Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Определение величины питания грунтовых вод на застроенных территориях по данным режимных наблюдений

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Определение величины питания грунтовых вод на застроенных территориях по данным режимных наблюдений"

МИНСТРОЙ РОССИИ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ ИЗЫСКАНИЯМ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

(ПНИИИС)

На правах рукописи УДК 556.332.52.06:519.2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПИТАНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ЗАСТРОЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ПО ДАННЫМ РЕЖИМНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ

(Специальность 04.00.06-Гидрогеология)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

МОСКВА-1995

Работа выполнена в Производственном и научно-исследовательском институте по инженерным изысканиям в строительстве МИНСТРОЯ России.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Е.С.ДЗЕКЦЕР

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

В.Н.ЧУБАРОВ

кандидат геолого-минералогических наук

А.И.АРБУЗОВ

Ведущая организация:

Тульский трест инженерно-строительных изысканий (ТулаТИСИЗ)

Защита состоится •" и - агшбьъ 199.-Сг. в часов

на заседании специализированного совета К 033.11.01 в Производственном и научно-исследовательском институте по инженерным изысканиям в строительстве (ПНШИС) по адресу: 105058, г.Москва, Окружной проезд, 18 •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПНШИС-по тому же адресу.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета ПНЙШС канд. reo л.-мин. наук

О.П.ПАВЛОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЕ

Актуальность темы. Общая тенденция обострения экологических проблем в современную эпоху согласуется с необходимостью предвидения изменений гидро-и инженерно-геологических условий на застроенных и застраиваемых территориях для организации предупредительных и защитных мер с включением их в состав проектов застройки или борьбы с вредными последствиями на уже застроенных территориях.

Ущерб от подтопления но подсчетам экономистов составляет около 1 млн.рубл. (в ценах до 1992г.) для крупного промышленного предприятия. На территории России доля подтопленных застроенных территорий составляет 50% и более.

В нормативных документах <СНиП П-А.13-69, п.3.1; СНиП П-9-78; СНиП 2.02.01-83) требуется "составление прогноза изменения инке-нерно-геологических и гидрогеологических условий района (участка) строительства при возведении и эксплуатации зданий и сооружений". Однако методика таких прогнозов (в период изысканий) еще не разработана в достаточной степени. Основной и нерешенной задачей при прогнозировании уровенного режима грунтовых вод застраиваемых тер-* риторий (в период изысканий) является определение величины избыточного питания грунтовых вод, возникавшего в результате застройки и деятельности предприятий.

Цель работы заключается в совершенствовании методики определения величины питания грунтовых вод застроенных территорий, как основы прогноза подтопления, при этом главное внимание уделяется анализу фактических данных наблюдений подъема уровня грунтовых вод.

В соответствии с целью, задачами исследований являются:

- разработка метода viaccoвыx определений избыточного питания грунтовых вод, как основной расчетной величины при прогнозах подъема уровня;

- разработка метода "прогнозов-экстраполяций" техногенного подъема уровня на основе стационарных режимных наблюдений;

- оценка перспективного использования разработанных методов определения величины питания для прогнозов при инженерных изысканиях.

Методика исследований основана на вероятностном подходе с аналитически обоснованной аппроксимацией трендов. Техногенный

подъем уроЕня грунтовых вод представляется случайным процессом, что требует вероятностного подхода к анализу и прогнозу процесса.

Математическая обработка данных режимных наблюдений проводилась с использованием ЭВМ по программам, разработанным II.Г.Под-стреловым.

-Исходные данные и личный вклад автора. Материалы для исследований собирались автором с 1970г., когда он в качестве аспиранта начал'работать над проблемой подтопления в составе отдела научной части ШИИИС. В последующие годы агтор работал ¡¡ад проблемой в составе научных и производственных подразделений ПНЛШС. Изучались и анализировались условия и процессы подтопления на объектах Украины, Казахстана, Юга России, Предуралья и других регионов. В качестве ответственного исполнителя им был дан прогноз повышения уровня грунтовых вод на промплощадке строившегося завода КамаЗ и территории Нового города. На Хелуанском металлургическом комбинате (Египет) в 1980-1981г.г. и в 1985г. по проектам авто'ра и под его руководством осуществлено, водопонижение для строительства крупного подземного сооружения, осушен один из подтапливаемых цехов я предложен способ осушения всей территории объекта (соответствущие отчеты находятся в институте 'Типроме з" Министерства черной металлургии РФ). Накопленный соответот-вугаций опыт, обработка и анализ обширного фактического материала позволили налисать данную диссертационную работу.

