WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

«ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОДТОПЛЕНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ТОМСКА) ...»

На правах рукописи

Покровский Виталий Дмитриевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОДТОПЛЕНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ

ТЕРРИТОРИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ТОМСКА)

Специальность 25.00.07 – Гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Томск–2015

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный руководитель:

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Кузеванов Константин Иванович

Официальные оппоненты:

Гаев Аркадий Яковлевич, доктор геологоминералогических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», профессор кафедры геологии Трифонов Николай Сергеевич, кандидат геологоминералогических наук, ФГБУН Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, старший научный сотрудник

Ведущая организация:

ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет», г. Иркутск



Защита состоится «25» декабря 2015 г. в 1600 на заседании диссертационного совета ДМ212.269.03 при ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», по адресу: 634050,г. Томск, пр. Ленина, 2а, строение 5, корпус 20, ауд. 504

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

(634050, г. Томск, ул. Белинского, 55) и на сайте:

http://portal.tpu.ru/council/2799/worklist

Автореферат разослан «_____» _______________ 2015 г.

Учёный секретарь диссертационного совета ДМ212.269.03 О.Е. Лепокурова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Строительное освоение урбанизированных территорий коренным образом изменяет геологическую среду и особенно – наиболее динамичную ее составляющую – подземную гидросферу. В этой связи, проблемы исследования гидрогеологических условий и, в частности, подтопления застраиваемых территорий является актуальной. Большинством исследователей, подтопление застроенных территорий понимается как комплексный гидрогеологический и инженерно-геологический процесс, при котором в результате нарушения водного режима и баланса территории происходит направленное повышение уровня подземных вод, нарушающее необходимые условия строительства или эксплуатации отдельных сооружений и требующее применения защитных мероприятий.

Подтопление, вызванное различными причинами, отмечалось во многих городах мира. В России подтапливаются многие населенные пункты в европейской части, на Урале, Дальнем Востоке, Сибири. Город Томск не является исключением в этом отношении.

В Томске (рис. 1) достаточно широко развиты процессы техногенного подтопления, вызывающего сложности в эксплуатации подземных коммуникаций и резко ухудшающего экологическую обстановку, известны и такие объекты, где техногенное изменение гидрогеологических условий приводит к возникновению чрезвычайных ситуаций. Наиболее яркими примерами являются оползневой склон Лагерного сада и микрорайон «Солнечный».

Общие проблемы подтопления застраиваемых территорий, методические приемы прогнозирования, вопросы теории и практики защиты от подтопления в промышленном и городском строительстве рассматривались в работах С.Е. Абрамова, М.Т. Адикова, В.Е. Ампилова, Б.Л. Горловского, Б.М. Дегтярева, Е.С. Дзекцера, В.И. Сологаева, В.С. Зильберга, Н.П. Куранова, Я.С. Садыкова, А.Ж. Муфтахова, Л.З. Шефердинова, О.В. Слинко, Р.A. Смирнова, и др.

Для территории Томска эти проблемы рассматривались сотрудниками ТПУ, ТКГРЭ ТГАСУ, ОАО «ТомскТИСИз», Института проблем ЖКХ, ОАО «Томгипротранс», АО «Томскгеомониторинг», Д.С. Покровским, К.И. Кузевановым, Л.А. Рождественской, Н.В. Крепша, О.В. Шмачковым, В.К. Поповым, В.А. КоробРис. 1. Обзорная карта города киным, В.Е. Ольховатенко, Г.М. Роговым, Томска Г.Г. Щербаком, М.Г. Рутманом, В.М. Лазаревым, С.В. Серяковым и др.

Получены достаточно обширные материалы, характеризующие геологические и гидрогеологические условия городской территории, однако многие вопросы, связанные, с прогнозом эволюции подземной гидросферы города, остаются открытыми. Появившиеся средства современных ГИСтехнологий и методов геофильтрационного моделирования позволяют продвинуть исследования в этом направлении.

Целью работы является разработка концепции и создание информационнопоисковой системы для оперативного прогноза степени потенциальной подтопляемости урбанизированных территорий на основе использования современных ГИС-технологий и методов геофильтрационного моделирования.

