Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция застройки

Природные и антропо-экологические условия


Природные и антропо-экологические условия

На старогородских территориях специалисты сталкиваются с застройкой, которая складывалась на протяжении веков. В ней изначально заложены принципы, отражающие некоторые экологические условия местности. Как правило, многие климатические факторы были учтены нашими предками. Например, застройка южных районов защищена от солнечного перегрева, а северных — от сквозного продувания холодными ветрами. Учитывая это, авторы не рассматривают подробности солнечного облучения и ветровых режимов на территориях, не освещают динамику выпадания атмосферных осадков и циклов изменения уровня воды в открытых водоемах, а рекомендуют читателю обратиться к специальной литературе.

Специалистам градостроителям, работающим в области реконструкции, важна оценка геологических и геоморфологических условий на территории. Они не всегда учитывались предками. Однако горожане старались строить на благоприятных территориях и, по мере накопления знаний и опыта, осваивали все менее пригодные. Изложенное подтверждает пример, приведенный на рис. 3.1. На плане видно развитие застройки крупного квартала в небольшом губернском городе. Существующие каменные дома вдоль одной из центральных улиц заменили деревянные в XIX в. К концу XIX—началу XX вв. стали использовать территории с более высоким стоянием грунтовых вод, а позже постепенно освоили участки с водами на глубине всего I м.

В современном мире люди «покоряют природу», часто не задумываясь о последствиях. В результате многие города России, особенно крупные и крупнейшие, сталкиваются с нарушением естественного природного баланса.

Геологические и гидрогеологические условия — это сумма знаний о составе, мощности и несущей способности пород, порядке их напластования и возрасте, подземных водах, водоносных слоях и водоупорах, наличии и активности геолого-динамических процессов. К числу этих процессов, вызывающих эрозию поверхности земли и весьма важных для сохранения застройки, относят просадки, карстовые явления, оползни и оврагообразование.



Рис. 3.1. Последовательность застройки квартала в зависимости от уровня грунтовых вод:
1 — застройка XIX в.; 2 — то же, начала XX в.; 3—то же, 20—30-х годов; 4 — то же, второй половины XX в. (горизонталями показан уровень подземных вод от земной поверхности)

Просадки могут быть следствием рукотворного нарушения природного геологического баланса, возникать по причине неумеренного водозабора из подземных горизонтов, подработки шахтами и другими видами подземных разработок. В мире имеют место случаи, когда в провалы, образовавшиеся над неправильно законсервированными шахтными выработками, оседали целые населенные пункты.

Карстованию подвержены территории около 40 % городов России. Карстовые провалы возникают в результате движения подземных вод в известняках и других нестойких породах, например гипса, доломита или соли, фильтрационно выносимых водой из толщи пласта. Этот процесс называют суффозией и он может образоваться не только естественным путем. В городах чаще всего — это следствие техногенного нарушения слоев водоупорных пород и проникновения воды в карстовые породы.

Карстовые нарушения распространяются неравномерно. Каналы в породах приобретают причудливые формы и их трассы трудно проследить геологическими изысканиями. Поэтому никогда нельзя быть уверенным, что под любым участком земли, расположенным в карстовой области, нет скрытых пустот, иногда заглубленных на 70—80 м.

Возможны просадки лессовидных грунтов, сложенных из принесенных ветром мельчайших обломков кварца, полевого шпата, кальция и слюды. В сухом состоянии лесс обладает значительной прочностью, но при увлажнении теряет значительную ее часть. Вода, как правило, нарушает сцепление частиц и пористую структуру отложений. Возникает процесс прогрессирующего разрушения, приводящий к значительным просадкам породы, составляющим до 10 % мощности ее слоя. Известны случаи понижения уровня дневной поверхности на 4,5 м.

Не менее опасны оползни, часто протекающие как в результате техногенной деятельности в городах, так и без вмешательства человека. Предотвращение оползней — одна из важнейших проблем градостроительства. Тем более что в России около 20 % городов подвержены этому явлению.

Возможно сползание геологических пород на крутых склонах, но сползают и так называемые подошвенные слои на почти горизонтальном рельефе.



Рис. 3.2. Профили оползневых склонов с относительно СКВЫ при уклоне местности 18— горизонтальной дневной поверхностью:
а — в Англии; б—в Подмосковье; 1 — белый мел; 2 — глины гольта; 3—зеленый песчаник; 4 — поверхность скольжения; 5— известняк карбона; 6—юрские глины; 7—песчаная толща от волжского яруса до четвертичных отложений; 8 — моренный суглинок; 9 — оползневые породы

Причины сползания и оплыва пород разнообразны, но не последнее место занимает вода. Подтопление и увлажнение пород является катализатором описываемого явления, поэтому не случайно рельеф нарушается у рек, крупных водоемов и морей. Обычно сползают наносные породы, но есть примеры, хотя и довольно редкие, оползней в твердых, например известняках.

Овраги образуются за счет струйчатой эрозии, вызванной периодическим действием водных потоков, образующихся во время таяния снега или обильных дождей. На склонах местности появляются вытянутые промоины, называемые депрессиями рельефа. В плане они образуют различные формы, нередко имеют многочисленные боковые ответвления — отвершки, представляющие собой овраги в начальной стадии развития.

Овраги могут быть следствием динамических сдвигов рельефа, сползания откосов. Отсутствие растительности и грунтовые воды усугубляют процессы нарушения их устойчивости.

