ЕКОЛОГО - СОЦІАЛЬНІ НАСЛІДКИ ПІДТОПЛЕННЯ МІСЬКИХ ТЕРИТОРІЙ ТА РОЗРОБКА ЗАХОДІВ ДО ЙОГО ЗМЕНШЕННЯ (НА ПРИКЛАДІ МІСТА ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКА)

Краткое содержание

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, зв’язок дисертації з науковими програмами та планами, сформульовано мету, об’єкт, предмет та задачі дослідження, визначено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів дисертації, викладені основні положення дисертації, а також особистий внесок автора.

У першому розділі викладено аналіз сучасного стану питання підвищення РПВ та як наслідку – підтоплення територій у містах України, інших країнах СНД, а також у країнах далекого зарубіжжя. Розкрито вплив природних і техногенних факторів на загальний процес підвищення РПВ, розглянуто можливі соціальні, екологічні та економічні наслідки  підтоплення, показані існуючі механізми та засоби боротьби з процесом підвищення РПВ.

Питаннями вивчення причин і наслідків підтоплення міських селітебних та промислових територій займались багато вчених і фахівців: Шилов И.А., КуриленкоВ.В., Трофимова В.Т., Осипов В.И., Карцев А.А, Захарченко М.А., створенням умов для зменшення впливу промислових підприємств:  Алферова Л.А., Нечаєв О.П., Андоньєв С.М., Пантелят Г.С., Висоцький С.В., Волошин М.Д. та інші. Але задачі комплексного вивчення цього багатогранного явища, яким є підвищення РПВ, залишаються в теперішній час не до кінця розв’язаними, особливо стосовно великих промислових центрів, наприклад, таких, як м. Дніпродзержинськ. Встановлено, що існуючі механізми та засоби боротьби з підтопленням є достатньо трудомісткі та потребують значних капіталовкладень, що ускладнює їх проведення в умовах дефіциту матеріальних ресурсів. Тому виникає необхідність у проведенні загальних заходів контролю та нових, більш ефективних, засобів боротьби з підтопленням.

У підсумку цього розділу визначено напрямок дисертаційного дослідження.

Другий розділ присвячено викладенню відомостей, які характеризують особливості існуючого положення, пов’язаного з підвищенням РПВ у             м. Дніпродзержинську, а також вивченню наслідків цього явища. З’ясовано основні причини виникнення підтоплення міських територій, які у м. Дніпродзержинську мають свої особливості:

       - відсутність на більшості території міста системи збору й організованого відводу поверхнево-дощових, зливових вод та вод від сніготанення, що призводить до неорганізованого відведення і накопичення води цієї категорії в підземних горизонтах селітебних та промислових районів міста, замочуванню ґрунтів, появі води у підвалах житлових будинків і промислових об’єктів;

       - незадовільний стан комунікацій комунального господарства (водопостачання, водовідведення, опалення), що призводить до аварійних ситуацій, наслідком яких є поповнення підземних водних обріїв;

        - аварійний режим роботи дренажної МС, яка недостатньо виконує функції відведення поверхневих і дренажних вод у р. Дніпро, насамперед з промислової зони міста. Відсутність сталого відводу збиткових вод з території МС має суттєвий негативний вплив на загострення питання для міста в цілому особливо тим, що до МС потрапляють стічні води, які скидаються зі шламонакопичувачів промислових підприємств, розташованих у цьому районі міста, також поверхнево-зливові й талі води, усі збиткові води, які утворюються на даній території. До того ж МС перегороджена залізничною дамбою, що не дозволяє здійснювати вільний плин води, а існуюча насосна станція, що призначена для перекачування води через дамбу, знаходиться у незадовільному стані. З другого боку, МС замулена та здатна здійснювати відведення не більше половини загального об’єму води. Інша частина води залишається на території району, що є причиною його заболочування і підвищення РПВ. За залізничною дамбою також річище МС замулене, територія заболочена, що в цілому призводить до скиду у р. Дніпро близько 5000 м³/год води, забрудненої різноманітними речовинами.

