Заключение
«Строительство запрещено до сооружения канализационной системы». К сожалению, такие заголовки все чаще появляются в газетах. Они прежде всего свидетельствуют о том, что в связи с обострением жилищной проблемы в больших городах идет интенсивное освоение новых земель. В то же время санитарные органы нередко вынуждены налагать запрет на использование сливных отстойников, когда их содержимое разгружается в водонепроницаемые глинистые почвы, которые не могут служить необходимыми в подобных случаях естественными фильтрами. Не удивительно, что жилищное строительство в районах с такими условиями откладывается до сооружения канализационных систем с очистными установками.
В иных же случаях, когда грунты представлены, например, очень пористым песком или гравием, их проницаемость оказывается настолько большой, что содержимое отстойников, напротив, слишком быстро просачивается в нижележащие пласты и загрязняет грунтовые воды — потенциальные или уже используемые источники водоснабжения для бытовых нужд.
Таковы две основные причины, по которым отвод жидких бытовых отходов становится серьезным препятствием росту жилищного строительства. Ясно, что обе они обусловлены свойствами грунтов, которые нетрудно определить заранее.
Можно привести немало примеров, иллюстрирующих взаимосвязь различных факторов, которые требуется учитывать при решении проблем городского развития и освоения земель. К ним относятся: организация водоснабжения и прокладка необходимых трубопроводов или водоводов в зависимости от расположения улиц; создание сети дорог, обеспеченных всем необходимым для удобства транспортного движения, в частности дорожными знаками в местах повышенной транспортной опасности; выбор мест расположения мостов с учетом возможного возведения иных сооружений; установление способа прокладки электрических кабелей — под землей или на столбах и т. п. Список можно продолжить до бесконечности. И все соответствующие этим факторам аспекты плана следует рассматривать заранее. Только так можно обеспечить эффективность и экономичность планирования. Сочетание всех этих факторов и составляет ту сложную систему, которая носит название современного города и в конечном счете целиком стоит ка земле, а значит, не может возводиться без знания геологических условий подлежащего застройке района.
Это положение очевидно даже для неспециалистов в области городского и регионального планирования. Пригодность местности под застройку нельзя определить с достаточной уверенностью до тех пор, пока не будет соответствующих данных о том, что происходит ниже земной поверхности. Геологические сведения здесь являются как бы подстраховкой. При благоприятных обстоятельствах ими можно, конечно, пренебречь, но это сопряжено со значительным риском. Между тем затраты на геологические исследования составляют весьма ничтожную долю стоимости всего планирования. Поэтому финансовые соображения не могут служить причиной оправдания отрицательного отношения к науке, которая по самой своей сути призвана стать ведущей при освоении новых территорий. Но, пожалуй, и геологов можно упрекнуть в недостаточной активности. Как бы то ни было, быстрый прогресс применения геологических знаний налицо. Мы надеемся, что продемонстрировали это в настоящей главе.
При составлении перспективного плана освоения какого-либо района целесообразно на первых порах использовать в качестве геологической основы ранее опубликованные геологические данные. Если же на площади, намеченной под застройку, предполагается наличие особых геологических условий, то уже при составлении перспективного плана появляется необходимость в проведении специальных исследований. Важность геологической информации для общей оценки района, впервые осваиваемого для нужд человека, с точки зрения специалиста по планированию убедительно показана в работах Макхарга.
Дело, однако, не ограничивается первым этапом использования геологии для целей планирования и развития городов. После разработки и одобрения перспективного плана и непосредственного перехода к строительству начинается второй этап. Он заключается в выборе и детальном изучении строительных площадок и в интенсивном обследовании участков, предназначенных для других многочисленных городских нужд. Геологические работы на этом этапе трудно удовлетворительно типизировать, они очень специфичны, так как зависят от множества факторов — вида запроектированного сооружения, характера грунтов и т. п. Проблема общей типизации столь разнообразных видов работ, проводимых во время городского и регионального строительства, подробно обсуждается в последующих главах.
