Первоначально нормы осушения при проектировании системы защиты территории от подтопления принимаются в зависимости от характера ее функционального использования. Далее производится расчет нормы осушения территории в зависимости от степени опасности подтопления и от степени уязвимости территории. Для характеристики опасности процесса подтопления на градопромышленной территории определяются показатели опасности, которые вызывают те или иные виды вредного воздействия: положение уровня грунтовых вод, влажность грунтов; загрязнение грунтовых вод и грунтов; изменение свойств грунтов при замачивании и осушении; наведённые опасные процессы. Классификация факторов, влияющих на уязвимость градопромышленных территорий, проводится по четырем признакам, которые называются показателями уязвимости: урбанистический, геотехнический, .экологический, эксплуатационный. После проведения исследований по определению уровня опасности развивающихся на данной территории процессов подтопления и уровня уязвимости этой территории вследствие её подтопления производится оценка вредного воздействия подтопления градопромышленной территории. Результатом исследований является определение порога геологической безопасности и допустимой глубины грунтовых вод. Норма осушения при проектировании систем инженерной защиты должна лежать в пределах от допустимого уровня грунтовых вод до порога геологической безопасности.

Ключевые слова: Норма осушения, подтопление, уязвимость территории, уровень грунтовых вод, инженерная защита, геологическая безопасность, степень опасности, степень урбанизации, коэффициент уязвимости, районирование территории

В существующей нормативной документации процессы подтопления застроенных и застраиваемых территорий рассматриваются как опасный геологический процесс. В связи с этим, защита таких территорий должна осуществляться в соответствии со СНиП 22-02-2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения».

Первоначально нормы осушения при проектировании системы защиты территории от подтопления принимаются в зависимости от характера ее функционального использования. Уточнение и конкретизация норм осушения должны производится в каждом конкретном случае, обеспечивая соответствующий порог геологической безопасности для защищаемых объектов на данной территории с учетом качества подземных вод, видов грунтов оснований и т.п. [1].

Уровень опасности подтопления зависит как от степени опасности самого процесса подтопления, так и от степени уязвимости градопромышленной территории [8], [9].

Обоснование уровня опасности подтопления градопромышленных территорий производится на основе сбора, анализа и обобщения материалов изысканий на подтапливаемых территориях, требования к которым изложены в документах нормативного характера. Оценка опасности подтопления является одной из задач гидрогеологических прогнозов [10], [11].

Для характеристики опасности процесса подтопления на градопромышленной территории определяются показатели опасности, которые вызывают те или иные виды вредного воздействия:

1 — Положение уровня грунтовых вод, влажность грунтов;

2 — Загрязнение грунтовых вод и грунтов;

3 — Изменение свойств грунтов при замачивании и осушении;

4 – Наведённые опасные процессы.

По каждому показателю определяется степень опасности подтопления, а совокупное влияние всех показателей опасности определяет уровень опасности подтопления. Процесс формализации оценки уровня опасности подтопления состоит из нескольких этапов.

Первый этап – это сбор, анализ, обобщение материалов изысканий, прогнозных расчётов, позволяющие изучить вредные воздействия подтопления на данной территории и присовоить им степень опасности.

Существуют следующие степени опасности подтопления:

код 1 – малая степень опасности (баллы от 0 до 1);

код 2 – средняя степень опасности (баллы от 1 до 2);

код 3 — большая степень опасности (баллы от 2 до 3).

Каждое из рассматриваемых видов воздействия характеризуется степенью опасности, выраженной цифрами 1, 2 или 3.

При экспертной оценке степени опасности по каждому из видов вредного воздействия следует ориентироваться на имеющиеся рекомендации нормативного и методологического характера.

Районирование территории по степени опасности подтопления по первому показателю производится на основе данных по режиму грунтовых вод (по картам гидроизогипс данной территории) с учётом категории застройки градопромышленной территории.

