Реферат: Геологические и гидрологические условия. Формирование подземных вод

Геологические условия

Геоморфологические условия

Геоморфологические условия - это сумма данных о рельефе, его происхождении и закономерностях развития. При решении градостроительных задач большое значение имеют крутизна естественного рельефа территории, особенности его форм, степень всхолмленности.

Геологические условия включают данные о составе, мощности, несущей способности грунтов, порядке их напластования и возрасте, а также наличии и активности геологических процессов и нарушений земной поверхности в результате техногенных факторов. К числу природных физико-геологических процессов относят оползни, овраги, карст, селевые потоки, снежные лавины, сейсмические и криогенные явления.

Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия - это сведения о наличии, типе, мощности и свойствах эпизодически и постоянно существующих горизонтов подземных вод, глубине их залегания, условиях питания, особенностях режима и его динамике. Их рассматривают в тесном взаимодействии с литологическим строением, гидрометеорологическими условиями, определяющими особенности их режима и общий баланс подземных вод.

Гидрологические условия на территории изучают на основе данных о явлениях и процессах, происходящих в поверхностных водоёмах: реках, озёрах, водохранилищах и болотах. Эти условия рассматривают в тесной связи с гидрогеологическими и другими природными условиями, в комплексе определяющими характеристику круговорота воды в природе, влияние на него деятельности человека и способов управления водным режимом.

Основные сведения включают информацию об источниках питания, закономерностях режима рек и водоёмов, их основных параметрах, химическом и бактериологическом составах вода, рельефных и геологических особенностях береговой линии и дна.

Режим рек и водоёмов определяют совокупностью данных о колебаниях скоростей течения, уровней и расходов в период самого низкого продолжительного сезонного стояния - в межень и во время прохождения высоких вод с учётом сроков замерзания и вскрытия рек, а также толщины ледяного покрова.

На участках, примыкающих к водоёмам, следует установить границы затопления береговой территории паводковыми водами и нанести их на топографический план. Затем принимать решение включить в осваиваемые территории затапливаемые участки с проведением защитных мероприятий или исключить их для использования под застройку.

Данные о природных условиях дополняют перспективным прогнозированием потенциальной динамики компонентов среды под действием различных факторов, в том числе антропогенных. Так, например, оценивают последствия изменения уровня грунтовых вод в процессе строительства и эксплуатации или возможной эрозии рельефа потоками поверхностных вод и аккумуляции продуктов разрушения горных пород в пониженных местах. Кроме того, определяют экологический потенциал среды, т.е. пределы, за которыми могут начаться необратимые нарушения.

Информацию о природной среде получают на основе комплексных инженерно - геологических изысканий, задачи которых вытекают из специфики градостроительного проектирования.

Комплекс лабораторных работ

« Поиски и разведка месторождений подземных вод

И их охрана от загрязнения»

Выполнила:

студентка гр. ПРИЗ-08 Е.В. Кушина

Проверил:

В.А. Бешенцев

Тюмень, 2012 г.

2. Природно-хозяйственные условия объекта водоснабжения………………..4

2.1. Административное положение района работ………………………………4

2.2. Рельеф………………………………………………………………….…...…..6

2.3. Климат…………………………………………………………………..…..….7

2.4. Гидрография…………………………………………………………………..9

2.5 Геологическое строение………………………………………………..……10

2.6. Гидрогеологические условия…………………………………………..…...12

2.7. Существующее водоснабжение……………………………………….…….15

3. Обоснование конструкции водозаборной скважины………………………..16

4. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод…………………………19

ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЙОНА

Административное положение

В административном отношении район работ расположен в Уватском районе Тюменской области (рис. 2.1.).

Административным центром района является с. Уват. В составе района 12 сельских администраций, которые включают 43 сельских населенных пункта. Большая часть населения исторически расселена по берегам реки Иртыш; остальные районы практически не заселены. Количество жителей в населенных пунктах колеблется от 1 до 5500 человек. Около 70 % населения сосредоточено в четырех населенных пунктах: п. Туртас, с. Уват, с. Демьянское, ст. Демьянка. Все население района является сельским.

