авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Обоснование мероприятий по защите от подтопления урбанизированных территорий на основе теории риска

-- [ Страница 1 ] --
На правах рукописи

Чуносов Дмитрий Валерьевич

Обоснование мероприятий по защите от подтопления

урбанизированных территорий на основе теории риска

05.23.07 – гидротехническое строительство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Москва – 2008 г.

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Ордена Трудового Красного Знамени комплексный научно–исследовательский и конструкторско–технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии «НИИ ВОДГЕО» (ОАО «НИИ ВОДГЕО»).

Научный руководитель кандидат технических наук
Кузьмин Владимир Викторович 
Официальные оппоненты: доктор технических наук
Покровский Геннадий Иванович
кандидат технических наук
Воробьев Виктор Николаевич 
Ведущая организация: Государственное унитарное проектное предприятие "Институт Саратовгражданпроект" Саратовской области, г. Саратов

Защита состоится «12» ноября 2008 г. в 10 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 303.004.01 при ОАО «НИИ ВОДГЕО» по адресу:

1190482, Москва, Г-48, ГСП-2 Комсомольский проспект, 42, строение 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «НИИ ВОДГЕО».

Автореферат разослан «6» октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук Кедров Ю.В.

Актуальность работы

Население и территория Земли с многочисленными объектами хозяйства подвержены негативным воздействиям более 50 опасных природно-техногенных процессов. По данным ООН, от наиболее катастрофических проявлений этих процессов ежегодно в мире гибнет около 150 тыс. человек, а экономические потери достигают 60-70 млрд. долларов США. В России в защите от опасных природных и природно-техногенных процессов нуждаются практически все города и большинство более мелких поселений, не менее 115 млн. га сельскохозяйственных земель, 36% побережий морей, водохранилищ. За последние 10-15 лет площадь развития опасных природно-техногенных процессов увеличилась в пределах урбанизированных территорий на 50–60%. Экономический ущерб от опасных природных и природно-техногенных процессов достиг 6-7% валового внутреннего (национального) продукта страны. Ежегодно число пострадавших от опасных природных процессов в мире увеличивается на 8.6% при ежегодном росте экономических потерь 10.4%.

Особенно остро стоят вопросы инженерной защиты от опасных геологических процессов, урбанизированных территорий. В полной мере это относится и к территории г. Саратова, что связано с широким развитием в пределах города в первую очередь подтопления и оползневых процессов.

Точные оценки показывают, что в настоящее время подтоплено 4870 га городской территории Саратова, в том числе 2162 га селитебной застройки, 460 га промышленных территорий, 120 га территорий зеленых насаждений и 2128 га - прочих земель.

Площадь оползневых цирков и оползнеопасных территорий в пределах г. Саратова составляет 2650 га, в т.ч. действующих оползней 500га.

Необходимость концентрации усилий при реализации широкомасштабных программ по инженерной защите территорий требует применения методологии ранжировании территорий для выделения участков, с высокой степенью угрозы для безопасности людей, зданий и сооружений, сложившейся инфраструктуре и менее приоритетных территорий.

Надежной методологической базой при оценке состояния природно-техногенной среды является оценка риска, которая позволяет количественно выражать степень опасности вследствие проявления опасных геологических процессов различного генезиса.

Реалистичность и эффективность программ, разработанных на основе поиска компромисса между экологическими, социальными и экономическими приоритетами, нашли свое выражение в повсеместном использовании руководств и рекомендаций по оценке риска в Нидерландах, Японии, США и других стран.

В настоящее время разработаны процедуры риск-анализа для определения степени риска для опасных производств и технологий, методики оценки риска при загрязнении природной среды. Разработаны методические подходы составления карт опасности и риска проявления опасных природных процессов.

Вместе с тем, отсутствуют унифицированная процедура для оценки риска проявления опасных природно-техногенных процессов для городских территорий с учетом типа застройки, конструктивных особенностей оснований зданий и сооружений, степени износа зданий и их фундаментов.

Цель диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка рекомендаций по обоснованию мероприятий инженерной защиты от подтопления урбанизированных территорий на основе теории риска и их апробация на примере г. Саратова.

Основные задачи диссертационной работы

- оценка масштабов и интенсивности развития опасных геологических процессов на территории Российской Федерации, в т.ч. на территории г. Саратова;

-анализ мирового опыта оценки риска проявления опасных геологических процессов;

-разработка методики оценки опасности для урбанизированных городских территорий вследствие процессов подтопления;

-разработка методики оценки уязвимости для застроенных городских территорий вследствие процессов подтопления;

- разработка методики оценки риска для урбанизированных территорий вследствие процессов подтопления;

-анализ факторов, обуславливающих развитие и интенсификацию проявления опасных геологических процессов в пределах г. Саратова;

- районирование территории г. Саратова по основным типам застройки;

- составление карт опасности, уязвимости и риска вследствие проявления подтопления городской территории;

- составление карт удельного ущерба от подтопления территории г. Саратова;

- обобщение материалов по инженерной защите территории г. Саратова от подтопления;

- составление карт предотвращенного ущерба при реализации мероприятий по инженерной защите от подтопления территории г. Саратова;

- разработка рекомендаций по оценке эффективности мероприятий по защите от подтопления урбанизированных территорий.

