Изменение и загрязнение ландшафта

Изменение и загрязнение ландшафта наблюдается в основном при сооружении и эксплуатации шахт и карьеров, сооруженных для добычи полезных ископаемых.

Ландшафт нагружается огромными массами вскрышной породы, удаляемой в процессе разработки. Вблизи карьеров – это отвалы, а вблизи шахт – терриконы - огромные конусообразные горы пустой породы, поднятой из шахты.

По ряду причин отвалы и терриконы существенно ухудшают общую экологическую обстановку, портят общий вид окрестностей и занимают значительные площади, которые могли бы использоваться в каких-либо других целях.

Особенно это становится очевидным после того, как происходит рост населенных пунктов, возникших вокруг горных комбинатов, занимающихся разработкой полезных ископаемых. Вскрышная порода, поднимаемая с глубины, обычно включает в себя минералы, содержащие в себе химические элементы и соединения совершенно несвойственные земной поверхности.

Процессы выветривания и растворения этих минералов быстро и неизбежно приводят к изменению общей геохимии ландшафта, загрязнению природных вод и почв. Объем породы, извлекаемой при строительстве гражданских объектов (жилых домов, метрополитена), обычно бывает меньше, чем при разработке полезных ископаемых, а процедура ее удаления и использования, как правило, бывает налажена в полной мере.

Например, в Москве, выработанная при строительстве порода всегда своевременно вывозится и используется для подсыпки и выравнивания территорий, сооружения дорожных насыпей и других целей.

Снижение уровня грунтовых вод. Часто этот процесс является прямым следствием строительства и эксплуатации подземных сооружений. Большая часть населения нашей страны проживает на территориях с неглубоким, в несколько метров, залеганием уровня грунтовых вод.

Подземное сооружение, расположенное ниже уровня грунтовых вод будет неизбежно затоплено водой, если не проложить дренаж, отводящий эту воду. Попытки построить подвалы зданий или тоннели со стенами, полностью изолирующими внутреннее пространство от проникновения грунтовых вод, к положительному результату не приводят. Подземные воды все-таки просачиваются внутрь, и если ничего не предпринимать против этого процесса, подземное сооружение будет полностью затоплено.

Чтобы избежать такого развития событий требуется устройство гидроизоляции, дренажа и отведения собранных подземных вод. Имеющиеся в городах многочисленные подземные сооружения – метро, автомобильные тоннели, подземные переходы, подвалы и многоэтажные подземные комплексы снабжены постоянно работающими дренажными системами и действуют как мощнейший фактор понижения уровня грунтовых вод.

Подземные сооружения вне населенных пунктов – это карьеры и шахты, работа которых тоже требует снижения уровня подземных вод. Глубина карьеров и шахт может составлять сотни и тысячи метров, а формирующиеся вокруг них воронки депрессии распространяться на километры в стороны.

На рисунке 2.32 приводится простейшая система водопонижения с помощью водозаборных скважин, установленная вокруг котлована.

Рис. 2.32. Понижение уровня грунтовых вод для осушения котлована

Аналогичным образом действует дренаж, являющийся частью конструкции уже построенных закрытых подземных сооружений (рис. 2.33).

Дренаж собирает воду, находящуюся снаружи от тоннеля и просачивающуюся внутрь него. На практике системы дренажа, водопонижения и водоотведения бывают довольно сложными и их конструкции рассматриваются в других специальных курсах, здесь же важно осмыслить только итог проводимых мероприятий – процесс снижения уровня грунтовых вод.

Рис. 2.33. Снижение уровня грунтовых вод за счет работы дренажной системы тоннеля

Следует иметь в виду, что, несмотря на работу водопонижения, в зоне аэрации сохраняются почвенные воды и верховодка, воздействие которых на подземные части сооружений продолжается.

В связи со строительством метро и других подземных сооружений, начиная с 1930-х годов, на отдельных участках центра Москвы произошло снижение уровня грунтовых вод на многие метры. Этот процесс продолжается и в настоящее время, приводя общему изменению гидрогеологической обстановки.

Существенным отрицательным следствием понижения уровня грунтовых вод в центре Москвы явилось разрушение деревянных свай в основании зданий старой застройки. В деревянных сваях, ранее находившихся ниже уровня грунтовых вод, начался интенсивный процесс гниения после того, как они оказались в зоне аэрации с переменной во времени влажностью.

В итоге в 1950-1970-х годах потребовалось провести укрепление фундаментов и ремонт надземной части многих зданий старой Москвы, в том числе стен и сооружений Московского Кремля.