Кадетова А.В., Рыбченко А.А.
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ НА ПРИМЕРЕ г. ИРКУТСКА
Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск (ИЗК СО РАН), e-mail: avk1977@mail.ru
В современном мире город является основной средой обитания для значительного числа людей, характеризуясь повышенной плотностью населения, промышленных предприятий, объектов инфраструктуры, взаимодействующих на ограниченной площади. Городская агломерация представляет собой сложную экосистему, ╚вписанную╩ в природную среду со всем многообразием ее строения, взаимодействием между отдельными ее частями и протекающими в ней процессами. Геоэкологическая обстановка данной системы во многом определяется инженерно-геодинамическим состоянием, которое в свою очередь отражает степень устойчивости геологической среды к природным и техногенным воздействиям. Направленность изменения геологической среды в данном случае, принципиально зависит от ╚исходного╩ геодинамического состояния и развития природных и техногенных геологических процессов при последовательном нарастании (по природе интенсивности и масштабам) искусственных воздействий [2].
Инженерно-геодинамическая оценка территории г. Иркутска выполнена на основе разнообразной информации, полученной в ходе планомерного обследования территории, дешифрирования аэрофотоснимков, изучение литературных, фондовых и архивных материалов. Природная геодинамическая ситуация данной городской экосистемы определяется, в первую очередь, особенностями геологической среды, режимом увлажнения и сейсмичностью. Город расположен на террасах и склонах долин Ангары, Иркута и их притоков. Породы теригенно-угленосной формации юры, слагающие коренной субстрат, характеризуются чрезвычайной литолого-фациальной изменчивостью, определяющей изменчивость прочностных и фильтрационных свойств. Соответственно, различная устойчивость к выветриванию предопределили разнообразие литологических типов и деформационно-прочностных свойств покровных отложений и, наряду с морфологическими особенностями, их обводненность и положение уровня подземных вод. Вблизи тыловых швов террас и отрицательных перегибов склонов их зеркало располагается на небольшой глубине, вызывая подтопление обширных участков. Среди геологических особенностей необходимо отметить широкое распространение лессовидных пород достаточно большой мощности (от 1-4 до 15-20 м.), что предопределяет проявление их опасных свойств √ просадочности, набухаемости, размокаемости, плывунности и ползучести, которые в свою очередь вызывают естественное и техногенное развитие просадочных, суффозионных и эрозионных процессов. Склоны долин в пределах города и его ближайших окрестностей разнообразны по морфологии и местами имеют достаточно сложное внутреннее строение, что обусловлено не только литологическими особенностями и селективной денудацией, но и режимом эрозионно-денудационных процессов на неотектоническом этапе, а также локальными структурно-тектоническими особенностями. Это предопределило развитие оползневых деформаций или предрасположенность к их техногенному формированию [1]. На территории города и его ближайших окрестностей в естественных и слабо нарушенных условиях имели развитие оползневые, просадочные, суффозионно-просадочные, эрозионные, эрозионно-суффозионные процессы и явления. Известны крупные оползни на склонах долин Ангары, Иркута, Каи, Ушаковки. Крупные овраги, местами развивающиеся при существенном ╚участии╩ просадочных и суффозионно-просадочных процессов, зафиксированы в предместьях Марата и Рабочем, в окрестностях пос. Ново-Ленино, в других местах. Существенное значение имеют слабо выраженные, скрытые, погребенные ложбины стока. Известны случаи развития по ним суффозии с внезапным образованием суффозионно-провальных форм, угрожающим жилым и хозяйственным постройкам. В понижениях рельефа, на участках, примыкающих к тыловым швам террас, залегание грунтовых вод близко к поверхности (1-3 м). При глубоком сезонном промерзании грунтов и миграции влаги к фронту промерзания, возникают условия, благоприятные для сезонного пучения грунтов. В днищах логов и падей, в нижних частях пологих склонов √ в местах выклинивания грунтового водоносного горизонта √ условия благоприятны для сезонного наледеобразования.