Методика исследований

Методической основой работы служат представления о риске, как об осознанной опасности наступления негативного события с определенными во времени и пространстве последствиями и использование компьютерных технологий для количественной унифицированной оценки этих последствий при подтоплении урбанизированных территорий.

Методы исследований включают:

- сбор, анализ и обобщение литературных данных по опыту проведения работ по оценке риска вследствие проявления опасных геологических процессов;

- сбор, анализ и обобщение данных относительно масштабов и интенсивности развития опасных геологических процессов на территории г. Саратова;

-обобщение фактических данных инженерно-геологических, гидрогеологических, экологических изысканий на участках проявления опасных геологических процессов г. Саратова;

- обобщение материалов, определяющих масштабы и интенсивность проявления подтопления территории г. Саратова, защитных мероприятий от подтопления с оценкой состава, объемов и стоимости строительства;

-оценку степени угрозы для застроенных городских территорий вследствие проявления процессов подтопления урбанизированных территорий;

- компьютерную реализацию методики оценки риска вследствие развития процессов подтопления для застроенных городских территорий и обоснование эффективности мероприятий по инженерной защите.

Научная новизна и основные результаты работы:

На основе анализа мирового опыта по методам оценки риска вследствие проявления опасных геологических процессов и выполненных автором исследований:

- научно обоснованна методика оценки опасности подтопления городских территорий;

- научно обоснованна методика оценки уязвимости городских территорий при развитии процессов подтопления;

- разработан метод оценки риска подтопления городских территорий;

- разработан метод оценки ущерба от подтопления городских территорий.

Кроме того:

- предложена параметрическая база для оценки риска подтопления городских территорий;

- проведены расчеты и выполнено районирование территории г. Саратова по степени опасности, уязвимости, риска и ущерба от подтопления;

- разработаны рекомендации по обоснованию эффективности защитных мероприятий от подтопления на основе предотвращенного ущерба на примере г. Саратова.

Практическая ценность работы состоит в разработке методики оценки риска проявления процессов подтопления с учетом природных условий и особенностей городской застройки, районировании территории г. Саратова по степени опасности и уязвимости, которая положена в основу расчетов эффективности мероприятий по инженерной защите. Разработанная методика оценки риска может быть использована для широкого круга практических задач по защите городских территорий от подтопления, что подтверждается применением ее при разработке мероприятий по защите от подтопления г.г. Саратова, Омска и др.

На защиту выносятся:

- методология количественной оценки риска подтопления урбанизированных территорий;

- методика оценки опасности, уязвимости и риска вследствие развития процессов подтопления для городских территорий с учетом природных условий и особенностей застройки;

- методика расчета ущерба и предотвращенного ущерба от подтопления урбанизированных территорий;

- районирование территории г. Саратова по степени опасности, уязвимости и риска проявления подтопления;

- рекомендации по обоснованию мероприятий по инженерной защите от подтопления и их апробация для территории г. Саратова.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы использованы при разработке ТЭО инженерной защиты г. Саратова от подтопления, схемы инженерной подготовки территории г. Саратова, разработанной в рамках раздела генерального плана г. Саратова, которые были доложены на заседании Правительства Саратовской области. Научные положения, разработанные в диссертации, легли в основу «Методических рекомендаций по оценке риска и ущерба при подтоплении территорий». Промежуточные результаты работы докладывались на научных семинарах в НИИ ВОДГЕО в 2004-2006 г.г., часть из них вошли в ТСН 12-304-04.

Публикации Основные положения диссертационной работы отражены в семи научных работах.

Структура и объем работы Диссертация состоит из 4-х глав, основных выводов и предложений. Общий объем работы составляет 135 страниц, включая 34 таблицы, 20 рисунков и список литературы из 151 наименования.

Основное содержание работы.

В первой главе диссертационной работы приводится краткая характеристика опасных геологических процессов в терминах и определениях, которые трактуются в соответствии с принятыми в СНиП 22-02-2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения». Показано, что на урбанизированных территориях России наиболее распространенным является подтопление и, часто связанные с ним, оползневые процессы. Дается детальное описание этих опасных геологических процессов на примере г. Саратова. Показано, что площадь подтопления селитебной территории составляет около 2,2 тыс.га, 460 га территории промышленной застройки, 120 га зеленых насаждений, более 2тыс.га прочих земель. Решением межведомственной комиссии по экологической безопасности Совета Безопасности Российской Федерации №11 от 17.11.94г. г. Саратов отнесен к числу городов, терпящих бедствие от подтопления грунтовыми водами. Здесь приводится карта подтопления территории г. Саратова. В этой же главе рассматриваются вопросы проявления оползневых процессов и эрозии склонов на городской территории. Общая площадь оползнеопасных территорий г. Саратова и его окрестностей составляет 26,5км2, а площадь, охваченная уже проявившимися оползневыми процессами, составляет более 500га. В оползневых зонах находятся крупные промышленные предприятия, жилые массивы, дороги, линии электропередач, а также нефте- и газопроводы и другие объекты повышенной опасности. Оползневые процессы часто инициируются подтоплением прилегающих территорий.

