CC BY
90
16. Sarychev V.I., Pushkarev A.E., Stas' G.V. Proizvodstvennyj travmatizm i ava-rijnost' v gorno-rudnoj i nerudnoj promyshlennosti // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki. Vyp. 1. Ch. 2. 2012. S. 199-205.
17. Mwase J. M., Petersen J., Eksteen, J. J. A conceptual flowsheet for heap leaching of platinum group metals (PGMs) from a low-grade ore concentrate // Mining Engineering & Metallurgical Engineering, Hydrometallurgy. 2012. Vol. 111-112. P. 129-135.
18. Geoekologicheskaya ocenka effektivnosti zashchity okruzhayushchej sredy i pri-rodoohranitel'nyh meropriyatij pri podzemnoj dobyche uglya / N.M. Kachurin, G.V. Stas', S.Z. Kalaeva, T.V. Korchagina // Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle. 2016. № 3. S. 63-81.
19. Xiao Li-ping. Study on Pollution Laws of Coal Gangue Leaching Solution to Ground-water System// Fuxin: Liaoning Technical Uni-versity. 2007.R.345-356.
20. Ryl'nikova M.V., Strukov K.I. Ekologicheskaya effektivnost' geo-tekhnologicheskih reshenij na zavershayushchej stadii podzemnoj dobychi rud // V sbornike: Problemy i resheniya v ekologii gornogo dela: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. M.: 2017. S. 146-152.
УДК 556.3+004.94+624.13
ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДТОПЛЕНИЯ МЕЖБАЛОЧНЫХ ПРОСТРАНСТВ ГОРОДА РОСТОВА-НА-ДОНУ
А.В. Гридневский, А.Ю. Прокопов
Геофильтрационная структура территории города сформирована в условиях неоген-четвертичной истории морского и континентального осадконакопления. Сочетание региональных водоупоров, гидрогеологических окон, широкого диапазона водопроницаемости грунтов является причиной разнообразия гидрогеологических условий. Методом численного моделирования идентифицированы параметры главных элементов фильтрационной структуры толщи. Ведущую роль в развитии подтопления межбалочных пространств играют техногенные потери, водоупорные скифские глины, в меньшей степени - нижне- и среднечетвертичные суглинки. Сдерживающим фактором является система эрозионных врезов - естественного дренажа грунтовых вод. На локальном примере исследована чувствительность процесса подтопления к глубине залегания грунтовых вод, объему постоянных водопотерь и интенсивности атмосферных осадков. Определены критические значения указанных факторов, провоцирующие подтопление.
Ключевые слова: геофильтрация, подтопление, прогноз, численное имитационное моделирование, планирование эксперимента.
Подтопление развивается в большинстве крупных городов. Вероятность его возникновения определяется техногенной деятельностью и сложившимися гидрогеологическими условиями [1 - 3]. Для разработки эффективных мер предотвращения этого негативного процесса важно решить
две задачи: определить факторы, порождающие риск, и найти решения, приближающие режим геофильтрации к природному состоянию.
На примере центральной части города Ростова-на-Дону методом численного моделирования исследованы природно-техногенные гидрогеологические условия; проанализирована их чувствительность к воздействию искусственных факторов, нарушающих водообмен, и определены возможности восстановления сложившегося баланса грунтовых вод.
Проблема подтопления в городе освещена в работах В.П. Ананьева [4], К.А. Меркуловой [5], В.А. Приваленко [6] и др. Состояние водоснабжения и водоотведения в городе освещены в Постановлении Администрации г. Ростова-на-Дону [7]. В ранее выполненных исследованиях выполнено геологическое картирование, формирование сети наблюдательных скважин и режимные гидрогеологические наблюдения. Благодаря этим работам построены карты гидроизогипс для трех временных точек: 1975, 1988 и 2000 гг.
История нарушения баланса подземных вод в городе коррелирует с эволюцией водоснабжения. Последние 100 лет производительность водопровода постоянно возрастала (м /сут): 1911 г. - 20000, 1934 г. - 103000, 1960 г.- 120000, 1977 г.- 160000, 1981 г.- 480000, 2008 г.-560000. За период в 1977 по 1981 г. объем воды в водонесущих коммуникациях увеличился в три раза. При этом интенсивность отведения сточных вод отставала, нарастал износ водонесущих коммуникаций, трансформировался естественный рельеф.