Задачи исследований:

1. Актуализировать материалы ранее проведенных исследований и построить электронные карты специализированной гидрогеологической информации с использованием средств ГИС–технологий;

2. Разработать методику картографических построений и оценки дренированности территории с использованием цифровых моделей рельефа;

3. Выявить роль и взаимосвязь факторов подтопления и определить их количественные экспертные оценки;

4. Разработать структуру информационной системы для оперативного прогноза степени потенциальной подтопляемости урбанизированных территорий;

5. Создать концепцию вложенных гидродинамических моделей территории города Томска, для оценки изменения уровенного режима подземных вод на участках интенсивной техногенной нагрузки, и управления подземной гидросферой.

Исходные материалы и методика исследований. В основу работы положены фактические материалы, собранные в ходе исследований, проводимых сотрудниками ТПУ, Института ЖКХ в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока, ОАО «ТомскТИСИЗ», ТГАСУ, ОАО «Томгипрготранс», АО «Томскгеомониторинг», материалы натурных исследований автора, проводившиеся для уточнения закономерностей и эволюции процессов подтопления на отдельных участках города.





Исследование проводись на базе теоретических представлений о механизмах развития процессов подтопления, изучения естественно-природных и техногенных факторов их формирования, компьютерных технологий анализа пространственно-временных изменений параметров геологической среды и взаимообусловленности разнонаправленных процессов. Использован широкий спектр необходимых методических приемов, начиная с комплексного анализа и актуализации материалов, проведенных ранее инженерных изысканий, статистического анализа и натурного обследования, и кончая построениями картографических моделей с применением современных ГИС-технологий и геофильтрационного моделирования.

Для обработки, анализа и интерпретации пространственных параметров задействованы программные комплексы MapInfo, ArcView 3.2a, ArcGIS 9. Для статистического анализа использовались возможности Microsoft Excel.

Геофильтрационное моделирование осуществлялось средствами программных комплексов GMS и FEFLOW, PMWIN.

Научная новизна работы. Разработана методика картографических построений и оценки дренированности территорий с использованием цифровых моделей рельефа. Впервые для Томска получены электронные карты специализированной гидрогеологической информации, позволяющие производить комплексный анализ закономерностей процессов подтопления территории. Проведен анализ и обоснование параметров количественной оценки ведущих факторов подтопления. Создана рабочая версия информационнопоисковой системы для оперативного прогноза степени потенциальной подтопляемости участков городской территории, содержащая элементы геофильтрационного моделирования.

Основные защищаемые положения

1. Природные и техногенные факторы подтопления, среди которых выделено ведущее значение строения верхней части геологического разреза, естественной дренированности территории и характера ее изменения под воздействием инженерного освоения, интенсивности дополнительного инфильтрационного питания подземных вод, поддаются анализу и функциональному описанию через экспертные количественные оценки.

2. Информационно-поисковая система, базирующаяся на основе электронного представления картографических материалов гидрогеологического содержания, позволяет оперативно производить оценку степени потенциальной подтопляемости отдельных участков городской застройки, что обеспечивается расширением доступности узкоспециальных гидрогеологических материалов за счет применения эффективного алгоритма предварительной обработки информации, представления в виде, удобном для принятия управленческих решений, открытым пользовательским интерфейсом для пополнения базы данных.

3. Трехуровневые гидродинамические модели территории города Томска, позволяют прогнозировать изменения режима подземных вод на участках интенсивной техногенной нагрузки и оптимизировать управление подземной гидросферой в масштабах города, кварталов районной планировки и локальных участков.

Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций.

Достоверность результатов и защищаемых положений, выводов и рекомендаций обеспечена анализом широкого круга научных работ по теме диссертации, использованием современных теоретических представлений о механизмах развития процессов подтопления, современных апробированных методов и методик ГИС-технологий и геофильтрационного моделирования, проверкой разработок натурными обследованиями, публикацией и апробацией основных выводов и рекомендаций.

Практическая значимость работы.

