Защита от разрушения памятника культуры Казанской Преображенской церкви г. Тутаева Ярославской области
Содержание
Введение
.Характеристика и состояние объекта исследования - Казанской Преображенской церкви
2.Изучение технического и геоэкологического состояния объекта
2.1 Методика исследования
.2 Проведение исследования
.3 Результаты и выводы
.4 Практические рекомендации по реабилитации объекта
Список использованной литературы
Приложение
Введение
Данная работа посвящена вопросам защиты памятников культуры расположенных на оползневых берегах водных объектов. Необходимость рассмотрения этой проблемы связана с тем, что памятники культуры, построенные несколько столетий назад на живописных холмах и склонах, со временем подвергаются «агрессии» со стороны атмосферных осадков, в том числе щелочных и кислотных дождей. Жидкие атмосферные осадки, стекая по крыше и стенам, разрушают фундаменты и создают предпосылки для образования оползней и карста. Оползневые и карстовые процессы трудно прогнозируемы, поэтому необходимо найти способ законсервировать памятники культуры на неопределенное время, пока не появятся средства для капитального ремонта. Это позволит избежать катастроф в действующих памятниках, защитить от разрушения образцы национального достояния.
Идею защиты памятников культуры, расположенных на оползневых берегах водохранилищ, с помощью метода мелиорации высказал известный исследователь берегов водохранилищ Волги, ведущий научный сотрудник учреждения ОАО «Противокарстовая и береговая защита» из г. Дзержинска на р. Оке Л.Б. Иконников [6]. Однако в процессе обследования Казанской Преображенской церкви г. Тутаева, исходя из местных условий, возникла другая схема, основанная на последовательном выполнении некоторых технических мероприятий. Эти мероприятия были предложены в соответствии с материальными затратами по принципу «от простого к сложному».
Целью проекта является следующая: предложить простой и сравнительно дешевый способ защиты от разрушения памятника культуры Казанской Преображенской церкви г. Тутаева Ярославской области.
Данная цель реализуется через постановку и решение следующих задач:
1.Собрать и изучить краеведческий материал по истории создания Казанского Преображенского храма г. Тутаева Ярославской области.
2.Оценить техническое и геоэкологическое состояние храма.
.Предложить методику консервации природных процессов для предотвращения дальнейшего разрушения этого объекта национальной культуры.
1.Характеристика и состояние объекта исследования - Казанской Преображенской церкви
Церковь Казанской Божьей Матери была построена в г. Романове-Борисоглебске (ныне г. Тутаев) в 1758 г. на средства прихожан. Она расположена на левом оползневом берегу р. Волги в 60 м от уреза воды. До создания Горьковского водохранилища в 1955 г. церковь находилась в 150 метрах от воды. Отдельно от основного здания, выше по склону расположена колокольня. В первой четверти ХIХ века к основному зданию с севера была пристроена двухъярусная галерея-паперть, а к западному углу северного фасада - лестница на 2-ой этаж.
Много легенд сложено об истории этого храма и в каждой из них упоминается о том, что строили его всем миром. Проходившие мимо торговые суда привозили огромные валуны для укрепления фундамента храма. Храм строился на века, но современные экологические проблемы не обошли его стороной. Создание Горьковского водохранилища в 1955 году, резкие изменения уровня воды и стоковые течения в результате работы шлюзов и ГЭС Рыбинского гидроузла приводят к разрушению волжских берегов.
По мнению специалистов Управления эксплуатации Горьковского водохранилища (г. Кострома), изучающих абразию и эрозию берегов в зоне переменного подпора от г. Рыбинска до г. Ярославля, ежегодно в среднем разрушается 0,5 - 0,7 м побережья. Через 10-15 лет жемчужина г. Тутаева -Казанский храм, может быть безвозвратно утерян.
Обследование 2010 г. показало наличие огромной трещины между галереей-папертью и основным зданием, а также многочисленные малые трещины в цоколе и несущих стенах нижней церкви, это свидетельствует о непрекращающихся подвижках и усадках грунта.
Трещина - это первый тревожный звонок того, что рано или поздно оползень или карст проявят себя, а значит, могут быть и трагические случаи во время служб. Всего специалистами, проводящими ремонт и реставрацию памятника, зафиксировано 35 зон деформации - 32 в здании церкви и 3 в колокольне [7].
Фундаменты церкви и колокольни заложены в толще техногенных или антропогенных накоплений и опираются на грунты ледникового и водно-ледникового происхождения. В ландшафте местности ярко выражена конечно-моренная гряда, чередующаяся с песчаными и песчано-глинистыми низинами с перепадом высот от 85.0 м на урезе воды р. Волги до 108.6 м на участке колокольни и 120 м на вершине 2 оврагов, окаймляющих архитектурный памятник. Общий уклон территории на юго-восток и юго-запад достигает 15 - 25 о (максимум до 40 о на склонах оврагов).
