Численное моделирование геофильтрации правобережья реки Дон для обоснования инженерной защиты от подтопления в г. Ростове-на-Дону

А. В. Гридневский

А. В. Гридневский ФГБОУВО Донской государственный технический университет, Россия, 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Ключевые слова: численное моделирование геофильтрации, планирование эксперимента, идентификация гидрогеологических параметров, высачивание подземных вод, подтопление, numerical modeling of geological filtration, experimental design, identification of hydrogeological parameters, seepage of groundwater, flooding

Резюме

Строительство на правобережье реки Дон в г. Ростове-на-Дону сопряжено с риском подтопления и высачивания подземных вод. Для обеспечения гидрогеологических прогнозов разработана численная гидрогеологическая модель склона речной долины. Она характеризует геологическую структуру, граничные условия подземного потока и параметры водопроницаемости грунтов. Идентификация гидрогеологических параметров и интенсивности влияния граничных условий выполнены методом многовариантного численного моделирования. Оценены притоки воды к дренажным сооружениям их зависимость от техногенной инфильтрации. О пределены параметры неглубоко залегающих скифских глин, при которых они способствуют локальному подъему уровня подземных вод. В статье анализируются гидродинамические процессы в приустьевой части реки Темерник правобережья Дона с целью детализации представлений о гидрогеологической структуре массива грунтов, оценки параметров фильтрации и граничных условий. Полученные результаты использованы для определения водопритока в зоне высачивания к дренажным сооружениям, сопровождающим строительство. Применяемый подход основан на численном гидрогеологическом моделировании, системно учитывающем параметры геофильтрации в их взаимосвязи. Он позволяет учесть факторы геоэкологического риска для разработки эффективных решений в борьбе с подтоплением. Самыми древними отложениями, определяющими инженерно-геологические условия города, являются морские глины нижне-сарматского яруса (N1s1) мощностью 10-15 м, служащие региональным водоупором. Глины перекрыты комплексом (15-20 м) водопроницаемых трещиноватых известняков сарматского яруса (N1s2), переслаивающихся известняков и песков мэотического (N1m) и понтического ярусов (N1p). Завершается толща красно-бурыми плотными отложениями (5-15 м) скифских глин (QЕsk). Строительство в зоне высачивания создает подпор подземных вод и порождает риск ухудшения геотехнических условий эксплуатации зданий и сооружений: подтопление заглубленных конструкций, смещение по склону водонасыщенного песчано-глинистого грунта.