Изыскиваемый нефтепровод расположен в 440 км северо-восточнее г. Тюмень и идет западнее автодороги «Тюмень – Нефтеюганск» параллельно ей в 400-500 м. Начинается нефтепровод в 42 км от НПС «Демьянское» и заканчивается на ПСП в районе НПС «Демьянское».

В районе изысканий в настоящее время существуют объекты, связанные с добычей и транспортировкой нефти (автодороги, трубопроводы, ЛЭП, и т.п.).

Сообщение участка работ с базой экспедиции (г. Нефтеюганск) возможно колесным транспортом по существующим автомобильным дорогам.

Летом возможно судоходство по реке Иртыш.

Передвижение по участку работ в зимнее время возможно на гусеничных вездеходах, снегоходах и пешим порядком. В летнее время – на гусеничных вездеходах, а также пешим порядком.

Сообщение участка работ с базой экспедиции в г. Нефтеюганске и г. Тюмень возможно колесным транспортом.

Район работ расположен в залесенной местности и поэтому категория сложности изыскательских работ II-III.

Рис. 2.1. Обзорная карта Уватского района

Рельеф

Рельеф местности равнинный. Около 60% занимают болота. Болота покрыты мелким хвойным лесом или кустарником. Абсолютные отметки колеблются от 45 до 75 м.

Первая надпойменная терраса прослеживается узкой полосой вдоль поймы р. Демьянка. Терраса аллювиальная, верхнечетвертичного возраста. Абсолютные отметки выделяются условно и изменяются от 35,0 до 40,0 м.

Пересекаемые трассой поверхности II озерно-аллювиальной надпойменной террасы (a,laQ III 2) имеет абсолютные отметки 40,0-50.0 м, III-ей (LaQ II 3)-50.0-65.0м, IV-ой (LaQ II 4) -65.0-90.0м.

Поверхности неровные, пологоволнистые, дренированы и залесены, на отдельных участках заболочены. Леса представлены березой, осиной с примесью кедра, ели, сосны. Напочвенный покров представлен зелеными мхами, багульником, брусникой. Абсолютные отметки поверхности равнины, пересекаемой трассой нефтепровода изменяются от 41,38 до 71,5м.

Выделены следующие типы болотных микроландшафтов:

· сосново-кустарничково-сфагновый;

· грядово-мочажинный;

· мочажинно-грядовый.

Болота занимают 40.9% трассы, приурочены к понижениям рельефа. Береговые склоны болот пологие. Уровень болотных вод колеблется в пределах 0,0-0,5 м в зависимости от времени года и микроландшафта.

Суходольные участки приурочены к склонам долин рек и ручьев, наиболее повышенным участкам. Почвенно-растительный слой имеет мощность от 0,1 до 0,3 м.

Климат

Особенности климата рассматриваемой территории обусловлены ее географическим положением и связанным с этим незначительным притоком солнечной радиации. Наиболее важными факторами формирования климата являются западный перенос воздушных масс и континентальность. Взаимодействие этих двух факторов обеспечивает быструю смену циклонов и антициклонов, способствует частым изменениям погоды и сильным ветрам. Выположенный равнинный рельеф не обеспечивает достаточного стока поверхностных вод, что создает условия для избыточного увлажнения подстилающей поверхности и атмосферного воздуха. Влияют на формирование климата длительное промерзание земной поверхности, обилие болот, озер и рек.

Регион характеризуется продолжительной и холодной зимой с сильными ветрами и метелями, непродолжительным теплым летом, короткими переходными - весенним и осенним – сезонами.

Радиационный баланс подстилающей поверхности имеет четко выраженное сезонное изменение. По данным наблюдений метеостанции Тобольск, отрицательный баланс наблюдается с октября по февраль и изменяется от –1,2 до –0,8 Ккал/см 2 . В летний период радиационный баланс достигает значения 8,1 Ккал/см 2 . Годовой суммарный баланс составляет 30,4 Ккал/см 2 .