Научная новизна работц заминается в разработке:

- закономерностей возникновения избыточного питания, величина которого складывается не только из величины дополнительной инфильтрации, но и из величины сокращения разгрузки, при этом уровень грунтовых вод рассматривается как интегральный показатель гидродинамического режима;

- метода сглаживающих кривых идя определения начальной величины избыточного-питания.(или дополнительной инфильтрации -при отсутствии сокращений разгрузки грунтовых вод);

метода "нрогаоза-эксграполяцяи" подъет уровня грунтовых вод цутем продления или корректировки сглаживаюцих кривых;

- способа оценки величины конденсационного питания грунтовых вод по величине теплового потока;

- методики выявления техногенного изменения питания грунтовых вод на территориях городов с применением статистических критериев однородности выборок показателей режима грунтовых вод;

- обоснований возможности прогнозной оценки величины начального избыточного питания (дополнительной инфильтрации) в период изысканий посредством регрессионно-корреляционного анализа.

Практическое значение и реализация работы. Работа в целом посвящена решению важной практической задачи - избежать вредных последствий подтопления -застроенных территорий путем прогнозирования процессов подтопления в период изысканий. Для этого необходимы массовые определения величины избыточного питания (дополнительной инфильтрации) и нахождение соответствующих корреляционных связей этой величины с параметрами застройки и характеристиками природных условий. Начальная величина избыточного питания определена на семи различных прсмплощадках. Метод "прогноза-экстраполяции" был применен для прогноза подъема уровня грунтовых вод территорий Грушевской горнообогатительной фабрики в г.Марганце, завода КамАЗ в г.Набережные Челны. Выявлена и количественно оценена тенденция техногенного подъема минимальных уровней и, соответственно, увеличения питания грунтовых вод в г.Уфе. Результаты прогнозов использованы при строительстве и эксплуатации соответствующих объектов. Имеются справки о внедрении. Автор имеет патент СССР 1816297 на изобретение: "Способ искусственного пополнения запасов подземных вод". В изобретении используется новый способ оценки величины конденсационного питания грунтовых вод по величине теплового потока.

Основные защищаемые положения:

- эмпирически установлена и теоретически обоснована основная закономерность техногенного подъема уровня грунтовых вод на застроенных территориях со стабильно функционирующими объектами, которая заключается в постепенном уменьшении скорости подъема уровня грунтовых вод в виде линейной зависимости от высоты его над исходным уровнем до застройки территории (при сохранении граничных условий и постоянстве инфильтрации в период стабильного функционирования построенных объектов);

- введено понятие избыточного питания грунтовых вод (как основы прогнозов), величина которого определяется как разность между питанием и разгрузкой грунтовых вод на данном фрагменте застроенной территории; ■

- разработан новый метод сглаживающих кривых для определения дополнительной инфильтрации (начального избыточного питания) и "прогнозов-экстраполяций" подъема уровня по данным режимных наблюдений, заключаемойся в разделении наблюдаемого случайного процесса подъема уровня на детерминированную и стохастическую составляющие, из которых первая используется для определения дополнительной инфильтрации и прогнозов, а вторая для оценки достоверности прогнозов;

- предложен новый способ количественной оценки конденсационного питания по величине теплового потока, заключающийся в расчете максимально возможного количества конденсирующейся влаги при существующем градиенте температуры;

- разработана методика обнаружения тренда изменения величины питания грунтовых вод по данным режимных наблюдений за уровнем грунтовых вод для городских территорий путем использования статистических критериев однородности выборок.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 19 печатных работах. Основные положения работы докладывались на заседаниях Ученого Совета ГОШИС, НТС отделов ПНИИИС, УкрТИИНТИЗ, ВСЕГИНГЕО, гидрогеологической секции ЮШ, на совещании "Методика изучения и прогнозирования изменений гидрогеологических и инженерно-геологических условий территорий городов", Ленинград, октябрь 1986г.; на тематическом семинаре ВНИИ ВОДГЕО, февраль 1987г.; на конференции профессорско-преподавательского состава МГРй, апрель ISö7r. и др.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения; содержит 130 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 20 таблиц; список литературы из 234 наименований.