Первоочередной геологической проблемой освоения новых территорий, несомненно, является проблема водоснабжения, поэтому следующая глава будет посвящена роли гидрогеологических изысканий в возведении и эксплуатации городов. Особым видом строительных работ, который целиком зависит от геологических условий залегания грунтов, является возведение фундаментов зданий, которое будет темой гл. 5. При этом нельзя пройти мимо такого вопроса, как ведение открытых земляных работ в пределах городской черты. Следует отметить, что открытые земляные работы и их результаты (котлованы, канавы и т. п.) всегда на виду и служат предметом пристального внимания горожан. Различные же подземные сооружения, напротив, часто не только неизвестны, но, как правило, вообще малопонятные для непосвященных. Поэтому для кое-кого из читателей, быть может, явится неожиданностью наличие в данной книге главы о подземных сооружениях, расположенных глубоко под городскими улицами. Но вот, к примеру, в оправдание этого убедительная цифра: 112 км. Такова протяженность туннелей под улицами канадского города Эдмонтона. Даже такой единичный факт показывает, насколько важны в городском строительстве подземные земляные работы, успех которых полностью зависит от точного знания геологических условий.
Большинство материалов, используемых в строительстве городов, имеет природное происхождение. Строительный камень, песок, гравий и щебень представляют собой готовые строительные материалы. Для получения извести, цемента, гипса и других подобных материалов требуется некоторая промышленная обработка, но их природное происхождение также очевидно. Характер используемых строительных материалов существенно определяет общий облик города. Но чтобы обеспечить ими строительные площадки и правильно их использовать, нужно хорошо знать геологию. Геологические вопросы возникают и при решении проблемы удаления из города вредных материалов, отбросов; здесь геология играет не меньшую, но несколько неожиданную роль, как станет яснее из гл. 7. Наконец, требует более подробного рассмотрения и такой вопрос, как особые геологические явления, из-за которых территории ряда городов находятся в угрожающем состоянии. Это обстоятельство вынуждает строителей обратить самое пристальное внимание на местные геологические условия. К числу таких явлений относятся, например, оползни — судя по всему, они представляют собой распространенную опасность, которую следует учитывать. Не менее важно для выработки правильных рекомендаций и знание сейсмических особенностей района. А ведь это всего два примера из длинного списка угрожающих явлений (их описание приводится в гл. 8), которые обусловлены геологией местности и которые необходимо хотя бы в общих чертах знать тем, кто занимается городским и региональным планированием.
Таковы пять основных аспектов использования геологии на втором этапе; их целесообразно различать уже при предварительной оценке геологических особенностей района. Вряд ли нужно подчеркивать, что это лишь часть всех возможных аспектов влияния геологических условий на составление генерального плана развития района. Общее же число мыслимых аспектов настолько велико, что только в частных строительных проектах их целесообразно рассматривать подробно.
Глубинное геологическое строение осваиваемой территории, предварительно прогнозируемое по данным полевых исследований и разведочного бурения, становится точно известным лишь после начала строительных работ. Именно тогда и начинается третий этап практического использования геологической науки. Истинное геологическое строение хорошо наблюдается в ходе открытых земляных работ и возведения фундаментов, когда появляется возможность проверить результаты предварительных исследований и их точность. Дело в том, что даже при самом тщательном проведении предварительных геологических исследований и точной закладке и бурении разведочные скважин нельзя быть абсолютно уверенным в правильности оценки геологических условий до тех пор, пока их реально не подтвердят земляные работы. Для. геологов этот этап представляет научный интерес, ибо только в открытых выработках можно непосредственно наблюдать фактическое залегание горных пород и грунтов и сравнивать его с предсказанным на основе предыдущих исследований. В большинстве случаев открытые-выработки позволяют изучать даже те геологические условия, которые вообще не проявляются на поверхности и вряд ли будут выявлены & будущем. Поэтому тщательные записи данных об истинном геологическом строении необходимы не только как неотъемлемая часть строительной документации, но и с чисто научной точки зрения. Подобные сведения важны и для общего знания геологии района вблизи строительства, что позволит провести целесообразную застройку территории в будущем. Желательно, чтобы в каждом городе имелись условия для централизованного сбора, хранения и выдачи фактических геологических данных со строек, которые, хотя и не приносят прямых доходов, не могут быть получены никаким другим путем. Пока лишь в некоторых городах налажен удовлетворительный сбор такой информации, большинство же ее вообще не имеет. Эта проблема служит предметом рассмотрения последней главы. С ней неизбежно связаны и более общие проблемы, в частности охрана природы в пригородных зонах, без упоминания которых наша книга была бы неполной.