При расчетах степени опасности подтопления территории по второму признаку – загрязнению грунтов и грунтовых вод следует ориентироваться на предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК), а также показатели вредности веществ. При определении этих показателей следует использовать данные, приведённые в приложениях А-Г СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства». Там же приведены сведения по оценке загрязнения почв и грунтовых вод на основе зарубежных норм, в т.ч. по отношению к конкретным видам использования территорий, а также сведения о наиболее значимых в гигиеническом отношении загрязняющих веществах. По этому же второму показателю производится оценка степени опасности подтопления путем определения агрессивного воздействия грунтовых вод на бетон, арматуру железобетонных и механических конструкций [2].

Третий показатель опасности, характеризуется возможным изменением прочностных и деформационных свойств грунтов при колебаниях уровня грунтовых вод на подтапливаемых территориях, т.е. при их замачивании и осушении.

Подтопление градопромышленных территорий представляет опасность не только в явном виде, что характеризуется первыми тремя показателями опасности, но и косвенно, провоцируя другие опасные геологические процессы. Степень проявления этих видов вредного воздействия определяется четвертым показателем подтопления [3].

Теперь рассмотрим уровень опасности подтопления от степени уязвимости градопромышленной территории.

В основу количественной оценки уязвимости градопромышленных территорий при их подтоплении положен экспертно-аналитический метод, базирующийся на обобщении имеющихся данных по воздействию подтопления на территории и объекты, в т.ч. на изучении процессов, происходящих при воздействии грунтовых вод на подземные конструкции и фундаменты сооружений, подземную инфраструктуру, экологические последствия подтопления территорий, последствия недостаточной эксплуатационной надёжности зданий, сооружений подземной инфраструктуры и т.п.

Уязвимость территории вследствие её подтопления зависит от большого количества факторов, куда следует отнести характер застройки территории, особенности её строительного освоения, в т.ч. использование подземного пространства и др., степень износа материальных объектов (зданий, сооружений, коммуникаций и пр.) на ней, принимаемых строительных технологий при строительстве фундаментов зданий и сооружений, экологическую характеристику территории.

Классификация факторов, влияющих на уязвимость градопромышленных территорий, проводится по четырем признакам, которые называются показателями уязвимости:

1 — Урбанистический;

2 — Геотехнический;

3 -Экологический;

4 – Эксплуатационный.

В качестве первого показателя рассматривается комплекс факторов, характеризующих степень урбанизации территории. Чем выше степень урбанизации, тем выше уязвимость территории при её подтоплении [4]. В качестве второго показателя уязвимости выбирается геотехнический показатель с такими факторами уязвимости как типы фундаментов, категории сложности грунтов оснований, степень износа материальных объектов, в т.ч. водонесущих коммуникаций, оценку технического состояния объектов, степень соответствия принятых проектных и строительных решений действующим нормативам и т.п. [5]. К третьему показателю уязвимости отнесены факторы, ведущие к ухудшению экологической обстановки и взрывопожароопасности на градопромышленных территориях при их подтоплении. При оценке степени уязвимости территории вследствие подтопления следует выделять вклад данного опасного геологического процесса в ухудшение экологической обстановки. Об уязвимости территории вследствие подтопления следует судить по величине этого вклада [6].

Опыт и мониторинговые наблюдения за объектами на подтапливаемых градопромышленных территориях показывают, что к четвертому показателю уязвимости следует отнести все факторы, влияющие на качество работы службы эксплуатации объектов. Уязвимость подтапливаемых территорий существенно зависит от оперативного устранения возникающих локальных аварийных ситуаций, своевременности выполнения ремонтных и профилактических работ и т.п. Четвёртый показатель уязвимости называют эксплуатационным показателем.

Расчёт коэффициента уязвимости градопромышленной территории следует проводить в два этапа: на первом этапе определяется степень уязвимости территории по каждому показателю уязвимости отдельно, а затем, на основе полученных результатов, вычисляется количественный показатель — коэффициент уязвимости как критерий общей оценки совокупного влияния всех показателей на уязвимость территории [7].

