Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

К ВОПРОСУ ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАЗВИТИЯ ГОРОДОВ

Копылов И.С. 1 Коноплев А.В. 1 Голдырев В.В. 1 Кустов И.В. 1 Красильников П.А. 1
1 Пермский государственный национальный исследовательский университет
Инженерно-геологическая и экологическая обстановка территорий многих городов мира очень сложна, обусловлена рядом факторов природного и техногенного характера, что создает реальную угрозу для здоровья проживающего в них населения и оказывает негативное воздействие на строительные сооружения. На этих территориях особенно сложно осуществлять рациональное природопользование и освоение подземного пространства городов. В Российской Федерации для многих крупных городов (Москва, Санкт-Петербург, Пермь и др.) существует много однотипных геологических проблем, которые влияют на здания и сооружения и на человека. Основные из них следующие: проблема опасных геологических и природно-техногенных процессов; проблема геодинамической опасности (зоны повышенной трещиноватости, формирующие геодинамические активные зоны, определяющие активность геологических процессов и уязвимость инженерно-строительных сооружений); проблема геохимической опасности (загрязненность почв, подземных вод опасными химическими веществами, в первую очередь, тяжелыми металлами, агрессивными к строительным конструкциям и коммуникациям); проблема подработанных пространств города.
геологическая безопасность
риски
воздействие на объекты окружающей среды
влияние на безопасность и здоровье человека
управленческие решения
1. Копылов И.С. Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния природных и урбанизированных территорий // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 6.
2. Копылов И.С., Коноплев А.В., Ибламинов Р.Г. Осовецкий Б.М. Региональные факторы формирования инженерно-геологических условий территории Пермского края // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – №10 (84). – С. 191–201.
3. Коноплев А.В., Копылов И.С., Пьянков С.В., Наумов В.А., Ибламинов Р.Г. Разработка принципов и создание единой геоинформационной системы геологической среды г. Перми (инженерная геология и геоэкология) // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – №. 6. URL: http://www.science-education.ru/106-7893.
4. Копылов И.С. Аномалии тяжелых металлов в почвах и снежном покрове города Перми как проявления факторов геодинамики и техногенеза // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 1, Ч. 2. – С. 335-339.
5. Копылов И.С., Коноплев А.В. Методология оценки и районирования территорий по опасностям и рискам возникновения чрезвычайных ситуаций как основного результата действия геодинамических и техногенных процессов // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1.
6. Копылов И.С., Коноплев А.В., Красильников П.А., Кустов И.В. Геоэкологические проблемы и геологическая безопасность урбанизированных территорий // Экологические проблемы антропогенной трансформации городской среды. – Пермь: Гос. нац. исслед. ун-т, 2014. – С. 143-147.
7. Инженерно-геологические и геоэкологические условия прибрежной зоны Камского водохранилища, осваиваемой для строительства объектов нефтедобычи / Чемус А.А., Красильников П.А., Пенский О.Г., Гершанок В.А., Карасева Т.В.// Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6. URL: www.science-education.ru/106-7777.
8. Красильникова С.А., Красильников П.А., Коноплев А.В., Геоинформационное обеспечение гидродинамического моделирования оценки эффективности проектируемой дренажной системы микрорайона Усольский г. Березники Пермского края // ГЕОЭКОЛОГИЯ. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. – 2013.–№ 10 (часть 14). – С. 3161-3165. URL: www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=10002249
9. Красильников П.А., Коноплев А.В., Кустов И.В., Красильникова С.А. Геоинформационное обеспечение инженерно-экологических изысканий // Фундаментальные исследования. – 2013. № 10 (часть 14). – С. 3161-3165. URL: www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=10002249

В настоящее время проводят много исследований для обеспечения безопасности и минимизации угрозы здоровью и жизни населения. Мировым научным сообществом затрагиваются и проводятся научные исследования по оценке карстоопасности, вулканической опасности, тектонической, учитываются инженерно-геологические особенности территории, но зачастую эти процессы рассматриваются обособленно друг от друга и решаются различными организациями и ведомствами. Таким образом, для принятия управленческих решение в сфере развития городов различными ведомственными структурами, такими, как департаменты строительства и архитектуры, при составлении планов застройки и освоения территории городских округов учитываются социально-экономические условия и инфраструктурные особенности территории и практически не учитываются возможные геологические риски. Оценка геологических условий происходит лишь на стадии строительства, при проведении инженерно-геологических изысканий, что приводит к негативным последствиям (деформация или даже разрушение зданий и сооружения) (рис. 1). Конечно, существуют различные технологии для укрепления разрушающихся объектов, но борьба с последствиями всегда обходится дороже.