Рис. 1. Карта гидроизогипс по состоянию на 01.01.2000 г.: сплошные линии - гидроизогипсы; штриховые линии - граничные условия Iрода - р. Дон (юг), р. Темерник (запад), б. Кизитериновская (восток), б. Безымянная (север); штрих - пунктирная линия - водоупорная граница; пунктирные линии - граничные
условия IIIрода (дрены)
Карты гидроизогипс указывают на относительную стабильность УГВ в 1975-88 гг. Локальный подъем происходил в районах крупных заводов, очистных сооружений водоканала, старых участков водопроводной сети. Сопоставление карты горизонталей и гидроизогипс указывает на формирование высокого положения УГВ на водораздельных пространствах. К 2000 г. высокие значения УГВ увеличили площадь распространения (рис. 1).
Режимными наблюдениями РостовДонТИСИЗа в отдельных точках зафиксирована скорость подъема УГВ 0,3...2,5 м/год.
Геологическое строение. Наиболее древними отложениями геологической среды города являются морские глины нижне-сарматского яруса (Ы^) мощностью 10.15 м и кровлей на абсолютных отметках +12 ^ +15 м. Они служат региональным водоупором. Глины перекрыты комплексом (15.20 м) водопроницаемых трещиноватых известняков сарматского яруса (N^2), переслаивающихся известняков и песков мэотического (К1т) и понтического ярусов (^р). Завершается толща красно-бурыми отложениями (5.15 м) плотных и водонепроницаемых скифских глин ^^к) с кровлей на отметках +35...+50 м. В четвертичном периоде они частично размыты овражно-балочной системой и реками. Плейстоцен-голоценовые отложения повсеместно представлены эолово-делювиальными лессовидными суглинками, делювиальными суглинками и песчано-глинистым аллювием в долинах рек. Мощность четвертичной толщи на водоразделах достигает 25.30 м.
В наиболее молодых отложениях присутствуют четыре погребенных почвы: лихвинская (eQIIv) черно-земного типа (0,5.2,0 м) с иллювиальным горизонтом; одинцовская (eQ темно-коричневая, каштанового типа (1,5.2,8 м); микулинская (eQIIImk) темно-бурого цвета, с иллювиальным горизонтом (2,0.2,8 м); молого-шекснинская (dQIIIml),темно-бурая и буровато-серая (0,8.1,5 м). Почвы представлены тяжелыми суглинками и глинами, обладающими меньшей водопроницаемостью, чем остальная четвертичная толща. Количество погребенных почв максимально на водоразделах, постепенно выклинивается на склонах и в эрозионных врезах.
Гидрогеологические условия. Подземные воды встречены в четвертичных суглинках, аллювии и отложениях неогеновых известняков, песков и песчаников. Грунтовые воды в четвертичных отложениях подстилаются как слабопроницаемыми суглинками ^^п), так и водоупорными скифскими глинами ^^к). Их режим зависит от атмосферных осадков и техногенной инфильтрации. Относительными водоупорами, благоприятными для образования временных водоносных горизонтов, являются погребенные почвы и суглинки Q ^д. Вследствие этого, процесс подтопления с большей вероятностью развивается быстрее на участках, насыщенных погребенными почвами и неглубоким залеганием слабопроницаемых су-
глинков. Отток грунтовых вод происходит в неогеновые известняки и пески, в овражно-балочную сеть и реки.
По материалам последних гидрогеологических изысканий Ростов-ДонТИСИЗом построена карта гидроизогипс по состоянию на 01.01.2000 г. (рис. 1). Абсолютные отметки УГВ варьировались от +80 м на водоразделах до +1 м в долине реки Дон. Интенсивность дренирования грунтовых вод неодинакова и на межбалочных пространствах ограничена водоупорными скифскими глинами и малыми гидравлическими уклонами.