Автор искренне-благодарен за оказанную помощь в период подготовки диссертации научному.руководителю, профессору Е.С.Дзекцеру и научному консультанту Ы.В.Болгову, а также Н.И.Кригеру, О.Б.Челидзе, П.Г. Подстрелову, О.В.Слинко,•С.М. Семенову, А.А.Коноплян-.цеву, Л.С.Язвину, Б.В. Боревскому, В.И. Богданову, P.A. Смирнову, Ф.В. Залесскому, Л.Г. Соколовскому, А.Г. Петрову, Г.А. Раэумову, В.В. -Перцовскому и др. за ценные советы и консультации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Состояние проблемы. Значение количественных оценок величины питания грунтовых вод для решения проблемы.

В главе приводится анализ понятий "подтопление", "строительное подтопление", данные С.К.Абрамовым, А.Ж.Муфтаховым, Е.С.Дзек-цером, Б.М.Дегтяревым, Р.А.Смирновым, Н.П.Курановым, О.В.Слинко, В.В.Ведерниковым, Р.А.Галичем и др. Сопоставляются различные точки зрения и подходы к изучению и прогнозу подтопления, к борьбе с вредными последствиями процесса. Автор строительным подтоплением называет комплекс процессов, вызванных положительным дисбалансом питания и разгрузки подземных вод, когда дисбаланс является следствием застройки и эксплуатации территории жилыми зданиями и промышленными предприятиями.

Согласно требованиям нормативных документов (СНиП П-9-78; СНиП 2.02.01-83) процессы подтопления необходимо прогнозировать и учитывать при строительстве и эксплуатации сооружений, не допуская вредных последствий. Методика прогнозов процессов подтопления в период изысканий для проектируемого строительства все еще нуждается в дальнейшей разработке. В частности, для прогноза техногенного подъема уровня необходима более точная оценка величины возникающего дисбаланса питания и разгрузки грунтовых вод как основной расчетной величины. Дисбаланс, определяемый как разность величин питания и разгрузки, назван автором избыточным питанием . В настоящее время большинство исследователей дисбаланс отождествляют с дополнительной инфильтрацией.

В результате застройки (имеется в виду период стабильной работы построенных объектов) действуют факторы, изменяющие величину питания: утечки, полив растений, мойка территории, снятие почвенного покрова, нарушение естественного рельефа и естественного сложения грунтов, застройка зданиями и покрытиями, организация поверхностного стока, изменение условий конденсации влаги и др. Эти факторы названы факторами питания;, в комплексе они приводят к увеличению питания водоносного горизонта по сравнению с естественным. Другой комплекс факторов изменяет величину разгрузки водоносного горизонта: уменьшение испарения из грунтов и грунтовых вод а результате экранизации зданиями и покрытиями, засыпка естественных дрен, кольматация, изменение активной пористости грунтов вследсТг

вие отложения или растворения веществ при фильтрации и смешивании вод различного химического состава, барраж потока грунтовых вод глубокими фундаментами, уплотнение грунтов от действия статических и динамических нагрузок и др. Эти факторы названы факторами разгрузки; в комплексе они приводят к сокращению величины разгрузки по сравнению с естественной (величины разгрузок сравниваются при одном и-том же исходном уровне).

