CC BY
27
УДК 624.13: 556.3
АНАЛИЗ ПРИЧИН ПОДТОПЛЕНИЯ ГОРОДА ЗЕРНОГРАДА МЕТОДОМ ЧИСЛЕННОГО ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
А.В. Гридневский, А.Ю. Прокопов
Исследованы гидрогеологические условия и параметры геофильтрационных потоков междуречья Кагальника и Мечетки и города Зернограда Ростовской области. На основе многовариантного численного моделирования и метода планирования экспериментов установлено, что процесс подтопления начал развиваться с реализацией проекта центрального водоснабжения города. Незначительная мощность водоносного горизонта, минимальные гидравлические уклоны территории района являются геологической предпосылкой подтопления. Установлено, что локальные подтопления зданий в сложившихся гидрогеологических условиях возникают даже при минимальных потерях воды в их системе водоотведения.
Ключевые слова: подземные воды, численное моделирование, подтопление, планирование эксперимента, локальная инфильтрация.
Процесс подтопления в Ростовской области охватил как крупные города, так и поселения в несколько десятков тысяч человек. Как правило, причины подтопления носят техногенный характер. Для сдерживания подтопления в каждом случае необходим тщательный анализ всех факторов, определяющих этот негативный процесс.
История вопроса. Многоплановое изучение подземных вод района Нижнего Дона выполнялось, начиная с 1921 года. Под руководством К.И. Лисицина в 1925 - 1927 гг. выполнены исследования и установлены основные закономерности распространения пресных и соленых вод в засушливых суглинистых степях левобережья Дона. На основании проведенных работ разработаны критерии оценки запасов питьевых вод. Фактический материал накапливался в ходе бурения разведочно-эксплуа-тационных скважин на воду. Обобщение материалов нашло отражение в «Гидрогеологическом очерке Ростовской области» П.Д. Гончарова [1].
К 1955 году территория степей Нижнего Дона была покрыта сред-немасштабной геолого-гидрогеологической некондиционной съемкой [2]. Для оценки условий сельскохозяйственного водоснабжения для территории Нижнего Дона и Северного Предкавказья к 1959 году под руководством В.И. Подгородниченко и Г.В. Дейно составлены гидрогеологические карты [3]. На территории проведено множество инженерно-геологических изысканий в связи со строительством мелких водосбросов, водохранилищ, птицеферм. Позже Волго-Донским территориальным геологическим управлением выполнены работы по гидрогеолого-мелиоративному районированию орошаемых земель (Н.И. Алексюк и др.). В 1967 году разработаны и опубликованы карты масштаба 1:1000000: гидрогеологическая
(Е.Н. Липацкова) и инженерно-геологического районирования территории Нижнего Дона и Северо-Восточного Предкавказья (П.Д. Германов) [4], в которых было отражено системное взаимодействие грунтовых и межпластовых вод изучаемой территории. Многолетнее гидрогеологическое изучение территории Ростовской области обобщено к началу 1970-х годов в коллективной монографии Гидрогеология СССР [3], однако, большая часть материалов осталась в фондах изыскательских организаций.
Исследования грунтовых вод в последние десятилетия показывают, что техногенные факторы в Ростовской области приводят к повышению уровня грунтовых вод и подтоплению ряда населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий [5-7]. Это новая геоэкологическая реальность, обусловленная возрастающими масштабами использования пресных вод в жизнедеятельности человека.
Настоящая статья посвящена выяснению причин подтопления здания в административном центре Зерноградского района. На примере города Зернограда и Кагальник-Мечетинского междуречья, последовательно анализируются шаги, способствовавшие неуклонному повышению уровня грунтовых вод (УГВ) и, на основе полученных результатов, предлагаются пути к стабилизации процесса и минимизации получаемого ущерба.
Город Зерноград расположен на водоразделе междуречья рек Ка-гальник и Мечетка. Абсолютные отметки территории изменяются от +95 до +82 м от северо-восточной части города к юго-западной. Урезы воды рек Кагальник и Мечетка в меридианальном створе города составляют +33 - +35 м.