Внедрение предложенной технологии оценки степени потенциальной подтопляемости может быть использовано для:

1. Контроля и оперативного управления состоянием геологической среды;

2. Оценки вероятности возникновения, масштабов и интенсивности нежелательных последствий антропогенного воздействия;

3. Обоснования управленческих и инженерных решений обеспечения комфортной экологически безопасной обстановки, принимаемых на различных уровнях, от разработки генерального плана до природоохранных мероприятий на конкретных участках городской территории;

4. Оценки стоимости земель городской территории;

5. Оптимизации планирования выделения финансовых средств для проведения реставрационных работ в исторически значимой части г. Томска.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Международных конференциях студентов и молодых учёных имени М.А. Усова (Томск, 2004, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015), 14th SGEM GeoConference on Science and Technologies In Geology, Exploration and Mining (Albena, Bulgaria, 2014), Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2006), XI Всероссийской студенческой научной конференции «Экология и проблемы охраны окружающей среды» (Красноярск, 2004), Международной форуме-конкурсе «Проблемы недропользования» (СанктПетербург, 2012), школе-семинаре «Металлогения магматических и метаморфических комплексов: оценка и прогноз продуктивности» (Томск, 2007), Всероссийской геологической молодежной школе «Развитие минеральносырьевой базы Сибири: от В.А. Обручева, М.А. Усова, Н.Н. Урванцева до наших дней» (Томск, 2013).

Результаты исследований были использованы при выполнении работ в рамках проекта № 07-05-13565 офи_ц, гранта «Разработке информационнопоисковой системы для оценки характера и степени техногенного подтопления архитектурных памятников города Томска с использованием средств ГИСтехнологий» программы УМНИК (2007 г.), в проекте «Разработка информационно-поисковой системы для многоцелевой оценки характера и степени техногенного подтопления территории Томска с использованием средств ГИСтехнологий» конкурса «Привлечение молодых специалистов в инновационную и производственную сферы».

Исследования, проводившиеся по данной тематике, в 2012 году были отмечены медалью РАН.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 33 печатных работах, из них: 3 – в центральных изданиях, включённых в перечень ВАК, 2 – в изданиях SCOPUS, 28 – в научно-технических сборниках и материалах конференций.

Личный вклад автора. Автором осуществлены сбор, анализ и обработка фактического материала по объекту исследований. Проведен анализ и обработка данных с использованием ГИС-технологий выполнены картографические построения, интерпретированы результаты работы и сформулированы выводы. В работе использованы личные наблюдения автора при проведении полевых работ в разных районах города, выполнявшихся с целью выяснения причин осложнения условий эксплуатации сооружений в связи с деятельностью подземных вод.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Список литературных источников составляет 173 наименований.

Общий объем работы – 214 страниц, включая 100 рисунков и 12 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна полученных результатов, защищаемые положения, практическая значимость работы.

В первой главе освещаются представления об изменении гидрогеологических условий и техногенном подтоплении урбанизированных территорий, характеризуются современные методы их исследования, в том числе методы ГИСтехнологий и численного моделирования, рассматривается состояние гидрогеологической изученности территории г. Томска.

Во второй главе приведены краткие сведения о физико-географических, геологических, гидрогеологических условиях объекта исследований. Особое внимание уделяется характеристике основных водоносных горизонтов и комплексов, режима, условий питания и разгрузки, особенностям химического состава и минералообразующей способности подземных вод. Подчёркивается, что подземные воды комплекса четвертичных отложений подвержены существенным техногенным изменениям и оказывают наибольшее влияние на условия строительства.

В третьей главе показано, что степень развития процессов подтопления и потенциальной подтопляемости вновь осваиваемых территорий определяется суммарным воздействием естественных и искусственных (техногенных) факторов, важнейшими из которых являются строение геологического разреза в зоне влияния сооружений, интенсивность дополнительного, по отношению к естественным условиям, питания водоносных горизонтов, которое косвенно можно оценить по водопотреблению, отнесенному к единице застраиваемой площади, глубина залегания грунтовых вод и верховодки, а также дренированность территории застройки. В главе представлена характеристика подтопляемых территорий города Томска.

В четвертой главе рассмотрена методика картографических построений и оценки дренированности территорий. Показаны общие операции, выполняемые средствами ГИС над высотными данными, результатом которых являются карты эрозионной сети, плотности и глубины вреза эрозионной сети, уклонов дневной поверхности территории исследований, сопровождаемые их интегральной оценкой как параметра дренированности.

В пятой главе охарактеризована методика разработки информационнопоисковой системы, позволяющей оперативно производить анализ пространственновременных изменений геологической среды и оценку характера и степени формирования процессов подтопления городской территории. Показаны гидрогеологические модели (трех уровней) городской территории.