Существующие геологические проблемы городов

Современная концепция безопасной эксплуатации и развития территорий градопромышленных комплексов основана на идее принятия и внедрения «опережающей стратегии безопасного развития» территорий. В основе этой стратегии находится градостроительное планирование с учетом природных рисков, управление развитием природно-техногенных процессов и явлений, принятие оперативных решений, основанных на системе прогнозирования возникновения ситуаций снижения устойчивости территории, связанных в основном с возникновением и развитием опасных природных процессов. Базовым принципом стратегии является предупреждение и прогнозирование, а не ликвидация последствий опасных процессов и явлений.

kop1.tif

Рис. 1. Деформация жилого дома

Инженерно-геологическая и экологическая обстановка территорий многих городов мира очень сложна, обусловлена рядом факторов природного и техногенного характера, что создает реальную угрозу для здоровья проживающего в них населения и оказывает негативное воздействие на строительные сооружения. На этих территориях особенно сложно осуществлять рациональное природопользование и освоение подземного пространства городов.

Например, в Российской Федерации для многих крупных городов (Москва, Санкт-Петербург, Пермь и др.) существует много однотипных геологических проблем в области инженерной геологии, геоэкологии, гидрогеологии, геодинамики, геохимии, которые формируют существующие и возможные угрозы (опасности) геологической безопасности города. Основные из них следующие: проблема опасных геологических и природно-техногенных процессов (подтопление, заболачивание, оползни, абразия и переработка берегов водохранилищ, различные виды эрозии, карстовые, суффозионные процессы, деформация земной поверхности над подземными горными выработками и др.); проблема геодинамической опасности (зоны повышенной трещиноватости, формирующие геодинамические активные зоны, определяющие активность геологических процессов и уязвимость инженерно-строительных сооружений); проблема геохимической опасности (загрязненность почв, подземных вод опасными химическими веществами, в первую очередь, тяжелыми металлами, агрессивными к геологической среде – грунтов и вод к строительным конструкциям и коммуникациям); проблема подработанных пространств города и др.

Основные цели и задачи, которые необходимо решать для обеспечения геологической безопасности урбанизированной территории

Цель исследования – формирование системы обеспечения геологической безопасности при комплексном освоении крупных городов, создание научно обоснованной системы прогноза геологической опасности и, как результат, снижение геологических и других рисков, рациональное использование подземного пространства, решение вопросов геологической безопасности и экологии; в конечном итоге – создание геологически безопасной среды обитания нынешнего и будущих поколений людей на территории городов.

Идеология проекта предполагает:

  • повышение уровня защиты населения и инженерных объектов различных уровней ответственности территории городов от геологических опасностей;
  • надежное прогнозирование мест проявления и своевременное предупреждение негативных последствий от геологических процессов и явлений с минимальными затратами и с максимальным экономическим, социальным и экологическим эффектом;
  • организационно-методическое руководство, координацию и контроль проводимых мероприятий, информационный обмен об эффективности реализованных мероприятий в рамках комплексного крупномасштабного инженерно-геологического и геоэкологического картографирования и мониторинга опасных геологических и природно-техногенных процессов на различных уровнях его организации;
  • создание единой геоинформационно-аналитической системы мониторинга, анализа и прогнозирования состояния геологической безопасности (ГИСГБ);
  • создание концепции управления геологической безопасностью городов на основе ГИСГБ и современных методов эффективного менеджмента в области крупных социальных систем;
  • создание целостной системы геологической безопасности города, позволяющей оценивать, прогнозировать, принимать управленческие решения и проводить практические мероприятия по предотвращению геологических угроз населению и инфраструктуре городов.

Результаты работы должны стать основой для долгосрочного планирования, разработки и реализации городских целевых программ социально-экономического развития, градостроительных, экологических программ и планов действий, практической деятельности исполнительных органов государственной власти городских округов, органов местного самоуправления, организаций, реализующих в настоящее время проекты безопасного освоения и развития территорий, осуществляющих свою деятельность в промышленно-городских агломерациях или оказывающих услуги в сфере городского строительства, охраны окружающей среды, учебных и научных учреждений, а также общественных организаций и средств массовой информации.

Методически работы осуществляются следующим образом.

Сбор методических материалов по геологическим проблемам городов, при этом особое внимание следует уделить опыту стран ЕС и РФ. Предусматривается выезд в командировки с целью стажировок, обмена опытом и участия в международных конференциях.