Геологическое строение. Рассматриваемая территория располагается в пределах Ростовского выступа Восточно-Европейской платформы. Кристаллический фундамент перекрыт морскими отложениями меловой системы мезозоя и кайнозойской группы. В период с 1964 по 1971 гг. в районе г. Зернограда пройдены скважины со средней глубиной 100...140 м. Установлено, что первыми под голоценовыми отложениями залегают легкие светло-коричневые эолово-делювиальные суглинки верхнечетвертичного возраста мощностью 5.8 м. Ниже по разрезу они сменяются тяжелыми нижне- и среднечетвертичными суглинками темно-бурого цвета мощностью до 15.20 м (рис. 1).
Четвертичные отложения подстилаются плотными плиоценовыми и миоценовыми глинами, переслаивающимися с известняками и песчаниками. Под ними, на глубинах 70.80 м вскрыты водонасыщенные акчагыль-ские (N2ak) морские разнозернистые пески мощностью 10.30 м. Далее, при бурении, вскрыты глины акчагыльского яруса (N2ak), а также глины, известняки и песчаники сарматского N1S1 яруса.
Для уточнения и верификации архивных материалов авторами пройдены две скважины в центре города у здания по ул. Тельмана, д. 34 (табл. 1). Скважина №1 пробурена у восточной стены здания на расстоя-
79
нии 2,0 м от фундамента. От поверхности земли до глубины 3 м залегают тугопластичные средние суглинки с плотностью 1,75.1,90 г/см3 и влажностью Же = 24.27 %. С глубиной они сменяются светло-коричневыми опесчаненными легкими суглинками (1р = 9,3.9,8 %) с пластичной и мяг-копластичной консистенцией [8].
а
б
Рис. 1. Геологическое строение участка: а - карта четвертичных
отложений; б - меридиональный геологический разрез; прерывистая вертикальная штриховка - лёссовидные суглинки; косая штриховка - суглинки с уровнем грунтовых вод; горизонтальная штриховка - водоупорные слои
80
Таблица 1
Геолого-литологическая колонка по скважине №1
г. Зерноград, ул. Тельмана, д. 34 скв.1, абсолютные отметки: устья - 88,0 м; УГВ -85,3 м
Глубина, м Мощность слоя, м Возраст Описание грунтов
0,9 0,9 eQIv Насыпной грунт: суглинок темно-коричневый, влажный, полутвердый, щебень, обломки кирпича
2,0 1,1 Почвенно-растительный слой. Суглинок серовато-бурый, легкий, влажный, гумусированный с включениями корнеходов, тугопластичный
3,0 1,0 vdQш Суглинок светло-коричневый тяжелый, водонасыщенный, однородный, тугопластичный
7,0 4,0 Суглинок светло-коричневый однородный, водонасыщенный, от мягкопластичного до тугопластичного
7,3 0,3 Суглинок коричневый однородный, водонасыщенный, полутвердый
8,2 0,9 Суглинок темно-коричневый с серым оттенком, тяжелый, водонасыщенный, тугопластичный, гумусированный. Погребенная почва
10,0 1,8 vdQi.li Суглинок темно-коричневый, водонасыщенный, тяжелый, полутвердый, с включениями (0,1-0,8 см) среднезернистой «белоглазки»
Суглинки полностью насыщены водой (Же = 30-33%, &=0,97-1,02) в интервале глубин 3,0...7,0 м. По результатам гранулометрического анализа с глубин 5,0 м и 8,0 м установлено, содержание фракций: 2,0.0,5 мм -30.38 %; 0,5.0,1 мм - 1.2 %; <0,1 мм - 60-68 %. Насыщенность грунтов песчаной фракцией определяет относительно большую водопроницаемость грунтов.
Водонасыщенные легкие суглинки подстилаются тяжелыми бурыми суглинками (/р=14,6.14,7 %). Их водопроницаемость с глубиной уменьшается, а вместе с ней и влажность (Же = 24,5.25,5 %), консистенция постепенно изменяется до глубин 8.10 м от тугопластичной к полутвердой. Эти суглинки служат водоупором для грунтовых вод. Таким образом, в зоне аэрации присутствует водонасыщенный слой мощностью 4.5 м.