Для выполнения работ по первому этапу необходимо осуществить сбор, анализ и обобщение материалов, позволяющих оценить степень уязвимости по каждому из выделенных показателей уязвимости. Следует различать три степени уязвимости территории при её подтоплении:

— малая степень уязвимости, код 1(слабо уязвимая);

— средняя степень уязвимости, код 2 (уязвимая);

— большая степень уязвимости, код 3 (весьма уязвимая).

Целью следующего этапа выполнения работ является комплексная оценка уязвимости территории по всей совокупности показателей уязвимости.

Результаты расчётов коэффициента уязвимости позволяют проводить районирование подтапливаемой градопромышленной территории по значению коэффициента уязвимости определяя общий уровень уязвимости территорий.

После проведения исследований по определению уровня опасности развивающихся на данной территории процессов подтопления и уровня уязвимости этой территории вследствие её подтопления производится оценка вредного воздействия подтопления градопромышленной территории.

Результатом исследований является определение порога геологической безопасности и допустимой глубины грунтовых вод.

Норма осушения при проектировании систем инженерной защиты должна лежать в пределах от допустимого уровня грунтовых вод до порога геологической безопасности.

Библиографический список

1. Куранов Н.П., Куранов П.Н. Нормативные требования к системам инженерной защиты от подтопления // М., ООО «Изд-во ВСТ», 2009
2. Методика оценки вероятностного ущерба от вредного воздействия вод и оценки эффективности осуществления превентивных водохозяйственных мероприятий// М., ВИЭМС, 2005
3. Куранов Н.П., Методические рекомендации по оценке уровней безопасности, риска и ущерба от подтоплении градопромышленных территорий // М., ЗАО «ДАР\ВОДГЕО», 2010
4. Дзекцер Е.С., Пырченко В.А. Технология обеспечения устойчивого развития урбанизированных территорий в условиях воздействия природных опасностей // М., ЗАО «ДАР/ВОДГЕО», 2004
5. Кузьмин В.В., Тимофеева Е.А., Чуносов Д.В. Оценка риска негативных воздействий при подтоплении урбанизированных территорий // Водоснабжение и санитарная техника. М., ООО «Изд-во ВСТ», 2008, вып. № 8
6. Природные опасности России. Том 3. Экзогенные геологические опасности. Под ред. В.И. Осипова и С.К. Шойгу// Из-во «КРУК», М., 2003
7. Природные опасности России. Том 6. Оценка и управление природными рисками. Под ред. А.Л. Рагозина // Из-во «КРУК», М. 2003
8. Официальный сайт компании PACE. Режим доступа: http://www.pacewater.com. Дата обращения: 28.05.2013
9. Официальный сайт компании NDS. Режим доступа: http://www.ndspro.com. Дата обращения: 28.05.2013
10. Официальный сайт компании ADS. Режим доступа: http://www.americandrainagesystems.com. Дата обращения: 28.05.2013
11. Официальный сайт компании Drainage Systems Dublin. Режим доступа: http://www.drainagesystems.ie. Дата обращения: 28.05.2013

Об авторах: Воронов Юрий Викторович – д.т.н., профессор кафедры «Водоотведение и водная экология», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский Государственный Строительный Университет» Национальный исследовательский университет ФГБОУ ВПО «МГСУ» НИУ, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, mabell@bk.ru;

Ширкова Татьяна Николаевна — аспирант кафедры «Водоотведение и водная экология», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский Государственный Строительный Университет» Национальный исследовательский университет ФГБОУ ВПО «МГСУ» НИУ, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, mabell@bk.ru, 8-985-789-77-04.

