Третья группа приёмов направлена на преобразования грунтов ГКС с использованием дополнительных естественных и искусственных источников и стока тепла. Эта группа методов позволила В.Г. Кондратьеву решить проблему обеспечения устойчивости опор ЛЭП, обслуживающих Забайкальскую железную дорогу [8, 9]. Четвертая группа приемов авторами не применялась. Однако она может получить широкое развитие при подготовке геокриологической среды для использования в качестве строительных материалов или создания оснований с заранее заданными свойствами для строительства зданий и сооружений по Принципу II.
Классификация групп приемов управления свойствами геокриологической среды на урбанизированной территории (по В.А. Кудрявцеву, Э.Д. Ершову, с изменениями)
| № п/п | Наименование группы |
| I | Группа приемов, регулирующая внешний теплообмен в геокриологической среде через изменение параметров радиационно-теплового баланса |
| II | Группа приёмов, регулирующая теплообмен в геокриологической среде путём изменения состава и свойств грунтов её составляющих |
| III | Группа приёмов трансформации грунтов геокриологической среды с использованием дополнительных источников и стока тепла |
| IV | Группа приемов, регулирующая изменение процессов тепломассобмена на нижней границе геокриологической среды |
Приведенные примеры управления свойствами ГЛС и ГКС осуществлялись при развитии предаварийных ситуаций и потребовали значительных экономических затрат на диагностику причин их развития, разработку и реализацию мероприятий по их ликвидации. В то же время уже доказано, что использование мониторинга для решения указанных задач, позволяет планомерно осуществлять диагностику изменения ГЛС и ГКС и разрабатывать планово-предупредительные мероприятия по устранению или управлению причинами, способствующими отрицательному влиянию на экологические и технические условия эксплуатации сооружений на урбанизированной территории.
Для минимизации расходов на организацию и функционирование мониторинга урбанизированной территории на основе выполненных авторами работ совместно с ОАО «ЗабайкалТИСИЗ» и ГУП «Забай- калгеомониторинг» осуществлено районирование ГЛС и ГКС. По степени пригодности для планирования и строительства участки ГЛС, КГС и ПГКС на территории г. Чита объединены в три группы: 1 группа — участки, пригодные для любого вида строительства без ограничений (20 % территории города); 2 группа — участки, при строительстве на которых требуются значительные работы по инженерной подготовке территории и выполнение мероприятий по усилению фундамента (33 %), 3 группа — участки, на которых в настоящее время затрачиваются значительные капиталовложения на содержание объектов урбанизации, а при строительстве —требуются большие затраты на инженерную подготовку; сплошная городская застройка здесь экономически нецелесообразна (23 %) [15].
Кроме того, на территории г. Чита выделены участки, потенциально пригодные для строительства, но слабо изученные в инженерно-геологическом аспекте, занимающие 24 % территории города. Из ранее выполненных исследований следует, что в городе Чита в 1996 г. в результате трансформации ГКС в ПГКС и активизации процессов сезонного пучения 7 % малоэтажных зданий требуют постоянного текущего ремонта, 78 % нуждаются в восстановительном ремонте и 15 % находятся в аварийном состоянии [11]. Продолжение данных исследований показало, что отрицательное влияние процессов пучения на деформации малоэтажных зданий продолжается и в настоящее время. Многоэтажные здания в условиях деградации криолитозоны, продолжающейся уже более чем 60 лет, в результате трансформации ПГКС в ГЛС и соответствующему улучшению строительных свойств грунтов их составляющих, деформаций осадок или пучения не испытывают.
В настоящее время увеличилось количество публикаций по различным аспектам создания и функционирования мониторинга. Детальный анализ этих работ выполнен В.А. Королевым [10]. Из них следует, что комплексному мониторингу городских агломераций в криолитозоне практически не уделяется внимание. Мониторинговые сети, если и существуют, то носят узконаправленный и, преимущественно, ведомственный характер. При разработке проекта инженерно-экологического мониторинга мы учитывали все перечисленные проблемы и разработанные методические основы для их решения на геологическом факультете МГУ под руководством профессора В.Т. Трофимова.