Итак, мы старались показать, что геология играет большую роль, в росте существующих городов и экономически целесообразной закладке новых. Примечательно, что когда люди узнают, каким образом геологическая наука влияет на увеличение их города или поселка, они начинают чувствовать красоту окружающей природы и осознавать необходимость ее сохранения в первозданном виде. Для тех, кто занимается вопросами планирования, общее понимание геологии, ее методов, и достижений, безусловно, необходимо; оно позволяет уже на начальных этапах застройки нового района опираться на реальные физические характеристики окружающей среды. Целесообразное требование сотрудничества человека с природой представляется настолько важным, что хочется закончить эту главу г следующей цитатой: «В начале процесса планирования города или района площадь, намеченную к застройке, нельзя уподоблять чистому листу бумаги, на котором возможна материализация любых идей, дизайнера. Это — часть окружающей среды, которая в течение длительного периода подвергалась воздействию различных естественных факторов. Современная земная поверхность образовалась в результате взаимодействия сложных геологических, гидрогеологических, климатических и других процессов, знание которых помогает понять тенденции ее изменений в будущем. Строительство новых городов и планирование регионального развития требуют принимать во внимание основные особенности органического мира и динамики природы с тем, чтобы человеческая деятельность как можно более гармонично вписывалась в окружающую среду и по возможности не нарушала ее биологического равновесия. Сохранение природных условий и продуктивных возможностей региона для будущих поколений является основным требованием комплексного планирования, которым следует руководствоваться при любых строительных работах. В связи с этим хочется повторить здесь прозорливое высказывание Фрэнсиса Бэкона, сделанное почти четыре столетия назад: «Чтобы управлять Природой, надо ей подчиняться».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wordsworth Sonnet Composed on Westminster Bridge, Miscellaneous Sonnets, pt. II, xxxvi.
2. From a speech in 1932 by Franklin D. Roosevelt reported in the daily press.
3. Mumford L., The Culture of Cities, Harcourt, Brace and Company, New York, p. 336, 1938.
4. Pollard W. S„ Moore D. W„ The State of the Art of Planning, Proc. Am. Soc. Civil Engs., Urban Planning Div., 95, UP 1, Paper 6517, April, 1969.
5. Kellett J. R., The Impact of Railways on Victorian Cities, Routledge and Kegan Paul, London, 1969.
6. Mumford L„ The City in History, Harcourt, Brace and World, Inc., New York,
1961.
7. Mumford L., The Culture of Cities, Harcourt, Brace and Company, New York, 1938.
8. Claire W. H., ed„ ASCE Urban Planning Guide, Am. Soc. Civ. Engs., Manuals and Reports on Engineering Practice, № 49, 1969.
9. Peterson G. 1., Gemmell R. S.; Worrall R. D., Berry D. S., Civil Engineering and Urban Systems, Proc. Am. Soc. Civil Engs., Urban Planning Div., 95, UP 1, Paper 6501, April 1969.
10. Chandler R. I., The Degradation of Lias Clay Slopes in an Area of the East Midlands, Quat. Journ. Eng. Geol., 2, № 3, 161, 1970.
11. Information received privately from Dr. Quido Zaruba.
12. McHarg I., Design with Nature, Natural History Press for the American Museum of Natural History, New York, 1969.
13. See, for example, Civil Engineering, 40, № 8, 44, August 1970.
14. Natural Features of the Washington Metropolitan Area, Metropolitan Washington Council of Governments, Washington, D. C., 1968.
15. Darton N. H., Configuration of the Bedrock Surface of the District of Columbia and Vicinity, USGS. Prof. Paper 217, 1950; see also. Sedimentary Formations of Washington, D.C., and Vicinity, USGS map 1947.