Результаты работы могут быть востребованы ведомствами и службами для контроля и оперативного управления состоянием геологической среды, оценки вероятности возникновения, масштабов и интенсивности нежелательных последствий антропогенного воздействия, обоснования управленческих и инженерных решений по обеспечению комфортной экологически безопасной обстановки, оценки стоимости земель городской территории, и проч.

В заключении приведены основные выводы исследований.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю – доценту кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ТПУ К.И. Кузеванову за научное руководство. Автор благодарит Е.М. Дутову, А.Н. Никитенкова, К.К. Кузеванова, А.Д. Назарова, Д.С. Покровского, В.К. Попова, Л.А. Строкову, С.Л. Шварцева, сотрудников ОАО «ТомскТИСИз» О.В. Шмачкова, А.В. Белькевича, ОАО «Томгипротранс»

Б.А. Кикаса, С.В. Ястремского, АО «Томскгеомониторинг» В.А. Льготина, Б.А. Егорова, А.Л. Иванчуру, А.А. Балобаненко, О.А. Камневу, Н.В. Винниченко, Д.Н. Четвергова за помощь и консультации по вопросам, возникавшим в ходе выполнения работы.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Первое защищаемое положение Природные и техногенные факторы подтопления, среди которых выделено ведущее значение строения верхней части геологического разреза, естественной дренированности территории и характера ее изменения под воздействием инженерного освоения, интенсивности дополнительного инфильтрационного питания подземных вод, поддаются анализу и функциональному описанию через экспертные количественные оценки.

Подтопление - комплексный многофакторный природно-техногенный процесс, развивающийся в условиях нестабильного гидродинамического равновесия, обусловленного сочетанием взаимодействующих компонентов окружающей среды, контролирующих водный баланс территории Cреди природных и техногенных факторов наибольшее значение имеют геологическое строение, интенсивность дополнительного питания подземных вод и дренированность территории, характеризующая скорость и объем оттока гравитационных вод.

Геологическое строение городской территории с точки зрения возможности формирования процессов подтопления прорайонировано по типам фильтрационного разреза, в основу выделения которых положено соотношение легко проницаемых слоев и слоев, которые могут рассматриваться в качестве относительных водоупоров (рис. 2). Выделены одно-, двух- и трехслойные типы разрезов, среди которых наиболее склонны к формированию верховодки и процессов подтопления двух- и трехслойные разрезы Ф-II-I и Ф-III-I, представленные грунтами с высокими фильтрационными свойствами мощностью от 2 до 10 – 12 м, подстилающимися слабопроницаемыми и водоупорными породами. Карта районирования по типу фильтрационных разрезов оцифрована в программном комплексе ArcGis (рис. 2).

Различные типы фильтрационных разрезов выделены полигональными объектами.

Площадь участков, на которых нарушение водного баланса при техногенном воздействии приводит к формированию верховодки и развитию процессов подтопления, составляет до 55% городской территории.

Понятие дренированности как характеристика, отражающая совокупность условий, определяющих скорость и объемы оттока поверхностных и подземных вод с той или иной территории, является одним из ведущих показателей, определяющих необходимость проведения и объемы специализированных дорогостоящих изыскательских работ при изучении процессов подтопления.

Вместе с тем, четких методических указаний по непосредственной оценке степени дренированности территорий нет. Для получения ее количественной характеристики, нами предложено использовать набор показателей цифровой модели рельефа (ЦМР), обусловливающих степень дренированности, и определять их величины и значимость в системе балльных экспертных оценок.

–  –  –

Рис. 3. Общая схема оценки дренированности территории города Томска:

1 - цифровая модель рельефа; 2 - карта плотности эрозионной сети; 3 - карта уклонов дневной поверхности; 4 - карта глубины эрозионного вреза; 5 - карта дренированности

–  –  –

Третье защищаемое положение Трехуровневые гидродинамические модели территории города Томска, позволяют прогнозировать изменения режима подземных вод на участках интенсивной техногенной нагрузки и оптимизировать управление подземной гидросферой в масштабах города, кварталов районной планировки и локальных участков.

