Пауло А. С. Луз, эксперт в области геотехники: «Оседание города может привести к обрушениям»

Движения грунта обычно остаются незаметными в повседневной жизни, но могут наносить серьёзный ущерб зданиям, улицам и городской инфраструктуре. Этот процесс известен как оседание: постепенное проседание грунта, вызванное геологическими факторами и деятельностью человека, например, интенсивной эксплуатацией подземных вод. В этом году данное явление привлекло особое внимание после того, как спутниковое картирование Мехико, проведённое НАСА, показало, что некоторые районы столицы проседают со скоростью до 2 см в месяц. «В среднесрочной и долгосрочной перспективе проседание грунта может повлиять на состояние улиц, мостов и туннелей, а также привести к появлению трещин и обрушению зданий и жилых домов. Последствия для городской дренажной системы могут быть серьезными, нанося ущерб как наземным, так и подземным сооружениям», — объясняет Джефферсон де Лима Пикансо, профессор Института геонаук Государственного университета Кампинаса (Unicamp).» По словам профессора, оседание грунта снижает дренажную способность естественных и искусственных каналов, что делает города более уязвимыми к наводнениям и проникновению морской воды. «От Америки до Азии оседание вызывается различными факторами. Существуют природные причины, такие как появление геологических разломов, тектоническое оседание, а также уплотнение и консолидация слоев отложений в недрах». «Среди антропогенных причин наиболее значимой является добыча жидких ресурсов, таких как грунтовые воды, нефть и газ», — утверждает Джефферсон. «Мехико, например, был построен на месте озер. Потребность в воде привела к добыче подземных вод, что вызвало уплотнение грунта». В Азии просадка грунта также связана с добычей подземных вод, а также с весом городских сооружений в густонаселённых городах. По данным Экономической и социальной комиссии ООН для Азии и Тихого океана (ЭСКАТО), просадка грунта часто называют «тихим кризисом», поскольку речь идет о риске, который развивается медленно и остается практически незаметным до тех пор, пока его последствия не станут серьезными». На этом континенте к городам, испытывающим это явление, относятся Джакарта (Индонезия) со средней скоростью оседания 13,7 мм в год; Тяньцзинь (Китай) — примерно 13,5 мм в год; и Бангкок (Таиланд) — 8,5 мм в год». Исследование «Оседание в настоящее время более чем вдвое превышает повышение уровня моря вдоль густонаселённых побережий», опубликованное в журнале Nature, уже связывает процесс оседания с повышением уровня моря. «По данным исследователей, 71 % мирового прибрежного населения проживает в регионах, подверженных оседанию». В районах, где наблюдается это явление, темпы относительного повышения уровня моря могут удвоиться, достигнув примерно 6 мм. «Оседание грунта является причиной примерно половины относительного повышения уровня моря, с которым в настоящее время сталкиваются прибрежные населённые пункты. Существует большой потенциал для снижения этого повышения за счёт смягчения последствий оседания, вызванного деятельностью человека, например, путём регулирования добычи подземных вод», — написали учёные в своём исследовании. «Добыча полезных ископаемых из недр также может вызывать оседания. Одним из примеров является добыча каменной соли, которая велась на протяжении десятилетий в Масейо (Бразилия). Это явление, связанное с деятельностью компании Braskem, привело к просадке грунта и нанесению ущерба районам Пиньейру, Мутанже, Бебедуро, Бом-Парто и части района Фарол. Этот процесс привёл к эвакуации тысяч домов и затронул примерно 60 000 человек». «В Новом Орлеане, США, земля проседает из-за совокупности природных и антропогенных факторов. Город расположен на молодых и слабоуплотнённых отложениях. Уплотнение этих отложений способствует просадке грунта — процессу, который может ускоряться в результате добычи подземных вод и нефти. «Кроме того, исследования показывают, что глубокие тектонические сдвиги могут быть причиной значительной части просадки грунта в некоторых районах города, в том числе там, где не ведется добыча воды, нефти или газа». Хотя просадка грунта является постепенным явлением, её накопление в долгосрочной перспективе может нанести ущерб инфраструктуре затронутых муниципалитетов. «Просадка грунта, происходящая в городе, затрагивает жителей по-разному. Самым важным из них является угроза безопасности жилых домов и зданий, что вынуждает жителей покидать свои дома из-за риска обрушения, будь то временного или постоянного», — утверждает Пауло А. С. Луз, эксперт в области геотехники и профессор Инженерного факультета (EE) Пресвитерианского университета Маккензи». По его словам, дифференциальное проседание может нарушить функциональность зданий, приводя, например, к заклиниванию дверей и окон, неровностям полов и затруднению отвода воды в канализацию и дренажные системы. «Проседание грунта также может нарушить работу городской канализации, затрагивая как наземные, так и подземные сооружения». По мере оседания грунта естественные и искусственные водотоки могут утратить свою дренажную способность, что повышает уязвимость городов перед наводнениями и проникновением морской воды. «Качество воды может измениться и даже стать соленой», — отмечает Джефферсон. Кроме того, существуют экономические затраты на техническое обслуживание или ремонт. «Снижение масштабов оседаний и их последствий зависит от законов, регулирующих землепользование в городах. В этом плане одна из мер заключается в контроле за возведением высотных зданий в районах с мягким глинистым грунтом, который подвержен оседанию из-за уплотнения. «В таких случаях требуется, чтобы фундамент здания был глубоким и опирался на прочный грунт, находящийся под слоями глины», — объясняет А. С. Луз. «Также важно обеспечить рациональное управление подземными водами. Такой же контроль должен применяться к горнодобывающей деятельности». «Например, в Токио (Япония) были введены строгие правила эксплуатации водоносных горизонтов, что позволило снизить показатели оседания грунта. «Сегодня водоснабжение города осуществляется из поверхностных водохранилищ», — утверждает профессор Уникамп. «Чтобы облегчить сокращение добычи подземных вод, можно создавать небольшие открытые водохранилища, которые заменят использование больших подземных туннелей». Другой метод заключается в искусственном пополнении водоносных горизонтов. В Шанхае (Китай) воду из реки Янцзы закачивают в грунт через старые насосные скважины. В идеале эта мера должна сочетаться с сокращением объемов забора подземных вод. «Помимо мер по снижению просадки грунта, существуют стратегии, помогающие смягчить её последствия. Одной из них является строительство «городов-губок». Эта концепция, разработанная китайским ландшафтным архитектором Концзянь Ю, заключается в создании водопроницаемых покрытий, зеленых зон, дождевых садов и модернизированных систем отвода дождевой воды. «Благодаря тщательному городскому планированию город повышает водопоглощение и улучшает качество воды, а также укрепляет свою устойчивость к экстремальным погодным явлениям», — объясняет Джефферсон. По мнению экспертов, такие города, как Шэньчжэнь и Чунцин (оба в Китае), а также Сан-Сальвадор в Сальвадоре, уже внедрили эту меру. «С архитектурной и инфраструктурной точек зрения эти рекомендации включают мониторинг зданий, использование глубоких фундаментов и применение более гибких конструкций, допускающих небольшую осадку без образования трещин. Также можно использовать гибкие канализационные сети, которые позволяют трубам водоснабжения и сбора сточных вод смещаться вместе с грунтом, не ломаясь».