Об организации мониторинга геоэкологических процессов в городе Москве (с изменениями на 31 октября 2018 года)

2. Состояние геологической среды в городе Москве

Необходимость организации постоянно действующей системы мониторинга геоэкологических процессов определяется особенностями геологического строения и гидрогеологических условий территории города Москвы и наметившимися в последнее время негативными тенденциями развития экологически опасных геологических процессов.

Среди последних наибольшую угрозу представляют подтопление территорий, химическое и тепловое загрязнение подземных вод, карстово-суффозионные (провалы, оседания и др.) и оползневые процессы. Большое значение при оценке геологических рисков и освоении территории приобрели в последнее время обнаруженные, идентифицированные и экологически значимые переуглубленные долины и древние геологические врезы.

Строительство заглубленных зданий и активный водозабор вызывает изменение водного баланса водовмещающей толщи пород. Следствием планировки рельефа и нарушения естественных водоносных слоев является развитие процессов подтопления грунтовыми водами. По существующим оценкам площадь постоянно подтопленных территорий составляет 40% от общей площади города, местами уровни грунтовых вод поднялись на 5-7 м.

На более чем 80% поверхности территории города Москвы располагаются объекты городского хозяйства, оказывающие значительное воздействие на окружающую природную, в том числе геологическую среду.

Экзогенные геологические процессы на территории города Москвы связаны исключительно с массивами обводненных пород, слагающих зону активного водообмена до глубин 100-150 метров. Главными из этих процессов, чьи проявления наблюдались на рассматриваемой территории города до ее градостроительного освоения, являются оползневые, карстовые и подтопление.

В связи с активным водозабором и водоотливом сохраняется вероятность проявления карстово-суффозионных процессов. Суммарная площадь карстово-суффозионных участков на территории города составляет 15 км. Многослойное строение толщи пород в верхах зоны пресных вод, ее малая мощность и отсутствие сдерживающих глинистых слоев в кровле карстующихся пород в пределах приречной части городской территории определяют необходимость ведения наблюдений за оползневыми и карстовыми процессами в долинном комплексе реки Москвы и некоторых ее притоков (р.р.Сходни, Неглинной, Ходынки, Яузы) при приоритете организации стационарных инструментальных наблюдений на участках проявления активных глубоких оползней, а также участках с поверхностными формами проявления карста.

Оползни развиты на крутых береговых склонах, расположенных вдоль долины реки Москвы и ее крупных притоков. Они развиваются под влиянием речной эрозии, естественного и техногенного обводнения склонов и строительных воздействий. Наиболее глубокие из них известны на 18 участках в долине реки Москвы. При этом относительно высокой активностью отличаются оползни, расположенные на склонах долины реки Москвы на участках Воробьевых гор, Фили-Кунцево, Коломенское, Москворечье-Сабурово (Чертановский коллектор), где выполнены противооползневые мероприятия, а также на участках Щукино, Серебряный Бор, Хорошево-1, Москворечье и Чагино (незакрепленные оползни). Отсутствуют глубинные реперы.

К потенциально опасной с точки зрения проявлений карстово-суффозионных процессов части территории города относится полоса долины реки Москвы от канала им.Москвы на северо-западе города до впадения в нее реки Яузы, а также несколько участков вдоль долины последней.  Поверхностные формы карста наблюдаются лишь на 1,7% территории города, на участке Ходынского поля (Хорошевское шоссе, Новохорошевский проезд, ул.Куусинена, проспект Маршала Жукова). Всего здесь известны 44 провальные воронки. Образование части из этих воронок в период с 1969 по 1977 год привело к разрушению трех жилых домов.

Техногенная нагрузка на подземные воды Москвы исключительно велика и приводит к трансформации водного и солевого баланса подземных вод, активизации многочисленных негативных инженерно-геологических процессов, сопровождающихся значительным материальным ущербом хозяйству города. Из-за утечек из водонесущих коммуникаций и ряда других факторов, питание верхнего от поверхности водоносного горизонта подземных вод на отдельных участках города возросло в 3-5 раз по сравнению с естественным. Это привело к систематическому подъему уровней грунтовых вод до глубины менее 3 м от поверхности земли, подтоплению территорий, затоплению подвалов, переувлажнению фундаментов зданий, неравномерным осадкам грунтов и деформациям сооружений.

