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 |

Григорьевна оценка эколого-геологических условий урбанизированной территории и крупного промышленного комплекса в г. невинномысске (северный кавказ)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 552.6С1.541

Присс Ольга Григорьевна

ОЦЕНКА ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ И КРУПНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В Г. НЕВИННОМЫССКЕ (СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ)

Специальность 25.00.36 – «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Дубна – 2009

Работа выполнена на кафедре строительство Северо-Кавказского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Галай Борис Федорович.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Джамалов Р. Г

доктор геолого-минералогических наук, профессор Петренко В.И

Ведущая организация (предприятие): ОАО «Научно-производственный инженерно-геологический центр».

Защита состоится “ 10 ” апреля 2009 г. в 14.00 часов в аудитории 1-300 на заседании диссертационного совета Д 800.017.01 при Международном университете природы, общества и человека «Дубна» по адресу: 141980, Московская область, г. Дубна, ул. Университетская, д.19.

.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ МО Международного университета природы, общества и человека «Дубна».

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю диссертационного совета по указанному адресу.

Автореферат разослан “6” марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук И.З. Каманина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Индустриализация страны привела к строительству крупных химических комплексов. Город Невинномысск – город химиков пришлось строить в специфических геологических условиях. Проведенный анализ градостроительства г. Невинномысска показывает, что при реконструкции существующей застройки и градостроительном планировании недостаточно учитывают инженерно-геологические факторы. Из-за недооценки инженерно-геологических условий и наличия грунтов разного генезиса страдает инфраструктура города, происходят деформации жилых домов и общественных зданий. На территории Невинномысска почти повсеместно распространены специфические покровные глинистые грунты. По данным управления городского коммунального хозяйства с 90-х гг. прошлого века в Невинномысске испытали аварийные и предаварийные деформации около 60 жилых домов. Площадное подтопление агрессивными грунтовыми водами, загрязнение грунтовых вод тяжелыми металлами и токсическими органическими соединениями усугубляют экологическое неблагополучие геологической среды этого города.

Изучение геологических и геоэкологических условий территории г. Невинномысска показало, что предшествующие исследования были в основном направлены на: 1) изучение состава и фациальных изменений горных пород в региональном плане (К.К.Прокопов, А.А. Архангельский, В.П.Колесников Л.В.Сельский, 1932); 2) картирование Невинномысской антиклинальной структуры (М.С.Буньков, 1948); 3) разведочные работы на нефть и газ (А.Д.Бизнигаев, И.А.Кремова, 1949-50); 4) наличие в грунтовых водах тяжелых металлов у накопителей твердых и жидких отходов ПО "Азот" (Северо-Кавказский филиал ПНИИИС, 1990); 5) содержание СПАВ в грунтовых водах Закубанской части (СевКавгеология, Геокаптаж, Севкавгипроводхоз, 1989-90); 6) составление схемы сейсмического микрорайонирования г. Невинномысска (СтавропольТИСИЗ, 1999). Изучение геологического строения и геоэкологического состояния территории показало, что исследования были направлены в основном на изучение загрязнения подземных вод. Техногенное воздействие города на покровную толщу не изучено.

Невинномысск – один из наиболее неблагополучных в геоэкологическом отношении городов Юга России. Этот факт подтверждает Постановление главы администрации города № 196 от 02.12.1996 года «Об ограничении нового строительства производственных объектов в связи с превышением ПДК по отдельным ингредиентам в жилой зоне». Геологическая среда г. Невинномысска нуждается в планомерной защите от деградации. Такая защита должна быть основана на компетентной оценке состояния геологической среды. В этой связи возникает необходимость оценки устойчивости геологической среды с точки зрения безопасности существования и способности прогнозировать поведение функционирования зданий и сооружений.

Данное исследование автор основывает на эколого-геологическом подходе к изучению функционирования природно-технической системы и предлагает прогнозно-оценочные методы, позволяющие определить устойчивость такой системы не только на стадии эксплуатации, но и реконструкции зданий и сооружений.

Цель работы - Оценка и районирование эколого-геологических условий г. Невинномысска для научно обоснованной разработки территориальных схем развития, размещения новых производств, районных планировок, разработки приоритетных направлений природоохранной деятельности

Основные задачи исследования:

- выявить процессы и явления в покровной глинистой толще, обусловленные промышленно-хозяйственным освоением территории г. Невинномысска;

- выявить изменения гидрогеологических условий на территории города под влиянием процессов техногенеза;

- исследовать динамику инженерно-геологических условий городской территории при техногенном подтоплении;

- оценить эколого-геологическое состояние территории города Невинномысска на данном этапе развития его инфраструктуры;

- разработать научный прогноз изменений эколого-геологических условий и дать рекомендации по их оптимизации;

Объектом исследования является геологическая среда на территории г. Невинномысска.

Предметом исследования служат изменения эколого-геологических условий, которые негативно влияют на геологическую среду г. Невинномысска.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые дана научно обоснованная оценка состояния эколого-геологических условий территории крупного химического комплекса г. Невинномысска в сложных природных условиях.