16. Gould J. P., Geology and the Construction of the Metropolitan Washington, D. C., Rapid Transit System, Abstract Vol. Geol. Soc. Am., N. E. Section, Annual Meeting, Albany, N. Y., 1969.
17. Schlocker J., Bonilla M. G., Radbruch D. H., Geology of the San Francisco North Quadrangle, California, map 1-272, USGS, Washington, D. C., 1958; see also, Radbruch D. H., Areal and Engineering Geology of the Oakland West Quadrangle, California, map 1-239, USGS, Washington, D. C., 1957.
13. U. S. Department of the Interior "San Francisco Selected for Pilot Urban Study", Press Release 29 October 1969
19. Trimble D. E., Geology of Portland, Oregon, and Adjacent Areas, USGS, Bulletin 1119, 1963.
20. Wooltorton F. I. D., Foundations in Mandalay, The Structural Engineer, 18, 659, September 1940.
21. Symposium on Hor.g Kong Soils, Hong Kong Joint Group (of the Institutions of Civil, Mechanical, and Electrical Engineers), May 1962.
22. Dastidar A. G., Ghosh P. K-, Subsoil Conditions of Calcutta, Journ. Institution of Engineers (India), 48, № 3, pt. CI 2, 692, November 1967. (One of the papers presented at a symposium on "The Study of Soil Properties in the Calcutta Region" held in September 1964.)
23. Little I. P., Storrier R. R„ A Soil. Survey of the Municipality of Ku-Ring-Gai, Sydney,
2nd ed., Bulletin № 1, Soil Survey Unit, Chemists Branch, Dept. of Agriculture, New South Wales, 1959; see also, Suggested Footings for Use in the Municipality of Ku-Ring-Gai, Technical Record (not for publication) of the Cjmmonwealth Experimental Building Station, Sydney, N.S.W., November 1953.
24. Field Manual of Soil Engineering, 4th ed., Michigan State Highway Commission, Lansing, 1960.
25. McComas M. R„ Hinkley A". C., Kempton J. P., Coordinated Mapping of Geology and Soils for Land-Use Planning, Environmental Geology Note № 29, Illinois State Geol. Survey, December 1969.
26. Hilpman P. L., ed., A Pilot Study of Land-Use Planning and Environmental Geology, Report № 15D ("701" Project № Kans. P-43), State Geol. Survey of Kansas, June 1968.
27. Lutzen E. E., Engineering Geology of the Maxville Quandrangle, Jefferson and St. Louis Counties, Missouri, 2 maps and leaflet, Engineering Geology Series № 1, Missouri Division of Geol. Survey and Water Resources, May 1968.
28. Mozola A. J., Geology for Environment Planning in Monroe County, Michigan, Report of Investigation 13, Michigan Geological Survey Division, 1970.
29. Mozola A. J., Geology for Land and Ground-Water Development in Wayne County, Michigan, Report of Investigation 3, Michigan Geological Survey Division, 1969.
30. Gross D. L., Geology for Planning in DeKalb County, Illinois, Environmental Geology Note № 33, Illinois Stage Geological Survey, April 1970.
31. White G. W„ Glacial Geology of Wayne County, Ohio, Report of Investigations № 62, Ohio Division of Geological Survey, 1967.
32. Willman H. В., Frye J. C., Pleistocene Stratigraphy of Illinois, Bulletin 94, Illinois State Geological Survey, 1970.
33. Environmental Geology and Hydrology, Madison County, Alabama, Meridianville Quadrangle, Atlas Series 1, Geological Survey of Alabama, 1971.
34. Physical Characteristics of the Region, Bulletin Technique № 4, Service d'Urbanisme, Montreal, February 1966.
35. Prest V. K-, Hode Keyset ]., Surficial Geology and Soils of the Montreal Area, Quebec, Presented to the 15th Canadian Soil Mechanics Conference, Montreal, November 1961, separate paper.
36. Hode Keyser J., Geologie de Montreal, Proc. Sixth Int. Conf. on Soil Mech. and Found. Eng., Montreal, 3, 114, Montreal, 1965.
37. Christiansen E. A., ed., Physical Environment of Saskatoon, Canada, Sask. Research Council and National Research Council of Canada, Ottawa, 1970.
38. Hughes G. Т., Geology and the Engineering Properties of Soils in the Kingston Area, Royal Military College, Kingston, 1958; see also, Joliffe A. W., Townsend D. L., Geotechnical Notes of the Kingston Area, Queen's University, Kingston, 1969.
39. Karrow P. F., Pleistocene Geology of the Gait Map-Area, Geological Circular № 9, Dept. of Mines, Toronto, Ont., 1961.
4U. tKarrow P. F., Pleistocene Geology of the Scarborough Area, Geological Report 46 Dept. of Mines, Toronto, Ont., 1967.
41. Bergstrom R. E., ed., Geology for Planning at Crescent City, Environmental Geology Note № 36, Illinois State Geological Survey, September 1970.
42. Varnes D. J., Scott G. R., General and Engineering Geology of the United States Air Force Academy Site, Colorado, USGS Prof. Paper 551, 1967.
43. Gerlach A. C., ed., Environmental Conditions and Resources of Southwestern Mississippi, usub, Geographic Applications Program, February 1970.
44. McLerran J. H., Airphoto Interpretation for Airfield Site Location, Proc. Am. Soc. Civil Engs., Air Transport Div., 66, AT 1, Paper 2467, 73, May 1960.
45. Merrill C. L., Pihlainen J. A., Legget R. F., The New Aklavik — Search for the Site, Engineering Journ., 43, 52, January 1960.
46. Brown R. I. E., Permafrost in Canada, University of Toronto Press, 1970.
47. Permafrost in Canada (Map at 1 inch to 120 miles): map № 1246A of the Geol. Survey of Canada and pub. № NRC 9769 of the Div. of Building Research, National Research Council of Canada, 1967, reprinted 1969.
48. MacFarlane I. C., ed., Muskeg Engineering Handbook, University of Toronto Press,
1969.
49. Aitchison G. D., Grant K., The P.U.C.E. Programme of Terrain Description, Evaluation and Interpretation for Engineering Purposes, Proc. Fourth Regional Conf. for Africa on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Cape Town, December 1967, p. 1.
50. Stewart G. A., ed., Land Evaluation, Macmillan of Australia, 1968.
51. Lung R., Proctor R., eds., Engineering Geology in Southern California, Assoc. of Eng. Geologists, Glendale, Calif., 1966.
52. Gardner M. E., Preliminary Engineering Geologic Map of the Boulder Quadrangle, Boulder County, Colorado, USGS, Open File 1968.
53. An Act concerning the Adoption of Subdivision Regulations (Senate Bill № 105), State of Colorado, 1967.
54. City of Lakewood Comprehensive Plan, General Design Considerations, City of Lakewood Planning Commission, 1970.
55. Hruska J., ed., Bibliography and Index of Engineering Geological Mapping; Part 1: Czechoslovakia, German Democratic Republic, Hungary, Poland, Geofond, Prague,
1970.
56. Sujkowski Z., Rozycki S. Z., Mapa Geologiczna Warszawy, Warszawa, 1936.
57. Zaruba Q., Geologicky Podklad a Zakladove Pomery Vnitrni Prahy (Geologic Features and Foundation Conditions of the City of Prague), Svazek 5, Geotechnica, Prague, 1948.
58. Goldodkovskaya G. A., Kolomenskii N. V., Popov I. V., Churinov M. V., Engineering Geological Mapping in the U.S.S.R., Proc. XXIII Int. Geol. Cong., Sec. 12, Prague, p. 57, 1968.
59. Czoray G., An Mernoekgeologiai Terkepezes Helyzete es Kerdesei az Alfdelden (Present State and Problems of Engineering-Geological Mapping in the Great Hungarian Plain), Relat. Inst. Geol. Hungary, 513, Budapest, 1964.
60. Personal communication from Professor Quido Zaruba.
61. Gazel J., Peter A., Essais de Cartographie Geotechnique, Annales dcs Mines, 41, Paris, December 1969.
62. Matula M., Regional Engineering Geology of Czechoslovak Carpathians, Slovak Acad, of Sciences, Bratislava, 1969.