Среднемесячные значения изменяются от минус 22,0-19,2 0 С в январе до плюс 16,9-17,6 0 С в июле; при этом средняя температура зимних месяцев составляет минус 17,7-20,6 0 С, летних – плюс 14,6-15,6 0 С. Разность средних температур воздуха самого холодного и теплого месяцев в году, являющаяся одним из показателей степени континентальности климата, составляет 36,8-38,9 0 С.

Относительная влажность воздуха в течение года достаточно высокая, с максимумом в октябре-декабре – 82%; весной происходит плавное снижение относительной влажности, достигая минимума в мае-июне – 64-66 %.

Среднегодовое количество осадков в районе составляет 559-676 мм, однако сезонное распределение их крайне неравномерно.

Основная масса осадков наблюдается в теплый период года (с апреля по октябрь) при максимуме в июле-августе (77-82 мм).

Устойчивый снежный покров на территории образуется в среднем в конце октября, при этом сроки его появления и образования из года в год сильно колеблются в зависимости от характера погоды в предзимний период. Число дней с устойчивым снежным покровом составляет 185-189 дней.

Наибольшей высоты снежный покров достигает к концу зимы – началу весны. Максимальная высота снежного покрова на защищенных участках может принимать значения 98-129 см.

Характеристика ветрового режима имеет различия в северной и южной частях рассматриваемой территории. В целом, за год по ст. Демьянское преобладают ветры южного, юго-западного и юго-восточного направлений.

Наиболее характерными атмосферными явлениями рассматриваемой территории являются метели, изморози и грозы.

Гидрография

Трасса нефтепровода проходит по правосторонней террасе реки Демьянка, правого притока реки Иртыш, пересекает реку Нюрым, Большая Березовка и Безымянный ручей, впадающие в р. Демьянка, далее в р. Иртыш.

Равнина, пересекаемая нефтепроводом, сложена озерно-аллювиальными отложениями I-IV террас рек Иртыш и Демьянки. Формирование равнины происходило в средне- верхнечетвертичное время. Поверхность равнины осложнена современными отложениями пойм мелких водотоков.

Поверхность поймы р. Демьянка (aQ IV) волнисто-западинная, сильно залесена, представляет собой замшелые частично подболоченные леса. Древостой представлен в основном осиной, березой с примесью ели и кедра. В напочвенном покрове- мох, багульник, осока. Абсолютные отметки поймы р. Демьянка варьируют в пределах 28.0-35.0.

Геологическое строение

В геоморфологическом отношении район инженерно-геологических изысканий протянулся на 40 км по правобережной надпойменной террасе р. Демьянка, территория которой в свою очередь является поймой и надпойменной террасой р. Иртыш, осложненной многочисленными старичными озерами и мелкими водотоками.

Исследуемая территория расположена на поверхности I-IVнадпойменных террас.

Геологический разрез сложен современными аллювиальными, озерно-аллювиальными отложениями (aQ IV , laQ IV), представленными глинистыми грунтами- от твердого до текучего показателя консистенции. Биогенные отложения представлены торфом (bQ IV).

В зоне аэрации глинистые грунты желтовато-серые, ожелезнены, ниже уровня грунтовых вод – зеленовато-серые. На участках, где озерно-аллювиальные отложения перекрыты болотными отложениями, глинистые грунты имеют показатель текучести от мягкопластичного (пластичного) до текучего.

Суглинки и супеси, слагающие разрез района, с поверхности имеют показатель текучести от твердого до мягкопластичного.

Современные отложения болот представлены торфами сфагнового, реже гипнового и шейхцериево- пушициевого состава, от средней до сильной степени разложения, темно-коричневого цвета. Физические свойства торфа зависят от степени разложения и влажности. Пористость, сжимаемость, водопроницаемость снижается по мере возрастания степени разложения, и растут с увеличением влажности.

Болота сосново- кустарничково-сфагнового микроландшафта характеризуются плотным торфом I типа с сопротивлением торфа сдвигу более 0,15 кг/см 2 . Мощность торфа изменяется от 0,6 до 5,8 м, средняя мощность 4,0 м.