Скважина №2 пробурена у юго-западной стены здания до глубины 14 м. В ней также встречен водоносный горизонт легких суглинков в интервале глубин 3.7 м. Он подстилается плотными водонепроницаемыми суглинками четвертичного возраста [8].
Гидрогеологические условия. В Кагальник-Мечетинском междуречье вскрыт межпластовый напорный акчагыльский (№ак) водоносный горизонт. Водовмещающая толща представлена разнозернистыми песками.
Уровень воды появляется на глубинах 70.90 м. Избыточное давление над кровлей водоносного горизонта составляет 20.40 м. Напорные отложения плиоценового возраста относятся к Ростовскому артезианскому бассейну, получают питание со стороны эрозионных врезов Дона, Маныча и Егор-лыка. Мощная водонепроницаемая кровля исключает возможность взаимодействия напорных и грунтовых вод. Над ней в зоне аэрации располагаются легкие опесчаненные суглинки, насыщенные водой и представляющие горизонт грунтовых вод. Это совершенно незначительный по мощности (5-10 м) массив четвертичных отложений. Результаты региональных исследований на юге Ростовской области показывают, что грунтовые воды имеют минерализацию 3.10 г/л и дебит в скважинах -0,5 л/с. В напорном межпластовом водоносном горизонте преобладает во-допроводимость 10.50 м2/сут., минерализация 1.3 г/л, в составе - сульфат-ионы. Дебит водозаборных скважин меняется от 20.30 до 200 м3/сут.
Подтопление городской территории. Грунтовые воды пополняются за счет атмосферных осадков в междуречье Кагальника и Мечетки, разгружаются путем эвапотранспирации и медленного стока в реки Ка-гальник и Мечетка. Скорость движения грунтовых вод крайне низка. В черте города гидравлический уклон составляет / = 0,003, преимущественное направление потока в западном направлении. Естественные выходы грунтовых вод в городе проявляются в источниках, прудах, котлованах с абсолютными отметками +88 м на востоке и +79 м - на юго-западе.
Территория города благоприятна для развития подтопления в силу нескольких причин: слабопроницаемые суглинки, неглубокое залегание водоупорных неогеновых глин, ограниченный подземный сток. Необходимо обратить внимание на значительное количество небольших прудов с земляными плотинами в балках и малых реках. Из-за подпора скорость поверхностных вод снижается, русла заиливаются, исчезают родники, ухудшается интенсивность оттока подземных вод с наивысших отметок водораздела, на котором расположен город Зерноград.
Одной из причин пополнения запасов подземных вод является сельскохозяйственная деятельность. Орошение угодий приводит к подъему уровня грунтовых вод. Из 13294 га пахотных земель Зерноградского района 804 га испытывают подтопление, заболачивание и засоление [4].
Дополнительные источники пополнения запасов подземных вод могут быть только техногенными. Следует отметить, что в центре города мощность водопроницаемых четвертичных отложений составляет всего 5-10 м, и для подъема УГВ к поверхности земли требуются совсем небольшие объемы воды.
Город Зерноград с населением 38 тысяч человек занимает площадь 12 км2. Источником его водоснабжения являются воды р. Дон, поступающие в объеме 50000 м3/сут. по водоводу. Общая длина водопроводных
сетей города 115 км, а системы водоотведения - 27 км, водоочистные сооружения перерабатывают около 3 тыс. м3/сут. [9]. Это означает, что значительная доля сточных вод инфильтруется в толщу грунтов города. Объем воды, который может вместить водопроницаемая толща мощностью h = 5 м при водоодаче ¡л = 0,2 на площади Зернограда S = 12 км2 составляет 12000000 м3. Объем воды, поступающий каждые сутки в город через водопроводные сети V = 50000 м3 способен полностью насытить указанную толщу за 240 суток при 100 %-ном попадании всей воды в грунт. Конечно, вероятность такого сценария ничтожна. Между тем, износ водонесущих коммуникаций в городе составляет 60.70 % [9]. Согласно обобщенным данным по потерям воды из водонесущих коммуникаций [10] и их фактической плотностью в районах с центральным водоснабжением города, потери воды достигают 150 мм/год.