Таким образом, все факторы техногенного подъема уровня разделяются на две группы: факторы питания и факторы разгрузки. Если фактор не действует ни на величину питания, ни на величину разгрузки водоносного горизонта, то он не принадлежит рассматриваемой системе. Разделение факторов на две указанные группы приводит к мысли о возможности прогнозирования величины возникающего дисбаланса питания и разгрузки.грунтовых вод через количественные оценки факторов. Такое прогнозирование предлагается осуществить посредством использования регрессионно-корреляционного анализа, в результате которого можно получить уравнение регрессии для прогноза величины диобаланса (дополнительной инфильтрации - если пренебрегать сокращением разгрузки) в период изысканий для строительства.

Проведен анализ основных составляющих проблемы:

сложность функционирования застроенной территории, представляемой в виде ириродко-г-технической системы (Е.С.Дзекцер, 1987); случайный характер факторов подтопления и процессов (в частности, подъема уровня); -субъективность факторов подтопления, т.е. зависимость процессов от качества изысканий, проектирования,строительства и эксплуатации объектов. Все это сильно осложняет прогнозирование подтопления.

Разделяя общепринятое и в большинстве случаев обоснованное отношение к строительному подтоллению как к вред}Iому и опасному явлению, автор отмечает справедливость народной мудрости: нет худа без добра, - содержанием запатентованного им изобретения нового способа искусственного восполнения или создания водоносного горизонта в регионах пустынь. Механизм питания водоносного горизонта создается- в результате специальной целенаправленной застройки территории .

В результате обзора и анализа основных направлений в исследованиях строительного подтопления автором предлагается выделить разр.аботку методики количественного прогнозирования процессов подтопления в период изысканий для проектируемой застройки, как паи-

более важное направление, позволяющее обосновывать выбор мероприятий инженерной защиты от подтопления. Основная трудность на этом пути состоит в том, что оценка величины дополнительной инфильтрации сегодня может быть дана лишь весьма приближенно.

В результате краткого обзора и анализа методов определения величины питания грунтовых вод автором выделены наиболее применимые для условий подтопленных территорий. Это зависимости А.Ж.Муф-тахова для решения обратных задач в конкретных ситуациях для определенных гидродинамических схем; попытки оценить инфильтрацию за счет утечек из водоводов и резервуаров (В.Ю.Егупов, 1987), метод палеток влажности грунтов В.Н. Чубарова, методы водного баланса Г.Н.Каменского, А.В.Лебедева, Д.М.Каца, И.С.Пашковского, Р.И.Галича и др.

Не все исследователи приходят к единому мнению о роли конденсационного питания грунтовых вод на застроенных территориях. Опыты В.И.Федорова (1970) показали, что в зонах с холодным и умеренным климатом, где жилые и производственные здания отапливаются, движение воды в парообразном состоянии круглогодично способствует осушению грунтов застроенных территорий, т.к. температурный градиент направлен от зданий к незастроенной территории. Однако в случаях искусственного сильного охлаждения грунтов, например, под промышленными холодильниками (характерный пример приводит А.М.Шиссель, 1972), процесс термической конденсации становится основным фактором избыточного питания и подтопления.

Данная оценка роли термической конденсации подтверждается автором диссертации с помощью нового способа расчета максимально возможного количества конденсирующейся влаги. Расчеты сделаны на основе рассмотрения установившегося равновесия противоположных процессов: выделение тепла при конденсации паров и отвод тепла путем теплопроводности. Исследование процесса конденсации на застроенных территориях позволило автору разработать новый способ, узаконенный патентом СССР ¡Г- I8I6297.

2. Метод сглаживающих кривых для определения начального избыточного питания ( U/"Hmlu ) на подтапливаемых площадках

Если располагать данными режимных наблюдений за техногенным подъемом уровня в период стабильной работы подтопляемых построен-

ных объектов, можно определить величину UrJ4"* , равную тому начальному дисбалансу, который возник бы, если бы все изменения, привнесенные на территорию в результате строительства л эксплуатации, имеющие место при стабильной работе объектов, наступили бы мгновенно при исходном положении уровня.