Болота грядово-мочажинного микроландшафта характеризуются наличием менее плотного торфа II типа. Сопротивление торфа сдвигу от 0,05 до 0,15 кг/см 2 . Мощность торфа варьирует в пределах 3,0-7,0 м.

Болота мочажинно- грядового микроландшафта характеризуются слабым торфом III типа. Сопротивление торфа сдвигу < 0,05 кг/см 2 . Мощность торфа варьирует в пределах 3,5-6,0 м.

Минеральное дно болот выполнено суглинками мягко- текучепластичной консистенции, в верхней части разреза суглинки заторфованы.

На своем протяжении трасса нефтепровода пересекает следующие ландшафтно-геоморфологические типы местности:

· Суходолы

· Болота I, II, III типа

· Поймы рек и ручьев

Суходолы – ровные, дренированные участки. Грунтовая толща суходолов сложена суглинистыми грунтами различной консистенции. Уровень подземных вод составляет 3,5м и более.

Болота I типа имеют сосново-кустарничково-сфагновый микроландшафт; приурочены к дренированным окраинам болотных массивов. Торф I типа сильноразложившийся, мощностью от 0,4 до 9,0м.

Болота II, III типа имеют грядово- мочажинный, мочажинно-грядовый микроландшафтный облик, приурочены к центральным частям болотных массивов. Торф II, III типа, от среднеразложившегося до слаборазложившегося, мощностью до 3,5м.

Болотные отложения залегают на суглинистых отложениях.

Гидрогеологические условия

Территория прохождения трассы нефтепровода располагается в центральной части Западно-Сибирского артезианского бассейна. На исследуемом участке выделяется два гидрогеологических этажа.

1. Водоносный горизонт верхнечетвертичных- современных озерно-болотных отложений (lb III-IV).

2. Водоносный горизонт верхнечетвертичных- современных озерно-аллювиальных отложений (al III‑IV).

Водоносный горизонт верхнечетвертичных современных озерно-болотных отложений (lbQ III-IV)

Характерной особенностью территории является широкое развитие болотных отложений. Водовмещающие породы представлены торфами. Мощность водоносного горизонта изменяется от 0,5 до 7,0 м.

Величины коэффициента фильтрации верховых торфов изменяются от 0,9 до 4,75 м/сут. В основном наблюдается следующая закономерность: с увеличением степени разложения торфов величины коэффициентов фильтрации уменьшаются.

Воды безнапорные. Наивысшие отметки горизонт имеет в период «большой воды» (июнь-июль) за счет избыточного увлажнения и подпора от озер и небольших речек.

Нижним водоупором служат как уплотненные торфа (хорошей степени разложения), залегающие в большинстве случаев в подошве торфяных залежей, так и относительно водоупорные суглинистые породы четвертичного возраста различного генезиса. В ряде случаев водоупор в подошве отсутствует, и горизонт имеет прямую гидравлическую связь с нижележащими водоносными горизонтами и комплексами.

Основное питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка осуществляется, главным образом, за счет поверхностного стока в ручьи и реки, стекающие с болотных массивов, реже – в виде высачиваний и родников по берегам рек.

Водоносный горизонт современных озерно- аллювиальных отложений (alQ III-IV )

Этот водоносный горизонт пользуется весьма значительным площадным распространением. Водовмещающие породы представлены суглинками, супесями и песками мелкими. Мощность их составляет 2-8 м. Воды горизонта – безнапорные. Уклоны грунтового потока почти на всей территории менее 0,002. Максимальное стояние уровней приходится на июнь – начало июля, минимальное – на конец марта – начало апреля. На большей части территории водоносный горизонт из-за отсутствия в его подошве водоупора, имеет гидравлическую связь и общий уровень с водами нижележащего водоносного горизонта.

Область питания горизонта совпадает с областью его распространения. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод. Подпитывание происходит из окружающих водоносных горизонтов и комплексов, расположенных гипсометрически выше, а также подстилающего водоносного горизонта. Разгрузка их происходит в эрозионную сеть, а также за счет испарения.