Оценить критичный для подтопления объем техногенного питания подземных вод можно расчетным путем. С этой целью необходимо учесть объемы пополнения воды в зоне аэрации, а также интенсивность разгрузки горизонта грунтовых вод через овражно-балочную сети, реки и эвапо-транспирацию. Наиболее эффективным инструментом для решения подобных задач является цифровое моделирование, учитывающее фильтрационные параметры водоносного горизонта и его граничные условия.
Моделирование потока грунтовых вод г. Зернограда. Концептуальная модель представляет собой безнапорный водоносный пласт песчанистых суглинков, залегающий на слабопроницаемых безводных тяжелых суглинках и, далее - на водонепроницаемых неогеновых глинах. Значение коэффициента фильтрации оценивается по наиболее распространенному в регионе для лёссовидных суглинков Кф=0,7 м/сут.
Известно, что лёссовые грунты проявляют фильтрационную анизотропию. Однако в рассматриваемом случае ею можно пренебречь, поскольку в обводненных грунтах подобный эффект нивелируется. По данным гидрометеостанции п. Гигант (80 км от города Зернограда) среднемноголетнее годовое количество атмосферных осадков за период 1967-2012 гг. составляет 510 мм/год. Следует учесть высокое испарение влаги из-за жаркого лета (июнь-август: 26.29 °С), ветреной весны (февраль-апрель) и распределения максимального количества осадков в январе-марте. По этой причине в грунтовые воды инфильтруется меньшая часть атмосферных осадков, объем которых следует уточнить в ходе численного моделирования.
Границами модели служат естественные дрены - реки Мечетка и Кагальник, крупные балки, а также водораздел с восточной границы рассматриваемой территории (рис. 2).
Разработка модели геофильтрации. Решение задачи выполнено в программной среде Visual Modflow. Пространство модели охватывает территорию 38 х 18 км2, которая дискретизирована на ячейки с шагом 125 м в
черте города и 500 м за его пределами. Мощность водопроницаемого слоя принята равной 8 м. Абсолютные отметки поверхности Земли и подошвы водоносного горизонта меняются от 80,0 до 20,0 м. Для улучшения сходимости и точности решения толща, подстилающая водоносный горизонт, моделируется, как слабопроницаемая и разделена по вертикали на 6 слоев.
Цифровые модели поверхности Земли импортированы из опубликованной цифровой карты SRTM (Shuttle radar topographic mission). Модель подошвы водоносного горизонта построена интерполяцией соответствующих абсолютных отметок по данным 159 скважин, пробуренных на территории Зерноградского и Кагальницкого районов. Формирование цифровых моделей пространственных границ выполнено в среде геоинформационной системы QGIS и программы Visual modflow.
Северная, южная и западная границы модели совпадают с руслами рек Мечетка и Кагальник с заданием постоянных гидростатических напоров и естественных уклонов потоков (граничное условие «River»). На восточной границе модели задан нулевой расход потока, поскольку она совпадает с водоразделом, через который фильтрация воды не происходит. Крупные балки реализовались на модели как граничные условия «Drain», поглощающие воду при увеличении гидростатического напора в водоносным горизонте до абсолютных отметок тальвегов балок (рис. 2).
Рис. 2. Гидрогеологическая модель междуречья Мечетки и Кагальника; темные линии - граничные условия «River» и «Drain»; ортогональная сетка - дискретизация пространства геофильтрации
Решение задачи геофильтрации выполнено в два этапа. На первом для безнапорного водоносного горизонта уточнялось положение УГВ при стационарном режиме фильтрации и среднемноголетнем количестве атмосферных осадков, достигающих грунтовых вод. В качестве критерия правильности решения задачи принята глубина УГВ в городе к 1970 году -
84
12.15 м. Расчетные значения УГВ использованы на втором этапе как исходные условия для решения задачи в нестационарной постановке. Далее, имитировалось дополнительное питание за счет утечек из водопровода, и оценивалась реакция уровня грунтовых вод для оценки интенсивности и длительности техногенного поступления воды, достаточных для формирования подтопления.