До недавнего времени практическая деятельность по обеспечению безопасности, защиты населения и объектов народного хозяйства от опасных геологических процессов базировалась на концепции абсолютной надежности (безопасности), оказавшейся на деле недостижимой. В настоящее время на смену концепции абсолютной надежности приходит концепция приемлемого или допустимого риска как в технических и технологических, так и в природных системах. Эта концепция принята сейчас не только в России, но и во многих высокоразвитых странах (Нидерланды, США, Великобритания, Япония и др.). Проводниками этой идеи в России применительно к вопросам геологической безопасности стали работы Алексеева В.С., Болгова М.В., Дзекцера Е.С., Коффа Г.Л., Крупнодерова В.С., Кузьмина В.В., Куранова Н.П., Кутепова В.М., Осипова В.И., Рагозина А.Л., Расторгуева А.В., Розанова Н.Н., Хоменко В.П., Шеко А.И. и др. Накопленный научный потенциал позволяет перейти от теоретических исследований к разработке практических рекомендаций, позволяющих давать количественную оценку степени риска происходящих геологических процессов, рассчитывать и обосновывать мероприятия по инженерной защите от опасных геологических процессов на основе концепции допустимого риска.

В данной диссертационной работе изложены результаты исследований по проблеме подтопления урбанизированных территорий с внедрением и адаптацией их на примере территории г. Саратова.

Вторая глава работы посвящена разработке методических положений по оценке степени риска подтопления урбанизированных территорий. Здесь за основу принята общая методология оценки риска опасных геологических процессов, которая в последние годы разрабатывается в НИИ ВОДГЕО коллективом под руководством Куранова Н. П. Учитывая, имеющиеся расхождения в трактовках одних и тех же терминов у разных авторов, в работе даются определения используемых понятий.

Подтопление (актуальное или потенциальное) представляет собой ту или иную степень опасности для городской территории, если уровень грунтовых вод превышает некоторую величину Нкр – критическая глубина подземных вод. В этом случае начинают проявляться негативные процессы вследствие подтопления территории, что приводит к необходимости характеризовать возникающую опасность как качественно, так и количественно.

В данной работе рассматривается методика получения количественных оценок опасности подтопления городской территории. Для этой цели используется методология, основанная на принципе введения количественного «критерия близости к идеальной точке», который надежно зарекомендовал себя при решении подобного рода задач. Математически этот принцип может быть сформулирован следующим образом.

(1)

где - коэффициент опасности подтопления данной территории;

- показатель, характеризующий негативное проявление процесса подтопления;

N – количество этих показателей.

Показано, что для количественной характеристики степени опасности подтопления городской территории можно использовать безразмерный коэффициент опасности подтопления , который должен отражать то место рассматриваемого процесса на данной территории, которое он занимает между «идеальным» вариантом () и «негативно-идеальным» вариантом ().

Из самого определения коэффициента опасности подтопления следует, что для оценки этого коэффициента надо, прежде всего, выделить все показатели процесса подтопления, которые необходимо учитывать при возникновении негативных последствий от подтопления на городской территории.

Анализ результатов исследований процессов подтопления городских территорий позволяет рекомендовать следующие три группы показателей опасности:

1. Положение уровня грунтовых вод или верховодки на городской территории.

2. Показатели качества грунтовых вод, характеризующие их агрессивность по отношению к подземным конструкциям, вызывающие засоление грунтов, ухудшение санитарно-эпидемиологической обстановки или загрязнение продуктивных водоносных горизонтов.

3. Показатели прочностных и деформационных свойств грунтов.

Для удобства дальнейшего изложения механизма количественной оценки опасности подтопления каждой из выделенных групп показателей присвоен свой номер: 1 – уровень; 2 - качество воды; 3 – свойства грунта.

В зависимости от количественных значений этих показателей выделены четыре степени опасности, каждой из которых также присвоен свой код:

- код 0 – безопасное состояние;

- код 1 – малая степень опасности;

- код 2 – средняя степень опасности;

- код 3 – большая степень опасности.

Представленный порядок введения номеров и кодов позволяет дать характеристику процесса подтопления городской территории, если она записана в цифровом выражении, а именно: например, 2 3 0 означает, что уровень грунтовых вод (первая цифра, т.е. первый номер) представляет собой среднюю опасность для подтопления территории, показатели качества воды (вторая цифра) указывают на большую степень опасности подтопления, а показатели свойств грунтов не вызывают никакой опасности с точки зрения подтопления территории.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.