Установившийся уровень подземных вод в пробуренных скважинах колеблется от 0 до 0,2 м на болотных массивах (абсолютные отметки установившегося уровня болотных вод составляют 42,2-68,77м) и от 1,8 до 6,5 м для подземных вод (абсолютные отметки установившегося уровня подземных вод составляют 39,5-66,78м). Учитывая, что верхняя часть разреза сложена суглинками и супесями, обладающими низкими фильтрационными свойствами, в осенне-весенний период в зоне аэрации образовывается временный горизонт подземных вод типа «верховодка». В весенне- осенний периоды возможен подъем уровня подземных вод на 1-1,5м.

Воды по химическому составу пресные. Вода из ручья- гидрокарбонатно- сульфатно- кальциевая; химический состав подземной воды из скважины на берегу р. Нюрым- сульфатно- гидрокарбонатно- калиевый- магниевый (скв. 29, глубина отбора 0,5м); болотной воды- сульфатно- кальциевый (скв. 43, глубина отбора 0м). Вода, отобранная из скважин под опоры РРЛ, имеет гидрокарбонатно-кальциевый состав. Воды обладают средней степенью агрессивности по отношению к сооружениям из бетона нормальной проницаемости вод (согласно СНиП 2.03.11-85 табл. 5,7); по отношению к свинцовой оболочке кабеля подземные воды обладают высокой степенью агрессивности по общей жесткости (согласно ГОСТ 9.602-2005 табл.3); по отношению к алюминиевой оболочке кабеля воды обладают средней степенью агрессивностипо содержанию иона железа (согласно ГОСТ 9.602-2005 табл.5).

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-29

Гидрогеология (hydro – вода и геология) – наука о подземных водах, изучает их состав, свойства, происхождение, закономерности распространения и движения, а также взаимодействие с горными породами.

В Пермском крае подземные воды подразделяются на два класса: пресные и минеральные, они распределяются на всю мощность осадочного комплекса, от поверхности земли до кристаллического фундамента. Химический состав их разнообразен от пресных гидрокарбонатно-кальциевых вод до рассолов хлоридно-натриево-кальциевого состава.

Гидрогеологическая обстановка Пермского и Кунгурского районов различна. Это объясняется более сложными условиями залегания горных пород и их литолого-фациальным составом в Кунгурском районе, располагающимся на северном крыле Уфимского плато .

Гидрогеологические условия г. Перми и г. Кунгура

Исходя из особенностей геологического строения и гидрогеологических условий в зоне активного водообмена в пределах территории г. Перми выделяются следующие гидрогеологические подразделения:

– водоносный локально-слабоводоносный аллювиальный горизонт , объединяющий аллювиальные отложения поймы,Iаккумулятивной,IIиIIIэрозионно-аккумулятивных террас р. Камы;

– проницаемый локально-слабоводоносный горизонт аллювиально-делювиальных и покровных отложенийIVнадпойменной террасы и высокой равнины;

– подземные воды четвертичных отложений . Четвертичные отложения развиты повсеместно. Практическое значение имеют пресные воды аллювиальных и аллювиально-делювиальных отложений. Водоносные горизонты первых приурочены к современным долинам рек, а вторых – склонам долин и оврагам. Грунтовые воды аллювиальных отложений вскрываются многочисленными скважинами и колодцами. Основным источником их питания являются атмосферные осадки. Подземные воды аллювиальных отложений играют значительную роль в водоснабжении сел и деревень. Грунтовые воды аллювиально-делювиальных отложений сосредоточены в песках, супесях и суглинках, залегающих на глине или коренных породах. По водообильности аллювиальный горизонт неоднороден. Производительность скважин варьирует от менее 0,5 л/с до 2-3 л/с и более при понижениях уровня в основном в пределах 1-5 м. Дебиты родников колеблются от сотых долей до нескольких литров в секунду (пластовые выходы). Химический состав подземных вод определяется составом растворенных в них минеральных и органических веществ. Преобладающими в составе воды обычно являются хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные, карбонатные ионы, ионы натрия, магния, кальция и калия, а также кремнекислота, которая обычно присутствует в подземных водах в молекулярной форме.