Задачей модели регионального ранга является обобщённая оценка структуры и основных балансовых характеристик фильтрационных потоков, которые могут быть положены в основу районирования городской территории с учетом гидродинамических особенностей движения подземных вод и позволяют выделить локальные области питания, транзита и разгрузки подземных вод. В основу модели положен однослойный геологический разрез, где верхней границей является поверхность рельефа, а нижней – горизонтальная поверхность на уровне отметок главной дрены, русла р. Томи (рис. 7). Отметки, м

Рис. 7. Однослойная геологическая модель центральной части г. Томска

В результате моделирования установлены общие закономерности формирования структуры фильтрационных потоков и получена интегральная оценка величины инфильтрационного питания, поступающего на поверхность подземных вод, которая составила 150 мм/год.

Модели районного ранга создаются для прогноза изменения уровенного режима подземных вод на участках интенсивного освоения городской территории, районов исторической застройки, подлежащих реконструкции или других социально значимых объектов. Примером такого прогноза является численное гидродинамическое моделирование для микрорайона Черемошники (рис. 8).

Водовмещающая толща имеет трёхслойное строение: покровные суглинки, супеси, гравийно-галечные отложения, залегающие в основании геологического разреза. На этапе схематизации гидрогеологических условий установлены границы области фильтрации. Граница I рода представлена руслом р. Томи, граница II рода проходит по тыловому шву террасы. Боковыми границами области фильтрации являются линии тока разгружающегося со стороны Каштачной горы фильтрационного потока.

Результаты моделирования показали, что региональный поток подземных вод на протяжении значительного времени сохраняется без изменений. Направление фильтрационного потока контролирует основная естественная дрена, в качестве которой выступает русло р. Томи в западной части участка. В области развития водоносного горизонта подземные воды получают питание за счет инфильтрации атмосферных осадков, притока в восточной части участка за счёт разгрузки подземных вод транзитного потока и утечек из водонесущих коммуникаций. Слабые фильтрационные свойства горных пород верхней части гидрогеологического разреза в сочетании с дополнительным питанием и малыми гидравлическими уклонами создают благоприятные условия для развития процессов техногенного подтопления.

–  –  –

Рис. 8. Границы численной модели мкр. Черемошники Моделирование показывает, что локальные участи подъема уровней подземных вод связаны с формированием неконтролируемых утечек, плохо поддающихся количественному учету.

Модели локального ранга использовалась для исследования роли развития подтопления за счёт проявления барражного эффекта свайных оснований. Описание простейших расчётных схем для аналитических решений известно по работам А.Ж. Муфтахова, которые нашли своё обобщение в пособии к СНиП по подтоплению. Для территории города прогноз влияния геометрического воздействия на структуру фильтрационных потоков приобретает особенное значение. Обзор освоенных участков городской территории в кварталах высокоэтажной современной застройки позволяет систематизировать форму свайных оснований в плане для целей количественной оценки барражного эффекта.

По отношению к геометрическому воздействию на естественные фильтрационные потоки нами предлагается выделять следующие типы свайных оснований в плане:

1. Линейный

2. Линейный с 4 особенностями

3. Изометрический сплошной

4. Полукарман

5. Карман

6. Карман закрытый Рис. 9. Типы свайных оснований При ограниченном наборе типовых форм свайных оснований в плане возникает целое семейство расчётных схем в случае различных ориентировок контура фундамента по отношению к направлению фильтрационного потока (рис. 9). Их многообразие возрастает при совместной внутриквартальной компоновке однотипных или разнотипных фундаментов.

Нами сделана попытка количественной оценки возможного роста уровней подземных вод за счёт проявления барражного эффекта свайных оснований.

Поскольку подобное взаимодействие подземных вод с искусственной преградой предполагает искажение линий тока и формирование сложной формы фильтрационного потока, то для оценки изменения уровней целесообразно применять методы численного моделирования гидрогеологических условий.

Все локальные модели имеют трёхслойное строение до глубины 21 м по аналогии со строением типовых фильтрационных разрезов. Однако, в составе модели предусмотрено более дробное (пятислойное) деление верхнего водонасыщенного и полупроницаемого слоёв для возможности задания водонесущих коммуникаций на глубине 3 м и свай длиною 9 м. Результаты численного моделирования влияния различных по форме в плане типов свайных оснований отражены графически (некоторые результаты в качестве примеров показаны на рисунке 10 и в таблицах 3 - 4).

Для определённости модельное распределение гидроизогипс показано для второго слоя модели, который занимает положение над поверхностью раздельного полупроницаемого горизонта.