2. Для определения устойчивости геологической среды предложены новые количественные показатели, характеризующие изменение прочностных и деформационных свойств специфических глинистых грунтов в основаниях зданий и сооружений.

3. Установлена зависимость изменения химического состава грунтовых вод от состава вмещающих пород, строения геологического разреза и геоморфологических условий местности.

4. Выявлено изменение состава, состояния и свойств глинистой покровной толщи при возрастании техногенной нагрузки на геологическую среду города.

5. На основе анализа гидрогеологических условий территории установлено, что одной из причин неблагоприятной геоэкологической обстановки является широкое (65 %) распространение покровной толщи специфических глинистых грунтов

6. Показано, что главной причиной деформаций зданий в г. Невинномысске является динамика влажности в их основаниях, сложенных специфическими глинистыми грунтами.

Практическая значимость работы.

Выполнено эколого-геологическое районирование и градостроительное зонирование территории города для экологического обоснования принимаемых проектных решений и используется в процессе градостроительного проектирования г. Невинномысска.

В муниципальную программу № 61352 от 3 декабря 2008 г «Улучшение экологической обстановки в городе Невинномысске на 2009-2013 годы» внесены предложения по укреплению грунтов оснований зданий и сооружений и по реабилитации территорий загрязненный различными экотоксикантами.

Показана динамика агрессивности подземных вод на территории г. Невинномысска, необходимая для обеспечения безопасности и долговечности подземных городских сооружений.

Для выбора экозащитных мероприятий при проектировании строительных объектов предложены коэффициенты устойчивости по показателям понижения прочностных и деформационных свойств грунтовой толщи, которые позволяют ранжировать инженерно-геологические элементы по степени их устойчивости.

В Архитектурном бюро ООО «Квартал» используются при проектировании, строительстве и эксплуатации оснований зданий и сооружений предложенные новые методы по стабилизации влажности и структурных связей глинистых грунтов.

Результаты исследования используются в учебном процессе при подготовке специалистов в Северо-Кавказском государственном техническом университете и в Невинномысском государственном гуманитарно-техническом институте.

Полученные результаты исследования позволяют в целом оценить современное состояние геологической среды г. Невинномысска, дать прогноз ее дальнейших изменений под техногенным воздействием.

Основные защищаемые положения:

1. Доказано, что структурно-вещественные особенности специфических глинистых грунтов при подтоплении покровной толщи г. Невинномысска приводят к понижению коэффициента устойчивости его геологической среды, прочностных и деформационных свойств, что отражается на эколого-геологических условиях урбанизированной территории города Невинномысска.

2. Антропогенное загрязнение грунтовых вод различными экотоксикантами, которое выражено в площадной характеристике загрязнения с оценкой экологического статуса говорит о возрастании техногенной нагрузки на инфраструктуру г. Невинномысска.

3. Увеличение сульфатной агрессивности грунтовых вод связанно с обводнением солесодержащих пород - майкопских глин и покровных глинистых грунтов. Изменение качественного состава грунтовых вод, выраженного в изменении химического состава, уменьшении минерализации, увеличении щелочности, повышении уровня грунтовых вод, связано с поступлением техногенных вод.

4. Впервые составлены схемы эколого-геологического районирования и ранжирования территории по степени комфортности геологической среды и градоэкологического зонирования города с выделением зон строгих экологических санитарно-гигиенических ограничений, экологически ограниченного природопользования и экологически регулируемого природопользования и выработаны рекомендации по оптимизации эколого-геологических условий его территории.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены:

- материалы научно-исследовательских работ кафедры «Городское строительство и экспертиза недвижимости» Северо-Кавказского технического университета;

- фондовые материалы ОАО «СтавропольТИСИЗ», ОАО «Ставропольгражданпроект» и публикации в научных изданиях. Автором изучены и систематизированы данные многолетних наблюдений за уровнем грунтовых вод в условиях техногенного воздействия;

- фактический материал, собранный автором в период выполнения научно-исследовательской работы

Апробация работы.

Результаты исследований докладывались автором на научно-практической конференции «История инженерного образования» (Невинномысск, НГГТИ, 2001); V региональной научно-технической конференции «Вузовская наука – Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, СевКавГТУ, 2003); V итоговой научной конференции «Региональная наука – Отечеству» (Невинномысск, НГГТИ, 2003); V межрегиональной научной конференции «Студенческая наука – экономике России» (Ставрополь, СевКавГТУ, 2005); научной конференции «Вузовская наука и приоритеты качества высшего профессионального образования» (Невинномысск, НГГТИ, 2005), четвертой Международной научно-практической конференции «Город и экологическая реконструкция жилищно-коммунального комплекса XX века» (Москва, МИКХиС, 2006), ВИНИТИ РАН (№276 – В2006, №277 – В2006), региональной научно-технической конференции «Вузовская наука – Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, СевКавГТУ, 2006), Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, НИЭУП, 2008), Вестник ТГУ (№308, Томск, 2008), Международной научно-практической конференции «Современное профессионально-техническое образование: достижения, проблемы, перспективы и тенденции» (Невинномысск, НГГТИ, 2009), Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Невинномысск, НИЭУП, 2009).