Для перехода к прогнозам техногенного подъема уровня при изысканиях необходимы массовые определения величины начального избыточного питания Uft,MÜX на уже подтопленных объектах в период

их стабильной работы и сопоставление этой основной расчетной вели, ».».мак

чины с техногенными и природными признаками, от которых она ( U/u зависит. Предлагается для массовых определений Ü/iT"" на подтопленных объектах метод сглаживания графиков наблюдаемого техногенного подъема уровня (на основе обработки режимных наблюдений). Техногенный подъем уровня представляется процессом, складывающимся из детерминированной (тренда) и стохастической составляющих. Детерминированная составляющая в заданной точке области фильтрации аппроксимируется сглаживающей функцией вида■

h(ij - а - é-eH ( i >

где а, ё, С . - коэффициенты, определяются методом наименьших квадратов.

Функция получена автором посредством анализа данных режимных наблюдений по целому ряду объектов и теоретически обоснована путем рассмотрения общего баланса воды в элементе водоносного горизонта в период техногенного подъема уровня грунтовых вод.

• Зависимость (I) может быть получена п.утем_ рассмотрения 'общего баланса подземных вод в период их техногенного подъема в элёменте водоносного горизонта.

Принимается, что изменения, уровня подземных вод в заданной точке (например, в месте расположения наблюдательной скважины) области фильтрации в течение заданного расчетного периода времени Т зависят только от изменения дисбаланса (U/u ) во времени. Тогда очевидно будет справедливо, следующее уравнение:

ÁÁ dh - -г clüJt

^ Ж--( W

где - недостаток насыщения.

Если предположить, что при повышении . уровня

подземных вод на I м удельная разгрузка из выделенного элемента площадью I м^ возрастет на величину В , то будем иметь:

d uTu _

7ГГ ~

, .-wax

U¡и J*T

В

J*т

h(t)

( з )

Подставляя (3) в (2) получим:

dh_ _ dt ~

ж

я

trax

я

■h(t)

( 4 )

или

dh dt

ft - с-hit)

где

Я

- ш

J-«

J

поах

С =

В J*

( 4J

Решение (4 ) имеет вид, совпадающий с выражением (I)

Заметим, что отношение ЦТиМ/В = О , т.е. равно предельной высоте подъема уровня подземшх вод от высоты над исходным, соответствующей принимаемой за исходную величину дисбалаь-

цг'паХ

са ц/ц

Таким образом, как это следует из.выражения (4^), зависимость скорости подъема уровня подземных вод при подтоплении от времени, что подтверждается наблюдениями за формированием процесса подтопления на многочисленных объектах, носит линейный характер. Линейный характер скорости подъема уровня отмечался также В.Е.Ампило-вым (1972).

Начальная (максимальная) скорость подъема уровня подземных вод ( в соответствии с принятой логикой построения расчет-

ной модели определяется из (4^) при

\г

>rax

= ft - c-L

( 5 )

где rio - высота уровня принимается в качестве исходного и

,.гй) ах соответствующего U/u

Скорость подъема подземных вод _ это такая скорость,

которая имела бы место, если бы все изменения дисбаланса, существовавшие в период стабильной эксплуатации застроенной территории, наступили бы мгновенно в начале развития процесса подтопления. Из выражений (4*) и (5) следует, что величина U/u""1* находится по формуле

= JA I/""" ( б )

По данным сети наблюдательных скважин составляется карта районирования по величинам W<Ta* или определяется средняя величина ОС' на застроенной территории определенного типа (см. табл. ). По имеющемуся опыту частота скважин должна быть не менее I скважины на 2 га, период наблюдений - не менее 3-5 лет, число регулярных измерений уровня - не менее 15 - 20 в течение указанного периода.

Предлагаемый метод учитывает, что техногенный подъем уровня является случайным процессом. В период стабильной работы объектов детерминированная составляющая аппроксимируется сглаживающей кривой, стохастическая составляющая процесса проявляется в случайных отклонениях фактических уровней от сглаживающей кривой. Каждое отдельное измерение уровня в период техногенного подъема дает случайную величину вследствие наличия случайной составляющей процесса подъема уровня грунтовых вод при подтоплении, которая настолько значительна, что ею нельзя пренебречь. Обь'чно для определения величины дополнительной инфильтрации ЦТ используются результаты двух измерений уровня (см."Рекомендации". ВНИИ В0ДГЕ0, 1979); автор считает, что результат определения по двум случайным величинам нельзя считать надежным.

