Оценка и прогноз оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод на территории г. Ханой : Вьетнам

• Автор: Фи Хонг Тхинь
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 260 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Проблема оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод в мире
1.2. Проблема оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод на территории г. Ханоя
1.3. История исследований оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод в мире и во Вьетнаме
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Обзор методов, используемых для решения прогнозных задач
2.2. Выбор и описание методов для моделирования развития осадок
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ Г. ХАНОЯ
3.1. Природные условия
3.2. Социально-экономическая характеристика
3.3. Геологическое строение
3.4. Причины оседания земной поверхности на территории г. Ханоя
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ТИПИЗАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД Г. ХАНОЯ
4.1. Классификация горных пород на территории г. Ханоя по степени сжимаемости и несущей способности
4.2. Инженерно-геологические особенности четвертичных отложений г. Ханоя.
4.3. Типизация грунтовых толщ в связи с исследованием оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
5.1. Гидрогеологические условия
5.2. Прогнозирование изменения уровней подземных вод
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. ПРОГНОЗ ОСЕДАНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ТЕРРИТОРИИ Г. ХАНОЯ
6.1. Основные этапы прогнозирования оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод
6.2. Моделирование развития величин осадок во времени и проверка моделей..
6.3. Прогноз оседания поверхности на ближайшие годы в связи с извлечением подземных вод на территории г. Ханоя
6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Город Ханой является одним из крупнейших мегаполисов азиатского региона с развитой промышленностью, инфраструктурой, высокой плотностью населения. После расширения административного образования в августе 2008 г. Новый Ханой имеет площадь 3.344,7 кв. км и население 6,5 млн. человек, добыча подземных вод для водоснабжения города составляет более 1 млн. м3/сутки.. Расположение г. Ханоя на особо сложной природной территории, активное проявление опасных геологических процессов природного и техногенного характера и широкое (30 % площади) распространение слабых грунтов создает большие трудности при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.
Оседание земной поверхности в связи с интенсивным извлечением подземных вод является одним из опасных геологических процессов, которое происходит на территории г. Ханоя, сопровождающееся осадками и разрушением домов, зданий и объектов.
Оценка и прогноз этого явления на территории города Ханоя имеет большое значение в предупреждении и уменьшении его вреда в отношении гражданских и промышленных сооружений. Вопросам оседания поверхности на территории г. Ханоя, связанного с интенсивным извлечением подземных вод, посвящены исследования Ф.Х. Жао, Ч.М. Тху, Ч.М. Льеу, Н.Х. Фыонг, Л.Ч. Тхань, Ч.В. Ты и других. Однако эти исследования ещё не носят всесторонний и систематический характер и сосредоточены только в районах Старого Ханоя.
Таким образом, оценка и прогноз оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод на территории г. Ханоя имеет высокую актуальность и значимость.
Степень разработанности проблемы. Критический анализ фондовых материалов, выполненный автором, показал: отсутствие сводной таблицы
нормативных значений инженерно-геологических свойств территории Нового Ханоя; отсутствие карт распространения и мощности слабых грунтов; неизученность параметров оседания земной поверхности; не выделены территории, подверженные оседанию.
Основная цель работы - разработка теоретических и методологических положений по оценке и прогнозу оседания поверхности, вызванной извлечением

подземных вод, выявление закономерностей этого процесса в дельтовой зоне и прогноз его развития.
Цель и практические проблемы строительства в г. Ханое определили необходимость решения следующих основных задач:
1. Выявить факторы и причины оседания поверхности на участках с различными типами состава, строения, состояния и свойств грунтовых толщ.
2. Разработать инженерно-геологическое информационное и картографическое обеспечение, дающее исчерпывающую информацию об инженерно-геологических условиях территории г. Ханоя.
3. Разработать типизацию грунтовых толщ территории г. Ханоя.
4. Описать гидрогеологические условия территории и прогнозировать их возможные изменения.
5. Выполнить прогноз оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод на территории г. Ханоя.
Научная новизна определяется следующими основными результатами:
1. Выявлены главные причины оседания земной поверхности на исследуемой территории, оконтурены зоны с потенциальным развитием массовых деформаций зданий и сооружений г. Ханоя.
2. Разработано новое инженерно-геологическое информационное обеспечение для территории Нового Ханоя, в том числе цифровое картографическое, которое включает в себя карту распространения и мощности слабых грунтов; прогнозные карты оседания земной поверхности до 2030 г.; прогнозные карты уровня подземных вод плейстоценового комплекса.
3. Впервые разработана типизация грунтовых толщ территории Нового Ханоя, позволяющая оптимизировать объемы и содержание инженерно-геологических изысканий с целью градостроительства и защиты от опасных геологических процессов.
4. Разработаны рекомендации по зонированию потенциальной добычи подземных вод на территории г. Нового Ханоя.
Теоретическая и практическая значимость работы:
В работе приводится разносторонняя оценка процесса оседания поверхности, вызванная извлечением подземных вод, прогнозируется пространственное развитие процесса.

В 1999 г. исследователи Н.Б. Ке и Д.Т. Тыонг, анализируя данные мониторинга за оседанием земной поверхности по шести наблюдательным станциям на территории Старого Ханоя и возможности расчетных методов оседания земной поверхности, обосновали необходимость дополнительных наблюдательных станций в Ханое для повышения точности оценки и прогноза оседания земной поверхности [120].
В 2000 г. Ф.Х. Жао использовал метод конечных элементов в программе TZP, написанной самим автором в 1997 г., для прогнозирования оседания земной поверхности по наблюдательной станции Фапван. Автор показывал, что использование программы TZP на основе теории одномерной консолидации К. Терцаги (1924) при прогнозировании оседания земной поверхности в результате добычи подземных вод в Ханое дает адекватные результаты [70].
В 2000 г. Ч.М. Тху использовал метод конечных элементов (программы Geoslope и Modflow) для прогнозирования оседания земной поверхности и снижения уровня подземных вод по двум наблюдательным станциям Фапван и Майзич. Результаты прогнозирования относительно хорошо совпадают с результатами наблюдений [77].
В 2000 г. исследователи Ч.В. Хоанг и Б.Т.Б. Ань показали, что районы, где отсутствуют такие слабые грунты, как торфы, песчанистые и глинистые илы, текучие глины, то скорость оседания из-за извлечения подземных вод не превышает 10 мм/год [155].
С 2003 по 2005 гг. Ч.В. Хоанг и Б.Т.Б. Ань на основе изучения геологического строения, характеристик рельефа, геоморфологии, инженерной геологии, процесса урбанизации и уровней оседания земной поверхности разделили территорию Старого Ханоя на три подрегиона с разным уровнем устойчивости геологической среды. Устойчивая зона с незначительной скоростью оседания располагается в северной части Красной реки, вторая сравнительно стабильная зона состоит из большой части площади районов Тылием, Залам и части внутреннего города. Третья нестабильная зона располагается в районах Тханьчи, Фапван и Тханьконг [153].
В 2004 г. Н.Х. Фыонг со своей исследовательской группой выполнили научные исследования по теме B2001-36-01-TD с целью оценки и прогноза оседания земной поверхности в результате добычи подземных вод в районе Тханьчи г. Ханоя. Авторы использовали многие методы прогнозирования оседания, такие как: аналитический метод, метод конечных элементов и интегрированный метод. В частности, авторы