Опубликованы 5 работ, рекомендованные ВАК (п. 11 постановления), отражающие основные научные результаты диссертации. В печать отправлено две публикации в электронные научные издания, зарегистрированные в Информрегистре в порядке, согласованном с Высшей аттестационной комиссией. Материалы, положенные в основу диссертации, изложены в 14 печатных работах и тезисах докладов, 3 работы находятся в печати.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, изложенных на 151 стр. машинописного текста, содержит 25 рисунков, 32 таблицы и список литературы из 155 наименований.

Работа выполнена на кафедре «Городское строительство и экспертиза недвижимости» Северо-Кавказского государственного технического университета под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Б.Ф. Галая., которому автор выражает глубокую признательность и благодарность. Автор благодарит коллективы кафедр «Городское строительство и экспертиза недвижимости» Северо-Кавказского государственного технического университета и «Математики и физики» Невинномысского государственного гуманитарно-технического института за многолетнюю помощь в работе, за ценные практические советы, замечания и поддержку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованна актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, определена научная новизна, практическая ценность и реализация полученных результатов в строительстве.

Глава 1. Основные сведения о районе исследования и методологическая основа исследования.

Основной особенностью рельефа местности является наличие речных террас, образованных реками Кубань и Большой Зеленчук.

В тектоническом отношении район принадлежит южному краю скифской плиты, ее складчатый фундамент сложен дислоцированными породами палеозоя, а осадочный чехол – слабо дислоцированными мезозойскими и кайнозойскими отложениями, трансгрессивно и несогласно перекрывающими породы фундамента. Район Невинномысска располагается в центральной части Невинномысского поднятия, захватывая его северное и южное крылья, где обширная пологая впадина, отделяющая Ставропольскую возвышенность от северного подножия склонов Главного хребта, разделена пологой антиклиналью на две синклинали – южную и северную.

Климат континентальный с жарким засушливым летом и умеренно-холодной зимой. Максимальная температура воздуха +40С, минимальная – -36С. Максимальное количество осадков 596 мм. Преобладает восточное направления ветра (т.н. «армавирский коридор»).

В геологическом строении района принимают участие четвертичные (аллювиальные (аQ), делювиальные (dQ) и аллювиально-делювиальные образования (adQ), глины майкопской серии (eQ[(Р3+N1)mk]) и известняки тацинского горизонта (eQ(N1tz)). Аллювиальные отложения представлены галечниками рек, делювий представлен глинами и суглинками. Суглинки и глины являются основным типом покровных грунтов. Их образование происходило в верхнем плейстоцене и по времени совпадает с накоплением эоловых лессов Предкавказья. Предположительно эоловый генезис покровных глин обуславливает отсутствие слоистости, пространственную однородность состава, высокую (до 2 %) засоленность и присутствие глинистых макроагрегатов из майкопских глин, широко распространенных к востоку от Невинномысска.

Гидрогеологические условия территории г. Невинномысска характеризуются водоносным слоем, приуроченным к галечникам речных террас, и наличием грунтовых вод в покровных отложениях.

Майкопская серия представлена значительной толщей глин, практически безводных и являющихся водоупором для исследуемой территории. Водовмещающей является верхняя выветрелая, трещиноватая зона (элювий), в которой обычно формируются воды «верховодки».

В четвертичных отложениях основная часть подземных вод приурочена к аккумулятивным террасам рек Кубань и Б.Зеленчук, в которых выделены следующие надпойменные слои:

1). Водоносный слой, приуроченный к галечниковым отложениям пойменной и I надпойменной террас; 2). Водоносный слой, приуроченный к галечниковым отложениям и надпойменных террас; 3). Водоносный слой, приуроченный к песчаным, гравийно-галечниковым и супесчано-суглинистым аллювиальным отложениям V надпойменной террасы; 4). Водоносный слой в гравийно-галечниковых отложениях V надпойменной террасы; 5). Водоносный слой в покровных отложениях V и V надпойменных террас.

Выделенные слои имеют между собой гидравлическую связь и объединяются в единый аллювиальный водоносный горизонт.

Физические и физико-механические свойства грунтов были даны для каждого слоя на основе статистической обработки изыскательских отчетов. Эти характеристики рекомендуются для предварительных расчетов оснований зданий и сооружений. В табл. 1 приведены характеристики покровной глины г. Невинномысска.

Таблица 1

Сводная таблица физических, водно-физических и физико-механических свойств грунтов

плотность грунта плотность сухого грунта природная влажность граница текучести число пластичности показатель текучести коэффициент водонасыщения давление набухания относительное свободное набухания коэффициент фильтрации угол внутреннего трения удельное сцепление объемная усадка
г\см3 г\см3 % % % д.е. д.е. КПа КПа м\сут град. КПа %
d W Jp IL e Psw sh Кф С
1,94 1,52 28 44,1 17 11 0,96 100-250 0,05-0,12 0,01 8 47 27


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.