Динамика УГВ, сложившаяся до начала централизованного водоснабжения города Зернограда, реконструируется решениями, учитывающими природные условия геофильтрации: инфильтрацию атмосферных осадков и разгрузку подземных вод в балки и реки. Расчеты выполнены для водоносного горизонта с Кф= 0,7 м/сут., водоотдачей ¡л = 0,2, объемом инфильтрации атмосферных осадков 25 мм/год (параметр «Recharge»). Для слабопроницаемых слоев модели приняты Кф=0,35 м/сут. и ¡л = 0,2. Объемы инфильтрации рассчитаны по результатам калибровки модели методом решения обратных задач. Низкую величину атмосферного питания при среднегодовом количестве осадков 500 мм/год можно объяснить особенностями климата, ландшафта, глубины УГВ, водопроницаемости и мощности грунтов. Исследования показывают, что инфильтрация не превышает 10.12 % от среднегодового количества атмосферных осадков, а при глубине УГВ в несколько метров питание предельно снижается и сменяется их эвапотранспирацией [11].
Расчетные значения гидростатических напоров для условия стационарной геофильтрации представлены на рис. 3. Поток подземных вод с незначительным уклоном движется с восточной стороны к городу и далее растекается в трех направлениях к речным долинам.
до подтопления г. Зернограда
85
Для снижения неопределенности в идентификации параметров фильтрации исследована чувствительность расчетных значений УГВ к вариациям исходных данных. Анализ выполнен методом планирования экспериментов, позволяющим оценить степень воздействия факторов на динамику геофильтрации.
Схема экспериментов для трех параметров представляет собой полный факторный ортогональный, ротатабельный план 23. Он обеспечивает получение независимых оценок регрессионного уравнения, описывающего зависимость значений искомого параметра (УГВ) от влияния факторов эксперимента. В табл. 2 введены следующие параметры: Х1 - коэффициент фильтрации 1-го слоя; Х2 - коэффициент фильтрации суглинков 2-го - 7-го слоев; хз - величина инфильтрации воды в грунт; у - абсолютные отметки УГВ в центре города (ул. Тельмана, д.34); Ъ - коэффициенты уравнения регрессии; ±1 - кодовые значения факторов планирования эксперимента.
Таблица 2
Матрица планирования экспериментов по оценке влияния факторов геофильтрации
N Х0 Х1, Х2, ^ф2-7 Хз, Ж у, УГВ
код код м/сут. код м/сут. код мм/год м
1 1 0,4 -1 0,2 1 30 77,17
2 1 1 0,8 1 0,4 1 30 76,34
3 1 0,4 1 0,4 -1 5 73,73
4 1 1 0,8 -1 0,2 -1 5 74,68
5 1 0,4 -1 0,2 -1 5 74,69
6 1 1 0,8 1 0,4 -1 5 73,61
7 1 0,4 1 0,4 1 30 76,35
8 1 1 0,8 -1 0,2 1 30 77,16
ъ, 75,466 х1 -0,019 х2 -0,459 хз 1 ,289
Исследовалось влияние водопроницаемости водоносного горизонта, коэффициента фильтрации подстилающего слоя и интенсивности инфиль-трационного питания. По результатам восьми численных экспериментов рассчитаны коэффициенты регрессионного уравнения (1), выражающие направление и силу влияния указанных факторов на положение УГВ в центре города (в коэффициентах не смешивается влияние факторов в силу конструкции плана экспериментов):
у = 75,466 - 0,019 Х1 - 0,459x2 + 1,289хз. (1)
Анализ уравнения (1) показывает, что фильтрация в водоносном горизонте испытывает наибольшее влияние от объема инфильтрационного питания (хз). Меньшее воздействие оказывает водопроницаемость тяжелых
86
суглинков, подстилающих водоносный горизонт (Х2), а фильтрационные свойства самого водоносного горизонта (х1) практически не сказываются на интенсивности водообмена. Причина заключается в его незначительной мощности и минимальной доле в водном балансе района.