Рекомендуемый автором метод сглаживающих кривых позволяет использовать всю информацию (результаты нескольких десятков замеров уровня в течение нескольких лет), что исключает (уменьшает) влияние случайности результата каждого отдельного замера,

Метод применим в большинстве случаев для сложных условий, которые часто не могут быть приведены к аналитически решаемым схемам.

Таблица

Результаты определения величины иГц11"1*

Наименование застроенных территорий

иг?*

м/сут

Грушевская обогатительная фабрика, г.Марганец 1,1-Ю-3

ТЭЦ КамАЗа, г.Набережные Челны 4,1-Ю"3

Новочеркасский электродный з-д, центральная часть 3,1'Ю-^

Новочеркасский электродный з-д, северо-восточная _д

часть 2,0*10

Новочеркасский электродный з-д, северо-западная ,

часть 0,8-Ю-4

Завод синтетических продуктов, г.Новочеркасск 2,8-Ю-^

Завод "Нефтемаш", г.Новочеркасск 1,5-10'

-4

Он позволяет избежать ошибок (обычных для других методов) при определении параметров водоносного горизонта и зоны аэрации

(кроме недостатка насыщения ), схематизации граничных условий, т.к. в любых условиях начальная скорость подъема уровня зависит только от величины начального избыточного питания IIГц""1* и величины ¿х .

3. Метод "прогноза-экстраполяции" подъема уровня с помощью сглаживающих кривых

Если процесс техногенного подъема, уровня не закончился, а техногенные и граничные условия остаются теми же, что и в период наблюдений, сглаживающие кривые с известными коэффициентами используются для "прогноза-экстраполяции" детерминированной составляющей процесса (способ продления сглаживающих кривых). На Грушевской горнообогатительной фабрике прогноз составлялся на основе наблюдений в течение 5 лет и удовлетворительно оправдался в последующий пятилетний период стабильной работы фабрики до выхода из строя скважин наблюдательной сети. Отклонения фактических уровней от прогнозных сглаживающих кривых по большинству скважин не превышают 20 - 30 см и имеют разнонаправленный характер, что говорит

о том, что прогноз по детерминированной составляющей случайного процесса подъема уровня оправдался, а отклонения были вызваны случайными факторами. На рисунке показан пример прогноза по скважине w 29 на площадке Грушевской горнообогатителыюй фабрики (ГОФ). Прогнозная сглаживающая кривая определена по данным наблюдений с июля 1965г. по октябрь 1970г. (экспериментальные точки). Контрольная сглаживающая кривая построена по данным наблюдений с июля 1965г. по октябрь 1975г. с использованием контрольных замеров (контрольных экспериментальных точек).

Если известны время и величина изменения питания или разгрузки водоносного горизонта, т.е. величина нового избыточного питания И1/ в прогнозный период, то прогноз-экстраполяция осуществляется способом корректировки сглаживающих кривых. Корректирующая кривая рассчитывается по формуле:

»

h = 1-е(7)

г\Де UТц - величина нового избыточного питания;

- время от момента возникновения U/u .

Корректирующая кривая складывается с начальной сглаживающей кривой по принципу суперпозиции. Применение способа корректировки сглатывающих кривых показан на примере ТЭЦ КзмАВа, где

был дан прогноз повышения уровня в 1976г., когда было известно,что в 1978г. водопотребяение предприятия увеличится вдвое. Было предсказано, что после пуска второй очереди ТЭЦ уровень грунтовых вод будет близок поверхности к кониу 1980г. По данным местных гидрогеологов, фактические уровни в начзле 80-х годов установились на глубинах 0,3 -1,5 и от поверхности земли.

Метод сглаживающих кривых как для определения Ни , так и для прогпоза-окстраполяции, применим при следующих условиях:

а) техногенный подъем уровня во много раз больше амплитуд сезонных и многолетиях колебаний;

б) толща обводняемых пород может быть принята однородной по вертикали;

в) граничные условия могут быть приняты неизменным.! в течение техногенного подъема;

'г) процесс происходит в период стабильной работы построенных объектов, когда величина питания грунтовых вод принимается постоян-

ВОД. Скблаиил И* 29 гсф .-«.ашпэ!