– шешминский терригенный водоносный комплекс. Шешминские отложения, представленные песчаниками с известковым или глинистым цементом. Содержат две разновидности подземных вод: трещинно-грунтовые и трещинно-пластовые. Трещинно-грунтовые воды развиты в верхней части шешминского горизонта, не перекрытой казанскими отложениями. Трещинно-пластовые воды развиты ниже. Водообильность комплекса неравномерна и зависит от литологического состава водовмещающих пород и степени их трещиноватости. Основной источник питания шешминского комплекса – атмосферные осадки. Направление движения вод – от водораздела к руслам рек .

– соликамская терригенно-карбонатная водоносная свита , которая подразделяется на 2 подсвиты:

нижнюю – водопроницаемую локально-водоносную терригенно-карбонатную,

верхнюю – водоносную терригенно-карбонатную.

Довольно часто в четвертичных отложениях формируются техногенные водоносные горизонты и верховодка, происхождение которой чаще всего также имеет техногенный характер.

В районе г. Кунгура особенности циркуляции подземных вод и их химический состав определяются тектоническим строением и литологическим составом горных пород. Выделяется три основных водоносных горизонта: грунтовые воды в покровных глинисто–песчаных и гравийно-галечниковых отложениях, карстовые воды в гипсах и ангидритах иренской свиты Кунгура, трещинно-карстовые воды в известняках и доломитах филипповской свиты Кунгура и аринского яруса.

Грунтовые воды – постоянно существующие подземные воды. Они расположены на первом от поверхности водоупорном слое. Площадь распространения грунтовых вод значительно больше, чем верховодки, и совпадает с площадью их питания. Легко доступны для практического использования, но вследствие залегания на незначительной глубине подвержены загрязнению. Эти воды приурочены к суглинкам, супесям и песчано-гравийно-галечниковым отложениям. Уровень грунтовых вод в меженный период находится на глубине 5-8 м. Поверхность грунтовых вод обычно повторяет в сглаженном виде впадины и повышения рельефа. Эти воды, как правило, безнапорны. В зависимости от характера пустот, по которым движется вода, грунтовые воды могут быть поровыми или трещинно-грунтовыми.

Трещинно-карстовые воды в известняках и доломитах. Трещинно-карстовые воды – подземные воды, залегающие и циркулирующие в трещинах, пустотах, каналах, пещерах, образовавшиеся в результате растворения и выщелачивания известняков, доломитов, гипсов, ангидритов и солей (галита и др.).

Закарстованность прослеживается до уровня регионального базиса эрозии, то есть может достигать нескольких сотен метров. Подземные формы карста – пещеры, открытые трещины и различного рода каналы – протягиваются на многие километры, образуя сложную сеть пустот и полостей, которые нередко полностью или частично бывают, заполнены подземной водой. Иногда они образуют настоящие подземные реки.

Известняки карстуются интенсивнее доломитов, и доломиты обладают небольшой водообильностью.

Карстовые воды известняков и доломитов обычно пресные, гидрокарбонатные. Из-за того, что в филипповском горизонте известняки и доломиты переслаиваются между собой, подземные воды характеризуются невысокой обильностью.

Особое место занимают карстовые воды , циркулирующие по трещинам и пустотам в растворимых в воде породах - известняках, доломитах, гипсах, ангидритах, солях. Вода растворяет стенки трещин и каналов, приводит к образованию крупных подземных карстовых пустот, чем обуславливаются провалы и воронки на поверхности. Для пород слаборастворимых наиболее характерны трещинно-карстовые воды.

Источником питания карстовых вод в зоне горизонтальной циркуляции являются подземные воды, поступающие из филипповских известняков и доломитов.

Родники – это выходы подземных вод на дневную поверхность. При исследовании родников необходимо производить замеры tº С воздуха и воды, дебита (расхода), определять литологический состав и возраст водоносных и водоупорных пород, физические свойства воды, санитарное состояние вокруг родников и их использование.