Город Тутаев и его окрестности находятся в зоне умеренно-континентального климата с четко выраженной сезонностью. Средняя температура июля + 16 оС, января - 10 оС. Климат довольно влажный с частыми осадками. Среднегодовое количество осадков 600 мм, испаряемость 350 - 400 мм (коэффициенты увлажнения - 1,5-1,7). Наибольшая высота снегового покрова за зиму - 25-30 см. Преобладающий сезон осадков - осень. Господствующие ветра - юго-западного и западного направления [5].
Наличие временного стока воды по тальвегу оврагов и выходов на поверхность многочисленных подземных источников и родников Московской и Днепровской водно-ледниковых водоносных горизонтов создают реальную опасность возникновения оползня, а, следовательно, неустойчивости природной системы и архитектурного памятника.
2. Изучение технического и геоэкологического состояния объекта
2.1Методика исследований
Методика исследования включала в себя: рекогносцировочные работы по определению технического состояния храма - наличие трещин в стенах и провалов под фундаментом, оценку геоэкологического состояния объекта и местности, в том числе описание почвенных шурфов, выходов источников (родников) подземных вод, определение угла наклона местности, скоростей течения и расходов воды в источниках и р. Волге, камеральную обработку полевого материала в лаборатории гидрологии и гидрохимии ИБВВ РАН по известным методикам [1-3].
.2Проведение исследования
Выше выходов подземных вод были заложены почвенные шурфы глубиной 0,5 - 0,7 м. Послойный анализ образцов показал, что они состоят: верхний слой 0-10 см - дерновина, слой 10-30 см - техногенный суглинок с камнями, галькой и бытовым мусором, 30-40 см - прослойка супеси и далее 40-70 см влажный средний, мелкий и илистый песок соответственно (табл. 1.). храм оползневый защита памятник
Таблица 1.
Обобщенные физико-химические характеристики грунтов из почвенных шурфов оползневого склона
Горизонт, смТип грунтаКонсистенцияОбъемная масса, г/см3Естественная влажность, %Органическое вещество, %0 - 10дерновинарыхлая, сухая1,0110,212,710 - 20суглинокплотная, сухая1,0310,27,220 - 30суглинокплотная, сухая1,2010,36,430 - 40супесьрыхлая, сухая1,2510,45,540 - 50средний песокрыхлая, полусухая1,4720,54,750 - 60мелкий песокрыхлая, жидкая0,7444,52,660 - 70илистый песокрыхлая, жидкая0,6545,02,2
Анализ воды из р. Волги, временных водотоков по тальвегу оврагов, а также из подземных источников, взятых на разных уровнях абсолютных высот местности показал, что все они относятся по классификации О.А. Алекина и др. [2] к гидрокарбонатной кальциево-магниевой группе (табл. 2.).
Таблица 2.
Особенности водных источников
Абсолютная высота местности, мТип источникаtоСО2, мг/лЭлектропроводность, мк См/см85,0р. Волга, урез25,010,617086,0временный водоток на дне оврага22,39,918087,0родник (источник)11,26,560090,0родник (источник)17,27,835093,2родник (источник)20,49,0220
Различия по температуре, содержанию кислорода и электропроводности говорит о том, что все они, за исключением р. Волги и временных водотоков дренируют различные Московско-Днепровские водно-ледниковые водоносные горизонты, залегающие первыми, или вторыми от поверхности. Горизонты эти невысокой водообильности не превышающие 0,07 дм3/сек и, судя по ржавому следу, богаты окислами железа [5]. Измеренные с помощью поплавков скорости стоковых течений у берега составили 0,25 м/с. В зависимости от сбросов воды через Рыбинский гидроузел эти скорости могут достигать критических, т.е. более 0,5 м/с, это приводит к размыву русла и деформации берегов (табл. 3.)[4].
Сведения о течениях в нижнем бьефе Рыбинского гидроузла (район г. Тутаева)
Расход воды через Рыбинский гидроузел, м3/сСредняя скорость течения, м/с5000,7510000,9415001,0820001,2125001,3130001,3635001,42
На участке между городами Рыбинск и Тутаев период весеннего ледохода продолжительнее, чем на других участках Горьковского водохранилища. При резком увеличении попусков в условиях ледостава и при толщине льда более 25 см на перекатах и в сужениях акватории образуются заторы, что приводит к местным деформациям русла и криогенной абразии берегов [4].
Анализ трех поперечных разрезов в районе г. Тутаева, по данным ИБВВ РАН в 2009 г. показал, что донные наносы в затопленном русле Волги представлены крупным песком и галькой с гравием, а ближе к берегам, где имеются заросли макрофитов - высшей водной растительности (рдест гребенчатый, роголистник погруженный), скорости течений уменьшаются и накапливаются илистые пески [8].