Полевые исследования в пределах эталонных участков городских территорий путем проведения рекогносцировочных маршрутов с изучением инженерно-геологических условий, с обследованием участков опасных геологических и техногенных процессов, геодинамических активных зон, аварийных объектов и сооружений, техногенных объектов, месторождений строительных материалов, с опробованием почво-грунтов, подземных и поверхностных вод, снежного покрова. В лабораториях должны выполняться необходимые лабораторные исследования.

Проведение дистанционных исследований на основе дешифрирования современных цифровых космических снимков. С целью оценки геодинамической активности необходимо проводить линеаментно-геодинамический анализ территорий городов с выделением линеаментов (тектонических нарушений) и обработку данных с применением компьютерных технологий.

Картографическая основа территории крупных городов должна включать атлас карт (фактического материала, геологическая, четвертичных отложений, орогидрографическая, геоморфологическая, экзогенных геологических процессов, тектонической трещиноватости и геодинамических активных зон и др.). На первых этапах необходимо составлять предварительные карты, на последнем этапе – окончательные карты интегрального геологического риска. Обработку данных и составление всей картографической основы желательно проводить с использованием геоинформационных технологий в реальной системе координат, что позволит комплексно оценивать различные пространственно-ориентированные данные.

Необходимо разрабатывать принципы и критерии для создания крупномасштабных электронных картографических моделей геологической среды городских территорий, а также для создания единой геоинформационной системы, содержащей базу данных инженерно-геологической, гидрогеологической и геоэкологической информации.

В содержании концепции системы геологической безопасности освоения подземного пространства крупных городов необходимо отображать основные геологические проблемы городов в области инженерной геологии, гидрогеологии, геоэкологии, геодинамики, геохимии и пути преодоления этих проблем.

Геологическая безопасность г.Перми

Наиболее крупным и сложным в инженерно-геологическом отношении является Пермский городской мегаполис. Его природно-техническая система и геологическая среда являются во многом типичными для многих городов мира. Здесь существует много геологических проблем в области инженерной геологии, геоэкологии, гидрогеологии, геодинамики, геохимии, которые формируют существующие и возможные угрозы геологической безопасности города. Основные из них следующие: проблема опасных геологических и природно-техногенных процессов (подтопление, заболачивание, оползни, абразия и переработка берегов водохранилищ, различные виды эрозии, карстовые, суффозионные процессы, деформация земной поверхности над подземными горными выработками и др.); проблема геодинамической опасности (зоны повышенной трещиноватости, формирующие геодинамические активные зоны, определяющие активность геологических процессов и уязвимость инженерно-строительных сооружений); проблема геохимической опасности (загрязненность почв, подземных вод опасными химическими веществами, в первую очередь, тяжелыми металлами, агрессивными к геологической среде – грунтов и вод к строительным конструкциям и коммуникациям); проблема подработанных пространств города и др. [4, 6] (рис. 2).

На основе мирового и отечественного опыта общепризнанным инструментом решения проблем геологической безопасности городов считается комплексное инженерно-геологическое и геоэкологическое картографирование.

В 2010-2011гг. ЛГМП ЕНИ ПГНИУ по заказу Департамента планирования и развития территории г. Перми была разработана Концепция геологической безопасности города Перми [6], в которой показаны пути преодоления геологических проблем, обозначены приоритеты в ее реализации. Основная цель Концепции – формирование системы обеспечения геологической безопасности при комплексном освоении города, создание научно обоснованной системы прогноза геологической опасности, снижение геологических и других рисков, рациональное использование подземного пространства, решение вопросов экологии и геологической безопасности, создание геологически безопасной среды обитания нынешнего и будущих поколений людей.

kop2.tif kop3.tif

Рис. 2. Эколого-геодинамическая (слева) и геохимическая (справа) обстановка г. Перми

Рецензенты:

Середин В.В., д.г.-м.н., профессор, заведующий кафедрой инженерной геологии и охраны недр Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь;

Ибламинов Р.Г., д.г.-м.н.,заведующий кафедрой минералогии и петрографии Пермского государственного национального исследовательского университета, г. Пермь.

Работа поступила в редакцию 24.06.2014.


Библиографическая ссылка

Копылов И.С., Коноплев А.В., Голдырев В.В., Кустов И.В., Красильников П.А. К ВОПРОСУ ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РАЗВИТИЯ ГОРОДОВ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9-2. – С. 355-359;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34853 (дата обращения: 22.08.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252