Системный подход позволяет разработать многоуровневую структуру мониторинга урбанизированной территории, в которой: ПТС первого порядка — урбанизированная территория в границах города Чита, ПТС второго порядка — функциональные зоны ( селитебная, промышленная, рекреационная, агротехническая и зоны складирования ТБО), ПТС третьего порядка — группы сооружений (промышленногражданские, линейные и т.д.) , ПТС четвертого порядка — отдельные сооружения. Такой подход позволит включить существующие в городе литотехнические и геоэкологические ведомственные объектные мониторинги и, дополнив их мониторингами других уровней, сформировать комплексный мониторинг урбанизированной среды. Получаемая при его использовании оперативная информация позволит существенно сократить расходы на разработку управляющих воздействий для созданий комфортной, экологически безопасной жизнедеятельности в пределах урбанизированной среды и может служить основой дальнейшего ее развития в границах города или при их расширении.
Таким образом, полученные результаты показывают:
направленность изменения параметров строения ГКС в процессе урбанизации территорий вызывается интегральным воздействием естественного изменения климата и влиянием на геокриологические условия техногенной нагрузки. Выделенные три этапа урбанизации различной интенсивности, время которых синхронизировано с тремя периодами изменения климата в сторону его потепления, обусловили с 1890 г. и по настоящее время сокращение площади ГКС, соответственно с 80 до 20 %, а мощности — с 50 до 5 м;
формирование закономерностей изменений строения и свойств грунтов ГКС на различных этапах урбанизации определяется величиной и кинетикой экстенсивных ( внешних) и интенсивных ( внутренних) факторов. Первые факторы влияют на параметры верхних граничных условий воздействия теплообмена на ГКС путем изменений параметров в структуре радиационно-теплового баланса, вторые — на интенсивность, транспортировку в пространстве и во времени теплового и химического загрязнения при строительстве и функционировании ПТС;
эффективность эксплуатации ПТС и экологическая безопасность урбанизированных территорий южной криолитозоны в условиях изменения климата и техногенной нагрузки достигается путем применения управляющих воздействий на формирование заданных характеристик ГКС, организацией и функционированием инженерно-геок- рилогического мониторинга города.
Список литературы
Бондарик Г.К., Иерусалимская Е.Н. Научные основы и методика организации режимной сети мониторинга региональных природно-технических систем // Известия вузов. Геология и разведка № 5. М.: РГГРУ, 2009. С. 56- 62.
Бондарик Г.К., Ярг Л.А. Инженерно-геологические изыскания. М.: РГГРУ, 2011. 418 с.
Васютич Л.А. Особенности современного техногенного воздействия на качество подземных вод читинской агломерации // Вестник ЗабГУ. Чита, 2013. № 1. C. 19-26.
Васютич Л.А. Оценка состояния окружающей среды городских агломераций южной криолитозоны (на примере г. Чита) // Экологические проблемы недропользования. Наука и образование: матер. V-й междунар. науч. конф. 19-24 ноября 2012 г. СПб.: Санкт-Петерб. ун-т, 2012. С. 56-59.
Воронкевич С.Д. Принципы и методы управления свойствами грунтов средствами технической мелиорации // Инж. геология. 1991. № 5. С. 3-18.
Ершов Э.Д. Общая геокриология. М.: МГУ, 2002. 682 с.
Климат Читы / под ред. Ц.А. Швер, И. А. Зильберштейн. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 248 с.
Кондратьев В.Г. Активные способы укрепления земляного полотна на вечномерзлых грунтах. Чита: Забтранс, 2001. 100 с.
Кондратьев В.Г. Стабилизация земляного полотна на вечномерзлых грунтах. Чита: ТрансИ- ГЭМ, 2011. 175 с.
Королев В.А. Мониторинг геологических, литотехнических и эколого-геологических систем / под ред. В.Т. Трофимова. М.: КДУ, 2007. 416 с.
Сальников П.И. Устойчивость фундаментов зданий на мерзлых грунтах. Экспериментальнотеоретические исследования. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1996. С. 61-121.
Трофимов В.Т. Актуальные вопросы изучения грунтов в инженерной геологии и экологической геологии // Геология, география и глобальная энергия. № 2 (41), 2011. С. 6-13.
Шестернев Д.М. Основные принципы организации геокриологического мониторинга линейных сооружений (на примере железной дороги Беркакит-Томмот-Якутск): сб. тр. IX Междунар. симпозиума по проблемам инженерного мерзлотоведения, г. Мирный (3-7 сентября 2011 г.). Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, С. 252-260.