З’ясовано, що підвищений РПВ на території міської МС призвів до незадовільного санітарно-гідротехнічного її стану - забрудненню грунтів (спостерігається наявність аномалій вмісту Ba, P, U та інших елементів, при якому вони стають токсичними для довкілля), поверхневих та підземних вод (збільшено рівень загальної мінералізації та погіршено якість води, яка характеризується перевищенням допустимих концентрацій окремих інгредієнтів у поверхневих водах: Ba, Pb, Cr, Zr, Ti та підземних водах: SO₄^2-, NO₃^-, Al, Cd, Co, Pb, Li, F, Mn, V) тощо.

Досліджено гідрогеологічні й геоморфологічні умови території м. Дніпродзержинська. Виявлено, що накопиченню підземних вод сприяють лесові ґрунти, які є обводненими з приводу їх походження. Підземні води найближчі до поверхні утворюють єдиний безнапірний водоносний обрій, що має повсюдне поширення і знаходиться під впливом природних і штучних режимоутворюючих факторів. Порушенню історично сформованої природної рівноваги сприяла промислова й цивільна забудова м. Дніпродзержинська, що призвело до виникнення просадних деформацій і зсувних процесів у місті.

Внаслідок наведеного екологічного стану довкілля у м. Дніпродзержинську, на яке має вплив підтоплення міських територій, необхідно здійснити моделювання з визначення фільтраційних показників лесових ґрунтів у природних умовах з метою їх використання при наданні конкретних технічних рішень у кожній точці їх встановлення, виявити вплив статей водного балансу зони аерації, а також дослідити, як саме процес підвищення РПВ впливає на соціальний стан населення на підтопленій території м. Дніпродзержинська.

У третьому розділі наведена  методика дослідження геоекологічних показників (властивості лесових ґрунтів, водний баланс зони аерації та соціальний стан у місті), а також методика складання електронної карти підтоплення території м. Дніпродзержинська. На підставі окремо розроблених методів складена цілісна методологія з визначення геоекологічних показників.

Властивості лесових ґрунтів (гранулометричний склад, пористість, вологість, водовіддача, коефіцієнт фільтрації ґрунтів) у лабораторних умовах досліджено на експериментальних установках.

З метою порівняння результатів дослідження соціальних наслідків підвищення РПВ, територію м. Дніпродзержинська розділено на ділянки відповідно адміністративного районування та згідно приналежності до районних лікувальних закладів.

У четвертому розділі здійснено аналіз та наукове узагальнення результатів проведених досліджень щодо геоекологічних показників.

Лесові ґрунти, особливо просадні, характеризуються високою пористістю, що змінюється в межах 43-55%. Величина пористості знижується з ростом вмісту глинистих часток.

Встановлено, що процес підтоплення інтенсифікується при вологості ґрунтів вище 25-30%. Таке водонасичення ґрунтів впливає на процес підтоплення, але на безпечній глибині лише на фізичні властивості ґрунтів. Отримані значення водовіддачі проб ґрунту коливаються в межах 0,07-0,13 долей одиниці.

Істотна відмінність властивостей лесових ґрунтів, особливо пористості й вологості ґрунтів, у рамках досліджуваних районів міста, послужило ініціативою для подальшого дослідження процесу підтоплення по районах м. Дніпродзержинська.

Розраховано кількісні значення фільтраційних властивостей лесових ґрунтів, що характеризуються коефіцієнтом фільтрації, пилувато-піщаного (К_ф≥0,2 м/добу) та пилувато-глинистого складу (К_ф<1,0 м/добу). Встановлено, що зі збільшенням глинистої фракції ґрунту ступінь підтоплення збільшується. Проте, коефіцієнт фільтрації – це розрахунковий параметр, на результат якого впливають градієнт напору та пористість ґрунту, на що вказує тіснота зв’язку поточних параметрів (коефіцієнт кореляції +0,57).