Инженерно-строительная геоэкология

Наталья Анатольевна Чернышова

Валентин Егорович Ольховатенко

В учебном пособии освещаются теоретические и методические основы инженерно-строительной геоэкологии. Приводится классификация и характеристика геотехнических систем. Дается оценка их состояния и устойчивости. Рассмотрены источники техногенных воздействий на окружающую среду, методика инженерно-экологических исследований урбанизированных территорий. Освещены природные опасности и методы инженерной защиты территорий. Разработаны рекомендации по организации мониторинга геотехнических систем.

Предназначено для бакалавров и магистров по направлению «Техносферная безопасность».

Валентин Егорович Ольховатенко, Наталья Анатольевна Чернышова

Инженерно-строительная геоэкология

© Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2016

© Ольховатенко В.Е., Чернышова Н.А., 2016

* * *

Введение

Инженерно-строительная геоэкология является новой междисциплинарной наукой, развивающейся на стыке геоэкологии и строительного дела. В свою очередь, по определению академика В.И. Осипова, «Геоэкология – также междисциплинарная наука, изучающая неживое (абиотическое вещество геосферных оболочек Земли), как компоненту окружающей среды и минеральную основу биосферы».

Объектом геоэкологии является неживое (костное и биокостное) вещество геосферных оболочек Земли (верхней части литосферы, атмосферы и гидросферы).

Предметом геоэкологии является вся сумма знаний о геосферных оболочках и их изменениях под влиянием природных и техноприродных факторов, как многокомпонентных иерархически построенных динамических системах с многоступенчатыми процессами саморегулирования. К приоритетным направлениям в области геоэкологии В.И. Осипов относит:

1. Анализ изменений геосферы под влиянием природных и техноприродных факторов и разработка путей выявления этих изменений. Это направление включает:

– изменение ландшафтов урбанизированных территорий;

– изучение деформирования поверхности Земли в результате откачки воды, добычи нефти и газа;

– изучение подъема уровней подземных вод и подтопления территорий;

– исследование загрязнения поверхностных и подземных вод;

– изучение склоновых геодинамических процессов;

– изучение напряженно-деформированного состояния и температурного поля Земли;

– изучение загрязнения окружающей среды в результате накопления на её поверхности промышленных и бытовых отходов.

2. Рациональное использование водных, земельных, минеральных и энергетических ресурсов Земли.

3. Изучение природных и техно-природных процессов и явлений в геосферных оболочках Земли.

Объектом инженерно-строительной геоэкологии являются природно-технические системы.

Предметом инженерно-строительной геоэкологии является сумма знаний о природно-технических системах, изменении их состояния и устойчивости при техническом воздействии в процессе строительного производства. В задачу инженерно-строительной геоэкологии входит:

– проведение комплексных геоэкологических исследований урбанизированных территорий;

– оценка рисков в строительстве;

– оценка состояния и устойчивости природно-технических систем;

– разработка геоэкологических моделей урбанизированных территорий;

– проектирование и строительство объектов инженерной защиты;

– организация мониторинга природно-технических систем.

1. Понятие о природно-технических и геотехнических системах

Под природно-техническими системами (ПТС) понимается совокупность форм и состояний взаимодействия природной среды с инженерными сооружениями на всех стадиях их функционирования.

Под геотехническими системами (ГТС) понимается совокупность форм взаимодействия геологической среды с техническими сооружениями.

Под состоянием ГТС понимается её способность к функционированию. Нормальное функционирование ГТС будет обеспечено при условии работы технических сооружений в строгом соответствии с проектным режимом.

Равновесие ГТС определяется динамичностью природной и надежностью технической составляющих. В свою очередь, надежность технической составляющей определяется режимом эксплуатации сооружений, состоянием природн