В неогеновый водоносный комплекс входят хапровские (К2Ир), понтические (К2р), мэотические (К2т), сарматские(К^) песчаники, известняки и пески. Они гидравлически связанны. Поверхность сарматских глин картирована на абсолютных отметках +16...25 м. Уровень подземных вод достигает отметок +33 м над уровнем моря. Водонасыщенными оказываются трещиноватые и ноздреватые сарматские известняки, остальные неогеновые отложения почти безводны. Неогеновый водоносный горизонт является межпластовым, однако многочисленные эрозионные гирогеологические окна обеспечивают хорошую связь его с четвертичными водами.
Природно-техногенный режим геофильтрации исследован методом численного моделирования, что позволило количественно оценить воздействие указанных факторов на динамику УГВ.
Параметры гидрогеологической модели. Построение модели выполнено поэтапно. Вначале водопроницаемая толща схематизирована в виде однородного водоносного горизонта, далее - усложнялись детали фильтрационной структуры и граничных условий.
Область исследования площадью 3,0 х 9,0 км ограничена руслами рек Темерник (запад), Дон (юг), постоянными водотоками в балках Безымянная (север), Кизитериновская (восток) (рис. 1). Восточная часть северной границы принята водонепроницаемой и проведена по водоразделу поверхности подземных вод. Пространство модели дискретизировано с шагом 120 м, в центральной части модели размеры ячеек уменьшены до 12 м.
В области фильтрации выделена толща с безнапорным водоносным горизонтом неоген-четвертичных отложений. Ее мощность составляет 10.80 м. Водоупор расположен на кровле нижне-сарматских (К1б1) глин с абсолютными отметками +15 м. Значения коэффициентов фильтрации = 0,5.0,7 м/сут) предварительно оценены по опытным откачкам, выполненным в ходе изысканий. Большие перепады гидростатических напоров по площади, переменное осушение-увлажнение блоков модели учтены ее вертикальной дискретизацией с шагом 1.3 м и заданием 28 расчетных слоев [8, 9]. Коэффициент водоотдачи принят равным 0,2. Западная, южная и восточная границы модели заданы граничным условием 1-рода по руслам рек Дон, Темерник и Кизитериновского ручья. Эрозионные врезы балок, влияющие на ход геофильтрации, моделировались граничными условиями
III рода. Фильтрационные сопротивления ложа рек (Кф= 0,05.0,1 м/сут) и балок (Кф = 0,4.0,6 м/сут) приняты на основании откачек, выполненных в непосредственной близости от русла, и уточнялись в ходе моделирования.
Инфильтрация воды в грунт определяется интенсивностью атмосферных осадков (570 мм/год для города), водопроницаемостью поверхностного слоя грунтовой толщи и потерями из водонесущих коммуникаций. Сочетание этих факторов порождает неопределенность в оценке инфильтрации. Предварительно ее величина принята в интервале 300.400 мм/год.
Калибровка модели. Цифровая модель разработана в программной среде Visual modflow [8], реализующей численное решение дифференциального уравнения Буссинеска фильтрации жидкости в пористой среде. Идентификация параметров модели выполнена подбором значений при многовариантном решении имитационных задач. Моделирование выполнено в стационарном режиме фильтрации. При этом считалось, что потери техногенных вод до 1975 года оставались стабильными. Уточнение параметров геофильтрации выполнено методом планирования экспериментов на основе полуреплики полного факторного ортогонального, ротатабель-ного плана 24-1. Адекватность модели оценивалась по сходству расчетной и фактической (на 01.05.1975 г.) карт гидроизогипс. Отклонения рассчитывались в 16 точках наблюдения.
По результатам экспериментов получены параметры регрессионного уравнения, связывающего критерий адекватности модели (у - средняя разница фактических и расчетных гидростатических напоров) с вариациями объема инфильтрации в грунт (х4) и коэффициентов фильтрации для четвертичных грунтов (х1), ложа рек (х2)и балок (х3):
у = 16,4+1,05х1 - 13,9х2 - 3,94х3 + 6,76х4 - 0,741х1х2 + 2,76х2х3 -7,24х1х3.