Y.V. Voronov, T.N. Shirkova

Methodology of definition of the norm drainage on the flooded territories

Primarily norms drainage in the design of the system of protection territory from flooding are accepted depending on the character of its functional use. Next is the calculation of the norm drainage conditionally degree of the flooding danger and degree of the territory vulnerability. To characterize the danger of flooding process on the urban and industrial territory defined parameters of danger, that cause those or other kinds harmful effects: position of groundwater level, moisture content of soils; contamination of groundwater and soils; change of soils properties by soaking and draining; dangerous induced processes. The classification of factors affecting vulnerability the urban and industrial territories based on four featured, called indicators of vulnerability: urban, geotechnical, environmental, operational. After conducting researches by definition the level of danger of flooding processes developing on this territory and the vulnerability of the territory because of its flooding is assessed harmful effects of flooding of the urban and industrial territory. The result of research is to determine the threshold of the geological safety and allowable depth of groundwater. The norm drainage in the design of engineering protection must be within from the permissible groundwater level before threshold of the geological safety.

Key words: norm drainage, flooding, territory vulnerability, groundwater level, engineering protection, geological safety, risk level, urbanization level, coefficient of vulnerability, zoning of the territory

References

1. Kuranov N.P., Kuranov P.N. Normativnye trebovaniya k sistemam injenernoy zashity ot podtopleniya [Normative requirements for systems of engineering protection]. M., OOO «Izdatelstvo VST», 2009
2. Metodika otsenki veroyatnostnogo ushcherba ot vrednogo vozdeystviya vod i otsenki effectivnosti osushchestvleniya preventivnyh vodohozyaystvennih meropriyatiy [Methodology of evaluation of probability damage from harmful influence of water and evaluation of efficiency implementation of preventive water management activities]. М., VIEMS, 2005
3. Kuranov N.P. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke urovney bezopasnocti, riska i ushcherba ot podtopleniya gradopromyshlennih territoriy [Methodological recommendations for evaluation of safety, risk and damage levels from flooding of urban and industrial territories] M., ZAO «DAR/VODGEO», 2010
4. Dzektser E.S., Pyrchenko V.A. Tehnologiya obespecheniya ustoychivogo razvitiya urbanizirovannih territoriy v usloviyah vozdeystviya prirodnih opasnostey [Technology of ensure sustainable development for urbanized territory in terms of impact of natural hazards] M., ZAO «DAR/VODGEO», 2004
5. Kuzmin V.V., Timofeeva E.A., Chunosov D.V. Otsenka riska negativnih vozdeystviy pri podtoplenii urbanizirovannih territoriy [Evaluation of risk of negative impacts in flooding of urbanized territories], Vodosnabzhenie I sanitarnaya tehnika, M., OOO «Izdatelstvo VST», 2008, vyp. № 8
6. Prirodniye opasnisti Rossii. Tom 3. Ekzogenniye geologicheskie opasnosti [Natural dangers in Russia. Book 3. Exogenic geological dangers]. Edited by V.I. Osipova and S.K.Shoygu, Izdatelstvo «KRUK», М., 2003
7. Prirodniye opasnisti Rossii. Tom 6. Otsenka i upravlenie prirodnimi riskami [Natural dangers in Russia. Book 6. Evaluation and management of natural risks]. Edited by A.L. Ragozina, Izdatelstvo «KRUK», М. 2003
8. Official site of company PACE. Available at: http://www.pacewater.com. Accessed: 28.05.2013
9. Official site of company NDS. Available at: http://www.ndspro.com. Accessed: 28.05.2013
10. Official site of company ADS. Available at: http://www.americandrainagesystems.com. Accessed: 28.05.2013
11. Official site of company Drainage Systems Dublin. Available at: http://www.drainagesystems.ie. Accessed: 28.05.2013

About the authors: Voronov Yuriy Viktorovich – doctor of technical sciences, professor of the department «Sewerage and water ecology», Moscow Civil Engineering University (MGSU), 26, Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russia, mabell@bk.ru;

Shirkova Tatiana Nikolaevna — postgraduate of the department «Sewerage and water ecology, Moscow Civil Engineering University (MGSU), 26, Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russia, mabell@bk.ru, 8-985-789-77-04.