24
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Cities, все 28 самых густонаселенных мегаполисов Соединенных Штатов сталкиваются с проблемой оседания грунта (субсиденцией). Анализ спутниковых данных показал, что ключевым фактором деформации поверхности является не тектоническая активность, а антропогенное воздействие — чрезмерная откачка грунтовых вод, что ставит под угрозу разрушения более 29 000 зданий и критическую инфраструктуру, где проживает около 34 миллионов человек.
Концептуальная визуализация: как истощение грунтовых вод вызывает проседание почвы и разрушение зданий. (см. ниже)
Ранее оседание почвы рассматривалось преимущественно как локальная геологическая проблема, характерная для прибрежных зон или карстовых областей. Однако масштабный анализ, проведенный с использованием радарной спутниковой съемки (в частности, спутников Sentinel-1 Европейского космического агентства), выявил системный характер явления. Главной причиной названо истощение водоносных горизонтов (аквиферов). Когда города выкачивают воду быстрее, чем происходит ее естественное восполнение, давление в подземных резервуарах падает. Это приводит к уплотнению слоев глины и породы, и земля проседает подобно сдувающемуся воздушному шару.
Схематическое изображение причин и последствий проседания городов. Откачка грунтовых вод вызывает усадку почвы, что усугубляет эффект от повышения уровня моря. (см. ниже)
В некоторых регионах ситуация усугубляется геологическими особенностями. Например, в Сан-Диего водоносные горизонты настолько проницаемы, что даже незначительное снижение уровня воды вызывает быстрые просадки грунта. В Вашингтоне (округ Колумбия) более жесткая скальная порода замедляет процесс, но не останавливает его полностью. Исследователи установили прямую статистическую корреляцию между падением уровня грунтовых вод и оседанием поверхности в 13 крупных городах. В Нью-Йорке и Сан-Диего изменениями давления воды объясняется до 76% вертикального движения грунта.
Результаты исследования демонстрируют тревожную статистику:
В 25 из 28 изученных городов опускается более 65% городской территории.
В таких мегаполисах, как Чикаго, Даллас, Детройт и Нью-Йорк, площадь оседающих зон превышает 98%.
Хьюстон признан самым быстро тонущим крупным городом США: 42% его территории опускается со скоростью более 5 мм в год, а целые районы теряют более 1 сантиметра высоты ежегодно.
Карта интенсивности оседания грунта. Слева: география исследования (чем насыщеннее красный цвет, тем выше скорость оседания). Справа: детальная тепловая карта проседания почвы в Нью-Йорке. (см. ниже).
Главная опасность заключается в неравномерности процесса (дифференциальном движении). Когда одна часть фундамента здания опускается быстрее другой, возникают скрытые напряжения конструкций, трещины в стенах и угроза целостности инфраструктуры — от жилых высоток до аэропортов и автомагистралей. Даже наклон в доли градуса может со временем сделать здание аварийным.
Авторы доклада настаивают на немедленном пересмотре стратегий городского планирования. Решение проблемы требует внедрения технологий искусственного пополнения водоносных горизонтов и ужесточения строительных норм. Если игнорировать динамику проседания при зонировании территорий, экономический ущерб от разрушения инфраструктуры станет неизбежным.
https://www.ixbt.com/live/science/geologi-o...zemnyh-vod.htmlРазмещено через приложение ЯПлакалъ
yaplakal.com