Коэффициенты уравнения демонстрируют сильную зависимость конфигурации потока от дренирующей роли балок (b2 = -13,9), рек (b3 = -3,94), а также инфильтрационного питания (b4 = 6,76). На основе полученной зависимости выбраны оптимальные по заданному критерию параметры: х1=0,5 м/сут, x2=0,05 м/сут, x3= 0,5 м/сут, x4= 300 мм/год.
В ходе численных экспериментов установлено критически важное влияние крупных эрозионных врезов рассматриваемой территории (балок Генеральной, Черепахина, Мокрая) на распределение УГВ. Грунтовые воды разгружаются через эродированные скифские глины в пески и трещиноватые известняки неогена. Без учета в модели дренирующей роли балок практически невозможно достичь сходства фактической и расчетной карт гидроизогипс (рис. 2).
Интересно отметить отсутствие этого эффекта на карте фактических гидроизогипс 1975 г. (рис. 2). В то же время на подобной карте 2000 г. (рис. 1) влияние эрозионных врезов прекрасно видно.
По нашему мнению причина различий обусловлена разной детальностью картирования. Очень важно развивать сеть наблюдательных скважин, способную отражать все ключевые особенности фильтрационного потока. В противном случае, критерий адекватности модели - сходство расчетных и фактических гидроизогипс - является неинформативным.
На следующем этапе модель была усложнена. В ее структуру введены слои частично эродированных скифских глин и слабопроницаемых средне- и нижнечетвертичных суглинков. Их влияние на процесс геофильтрации исследовано методом многовариантного имитационного моделирования. Водопроницаемость глин изменялась от 0,4 до 0,01 м/сут, а суглинков - от 0,5 до 0,1 м/сут. Установлено, что скифские глины проявляют экранирующую роль при значениях коэффициента фильтрации меньших 0,05 м/сут и сдерживают растекание грунтовых вод к зонам естественных дрен. Влияние прослоев нижне- и среднечетвертичных суглинков при минимальной водопрорницаемости (Кф = 0,2 м/сут) не является критическим для всей модели. Они сказывается при формировании локальных подъемов УГВ, чаще всего спровоцированных потерями воды крупными водопотре-бителями.
Рис. 2. Карты гидроизогипс части территории г. Ростова-на-Дону по состоянию на май 1975 г: штрих - пунктирные линии - гидроизогипсы, построенные по результатам изысканий; сплошные линии - расчетные гидроизогипсы; остальные обозначения аналогичны рис.1
Таким образом, на основе материалов инженерно-геологических изысканий и многовариантных расчетов разработана численная гидроди-
намическая модель центральной части городской территории. Она описывает процесс геофильтрации на большой площади и учитывает существенные системообразующие граничные условия. Это позволяет решать ряд задач по выяснению причин локального подтопления.
Оценка факторов локального подтопления. Геофильтрационные процессы на территории комплекса Донского государственного технического университета (ДГТУ) отражают природно-техногенные изменения гидрогеологических условий. В последнее десятилетие подземные части некоторых зданий затапливаются, несмотря на тщательное отведение поверхностных вод. Затопление происходит вскоре после дождя. Интересно, что в непосредственной близости от зданий, в строительном котловане, подземные воды не вскрыты. Предполагаются две причины затопления: высокий техногенный УГВ и неисправность водонесущих коммуникаций.
Первое здание университета построено в 1950-х гг. К 2018 г. площадь застроенной территории достигла 25000 м . Наиболее крупным водо-потребителем является только университет. Ближайшие предприятия с большим оборотом воды располагаются ниже по потоку грунтовых вод. Наиболее вероятным источником техногенных вод является сам университет.
Территория ДГТУ расположена на межбалочном водоразделе и простирается к югу на 200 м, понижаясь от +72 до +68 м (рис. 3).
Рис. 3. Геологический разрез фрагмента межбалочного водораздела: стрелкой показано расположение комплекса ДГТУ; 1 - глина; 2 - песок; 3 - суглинок; 4 - известняк; 5 - суглинок лессовидный; 6 - техногенный грунт; 7 - погребенная почва; буквенно-цифровые обозначения расшифрованы в тексте
Первыми от поверхности земли залегают четвертичные лессовидные суглинки с полным набором погребенных почв, описанных выше. Водонепроницаемые скифские глины залегают на глубине 28 м. Относительно слабопроницаемые среднечетвертичные грунты с Кф=0,2 м/сут вскрыты на глубинах 12.15 м и благоприятны для формирования верховодки.