При бурении скважин выяснилось, что тяжелые суглинки почти безводны. Однако они участвуют в процессе геофильтрации, обеспечивая взаимодействие подземных вод с речной сетью и овражно-балочной системой в контексте всей площади, ограниченной моделью. В силу полученных соотношений следует полагать, что дополнительное инфильтраци-онное питание от города существенно повлияет на динамику УГВ.
По результатам моделирования приняты следующие значения параметров: Кф 1-го слоя - 0,7 м/сут., Кф 2-го - 7-го слоев - 0,3 м/сут., инфиль-трационное питание Ж = 25 мм/год. Дальнейшие расчеты выполнялись для оценки изменения УГВ на протяжении 20 лет при условии дополнительного поступления поверхностных вод в грунт.
Предварительно, потери городской воды оценены с учетом рекомендаций [12] в объеме 5% (2500 м3/сут.) от общего водопотребления (50000 м3/сут.). Они имитировались в модели локальной инфильтрацией 140 мм/год. По расчетам, через двадцать лет после начала техногенной инфильтрации, уровень грунтовых вод в центре города установился на глубине около 4,7 м.
Для уточнения объемов техногенной инфильтрации на модели реализованы решения с предельными вариантами потерь воды: 1700 м3/сут. и 3500 м3/сут. Результаты показывают, что из-за малой мощности водоносного горизонта городская среда весьма чувствительна к количеству воды, поступающей из сетей водонесущих коммуникаций.
Так, при инфильтрации воды в объеме 100 мм/год (^1700 м3/сут.) поверхность подземных вод устанавливается через 20 лет на глубине 6,9 м, с ростом объема поступающей воды до 140 мм/год (2500 м3/сут.) - на 4,7 м, а при дополнительном питании 200 мм/год (- 3500 м3/сут.) возможно появление воды у поверхности земли. Расчеты показывают, что объемы ин-фильтрационного питания, при которых глубина УГВ составляет 3,0 м и формируется подтопление, составляют 170 мм/год или -3000 м3/сут. (рис. 4).
Полученные оценки эквивалентны 6 % потерь воды из водонесущих коммуникаций. Однако интенсивность утечек воды может быть значительно больше. С одной стороны в водоснабжении города используются артезианские скважины, с другой стороны - уровни воды в районах города устанавливаются на глубинах 2.3 м, при этом часть влаги возвращается в атмосферу вследствие эвапотранспирации. Интерес представляет частный вопрос о влиянии заполненного водой заброшенного карьера на подтопление в центре города. В ходе выполненных авторами изысканий [13] по-
строен нивелирный ход, связавший уровни воды в карьере и затопленном подвале здания по ул. Тельмана, д. 34. Установлено, что в районе здания сформировалось незначительное превышение УГВ (до 0,20 м), что является признаком локального пополнения запасов подземных вод из-за потерь стоков в его системе водоотведения.
Рис. 4. Положение УГВ в центре города (ул. Тельмана, д. 34) при потерях воды в городской среде в объеме 3000 м3/сут. (170 мм/год)
При существующем ничтожном гидравлическом уклоне поверхности воды между карьером и обследуемым подтапливаемым зданием общежития I = 0,002 скорость перемещения воды от карьера к зданию крайне мала. При таких условиях карьер не может повлиять на подтопление здания.
Заключение. Территория Зерноградского района расположена в междуречье Кагальника и Мечетки в условиях засушливого климата. Питание грунтовых вод осуществляется за счет атмосферных осадков. Административный центр района - город Зерноград занимает высшие отметки водораздела на выровненной поверхности.