Подтопление территории, то есть нахождение уровней грунтовых вод на среднемноголетних глубинах 3 и менее метров, всегда было характерно для восточной части города, отличающейся низменным, слабо расчлененным эрозионной сетью рельефом. В настоящее время подтопленные территории занимают более 40% площади города и распространены не только на его востоке, но и в южной и северной частях города. Расширение подтопленных площадей произошло за счет дополнительного к естественному обводнения грунтов в результате потерь из водонесущих коммуникаций и засыпки в процессе градостроительства естественной эрозионной сети и малых водотоков. Подтопление вызывает повышение издержек при строительстве, которое необходимо вести под защитой водопонижения, а также ухудшает и увеличивает стоимость эксплуатации построенных зданий и сооружений, в частности, из-за усиления коррозионной активности грунтов, являющихся их основанием и вместилищем.

Помимо перечисленных выше главных экзогенных геологических процессов, имеющих в основе проявлений природные причины, на территории города Москвы распространено множество их видов, практически целиком определяемых хозяйственной деятельностью. К ним относятся оседания и деформации грунтов, несущих и вмещающих здания и сооружения, под влиянием строительства и эксплуатации линий метро и других подземных сооружений (эти процессы являются причиной 70% случаев разрушений и деформаций зданий, учтенных на территории города Москвы с начала 30-х годов), механическая суффозия песчаных и супесчаных грунтов, возникающая под влиянием утечек из водопроводных, тепловых, канализационных и водосточных коммуникаций и нередко приводящая к образованию крупных суффозионных провалов на тротуарах и дорожном полотне улиц, коррозионные процессы, возникающие и усиливающиеся в результате техногенного загрязнения грунтов и грунтовых вод, потерь электрического тока вдоль электрифицированных железнодорожных магистралей и трамвайных путей, повышения температуры грунтов и грунтовых вод в результате кондуктивных и конвективных потерь тепла из соответствующих сетей, отепляющего воздействия других наземных и подземных сооружений.

Таким образом, геологическая среда города до подошвы зоны распространения пресных подземных вод представляет собой в существенной мере техногенный объект, изменения состояния которого должны разумно регулироваться и учитываться в процессе градостроительной деятельности.

Поскольку подавляющая часть территории города Москвы находится под застройкой, а в приповерхностном слое горных пород находятся инженерные коммуникации и подземные сооружения, большое значение приобретают данные наблюдений за положением уровенной поверхности грунтовых вод и наблюдения за их температурным и химическим режимом, от которого зависит мера коррозионной активности среды. Техногенное загрязнение подземных вод способствует увеличению агрессивности вод по отношению к бетону и металлу, что негативно сказывается на состоянии подземной инфраструктуры города. Наблюдения за изменениями состава и температуры подземных вод более глубоких горизонтов также являются приоритетными с точки зрения оценки загрязненности подземных вод, питающих поверхностные водоемы.

Инженерно-геологическая и гидрогеологическая обстановка на территории города, множественность и разнообразие воздействий городского хозяйства на состояние геологической среды, динамика состояния геологической среды под воздействием непрерывного преобразования городского хозяйства обуславливают необходимость консолидации усилий городских структур, решающих смежные задачи ГУП "Мосгоргеотрест" и другие городские организации, осуществляющие инженерно-геологические изыскания, ЦГСЭН, городские организации - наиболее крупные водопользователи, прежде всего, ГУП "Мосводоканал".

В 2004 году по заказу Департамента силами ИГЭ РАН была проведена научно-исследовательская работа, посвященная анализу соответствия существующей сети скважин основным задачам мониторинга геоэкологических процессов.

Современное состояние наблюдательных скважин оценивается как неудовлетворительное. На наблюдательные скважины не оформлена исходно-разрешительная документация (ИРД). Размещение скважин не учитывает градостроительное развитие города, освоение новых территорий, в т.ч. территориально изолированных, за границами МКАД.

По результатам работ была разработана новая сеть скважин на базе ранее существующей. Ведется проектирование автоматизированных методов измерений уровней и температуры подземных вод, оползневых процессов. Разработка проекта, который позволит подключить в состав автоматизированной системы экологического мониторинга первые пятьдесят скважин, по плану должна быть завершена до конца 2005 года.