Рис. Прогноз яобыыеиия урваня ГРУМТО&Ы* Сглаживающая КСИМЯ И =5.5-5. он • Условные обозначения :

( - Эксперимента а ь н ы е точки

2 - ПРОГНОЗНАЯ С Г Л Л Ж и в А Ю щ А Я КРИВАЯ

3 -КОНТРОЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ТОЧКИ Ц - КОНТРОЛЬНАЯ С гп А Ж И 8А Ю щв я КРИВАЯ

ной, точнее, колеблющейся около средней величины;

д) процесс идет на глубинах от поверхности, больших критических, когда влиянием испарения на подъем уровня можно пренебречь.

Произведена оценка достоверности прогнозов предложенным методом с помощью критериев математической статистики по Н.ДреГшеру, Г.Смиту, 1987, которая показала, что корреляционное отношение по большинству скважин превышает величину 0.9, однако 8С$ - е доверительные интервалы максимального подъема уровня примерно в два раза больше фактических отклонений от сглаживающих кривых.

4. Определение тренда изменения величины питания

грунтовых вод на территориях городов (на примере г.Уфы)

Техногенный подъем уровня не всегда так резко выражен, как на вышеупомянутых объектах, построенных в сравкителыю короткий период. На территориях древних городов техногенное влияние на урс-венный режим грунтовых вод "завуалировэьо", т.к. усилении питания грунтовых вод растет медленно и постепенно; сезонные колебания уровня больше, чем годовые величины медленного и постепенного техногенного подъема. В этих условиях для обнаружения и количественной оценки техногенного тренда в изменении величины питания в работе применяется статистический метод сравнения выборок значений минимальных и максимальных уровней, амплитуд годовых колебаний уровня с помощью критериев однородности. Для г.Уфы сравнивались выборки значений уровней двух периодов: 1943-1950г.г. и 1У66-1969г.г. Эти периоды, по-видимому, относятся к одинаковым фазам природной многолетней цикличности в изменениях уровней, т.к. климатические показатели периодов близки. Бь1ло установлено, что на территории старой части г.Уфы произошло общее повышение минимальных уровней грунтовых вод, характерных для большей части года, что вызвано увеличением питания водоносного горизонта вследствие усиления техногенных факторов в 22-летний период. Повышение среднего минимального уровня в указанный период составило 0,7 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований сделано следующее:

1. Введено новое понятие об избыточном питании грунтовых вод Ши , как прине техногенного подъема уровня грунтовых вод на застроенных территориях.

2. Предложен и продемонстрирован на нескольких объектах метод сглаживающих кривых для массовых определений начальной величины избыточного питания \А?иМ как основной расчетной величины при прогнозах техногенного подъема уровня.

3. Предложен и продемонстрирован на двух объектах метод прогнозе в-экстраполяций техногенного подъема уровня с помощью сглаживающих кривых.

4. Сформулированы условия применимости и достоинства метода сглаживающих кривых для определения и/и*"1* и прогнозов-эк-страполяций техногенного подъема уровня.

5. Предложен новый способ количественной оценки конденсационного питания грунтовых вод по величине теплового потока.

6. Разработана методика установления тренда изменения техногенного литання грунтовых вод на территории древнего города с медленным л постепенным усилением техногенных факторов с применением методов математической статистики (на примере г.Уфы).