I

–  –  –

Полученные результаты моделирования позволяют обоснованно судить о тех особенностях и различиях изменения гидрогеологических условий, которые сопровождают строительство зданий на разных типах свайных оснований.

В условиях трёхслойного фильтрационного гидрогеологического разреза, когда свайное поле по глубине не выходит за пределы полупроницаемого раздельного слоя, в нижнем водоносном горизонте изменений уровней подземных вод не происходит. Об этом свидетельствует отсутствие разницы напоров в условиях естественного и искусственных потоков по всех типах свайных фундаментов (скв. №№ 51, 52, 151, 152, табл. 3).

Особенностью проявления барражного эффекта является не только повышение изменение уровней подземных вод со стороны набегающего фильтрационного потока, но и одновременное падение уровней за непроницаемой преградой по сравнению с естественными условиями (табл. 4). Почти во всех рассмотренных случаях амплитуда таких изменений превышает величину одного метра, достигая максимума более двух метров.

Среди рассмотренных форм свайных фундаментов наиболее сильным воздействием на фильтрационный поток обладают типы «карман» и «полукарман», которые способны вызвать даже в проницаемых породах с коэффициентом фильтрации 3 м/сут рост уровня на 1,2 м и 1,3 м соответственно. Моделирование показывает, что только за счёт выбора оптимальной ориентировки свайного поля по отношению к направлению фильтрационного потока прогнозируемое повышение уровня можно снизить почти в два раза до 0,62 м и 0,67 м соответственно (табл. 4).

Таблица 4 Амплитуда разрыва уровней подземных вод по разные стороны фильтрационной преграды

–  –  –

Примечание: выделены ячейки, принятые в расчёт амплитуды с учётом особенностей формы свайного основания.

Опираясь на материалы моделирования, можно утверждать, что минимальным уровнем воздействия на структуру фильтрационного потока обладают такие фильтрационные преграды, ось которых в плане прямолинейна. Максимальный рост уровней подземных вод способны вызвать фильтрационные преграды с одним и двумя изменениями направления их продольной оси под углом в 90 градусов, образующими полузакрытую форму.

Полученные результаты дают только общее представление о возможностях прогноза изменения уровней подземных вод. Отметим, что учёт дополнительного питания может существенно изменить полученные оценки роста уровней подземных вод. Однако, приведённых примеров вполне достаточно для обоснования необходимости учета регионального направления фильтрационных потоков на всех этапах разработки проектов районной планировки городских кварталов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подтопление формируется под действием природных и техногенных факторов, среди которых наибольшее значение имеют геологическое строение верхней части разреза, интенсивность дополнительного питания подземных вод, дренированнось территории и ухудшение условий стока вод, влияние барражного эффекта свайных оснований инженерных сооружений. Степень подтопления территории поддается анализу и функциональному описанию через экспертные количественные оценки, определяющих ее факторов.

Созданная геоинформационная система, базирующаяся на основе электронного представления существующих карт г. Томска гидрогеологического содержания (районирования застроенной территории по типу фильтрационного геологического разреза, интенсивности дополнительного инфильтрационного питания, дренированности, уровня подземных вод) позволяет оперативно производить оценку степени потенциальной подтопляемости отдельных участков городской застройки. Эффективность использования предлагаемой системы обеспечивается расширением доступности гидрогеологических (узкоспециальных материалов) для практического использования широким кругом заинтересованных лиц за счет применения эффективного алгоритма предварительной обработки большого объема специальной информации и представления её в удобном для принятия управленческого решения виде.

Гидрогеологические модели городской территории (на примере объекта мкр. Черемошники) для прогноза изменения уровенного режима подземных вод на участках интенсивной техногенной нагрузки могут актуализировать и электронный слой уровня подземных вод геоинформационной системы.

Результаты исследований могут использоваться при инженерно-геологических изысканиях и быть востребованы различными ведомствами и службами, обеспечивающими жизнедеятельность города, для:

- оптимизации проектов инженерно-геологических изысканий;

- контроля и оперативного управления состоянием геологической среды;

- оценки вероятности возникновения, масштабов и интенсивности нежелательных последствий антропогенного воздействия;

- обоснования управленческих и инженерных решений для обеспечения комфортной экологически безопасной обстановки, принимаемых на различных уровнях, от разработки генерального плана до природоохранных мероприятий на конкретных участках городской территории;

- оценки стоимости земель городской территории;

- оптимизации планирования выделения финансовых средств при проведении реставрационных работ в исторически значимой части г. Томска.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналахрекомендованных ВАК:

1. Покровский, В.Д. Информационно-поисковая система оценки степени подтопляемости территории города Томска / В.Д. Покровский, Е.М. Дутова, К.И.