Проходка скважин и испытание физико-механических свойств грунтов, анализ геологического строения междуречья, а также изучение гео-лого-литологических колонок 129 скважин, пробуренных в прошлые годы, позволил установить следующее. Горизонт грунтовых вод представлен песчанистыми легкими суглинками мощностью 5.8 м. УГВ располагается на глубине 3.4 м от поверхности земли и имеет минимальные гидравлические уклоны. На основе полученных данных сформирована чис-
88
ленная гидрогеологическая модель территории Зерноградского района. В ходе калибровки модели методами решения обратных задач и планирования экспериментов получены расчетные значения фильтрационных параметров. Исследование модели показывает, что в сложившихся гидрогеологических условиях колебания водного баланса территории сильно зависят от инфильтрационного питания. Незначительные увеличения его объемов прямо отражаются на подъеме УГВ. Менее двух десятилетий достаточно, чтобы незначительная доля техногенных потерь воды нанесла ущерб жилищно-коммунальному хозяйству города. Для принятия эффективных решений по сдерживанию подтопления необходимо формирование сети наблюдательных гидрогеологических скважин и выполнение мониторинга УГВ.
В борьбе с подтоплением приоритетными мерами являются усилия по максимальному снижению потерь воды из водонесущих коммуникаций как общегородского назначения, так и отдельных объектов промышленного и гражданского строительства. При невозможности быстрого решения проблем в городском масштабе эффективным является устройство кольцевых дренажей или шпунтовых заграждений для отдельных зданий.
Список литературы
1. Гончаров П.Д. Гидрогеологический очерк Ростовской области: Материалы АЧГУ по геологии и полезным ископаемым. Сб. XI. Ростов н/Д, 1939.
2. Зубков А.Е. Грунтовые воды юга Ростовской области и их влияние на подтопление территорий населенных пунктов: автореф. дис. ... канд. географ. наук. Ростов н/Д, 2016. 24 с.
3. Гидрогеология СССР. Т. XXVIII. Нижний Дон и СевероВосточное Предкавказье. М.: Недра, 1970. 224 с.
4. Гидрогеология СССР. Т. IX. Северный Кавказ. М.: Недра, 1968.
488 с.
5. Никаноров А.М., Барцев О.Б., Барцев Б.О. Техногенное подтопление на территории юга России в Ростовской области // Известия РАН. Сер. географическая. 2009. №1. С. 1 - 11.
6. Гридневский А.В. Комплексный подход к региональной оценке геологических опасностей территории Ростовской области// Сергеевские чтения. Инженерная геология и геоэкология. Фундаментальные проблемы и прикладные задачи. Вып.18: материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (24-25 марта 2016 г.). М.: РУДН, 2016. С. 609 - 613.
7. Гридневский А.В. Методические аспекты геоэкологического картирования территории Ростовской области// Сергеевские чтения: материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, ин-
женерной геологии и гидрогеологии (21 марта 2014 г.). М.: РУДН, 2014. С.243 - 247.
8. Гридневский А.В., Прокопов А.Ю. Мероприятия по борьбе с подтоплением г. Зернограда Ростовской области // Строительство и архитектура. 2018. Т. 6. Вып. 1 (18). С. 57-65.
9. Об утверждении Программы территориального развития муниципального образования «Зерноградский район» 15.04.09 г. [Электронный ресурс]. URL: http://pandia.org/text/78/338/1519.php (дата обращения 03.01.2018).
10. Семенцов М.Н., Калинин А.А. Мониторинг подтопленных земель ФГУП «Экспериментальное» Зерноградского района Ростовской области // Современная наука и практика. 2016. №9 (14). С. 19 - 21.
11. Гриневский С.О., Новоселова М.В. Закономерности формирования инфильтрационного питания подземных вод// Водные ресурсы, 2010. Т. 37. № 6. С. 1 - 12.
12. Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях: справочное пособие к СНиП 2.06.1585 М.: Стройиздат, 1991. 272 с.
13. Гридневский А.В., Прокопов А.Ю. Численные гидрогеологические модели Зернограда как инструмент идентификации факторов деформаций зданий в условиях техногенного подтопления// Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: материалы междунар. науч.-практ. конф. Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ), 2018. С. 747 - 761.