По данным инженерно-геологических изысканий уровень подземных вод с 1975 по 1988 гг. стабильно находился на абсолютных отметках +45.48 м. К 2000 году он поднялся на 2.3 м к отметке +50 м в центре участка. Подземные части зданий заглублены до абсолютной отметки +65 м, являющейся критической при подтоплении. Для оценки возможности самозатопления территории рассчитаем на модели объем воды, необходимый для подъема УГВ к фундаментам зданий от абсолютных отметок +50 м до +65 м.
Поступление воды на первом этапе имитировалась заданием на поверхности водоносного горизонта дополнительного инфильтрационного питания на площади 25000 м . Расчетами установлено, что для достижения отметки УГВ +65 м необходим объем инфильтрации 920 м /сут.
Однако возможные потери воды распределены точечно: в отдельных зданиях или участках подземных коммуникаций. Кроме этого, риск подтопления повышают слабопроницаемые ^-и-суглинки. В ходе исследования учтено совместное влияние на динамику УГВ как объема инфильтрации, так и водопроницаемости суглинков (рис. 3). В ходе моделирования их коэффициент фильтрации слоя варьировался от 0,2 до 0,5 м/сут, а интенсивность инфильтрации в точке - от 100 до 400 м /сут.
Варианты решения иллюстрируются на рис. 4, б. Так, для QI-Iг суглинков с коэффициентом фильтрации Кф = 0,2 м/сут подтопление развивается при постоянной потере Q = 230 м /сут. Если Кф всех четвертичных отложений одинаков и составляет Кф = 0,5 м/сут, то уровень воды поднимется до критической отметки при объеме инфильтрации Q = 430 м3/сут.
Таким образом, фильтрационная неоднородность грунтов существенно влияет на развитие процесса подтопления. Следует отметить, что образовавшийся купол подземных вод имеет ограниченное распространение из-за низкой водопроницаемости грунтов. Этим объясняется отсутствие воды в строительном котловане, вскрытом в 100.150 м от затапливаемых строений (рис. 4, а). Диаграмма (рис. 4, б) иллюстрирует множество сценариев развития подтопления, которые сходятся к одному, наиболее вероятному, при опытных испытаниях свойств грунтов и реальных оценках водопотерь в здании.
С приближением УГВ к фундаменту риск подтопления усугубляется. Эта идея количественно исследована для нескольких вариантов начального положения УГВ и объема инфильтрации (рис. 4, в). Если начальная отметка УГВ повысится до +60 м, интенсивность инфильтрации для разви-
тия подтопления снижается до 75 м /сут. Результаты многовариантного исследования в данном случае являются инструментом мониторинга и управления состоянием УГВ на территории университета.
а
Кф
200 300 400 С> 100 200 300 О
б в Рис. 4. Результаты гидрогеологического моделирования: а - абсолютные отметки УГВ на территории ДГТУ в случае точечной потери воды и начальной абсолютной отметке УГВ 50м; б - зависимость максимальных абсолютных отметок УГВ (65,0 м) от объема инфильтрации Q, м /сут и водопроницаемости Кф> м/сут QI.II-суглинков; в - зависимость подтопления (Н = 65 м) от начальных абсолютных отметок УГВ Ннач, м, и объема точечных потерь
воды Q, м /сут
Инженерно-геологическими изысканиями на территории города, выполненными в 1975-2000 г., зафиксированы локальные очаги подъема УГВ. Установлено развитие подтопления, которое коррелирует с быстрым увеличением водопотребления в городе. Природная составляющая риска подтопления обусловлена широко распространенными скифскими глинами, минимальными гидравлическими уклонами межбалочных пространств и залегающими близко к поверхности (10.12 м) слабопроницаемыми су-
глинками. С другой стороны, в долинах рек и крупных балках существуют гидрогеологические окна, выполняющие роль природных дрен грунтовых вод, поэтому существуют районы, где подтопление невозможно. Выполненное моделирование подтверждает это положение.
