, Серебряный бор, Воробьевы горы;

В ЮЗАО на участке Воробьевы горы;

В ЮАО на участках Коломенское и Москворечье;

В ЮВАО на участках Капотня и Чагино.

Мониторинг оползневых процессов в долинах малых рек проводился на всей территории города, но основное внимание уделялось западу и юго-западу столицы, где вышеназванные процессы развиты наиболее широко. Мониторинг карстово-суффозионных процессов проводился на территории СЗАО и САО.

Оползневые процессы активны на шести оползневых участках, расположенных на территории СЗАО, ЗАО, ЮЗАО и ЮАО: Воробьевы горы, Коломенское, Хорошево-1, Хорошево-2, Нижние Мневники, Москворечье, Серебряный Бор. На участке Хорошево-1 (СЗАО, возле Карамышевской набережной) продолжаются разрушения хозяйственных построек, расположенных на территории церкви Троицы Живоначальной. Инструментальный мониторинг и строительство противооползневых сооружений не ведется из-за приостановки финансирования. Между тем, нельзя исключать вероятность повторной активизации оползневого процесса с последующим отколом нового блока от плато, что может привести к серьезным разрушениям не только зданий, но и коммуникаций.

На участке Нижние Мневники (СЗАО) из-за активного развития оползневого процесса существует угроза разрыва Филевского водовода (часть его уже обнажена). В связи с этим, на данном участке необходимо организовать комплексный мониторинг и выполнить меры по инженерной защите склона.

В целях оперативного реагирования созданы дополнительные пункты наблюдений на оползневом участке Нижние Мневники, а выявленные данные направлены в Департамент жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства города Москвы для принятия оперативных мер.

На Воробьевых горах (ЮЗАО, ЗАО) выполнен широкий комплекс исследований, позволивший детализировать структуру оползневого склона. Впервые выделены два крупных оползневых блока в верхней части склона, где расположены водовод, канатно-кресельная дорога (ККД), трамплин, а также возле метромоста. Ранее считалось, что эта часть массива не затронута оползнем. С помощью новейших методов получены характеристики прочностных свойств пород, слагающих склон, что является основой для проектирования противооползневых мероприятий. Кроме того, была организована уникальная наблюдательная сеть за подвижками массива, как на поверхности, так и на глубине. По данным лабораторных исследований, глубина зоны скольжения составляет 65-40 м. По данным геодезических наблюдений, продолжаются медленные подвижки грунта в районе ККД. За летний период горизонтальные смещения составили 30 мм в средней части склона, а вертикальные - 5-6 мм в верхней части склона. Смещения реперов в плане возрастают по мере уменьшения абсолютных отметок поверхности земли (вниз по склону).

На участке Коломенское (ЮАО) в 2008 г. по результатам инструментального мониторинга, по сравнению с 2007 г., возросла активность глубоких оползней. Экспериментально подтверждена неравномерность движения грунта - оползень смещается рывками, т.е. имеет место цикличность процесса. Максимальные смещения наблюдательных знаков на поверхности земли и в глубине массива были зафиксированы в центральной части оползневого амфитеатра вблизи набережной, при этом наибольшие вертикальные смещения были отмечены в подошве крутого склона. В целях предупреждения оползневых процессов на данном участке продолжаются наблюдения за смещениями поверхности земли. При обследовании участков Щукино, Поклонная гора, Чагино и Сходня признаков активизации глубоких оползней не выявлено.

В пределах ЦАО и Зеленоградского АО проявления оползневых и карстово-суффозионных процессов отсутствуют. При обследовании долин малых рек были выявлены проявления различных генетических типов экзогенных геологических процессов (ЭГП). Большинство из них приурочено к долинам рек, протекающих на западе и юго-западе столицы. На севере и северо-востоке выявлены лишь единичные проявления ЭГП.

В 2008 г. на Ходынском участке (СЗАО) в рамках мониторинга карстово-суффозионных процессов продолжилось нивелирование II класса по стенным маркам и визуальное обследование зданий, деформация стен которых рассматривается как результат взаимодействия грунтов оснований, самих зданий и различных процессов, протекающих в массивах грунта. В 2008 году было проведено обследование 75 зданий, причем в первую очередь обследовались здания, расположенные вблизи известных карстовых и карстово-суффозионных воронок, погребенных котловин, а также мест повышенных оседаний земной поверхности, выделенных по результатам нивелирования.

