МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Гидрогеологическое моделирование позволяет воспроизвести полную картину существующего потока подземных вод и выполнить точный прогноз положения уровня в результате воздействия различных факторов. Перечень решаемых с помощью моделирования задач обширен. Вот основные из них:

• оценка эффективности мероприятий инженерной подготовки территории;
• прогноз влияния инженерного сооружения на гидрогеологические условия окружающей территории, определение «барражного» эффекта;
• прогноз работы и оценка влияния водопонижения;
• прогноз работы и оценка влияния дренажа;
• оценка эффективности противофильтрационных мероприятий.

Как видно, перечень решаемых задач обширен. Разберём вкратце суть каждой из них.

ИНЖЕНЕРНАЯ ПОДГОТОВКА ТЕРРИТОРИИ

Задачей инженерной подготовки является обеспечение нормативных условий эксплуатации территории. Зачастую, оценка эффективности тех или иных мероприятий инженерной подготовки встаёт при освоении новых территорий. Моделирование в этом случае позволит дать точный прогноз положения и глубины залегания уровней с учётом всех факторов техногенной нагрузки — строительства в рамках освоения территории подземных автостоянок, непроницаемых ограждений котлованов, рекреационных зон и водоемов, благоустройства набережных, устройства вертикальной планировки территории и многого другого. По результатам моделирования выполняется оценка необходимости мероприятий инженерной защиты. В том случае, если прогнозная глубина до уровня оказывается менее нормативной (для жилых зон, например, 2 м), то требуется выполнение дренажных мероприятий или корректировка проекта вертикальной планировки территории. Для территорий с существующей застройкой моделирование может быть приурочено к оценке влияния искусственного изменения факторов разгрузки и питания подземных вод — подпора в реках при строительстве гидроузлов, изменения положения существующей гидрографической сети, строительства дренажных систем, полей аэрации и пр. В любом из перечисленных случаев гидрогеологическое моделирование позволяет выполнить комплексную оценку и принять обоснованное решение, что является необходимым атрибутом качественного и современного проекта.

ПРОГНОЗ ВЛИЯНИЯ ОТДЕЛЬНОГО СООРУЖЕНИЯ

Прогноз влияния проектируемого сооружения на гидрогеологические условия окружающей территории сводится, в основном, к двум периодам:

•  оценка влияния работы системы водопонижения в период строительства. По результатам оценки определяются размер депрессионной воронки (радиус влияния) и расходы системы на различных временных интервалах, выполняется оценка суффозионной устойчивости грунтового массива, при необходимости производится расчёт дополнительных осадок поверхности земли;
• оценка влияния в период эксплуатации сооружения. Основное воздействие на этом этапе связано с перекрытием подземной частью сооружения или непроницаемым ограждением котлована потока грунтовых вод, в результате чего возможно развитие подпора и депрессии уровней (“барражного эффекта”). Дополнительно на период эксплуатации выполняется прогноз работы постоянного дренажа для защиты подземной части от подтопления, даются рекомендации по оптимальным способам защиты.

ПРОГНОЗ РАБОТЫ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДРЕНАЖА

Дренаж представляет собой комплекс активных мероприятий, направленных на снижение уровня грунтовых вод в пределах подземной части сооружения до безопасных отметок. Задачей дренажа может выступать не только защита от подтопления, но и от всплытия подземной части при дефиците пригруза конструкцией подземной части. Работа дренажной системы оказывает влияние на окружающую территорию — приводит к развитию депрессионной воронки. Задачей гидрогеологического прогноза в данном случае является точное определение параметров воронки и притоков воды к дренажной системе. Работа может выполняться как в составе комплексной оценки влияния сооружения, так и отдельной работой в ходе сопровождения проекта дренажа.  

дренаж

ПРОГНОЗ РАБОТЫ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВОДОПОНИЖЕНИЯ

В ходе моделирования водопонижения выполняется расчёт положения депрессионной воронки и её развитие во времени, определяются минимальные и максимальные расходы системы. Дополнительно, в составе прогноза может выполняться расчёт осадок поверхности земли от влияния водопонижения либо дренажа.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ «БАРРАЖНОГО» ЭФФЕКТА

Краткая суть “эффекта” состоит в следующем: устройство подземного объема сооружения и ограждающей котлован конструкции приводит к частичному либо полному перекрытию потока подземных вод. Подземный барьер приводит к подъёму уровней со стороны высоких отметок уровней потока и к снижению уровней с противоположной стороны. Связанное с “барражным” эффектом изменение уровней анализируется на соответствие допустимым — соблюдение нормы осушения и критических градиентов потока. В случае необходимости определяется перечень компенсационных мероприятий и их основные параметры.