Рассмотренный пример локального подтопления показывает, что наиболее слабопроницаемая часть отложений четвертичного возраста повышает риск их прогрессирующего обводнения. Показана зависимость повышения УГВ от его начального положения и объема техногенных потерь воды. Полученная информация оптимизирует решение вопроса о защите зданий от затопления. Она прямо указывает на перечень работ, необходимых для получения ответа: изыскания для уточнения водопроницаемости четвертичной толщи, режимные наблюдения УГВ в нескольких скважинах для уточнения расчетов и отслеживания изменений в водном балансе толщи, мониторинг водопотребления и объемов откачиваемой воды при затоплении.
По результатам исследований можно сделать следующий вывод. Если объемы техногенных потерь меньше расчетных, то затопление зданий происходит по причине неисправности водонесущих коммуникаций в зданиях.
Выводы. Разработана цифровая гидрогеологическая модель центральной части г. Ростова-на-Дону. Показано влияние региональных водо-упоров и сети эрозионных врезов на формирование морфологии фильтрационных потоков. Оценены геофильтрационные параметры основного водоупора города - скифских глин. Установлено влияние пространственной структуры слабопроницаемых суглинков (QI-n) на формирование режима УГВ как в городе, так и на отдельном участке. Модель применена для оценки критического влияния параметров геофильтрации и объема техногенных водных потерь, провоцирующих процесс подтопления.
Развитие работ должно сопровождаться созданием адекватной сети гидрогеологических наблюдательных скважин, полевыми работами по уточнению фильтрационных параметров толщи и численными исследованиями типовых условий геофильтрации в городе.
Список литературы
1. Гридневский А.В., Прокопов А.Ю. Анализ причин подтопления г. Зернограда методом численного гидрогеологического моделирования// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2019. Вып. 1. С. 78 - 91.
2. Прокопов А.Ю., Жур В.Н., Рубцова Я.С. Проблемы обеспечения безопасности городской застройки на подработанных территориях Восточного Донбасса// Сергеевские чтения. Инженерная геология и геоэкология. Фундаментальные проблемы и прикладные задачи. Вып. 18. Материа-
лы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (24-25 марта 2016 г.). М.: РУДН, 2016. С. 346 - 351.
3. Prokopov A., Prokopova M., Rubtsova Ya. The experience of strengthening subsidence of the soil under the existing building in the city of Rostov-on-Don// MATEC Web of Conferences.Vol. 106. 2017. 02001. International Science Conference SPbWOSCE-2017 «SMART City».
4. Ананьев В.П. Минералогический состав и свойства лессовых пород. Ростов н/Д: РГУ, 1964. 218 с.
5. Меркулова К.А. Инженерно-геологические условия г. Ростова-на-Дону. Ростов н/Д: РГПУ, 2006. 132 с.
6. Приваленко В.А., Безуглова О.С. Экологические проблемы антропогенных ландшафтов Ростовской области. Т.1. Экология города Ростова-на-Дону. Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2003. 290 с.
7. Об утверждении актуализированных схем водоснабжения и во-доотведения города Ростова-на-Дону на период до 2025 года: постановление Администрации г. Ростова-на-Дону. от 03.11.2018., №1119. 398 с. // Официальный портал городской Думы и Администрации города Ростова-на-Дону. - URL: http: // www. rostov-gorod .ru /page/ 4520/?ID = 4520&DETAIL = 700145.
8. Waterloo Hydrogeologic. 2015. Visual MODFLOW 2011.1 User's Manual: For Professional Applications in Three-Dimensional Groundwater Flow and Contaminant Transport Modeling. 712 p. Accessed at http://trials.swstechnology.com/software/Visual_MODFLOW/2011/Manuals_an d_Guides/VMOD-2011.1_Manual.pdf.
9. Hongze Gao. Groundwater Modeling for Flow Systems with Complex Geological and Hydrogeological Conditions // Procedia Earth and Planetary Sci-ence.Vol. 3. 2011. Р. 23 - 28.