Гридневский Александр Викторович, канд. геол.-мин. наук, доц., igof-rgsu@mail.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет,
Прокопов Альберт Юрьевич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, prokopov72 @rambler.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет
ANALYSIS OF THE CAUSES OF FLOODING ZERNOGRAD CITY BY NUMERICAL HYDROGEOLOGICAL MODELING
A.V. Gridnevskiy, A.Yu. Prokopov
The hydrogeological conditions and parameters of the geofiltration streams between the Kagalnik and Mechetka rivers and the city of Zernograd of the Rostov region are investigated. On the basis of multivariate numerical modeling and the method of planning experiments, it was established that the flooding process began to develop with the implementation of the city's central water supply project. The insignificant thicknesses of the aquifer, the minimal hydraulic slopes of the territory of the region are a geological prerequisite for flooding. It has been established that local flooding of buildings in the existing hydrogeological conditions occurs even with minimal water loss in their drainage system.
Key words: groundwater, numerical modeling, waterlogging, experimental planning, local infiltration.
Alexander Viktorovich Gridnevsky, Candidate of Geological-Mineralogical Science, Docent, igof-rgsu@mail.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,
Albert Yurievich Prokopov, Doctor of Technical Science, Professor, Head of Chair, prokopov72@rambler.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University
Reference
1. P. D. potters. Hydrogeological sketch of the Rostov region: Materials AChGU on geology and minerals. Сб. XI, Rostov N / Д, 1939.
2. Zubkov A.E. Ground waters of the South of the Rostov region and their influence on flooding of territories of settlements: автореф. yew.... edging. geographer. sciences. Rostov N / Д: Юж. feeder. un-t, 2016. 24 p.
3. Hydrogeology of the USSR, t. XXVIII, Lower Don and Northeast Ciscaucasia. M.: Subsoil, 1970. 224 pages.
4. Hydrogeology of the USSR. Volume IX. North Caucasus. M.: Subsoil, 1968.
488 p.
5. Nikanorov A.M., Bartsev O.B., Bartsev B.O. Technogenic flooding in the territory of the South of Russia in the Rostov region//News RAS. Geographical series. 2009. No. 1. P. 1-11.
6. Gridnevsky A.V. An integrated approach to regional assessment of geological dangers of the territory of the Rostov region//Sergeevskiye of reading. Engineering geology and geoecology. Fundamental problems and applied tasks. Issue 18: materials of a year session of the Scientific sokvet of RAS on problems of geoecology, engineering geology and a gidrogeolokgiya (on March 24-25, 2016). M.: RUDN, 2016. P. 609-613.
7. Gridnevsky A.V. Methodical aspects of geoecological carat-tikrovaniya of the territory of the Rostov region//Sergeevskiye of reading: materials of a year session of Scientific council of RAS on problems of geoecology, in-zheknerny geology and hydrogeology (on March 21, 2014). M.: RUDN, 2014. P. 243-247.
8. Gridnevsky A.V., A. Yu. Pro-cops. Actions for fight against flooding of Mr. Zernograd of the Rostov region//Construction and architecture. 2018. Tom. 6. Issue 1 (18). P. 57-65.
9. About the approval of the Program of territorial development of the municipal unit "Zernogradsky District" of 15.04.09 [an electronic resource]. URL: http://pandia.org/text/78/338/1519.php (date of the address 03.01.2018).
10. Sementsov M.N., Kalinin A.A. Monitoring of the waterlogged lands of Federal State Unitary Enterprise Eksperimentalnoye of Zernogradsky district of the Rostov re-gion//Modern science and practice, 2016. No. 9 (14). P. 19-21.
11. Grinevsky S.O., Novoselova M.V. Regularities of formation of infiltration food of underground waters//Water resources, 2010. Volume 37. No. 6. P. 1-12.
12. Forecasts of flooding and calculation of drainage systems on built up and built up territories / Handbook to Construction Norms and Regulations 2.06.15-85. M.: Stroyizdat, 1991. 272 p.
13. Gridnevsky A.V., A. Yu. Pro-cops. The numerical hydrogeological Zernograda models as the instrument of identification of factors of deformations of buildings in the conditions of technogenic flooding//Mechanics of soil in geotechnics and foundation engineering: inter@ m-ly науч. - практ. конф. Novocherkassk: YuRGPU(NPI). 2018. P. 747 - 761.