В процессе длительного существования городской экосистемы, геологическая среда претерпевает постоянные изменения под воздействием различных техногенных факторов. В настоящее время из достаточно явных факторов, определяющих развитие опасных процессов на городской территории, можно выделить следующие: строительство различных инженерных объектов, при котором происходит нарушение естественных грунтовых условий; прокладка подземных коммуникаций; строительство и эксплуатация Иркутской ГЭС; высокая плотность и этажность застройки жилых микрорайонов города [3]. Рост промышленного и гражданского строительства, развитие городской инфраструктуры, мероприятия по благоустройству жилых массивов имеют следствием перемещение значительного количества грунтовых масс, увеличение объемов техногенных и техногенно измененных грунтов, изменение условий теплообмена, инфильтрации, стока и разгрузки подземных вод, баланса грунтовых вод, равновесного состояния склонов и др. Негативные последствия этих изменений √ локальная активизация естественных проявлений геологических процессов √ оползней, суффозии, эрозии, появление их техногенных аналогов и новых разновидностей. Примеры таких проявлений - оползни на склонах глубоких выемок (старых карьеров) в частности в непосредственной близости от завода стеновых материалов (пос. Ново-Ленино), в одном из гаражных кооперативов в микрорайоне Лисиха, в других местах. Практически повсеместно на террасах и приречных склонах, где есть достаточно мощные (3-5 м и более) накопления лессовидных отложений, проявляется суффозионно-просадочный процесс. Естественные проявления его обычно мелкие (0,5-1,5 м) провалы. Техногенные проявления этого процесса часто связаны с искусственными грунтами дорожных насыпей и водонесущих коммуникаций. На территориях жилых районов (район Академгородка, мкр. Университетский) наблюдаются значительные просадки, разрушения асфальтового покрытия, деформации фундаментов зданий. Но, безусловно, наиболее острую проблему представляет подтопление территории. Помимо ╚собственной╩ опасности оно представляет один из существенных факторов развития других вредных явлений, снижения прочностных свойств грунтов. Подтопление √ результат техногенного воздействия на грунтовый поток. Так, в пределах центральной части г. Иркутска выявлено 9 участков подтопления, в основном в пределах высокой поймы, первой и второй террас. Установлены основные причины и факторы подтопления, среди которых ведущее место занимают утечки из водонесущих коммуникаций. Кроме этого, техногенными факторами, воздействующими на подтопление территории, являются: строительные работы, сопровождающиеся глубоким заложением фундаментов зданий, создающим барражный эффект; нарушение естественного дренажа и малая эффективностью существующего; подпор грунтовых вод в зоне обходной фильтрации в плечах плотины Иркутской ГЭС [4]. Участки подтопления выявлены также в других районах города: пос. Новоленино, Жилкино, Селиваниха. На берегах водохранилища Иркутской ГЭС наблюдается процесс абразии. Размыву подвергаются, главным образом, берега, сложенные песчано-галечным аллювием и перекрывающими их лессовидными суглинками, в меньшей степени - берега, сложенные теригенно-угленосными породами юры. Максимальные величины размыва за период эксплуатации водохранилища 100-150 м в районе пос. Разводная и на участке строительства коттеджей в районе 42 км, на территории садоводства ╚Иркутянин╩. На берегах, сложенных юрскими породами, суммарные величины размыва находятся в пределах 10-30 м [5].
В результате исследований установлено, что малые размеры форм проявления техногенных процессов на территории г. Иркутска далеко не всегда указывают на малые масштабы процесса, так как представляют только конечную, наиболее выраженную стадию изменения геологической среды. К тому же, наибольшие неприятности чаще связаны с неожиданностью их возникновения и необходимостью быстрого устранения последствий.
Работы выполняются при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 00-05-65117).
Литература
1. Литвин В.М., Леви К.Г. Инженерно-геодинамическая
эволюция городской экосистемы // Город: прошлое, настоящее, будущее. Проблемы
развития и управления на пороге III тысячелетия. Сборник научных трудов.
Иркутский Государственный Технический Университет. Иркутск, 2000, 276с.
2. Литвин В.М, Леви К.Г Город и геологические процессы.
// Общественно-политический журнал ╚Иркутская губерния╩ 2001, ╧ 1, С. 36-39.
3. Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А., Жидков М.П. и др. Город
√ экосистема. М., ИГ РАН, 1996, 336 с.
4. Шенькман Б.Н., Шенькман И.Б. Эволюция гидрогеологических
условий на территории Большого Иркутска // Проблемы оценки и прогноза устойчивости
геологической среды г. Иркутска. Иркутск, 1997, С. 39-43.
5. Государственный доклад о состоянии окружающей природной
среды Иркутской области 1997 г// Под ред. Ю.Н. Удодова, Иркутск, 1998,
258 с.