7. В качестве рассмотрения перспектив дальнейшей разработки проблемы подтопления дается обоснование возможности и целесообразности применения метода множественной корреляции для прогнозной оценки ЦГ(("'й* в период изысканий для проектируемого строительства, при этом для массовых определений |АЛГа* на уже застроенных территориях рекомендуется предложенный метод сглаживающих кривых.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ Ьо ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Прогноз подъема уровня грунтовых вод и определение общего питания на площадках действующих предприятий. - БюллЛЮИП. Отдел геологический, 1973, № 4 - Тез.докл., с.144-146

2. Определение величины общего питания грунтовых вод на промышленных площадках по данным наблюдений за уровнями. - Реф. сб. ПНИИИС № I (19). М> ЦИНИС Госстроя СССР, 1973, с.60-65

3. Прогноз повышения уровня грунтовых вод на промышленных площадках путем статистической обработки данных режимных наблюдений - Промышл. строительство, 1973, № II, с.24-27

4. Прогноз повышения уровня грунтовых вод на территориях, предназначенных для промплощадок проектируемых предприятий. - Реф. сб. ПНИЩС № 5 (23). М: ЦИНИС Госстроя СССР, 1973, с.51-57

5. О прогнозе комплекса основных явлений при подтоплении промплощадок методом аналогий. - Билл. ШИП. Отд. геологический, 1974, № 3, Тез.докл. с. 115

6. Приближенный прогноз подтопления промплощадок и их классификация с помощью математической модели процесса. Труды ПНИИИС, вып. 34. М: ЦИНИС Госстроя СССР, 1975, с.82-94

7. К оценке величины дополнительного питания грунтовых вод на промллощадках. Реф. «б.ПНИИИС № 10 (51). М: ЦИНИС Госстроя СССР, 1976, с.12-15 (В соавторстве с П.Г.Подстреловым).

8. Выявление техногенного воздействия на уровенный режим грунтовых вод городских территорий с использованием методов математической статистики (на примере г.Уфы). Труды ПНИИИС, вып. 58. М: Стройиздат 1978, с.51-65 (В-соавторстве о Н.Ф.Котловой).

9. Методика сбора и обобщения материалов дл*я составления прогнозов изменения гидрогеологических условий на застроенных территориях (на примере городов Европейской части РСФСР). Реф. сб.ПНИИИС, вып. б (71). Инженерные изыскания в стр-ве. М: Стройиздат, 1978,

с. 3-5 (В соавторстве с О.В.Слинко, В.М.Капланом).

10. Общая причина повышения уровня грунтовых вод на застроенных территориях. ВНИИ гидрогеологии и инженерной геологии, М, 1986, Дел. ВНИИИС,.26.12.86, К' 7532 , 5с.

11. Прогноз самоподтопления на стадии изысканий - Бюлл. МОИП. Отд. геологический, т.62, вып. 3. М: МГУ, 1987, с.119

12. Техногенный подъе»' уровня грунтовых вод как случайный процесс и перспективы его прогноза при изысканиях для проектируемого строительства. ВНИИ гидрогеологии и инженерной геологии. М, 1987; Деп.ВИНИТИ Л" 4069-В87, 5.06.87,'7с.

13. Метод сглаживающих кривых для определения начального избыточного питания грунтовых вод на застроенных территориях. М., 1987, Деп.ВИНИТИ 12.И.87 },г- 8008-В87, 9с.

14. Анализ подъема уровня.грунтовых вод при подтоплении в целях прогноза в период изысканий для строительства. Изучение режима подземных вод с учетом влияния хозяйственной деятельности: Сб. научных трудов ВСЕГШГЕО, М, 1989, с.42-49

15. Подтопление застроенных территорий грунтовыми водами. В кн.:Геология лессов и лессовидных пород в СССР. М: АН СССР, ШКВА, 1989, с.60-62

16. Т.'етод определения дополнительного питания грунтовых вод на застроенных территориях - Известия высших учебных заведений. Геология и разведка, 1990 № 8, с.112-116.

17. 0 роли конденсационного питания грунтовых вод на застроенных территориях - Инж.геология, 1993, 'Г 2, с.25-30

18. 0 выделении карстоопасных участков по гидрогеологическим признакам (на примере подтапливаемой Заречной части Нижнего Новгорода). - Изв. высших учебных заведений. Геология и разведка, 1993, № 4, с.83-88 (В соавторстве с О.В.Слинко)

19. Патент СССР $ 1816297 ка изобретение: Способ искусственного пополнения запасов подземных вод". Автор и патентообладатель Тихомиров Е.П.