Кроме этого ученые назвали и другие опасные инженерно-геологические разрушения Казанской Преображенской церкви [7]:
1.Морозное пучение грунтов основания. Оно представляет собой увеличение объема грунта в результате промерзания и выражается в вертикальном перемещении грунта вместе с возведенным на нем сооружением. Постоянные циклы промерзания - оттаивания приводят к «усталостному эффекту» и снижению прочности массива грунта и фундамента.
2.Снижение прочности грунтов в результате их переувлажнения. Исходя из свойств суглинков, они способны менять свое состояние при изменении влажности. При этом повышение влажности грунтов приводит к снижению их прочности, что усиливает проявление деформационных свойств.
.Выветривание кладки стен. Нарушение горизонтально-вертикальной планировки участка и кровли храма приводит к попаданию атмосферных вод в конструкцию стен. В нижней части стен этот процесс усугубляется капиллярным поднятием поровой влаги из грунтов основания в кирпичную кладку. Разрушение (выветривание) кладки происходит по следующим путям:
- путем выщелачивания агрессивными водами (щелочными и кислотными дождями);
отложением минеральных солей;
морозобойным разрушением стен при замерзании поровой влаги.
4.Овражная эрозия. Вследствие таяния снегов и выпадения дождей происходит размыв и перенос грунта временными водотоками. На территории Казанской церкви имеются все факторы, способствующие развитию процесса оврагообразования.
2.3 Результаты и выводы
Полученные результаты исследования свидетельствуют о том, что Казанская Преображенская церковь, построенная на оползневом участке левобережья р. Волги, впитала в себя все негативные природно-антропогенные влияния территории, оказавшись оконтуренной двумя оврагами, рост которых остановлен бульваром старого города Борисоглебска.
Сам храм с колокольней находятся на двухуровневых террасах древнего оползня. Развитие оползня было остановлено строительством храма, в частности закладкой большого количества камней и валунов в фундамент, и в язык оползня. Современные четвертичные отложения в виде техногенных грунтов покрывают более древние флювиогляциальные отложения водно-ледникового происхождения.
Выходы многочисленных родников на разных абсолютных отметках местности говорит о сложности водоносных горизонтов различного генезиса и обладающих различными свойствами. Близость к акватории Горьковского водохранилища (наличие существенных стоковых течений) способствует более быстрой циркуляции подземных вод выклинивающихся в водоем, а, следовательно, увеличивается промывка (дебет) подземных водных горизонтов под храмом, что делает его еще более неустойчивым к различного рода подвижкам земной коры.
2.4 Практические рекомендации по реабилитации объекта
Несмотря на использование простых методов исследования, была получена убедительная картина того, что вопреки проведенным ремонтным и реставрационным работам в Казанской церкви, нужно серьезное вмешательство в предотвращении катастрофы, которая может произойти, если этому памятнику культуры не оказать соответствующую помощь. Эта помощь должна выражаться в следующем:
. Продолжать усиливать язык оползня, примыкающего к водохранилищу каменно-валунной наброской, которая широко использовалась нашими предками и, в основном, позволила сохранить этот дивный памятник культуры и архитектурного творчества. Сделать это можно силами самих верующих в виде акций приуроченных к религиозным и светским праздникам, посредством безвозмездного послушания;
2.Следующий этап, который можно уже проводить сейчас (что входит в категорию текущего ремонта) это укрепление фундамента заливкой жидкого бетона и опалубка его бетонной отмосткой толщиной 20-30 см и шириной 2-2,5 м. Это позволит просачиваться жидким атмосферным осадкам далеко от фундамента и не разрушать его. Всего потребуется 20 - 25 м3 бетона. При рыночной стоимости 1 м3 бетона - 2750 руб. потребуется 50 - 70 тыс.р., плюс столько же на оплату труда - итого 100-150 тыс.р.
. Для окультуривания ландшафта и придания ему эстетических форм и привлекательности есть необходимость в дальнейшем использования более дорогих методов, в частности - металлического шпунта Ларсена по всему языку оползня, проведение вертикально-горизонтальной планировки участка, обустройство видовой площадки, установка коробчатых габионов, матрасов Рено и георешеток.
Список использованной литературы
1.Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1965. 436 с.
2.Алекин О.А., Семенов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 289 с.
.Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ. 1970. 487 с.
.Атлас единой глубоководной системы Европейской части РСФСР. Река Волга от Рыбинского гидроузла до г. Казани. М.: Изд-во Волжское бассейновое управление пути. 1988, т. 5. 137 с.
.Атлас бассейна р. Колокши. ЦПРП, МАНЭБ, Московское представительство. Ярославль. 1999. 43 с.
.Иконников Л.Б. Формирование берегов водохранилищ. М.: Наука. 1972. 95 с.
.Казанская церковь в г. Тутаеве Ярославской области // Инженерно-геологические изыскания и обследования фундаментов и грунтов. ИГИТ. М.: 2006. 108 с.
.Промежуточный отчет по материалам грунтовой съемки речного участка (г. Рыбинск - г. Кострома) Горьковского водохранилища. ИБВВ РАН, Борок. 2009. 27 с.