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.
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.
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: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34853 (дата обращения: 17.08.2024).