А — устройство иглофильтра, б — результат работы иглофильтров. 1 — начальный уровень воды, 2 — уровень после работы иглофильтров, 3 — осушенный котлован, 4 — иглофильтры

Непрерывная откачка воды, да еще при этом с увлекаемым потоком песком, может привести к разрушению зданий, расположенных над тоннелем. Такой печальный опыт имеется у метростроевцев. Другой неприятностью для строительства метро являются неожиданные прорывы воды в тоннели. Часто потоки воды двигают за собой песок и уничтожают плоды труда проходчиков.

Вообще строительство метро в условиях мощных водоносных горизонтов, да еще если они напорные, представляет собой сложную инженерную задачу. Вода в этих случаях — первый враг строителей. Всегда на помощь им приходят гидрогеологи и инженеры-геологи. Первые рассчитывают количество воды, ее напор и места поступления в тоннели, а вторые разрабатывают способы борьбы с нею.

Падающая колокольня и погружающийся город

В 1902 г. в одно раннее утро жители Венеции были разбужены страшным грохотом и сотрясением земли. У центральной площади поднималась густая туча пыли. Когда она рассеялась, удивленные горожане не увидели стометровой звонницы собора Св. Марка (рис. 41). Собравшаяся толпа увидела ее лежащей в развалинах на площади перед собором. Причиной падения, как было установлено позднее, явилась нерасчетливая откачка подземных вод для целей водоснабжения. Она привела к столь значительному оседанию земли как раз на участке звонницы, что последняя, не выдержав, обрушилась.

Рис. 41. Катастрофа в Венеции

К счастью, время было раннее, и поэтому обошлось без жертв.

Время идет, а откачка подземных вод в Венеции продолжается. Каждый год поверхность города опускается на 1 см. Возникла реальная угроза поглощения города морем, ведь Венеция стоит на морском берегу.

Неповторимым по своей архитектуре дворцовым ансамблям, художественным сокровищам, которые хранятся в этом центре человеческой культуры, грозит серьезная опасность. Предлагаются десятки проектов для спасения Венеции, но все они требуют больших денежных средств, которых магистрат изыскать не в состоянии. Мировая общественность развернула широкую кампанию за спасение этого уникального города.

Вот еще другой назидательный пример. Город Мехико — прекрасная столица Мексики — испытывает катастрофические погружения поверхности. За последние 20 — 25 лет здесь творятся странные вещи: наклоняются здания, трескаются храмы. Железные столбы на площади Сокало за 70 лет опустились более чем на 6 м.

И здесь причина та же — возрастающая откачка подземных вод из пепловых илов, на которых стоит город. Чтобы спасти его, решили вернуть в водоносный горизонт отобранную у него за последние несколько десятков лет воду. Решено подавать ее в толщу пепловых илов под давлением ни много, ни мало, как 300 атм.

Процессы опускания поверхности при водозаборе — весьма распространенное явление, выступающее как своеобразная месть природы за нарушение естественного равновесия.

Опускания поверхности городов, обусловленные усилившейся откачкой воды, не редки. Ему подвержены такие центры, как Токио, Осака, Венеция, Рим, Лондон и многие другие. Особенно показательны процессы осадки японских городов.

Так, один из крупнейших городов мира Токио за 35 лет получил опускания поверхности, достигающие 3 — 4 м. В результате уровень воды в реках и каналах, впадающих в Токийский залив, в ряде мест оказался выше окружающей территории, что создало угрозу затопления их не только поверхности водотоками, но и подтоплением грунтовыми водами. Ежегодная осадка поверхности земли в настоящее время в Токио составляет 19 — 20 см.

В другом крупном городе Японии — Осаке наблюдается такая же осадка поверхности, а в Нииагате, расположенном севернее, в течение года она достигает даже 50 см.

Все эти явления обусловлены прежде всего непомерным снижением уровня подземных вод вследствие откачки для нужд водоснабжения. В течение последних 25 лет их уровень упал на 60 — 70 м. Человек как бы подсекает сук, на котором сидит, интенсивно откачивая для своих нужд чрезмерные массы воды.

Специалисты ищут оптимальные пути решения этой проблемы. Первое, что приходит в голову, это сокращение или полное прекращение откачки подземной воды. Однако тогда встает другая проблема — изыскание путей снабжения городов водой.