По степени деформированности здания можно разбить на 4 категории.

К 4 категории относятся здания высокой степени деформированности (трещины более 4 мм), 3-я категория (средней степени) включает в себя строения с трещинами от 1 до 4 мм, к 2-ой относятся здания с трещинами до 1 мм, 1-ая степень - отсутствие деформаций.

В зонах влияния карстово-суффозионных воронок наблюдается возобновление (проявления) трещинных деформаций после косметического ремонта. Подобные случаи отмечены в районе улиц Куусинена и Зорге, станции метро Полежаевская, 1-го Хорошевского проезда - мест средоточения известных карстово-суффозионных воронок.

В 2008 г. продолжено изучение суффозионного процесса на территории г. Москвы в местах наибольшей вероятности их проявления. Обследовалась территория САО вдоль Ленинградского шоссе между станциями метро Сокол и Речной вокзал. В ходе маршрутных обследований было выявлено более 100 проявлений суффозионных процессов, которые имели вид круглых или вытянутых по форме воронок. Размеры их диаметров колеблются от 1 до 100 м, а по глубине встречались воронки до 0,35 м. Как правило, проявления фиксировались на территориях с жилой застройкой и оседания наблюдались на поверхности асфальта. Некоторые проявления не имели четко выраженной формы и проявлялись в виде провалов поверхности грунта. Наибольшую опасность представляют собой воронки, частично находящиеся в контуре зданий. Весьма часто воронки встречались вблизи инженерных коммуникаций, что явно указывает на ведущую роль антропогенного фактора в процессе их образования.

Лекция № 7

Подземные воды образуются путем просачивания воды, выпадающей в виде осадков (инфильтрационные), иногда подземные воды образуются из воды, содержащейся в магме (ювенильные), седиментационные, подземные воды захваченные с поверхности образующимися горными породами и возрожденные (образовались при метаморфизме минералов и горных пород. Подземные воды классифицируются по гидравлическому признаку – безнапорные и напорные и по условиям залегания – верховодка, грунтовые и межпластовые.

Верховодкой называют временные скопления вод в самых верхних слоях земной коры над локальными водоупорами или полуводоупорами (линзы глин и суглинков в песке, прослойки более плотных пород). В период снеготаяния и обильных дождей при инфильтрации вода временно задерживается и образует водоносный горизонт. Верховодка представляет для городских территорий значительную опасность. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и т.д.), она может вызвать их подтопление. В последнее время в результате значительных утечек воды (водопровод) отмечено появление горизонтов верховодок на территориях промышленных объектов и жилых районов.

Грунтовыми водами называют подземные воды, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Грунтовые воды имеют свободную поверхность называемую зеркалом. Питание грунтовых вод происходит за счет атмосферных осадков и поступления воды из поверхностных водоемов и рек. Грунтовая вода открыта для проникновения в нее поверхностных вод, что приводит к изменению ее состава и загрязнению вредными примесями. Грунтовые воды находятся в движении и образуют потоки, что не редко приводит к суффозии.

Межпластовыми водами называют подземные воды, залегающие между двумя водоупорами. По условиям залегания эти воды могут быть безнапорными и напорными, то есть артезианскими.

С течением времени происходят изменения положения уровня и характера поверхности грунтовых вод, их температуры и химического состава. Совокупность этих изменений носит название режима грунтовых вод. Его изучение является важнейшей задачей, так как количественное и качественное изменение грунтовых вод существенно сказываются на условиях строительства и эксплуатации сооружений и должно сказываться на проектировании. Причинами колебаний уровня грунтовых вод являются:

1 метеорологические факторы (атмосферные осадки);

2 гидрологические условия (влияние рек и водохранилищ);

3 колебание земной коры;

4 строительная деятельность человека (утечки из водопроводных и канализационных систем, уменьшение испарения воды вследствие застройки, различные откачки из колодцев и скважин).

Для наблюдения за уровнем грунтовых вод используют буровые скважины, выполненные в необходимых местах одиночно или расположенные в определенном порядке.

В каждой скважине определяют глубину появления воды относительно поверхности земли, которая затем пересчитывается на абсолютной отметке. Для определения глубины залегания уровня используют:

1 мерную рейку (при небольших глубинах);

2 мерные тросы, на концах которых подвешены поплавки, хлопушки, свистки);

3 уровнеизмерители с электрическими цепями;

4 поплавковые измерители.