Геоморфологические условия — это сумма знаний о рельефе, происхождении и закономерностях его динамики. При решении градостроительных задач большое значение имеют крутизна рельефа, особенности его форм и степень всхолмленности. Не менее важны данные о техногенных изменениях поверхности земли в ходе эксплуатации застройки.

Рельеф поверхности на застроенной территории, как одна из характеристик природных условий, значима, поскольку в городах не везде обеспечен сток поверхностных вод. Сейчас наблюдается и подтопление подземных частей зданий.



Рис. 3.3. Механизм подтопления территорий:
а —при засыпке естественного испарителя —болота; б — от подтекающих водопроводящих труб; в — в связи с барражным действием подземных сооружений; г — при подъеме уровня воды в открытом водоеме; УГВ-1 — природный уровень грунтовых вод; УГВ-2 —то же, антропогенный; 1 —засыпка болота привозным грунтом; 2 — подземная часть здания; 3 — текущий трубопровод; 4 — направление движения подземного потока; 5 — водоем

Сток талых и дождевых вод нарушается в нескольких случаях. На равнинах это связано с подъемом поверхности многократно ремонтируемых улиц и переулков. В результате таких ремонтов толщина асфальтового покрытия иногда близка к метру. Как правило, все проезды являются местами сбора и отвода осадков. Если же они возвышаются над остальным рельефом, то вода устремляется на более низкую внутриквартальную территорию.

При изменении квартальной сети или трасс дворовых проездов часто наблюдают застой воды, поэтому важно установить, как перепланировка территории повлияла на сток воды (см. § 5.1).

Подтопление и появление воды в подвалах зданий связано не только с изменением рельефа местности при развитии городов, но и другой техногенной деятельностью.

Ликвидация болот, как естественного испарителя грунтовых вод, способствует изменению гидрогеологической ситуации. При их засыпке и использовании для строительства нарушаются режимы естественного водообмена. Большие асфальтированные площади, засыпка оврагов и балок также изменяют природные условия испарения влаги и движения фильтрационных стоков на местности. В этих случаях возможно повышение уровня грунтовых вод, механизм которого показан на рис. 3.3, а.

На инженерно-благоустроенных территориях лет 100—150 назад возникает •другая проблема. Длительная эксплуатация подземных водопроводящих инженерных сетей, нерегулярно ремонтируемых и в значительной степени изношенных, создает неблагоприятную ситуацию. До 20 % транспортируемой жидкости попадает в грунты и вызывает повышение уровня подземных вод (рис. 3.3, б). Более того, они становятся агрессивными к окружающей среде.

Подобное явление может быть и следствием закладки подземных сооружений поперек потоков в водоносных грунтах. Подвалы зданий, проходные и полупроходные коллекторы, подземные гаражи, многофункциональные центры торговли и культурного обслуживания больших объемов становятся преградой для водных потоков, своеобразными барражами, препятствующими естественному проходу подземных вод. Вследствие этого возможно повышение их уровня (рис. 3.3, в).

Наблюдается и другое явление —рукотворное повышение уровня воды в водоемах, например плотинами. Водоемы сообщаются с подземными горизонтами через водоносные слои. Повышение уровня наружных вод вызывает не только подъем грунтовых горизонтов, но подпитывает их, увеличивает расходы (рис. 3.3, г).

Аналогичное явление имеет место в прибрежных городах у морей и крупных озер. Подобное происходит.сейчас с Каспийским морем, медленно затапливающим прибрежную зону и питающим подземные горизонты. С этим связано не только подтопление подвалов, но и вспучивание грунтов.

Вспучивание глинистых пород возможно при их водонасыщении. Иногда этот процесс наблюдают, когда барражем или дорожным покрытием нарушается процесс природного испарения влаги. Она постепенно начинает концентрироваться в грунте, который разбухает и в результате может быть нарушена устойчивость сооружения независимо от его массы.

Возможно и обратное явление — понижение уровня грунтовых вод. Обычно это связано с антропогенной деятельностью. Так, интенсивная откачка воды из подземных горизонтов для городских нужд может привести к так называемому гидроуплотнению грунта и оседанию поверхности на значительной по площади территории.

Предки закладывали города в основном на благоприятных с точки зрения рельефа и гидрогеологии территориях, поэтому центральные районы, как правило, расположены на удобных участках суши. Овражные или низменные с высоким стоянием грунтовых вод оставляли незастроенными. Однако в ходе последующего роста городов осваивали и эти земли, что привело к значительному разнообразию природных условий.

Предшествующие поколения недостаточно владели методами инженерных изысканий. Да и сейчас не всегда проводят многофакторное обследование. Не учитывают взаимосвязь природных и антропогенных условий. Поэтому во многих городах человеческая деятельность, выполненные без должного обоснования инженерные мероприятия нарушили экологическое равновесие литосферы. Привели к возникновению нежелательных, а иногда и граничащих с катастрофами процессов.

Особенно тяжелая ситуация сложилась в крупных городах. Здесь на геологические процессы, связанные с неустойчивостью земляных масс, накладываются другие — геохимического загрязнения.

Загрязнение почв и подземных вод отрицательно влияет на экологическую обстановку в застройке, например препятствует озеленению территорий, так как деревья гибнут из-за солей, содержащихся в почве.

Возможны и другие неблагоприятные явления. Такие как культурный слой, образованный насыпями, содержащими значительные включения органики. Химический процесс медленного гниения происходит с выделением вредных газов. В мире наблюдали случаи отравления ими жителей и даже катастрофы, связанные со взрывом этих газов.

Похожие статьи:
Передвижка и подъем зданий

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция застройки

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум