ПРИНЦИПИ ВСТАНОВЛЕННЯ ГЛИБИННИХ ОХОРОННИХ ЗОН ДЛЯ ОБ’ЄКТІВ ІСТОРИКО-КУЛЬТУРНОЇ СПАДЩИНИ В УМОВАХ ІНТЕНСИВНОГО ОСВОЄННЯ ПІДЗЕМНОГО ПРОСТОРУ СУЧАСНИХ МІСТ
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2025.358378Ключові слова:
інженерно-геологічні умови, охоронні глибинні зони, підземні споруди, напружено-деформований стан, глибинно-функціональна типізація, історико-культурна спадщина, Національний заповідник «Софія Київська»Анотація
У статті розглянуто проблему обґрунтування глибинних охоронних меж для територій історико-культурної спадщини в умовах інтенсивного освоєння підземного простору сучасних міст. Показано, що традиційні двовимірні підходи до встановлення охоронних зон є недостатніми для забезпечення збереження історичних об’єктів з огляду впливу підземного будівництва на напружено-деформований стан ґрунтового масиву. Мета дослідження – розробка науково обґрунтованих принципів формування глибинних охоронних зон на підставі просторово-функціонального аналізу геологічного середовища та математичного моделювання змін напружено-деформованого стану ґрунтового масиву. Дослідження виконано на прикладі буферної зони Національного заповідника «Софія Київська». Методична основа роботи включає застосування геоінформаційних технологій для побудови просторових моделей, а також чисельне моделювання напружено-деформованого стану ґрунтового масиву із використанням методу скінченних елементів. Виконано типізацію техногенних навантажень та оцінено вплив типових статичних і динамічних навантажень, визначено глибини їх впливу. У результаті досліджень встановлено глибину поширення змін напружено-деформованого стану ґрунтів – яка становить 25–30 м без урахування впливу метрополітену та до 90–130 м з його урахуванням. На цій підставі побудовано 3D-модель нижньої межі геологічного середовища та запропоновано підхід до стратифікованого використання підземного простору. Сформульовано систему принципів встановлення глибинних охоронних меж, що включає тривимірне зонування, урахування інженерно-геологічних умов, суперпозицію техногенних впливів, встановлення захисних відстаней, адаптивності і превентивного моніторингу та інтеграцію з нормативною базою. Запропонований підхід забезпечує перехід до тривимірного регулювання використання територій історичних ареалів міст і сприяє підвищенню рівня їх інженерно-геологічної безпеки.
Посилання
Ribin V.F., 2002. Vyvchennya hidrogeologichnykh ta inzhenerno-geologichnykh umov ta yikh vplyv na stan istoryko-arkhitekturnykh pam’yatnykiv na prykladi Natsionalnoho zapovidnyka “Sofiya Kyivska” [Study of hydrogeological and engineering-geological conditions and their impact on the state of historical and architectural monuments on the example of the National Reserve “St. Sophia of Kyiv”]. Report on R&D. Kyiv: Institute of Geological Sciences of NAS of Ukraine, 184 p. (In Ukrainian).
Kolot E.I., Kuzishina L.P., Kutovoy V.I., Lavrik V.F., Marakhovskaya I.I., Selin Yu.I., Solovitsky V.N., Shestopalova E.V., 1984. Geologicheskaya karta Ukrainskoy SSR masshtaba 1:50 000. Kiyevskiy promyshlennyy rayon [Geological map of the Ukrainian SSR at a scale of 1:50,000. Kyiv industrial region]. Kyiv. (In Russian)
Kril T.V., Selivachova, U.M., 2024. Underground space as a resource for post-war urban recovery: engineering-geological perspectives. Collection of Scientific Works of the Institute of Geological Sciences of NAS of Ukraine, No 17, Iss. 2, Pp. 155–172. (In Ukrainian).
https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2024.321737
Kril, T.V., 2019. Depth-functional scheme of the geological environment for the development of underground space of urbanized territories. Collection of Scientific Works of the Institute of Geological Sciences of NAS of Ukraine, Vol. 12, Pp. 95–104. (In Ukrainian).
https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2019.185749 (In Ukrainian)
Kril, T.V., 2015. Technogenic dynamic influences on the geological environment of city (on an example of Kyiv). Kyiv: Naukova Dumka, 160 p. (In Ukrainian).
Paliyenko, V.P., Barshevskyi, M.Ye., Spitsya, R.O., 2000. Rozrobka proektu geodynamichnoyi merezhi m. Kyieva z metoyu sposterezhennia i zapobihannia vynyknenniu nadzvychaynykh zsuvonebezpechnykh sytuatsiy ta deformatsiynykh protsesiv na inzhenernykh sporudakh ta vysotnykh zhytlovykh budynkakh mista [Development of the project of the geodynamic network of Kyiv]. Scientific report, Vol. 2. Kyiv: KIIVD “Enerhoproekt”. (In Ukrainian).
DBN V.2.3-7-2003, 2003. Sporudy transportu. Metropliteny [Transport structures. Metropolitans]. Kyiv: Minbud Ukrainy, 300 p. (State Building Norms of Ukraine) (In Ukrainian).
Demchyshyn, M.G., 2016. Tekhnohenni vplyvy na heolohichne seredovyshche istorychnykh arealiv nadznachnykh i znachnykh mist Ukrainy [Technogenic impacts on the geological environment of historical areas of the most significant and significant cities of Ukraine]. Report on R&D. Kyiv: Institute of Geological Sciences of NAS of Ukraine, 305 p. (In Ukrainian).
Beer, G., Duenser, C., Mallardo, V., 2021. Efficient and realistic 3-D boundary element simulations of underground construction using isogeometric analysis. Computers and Geotechnics, No 134, Pp. 104055. https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.14489
Bentley Systems, 2020. PLAXIS 2D reference manual. Bentley Systems Inc. Available at: https://docs.bentley.com/LiveContent/web/PLAXIS%202D-v12/en/GUID-
Bogusz, W., 2024. Excavation and tunnelling impact on existing structures in the context of the second generation Eurocodes. In: Proceedings of the XVIII ECSMGE 2024: Geotechnical engineering challenges to meet current and emerging needs of society. https://doi.org/10.1201/9781003431749-272
Caudron, M., Heib, M.A., Emeriault, F., 2008. Collapses of underground cavities and soil-structure interactions: influences of the position of the structure relative to the cavity. https://doi.org/10.48550/arXiv.0810.5297
Darmawan, Y., Munawar Atmojo, D.A., Wahyujati, H., Nainggolan, L., 2023. Accuracy assessment of spatial interpolation methods using ArcGIS. E3S Web of Conferences, No 464. Article 09005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202346409005
Elliniko Metro S.A., 2025. Base project. Available at: https://www.emetro.gr/?page_id=4172
Elliniko Metro S.A., 2025a. Archaeological excavations. Available at: https://www.emetro.gr/?page_id=4199&lang=en
Guler, D., 2024. 3D underground land administration by standardized geoinformation. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, No XLVIII-4/W9-2024. Pp. 213–219. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-4-W9-2024-213-2024
Kitsakis, D., Kalogianni, E., Dimopoulou, E., 2022. Public law restrictions in the context of 3D land administration: review on legal and technical approaches. Land, No 11, Iss. 1, Pp. 88. https://doi.org/10.3390/land11010088
Kontogianni, V., Stiros, S.C., 2020. Ground loss and static soil–structure interaction during urban tunnel excavation: evidence from the excavation of the Athens Metro. Infrastructures, No 5, Iss. 8, P. 64. https://doi.org/10.3390/infrastructures5080064
Lemmen, C., Van Oosterom, P., Bennett, R., 2015. The land administration domain model. Land Use Policy, No 49, Pp. 535–545. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2015.01.014
Saeidian, B., Rajabifard, A., Atazadeh, B., Kalantari, M., 2021. Underground land administration from 2D to 3D: critical challenges and future research directions. Land, No 10, Iss. 10, P. 1101. https://doi.org/10.3390/land10101101
UNESCO World Heritage Centre, 2025. Frontiers of the Roman Empire – Dacia (Romania) No 1718. Available at: https://whc.unesco.org/document/208505
Xiao, Y., Gu, X., Yin, S., Shao, J., Cui, Y., Zhang, Q., Niu, Y., 2016. Geostatistical interpolation model selection based on ArcGIS and spatio-temporal variability analysis of groundwater level in piedmont plains, northwest China. SpringerPlus, No 5, P. 425. https://doi.org/10.1186/s40064-016-2073-0
Zhang, D., 2023. Influences of deep foundation pit excavation on the stability of adjacent ancient buildings. Buildings, No 13, Iss. 8. https://doi.org/10.3390/buildings13082004