Гридневский Александр Викторович, канд. геол.-мин. наук, доц., st119@ya.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
NATURAL AND TECHNOLOGICAL CONDITIONS OF FORMATION FLOODING BETWEEN HOLLOWS IN THE CITY OF ROSTOV-ON-DON
A. V. Gridnevskiy, A. Yu. Prokopov
The geofiltration structure of the city is formed in the Neogene-Quaternary history of marine and continental sedimentation. The combination of regional reservoirs, hydrogeologi-cal windows, a wide range of water permeability of soils is the cause of the diversity of hy-drogeological conditions. The parameters of the main elements of the strata structure are identified by numerical simulation. The leading role in the development of flooding between
the hollows is played by man-made losses, impermeable Scythian clays, and to a lesser extent lower and middle quaternary loams. A limiting factor is the system of erosion incisions - natural groundwater drainage. The sensitivity of the flooding process to the depth of groundwa-ter, the volume of permanent water losses and the intensity of precipitation is investigated using a local example. The critical values of these factors, provoking flooding, are determined.
Key words: geofiltration, flooding, forecast, numerical simulation, experiment planning.
Gridnevskiy Alexander Viktorovich, candidate of geological-mineralogical sciences, docent, st119@ya.ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University,
Prokopov Albert Yuryevich, doctor technical sciences, professor, head of chair, pro-kopov 72@rambler. ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University
Reference
1. Gridnevskij A.V., Prokopov A.YU. Analiz prichin podtopleniya g. Zernograda metodom chislennogo gidrogeologicheskogo modelirovaniya// Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universi-teta. Nauki o Zemle. 2019. Vyp. 1. S. 78 - 91.
2. Prokopov A.YU., ZHur V.N., Rubcova YA.S. Problemy obespecheniya bezopasnosti go-rodskoj zastrojki na podrabotannyh territoriyah Vostochnogo Donbassa// Sergeevskie chteniya. Inzhe-nernaya geologiya i geoekologiya. Fundamental'nye problemy i prikladnye zadachi.Vyp. 18. Materialy godichnoj sessii Nauchnogo soveta RAN po problemam geoekologii, inzhenernoj geologii i gidroge-ologii (24-25 marta 2016 g.). M.: RUDN, 2016. S. 346 - 351.
3. Prokopov A., Prokopova M., Rubtsova Ya. The experience of strengthening subsidence of the soil under the existing building in the city of Rostov-on-Don// MATEC Web of Conferences.Vol. 106. 2017. 02001. International Science Conference SPbWOSCE-2017 «SMART City». DOI: https://doi.org/ 10.1051/matecconf/201710602001
4. Anan'ev V.P. Mineralogicheskij sostav i svojstva lessovyh porod. Rostov n/D: RGU, 1964. 218 c.
5. Merkulova K.A. Inzhenerno-geologicheskie usloviya g. Rostova-na-Donu. Rostov n/D: RGPU, 2006. 132 s.
6. Privalenko V.A., Bezuglova O.S. Ekologicheskie problemy an-tropogennyh landshaftov Rostovskoj oblasti. Tom.1. Ekologiya goroda Rostova-na-Donu. Rostov n/D: SKNC VSH, 2003. 290 s.
7. Ob utverzhdenii aktualizirovannyh skhem vodosnabzheniya i vo-dootvedeniya goroda Rostova-na-Donu na period do 2025 goda: postanovlenie Administracii g. Rostova-na-Donu. ot 03.11.2018., №1119. 398 s. // Oficial'nyj portal gorodskoj Dumy i Administracii goroda Rostova-na-Donu. - URL: http: // www. rostov-gorod .ru /page/ 4520/?ID = 4520&DETAIL = 700145
8. Waterloo Hydrogeologic. 2015. Visual MODFLOW 2011.1 User's Manual: For Professional Applications in Three-Dimensional Groundwater Flow and Contaminant Transport Modeling. 712 p. Accessed at http://trials.swstechnology.com/software/ Visual_MODFLOW/2011/ Manu-als_and_Guides/VMOD-2011.1_Manual.pdf.
9. Hongze Gao. Groundwater Modeling for Flow Systems with Complex Geological and Hydrogeological Conditions // Procedia Earth and Planetary Science.Vol. 3. 2011. R. 23 - 28.
