Оседание земной поверхности под влиянием длительных откачек воды и нефти

Оседание – значительные вертикальные деформации поверхности, вследствие длительных интенсивных отборов подземных вод.

Причина оседаний заключается в том, что длительная и интенсивная откачка воды приводит не только к значительному снижению уровня воды и снятию гидростатического напора, но и к увеличению эффективного давления на скелет дисперсного грунта, его уплотнению и, как следствие, к оседанию поверхности земли.

Величина осадок земной поверхности в ряде стран мира достигает многих метров, а площади оседания – сотен и тысяч кв.км (Мексика, Япония, США, Нидерланды). Накопленный опыт эксплуатации крупнейших воозаборов подземных вод свидетельствует о необходимости проведения специальных инженерно-геологических исследований в зоне их воздействия. Установлено, что оседание земной поверхности нередко сопровождается подтоплением и заболачиванием территории, деформациями зданий и сооружений.

Впервые оседание земной поверхности, в связи с интенсивными откачками подземных вод было зарегистрировано в японских городах Токио, Осака и Ниагата в 30-х годах прошлого века. К 60-м гг. максимальный суммарный отбор подземных вод только в Токио превысил 600 тыс.куб.м/сут., а общее снижение напоров составило более 150 м. В 1975 г. максимальная величина снижения поверхности земли в этом городе достигла 4,0 м. В результате часть города оказалась ниже уровня моря, и для ее защиты потребовалось устройство 200 км защитных дамб.

Катастрофических размеров оседание земной поверхности достигло в г.Мехико, где его северо-восточная часть опустилась на 9 м. Город расположен в межгорной котловине, в геологическом строении которой преобладают слабоуплотненные глины.

Скорость оседания земной поверхности колеблется от 10-20 мм/год до 500 мм/год (Мехико).

Обязательными условиями развития этого процесса являются:

- длительный интенсивный отбор подземных вод;

- наличие хорошо водопроницаемых слабоуплотненных песчано-глинистых отложений или других рыхлых осадочных пород.

Второй по значению причиной оседания земной поверхности является извлечение из недр земли нефти. Эти процессы получили распространение в некоторых районах, расположенных вблизи нефтяных и газовых промыслов. Опускание поверхности земли на нефтепромыслах Апшеронского полуострова составило 2,5 м за 50 лет. Сходные явления наблюдаются в Венесуэле (3,3 м за 30 лет) м других районах мира. Восстановление давления в нефтеносных пластах позволило приостановить оседания.

Мероприятия, предупреждающие появление и развитие в период откачек подземных вод оседания земной поверхности, сводятся в основном, к регулированию отбираемого количества воды. Практикуется также нагнетание в водоносные слои сжатого воздуха для поддержания и восстановления пластового давления.