Кузеванов, Д.С. Покровский // Вестник ТГАСУ No 1, - 2015 - С. 172 - 181.

2. Покровский, В.Д. Методические подходы к оценке степени дренированности урбанизированных территорий / В.Д. Покровский, Е.М. Дутова, А.Н. Никитенков, К.И. Кузеванов, Д.С. Покровский // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1; URL: http://www.science-education.ru/125-20130.

3. Покровскии, Д.С. Гидрогеоэкологические условия водоснабжения населения юга Сибирского региона / Д.С. Покровский, Е.М. Дутова, А.А. Балобаненко, В.Д. Покровский, А.Ф. Рехтин // Вестн. Том.гос. ун-та. - 2014. No 384. - C. 189 - 197.

Статьи в журналах из базы данных Scopus:

1. Pokrovsky, V. Degree of Areal Drainage Assessment Using Digital Elevation Models /

V. Pokrovsky, D. Pokrovsky, E. Dutova, A. Nikitenkov, A. Nazarov // IOP Conf. Ser.:

Earth Environ. Sci. 21 012018 doi:10.1088/1755-1315/21/1/012018. - V. 21. - 2014.

2. Pokrovsky, V. The research underflooding processes of architecture monuments on the territory of Tomsk with using GIS-technology / V. Pokrovsky, D. Pokrovsky, E. Dutova.

A. Nikitenkov // 14th SGEM GeoConference on Science and Technologies In Geology, Exploration and Mining, www.sgem.org, SGEM2014 GeoConference Proceedings, ISBN 978-619-7105-08-7 / ISSN 1314-2704, June 19-25, 2014, Vol. 2, 935 - 942 pp.

Публикации в других научных изданиях:

1. Покровский, В.Д. Картографические построения и оценка дренированности территории. Сборник научных трудов XVIII международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2014. - С. 477 - 478.

2. Покровский, В.Д. Этапы создания информационно-поисковой системы для оценки степени подтопляемости территории города Томска. Материалы Всероссийской научной геологической молодежной школы «Развитие минерально-сырьевой базы Сибири: от В.А. Обручева, М.А. Усова, Н.Н. Урванцева до наших дней», посвященные 150-летию со дня рождения академика В.А. Обручева, 130-летию академика М.А. Усова, основателям Сибирской горно-геологической школы и 120летию Н.Н. Урванцева. - Томск, 2013. - С. 19 - 22.

3. Pokrovskiy, V.D. Value estimation of Tomsk town technogenicunderflooding using GIS-technologies. Сборник научных трудов XVII международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2013. - С. 830 - 833.

4. Покровский, В.Д. Построение карты дренированности для оценки степени потенциальной подтопляемости территории г. Томска. Сборник научных трудов XVII международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2013. - С. 463 - 464.

5. Покровский, В.Д. Исследование процессов подтопления территории города Томска средствами геоинформационных систем. Сборник научных трудов Международного форума-конкурса молодых ученых. – Санкт-Петербург, 2012. - С. 219.

6. Покровский В.Д. Оценка условий техногенного подтопления памятников архитектуры г. Томска средствами ГИС-технологий. Сборник научных трудов Всероссийского конкурса научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области наук о Земле «Современные технологии и результаты геологических исследований в изучении и освоении недр Земли». - Томск, 2011. - С. 144–148.

7. Покровский, В.Д. Моделирование процессов фильтрации. Сборник научных трудов XV международного симпозиума студентов и молодых ученых им.

академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2011. - С. 241.

8. Pokrovskiy, V.D. WatersupplyofbigEuropeancities. Сборник научных трудов XV международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2011. С. 759–761.

9. Покровский, В.Д. Разработка карты типов фильтрационных разрезов для ранжирования территории города Томска по степени потенциальной подтопляемости. Сборник научных трудов XIV международной научной школыконференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий». - Абакан, 2010. - С. 178.

10. Покровский, В.Д. Схематизация гидрогеологических условий микрорайона Черемошники (г. Томск) для гидродинамического моделирования. Сборник научных трудов XIV международного симпозиума студентов и молодых ученых им.

академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2010. - С. 301 - 302.

11. Покровский, В.Д. Особенности водоснабжения ряда крупных городов Европы.

Сборник научных трудов XIV международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2010. - С. 300 - 301.

12. Покровский, В.Д. Ранжирование памятников архитектуры г.Томска по степени потенциальной подтопляемости с использованием геоинформационных технологий.

Сборник научных трудов XIII международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2009. - С. 970 - 971.

13. Покровский, Д.С. Оценка характера и степени техногенного подтопления территории г. Томска с использованием геоинформационных технологий / Д.С. Покровский, К.И. Кузеванов, Е.М. Дутова, К.К. Кузеванов, В.Д. Покровский // Эколого-геологические проблемы урбанизированных территорий: II Всероссийская научно-практическая конференция - Екатеринбург, УГГУ, 25 - 26 ноября 2009. - Екатеринбург:

- УГГУ, 2009. - C. 46 - 49.



Похожие работы:

«Пахомов Николай Владимирович Политика России в обеспечении глобальной энергетической безопасности Специальность 23.00.04 – политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата политических наук Москва – 2016 Работа выполнена на...»

«РОДИНА ИРИНА ВЛАДИМИРОВНА СОЦИАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМАТИЗАЦИЯ НАСИЛИЯ В СЕМЬЕ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ Специальность 22.00.04 – социальная структура, социальные институты и процессы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора социологичес...»

«Литвяков Михаил Владимирович СОЦИАЛИЗАЦИЯ БЕЗНАДЗОРНЫХ ПОДРОСТКОВ В УСЛОВИЯХ ТРАНСФОРМАЦИИ РОССИЙСКОГО ОБЩЕСТВА Специальность 22.00.04 — "Социальная структура, социальные инстигуты и процессы" (социологические науки) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических наук Ново...»

«КУХТИНОВ Павел Дмитриевич ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПОДСОЛЕВЫХ НИЖНЕПЕРМСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ПОИСКА СКОПЛЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ 25.00.01 – Общая и региональная геология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических на...»

«НАГОРНЫХ Елена Евстафьевна ПРОБЛЕМА ДВИЖУЩИХ СИЛ АНТРОПОГЕНЕЗА /ФИЛОСОФСКО – МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ/ Специальность 09.00.01 – онтология и теория познания Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата философских наук Екатеринбург...»

«ЛОБАНОВА Елена Владимировна РАННЕЕ КАМЕРНО-ВОКАЛЬНОЕ ТВОРЧЕСТВО Н. МЯСКОВСКОГО И РУССКИЙ ПОЭТИЧЕСКИЙ СИМВОЛИЗМ 17.00.02 Музыкальное искусство АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата искусствоведения Москва – 2016 Работа выполнен...»

«Шихмамедова Джамиля Магомедовна СОЦИАЛЬНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЛИЧНОСТИ И ОБЩЕСТВА В РЕСПУБЛИКАХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА: РЕГИОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ 22.00.04 – Социальная структура, социальные институты и процессы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических на...»

«ВЕТРОВ Евгений Валерьевич ЭВОЛЮЦИЯ ТЕРМОТЕКТОНИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ ЮГОВОСТОЧНОГО АЛТАЯ В ПОЗДНЕМ МЕЗОЗОЕ И КАЙНОЗОЕ ПО ДАННЫМ ТРЕКОВОЙ ТЕРМОХРОНОЛОГИИ АПАТИТА специальность 25.00.03 геотектоника и геодинамика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук МОСКВА – 2...»

«АЙДАМИРОВА ЗИНА ГЕЛАНИЕВНА ЛИТОЛОГО-ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ПОНТ-МЭОТИЧЕСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРНОГО БОРТА ЗАПАДНО-КУБАНСКОГО ПРОГИБА Специальность: 25.00.12 – Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минера...»

«ПЕРЕВОЗНИКОВА Елена Валериевна МАРГАНЦЕВОСИЛИКАТНЫЕ ПОРОДЫ РУДНЫХ РАЙОНОВ ЮЖНОГО СИХОТЭ-АЛИНЯ: МИНЕРАЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС (25. 00. 11 – геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых; минерагения) Автореферат диссе...»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.