В ходе практики было исследовано 13 родников на территории города Перми и в его окрестностях. Все они разгружаются в долинах рек или на дне оврага. Водоносными являются аллювиальные, терригенные и терригенно-карбонатные породы пермского и четвертичного возраста. Дебиты колеблются от 0,25 до 1,5 л/с, tводы от 3 до 9 0 С. Характерной особенностью почти всех родников является то, что территория вокруг них очень сильно загрязнена бытовым мусором (колеса, бутылки, пластиковые пакеты, жестяные банки и

др.). Родниковая вода интенсивно используется в хозяйственно-питьевых целях, хотя качество воды не соответствует питьевому.

Гидрогеологические условия

Подземные воды - наиболее чуткий индикатор антропогенных изменений природной геологической среды. На территории городов их режим значительно изменяется под влиянием прямых и косвенных воздействий человека. Нарушается естественный режим подземных вод, изменяются почти все элементы природной гидрогеологической обстановки: условия питания, стока, разгрузки, уровни, напоры, скорости, химический состав и температура подземных вод.

Антропогенные изменения подземных вод оказывают влияние на состояние и свойства грунтов, а также на развитие ряда современных геологических процессов и явлений. Если область питания водоносных горизонтов полностью или частично совпадает с границами города, инфильтрационное питание подземных вод СА счет атмосферных осадков существенно сокращается. Коэффициент инфильтрации уменьшается от 30 до 80 % за счет застройки территории водонепроницаемыми асфальтовыми и другими покрытиями, устройства водосточной системы, вырубки лесов и т.д. Для Краснодара, как и для всех крупных городов, характерно наличие отрицательного баланса в водоносных горизонтах, т.е. преобладание расходов над приходом вод, это стало причиной образования депрессионной воронки, а в результате - оседания поверхности. [ 1 ]

В связи с водопонижением и обезвоживанием изменяется состояние и многие физико-химические свойства грунта, например в связи с откачкой воды происходит гидростатическое уплотнение рыхлых пород, а в результате происходит опускание земной поверхности. Величина осадки пород зависит не только от величины сил, ее вызывающих, но и от степени сжимаемости пород. Тонкодисперсные, мягкие, рыхлые породы (характерные для территории города) отличаются наибольшей деформируемостью. Оседание вызывают нежелательные сопутствующие процессы и явления, которые существенно усложняют инженерно-геоморфологические условия. В результате опускания местности повышается уровень грунтовых вод, с чем связано подтопление и заболачивание территории.

Результатом повышения уровня подземных вод являются следующие изменения свойств грунтов: распад структуры глинистых пород, размягчение твердых глинистых пород, разуплотнение рыхлых пород, увеличение влажности, растворение водорастворимых пород. Указанные изменения сопровождаются понижением механической прочности, уменьшением сопротивления сжатию и сдвигу.

С искусственным обводнением грунтов и повышением "зеркала" подземных вод связаны следующие виды антропогенных геологических процессов и явлений: образование новых водоносных горизонтов, особенно часто верховодки, подтопление, заболачивание территории, набухание глинистых и просадки лессовых грунтов. Указанные изменения грунтов и антропогенные воздействия могут носить временный или стабильный характер, иметь разные масштабы проявления. Стабильные, крупномасштабные и региональные изменения вызываются созданием крупных водохранилищ. Локальные и имеющие временный характер распространения проявляются при утечках вод из подземных коммуникаций.

При изменении химического состава подземных вод наблюдается антропогенный карст, который в отличие от природного имеет большие скорости развития процесса, высокую интенсивность, меньшую площадь проявления, возможность развиваться там, где раньше карст не проявлялся. Антропогенный карст - более управляемый процесс, чем природный. Подземное растворение пород ведет к образованию пустот и крупных полостей, в результате возможно обрушение вышележащих пород, образование провальных воронок, трещин, проседание поверхности земли, формирование своеобразного микрорельефа. С этим процессом связаны массовые деформации зданий и сооружений. Карст нередко сочетается с суффозией.

Подземные воды территории Краснодара по минерализации и химическому составу чрезвычайно пестры - от 0,5 до 10г/л с преобладанием вод слабо солоноватых. Чаще воды с минерализацией до 1г/л относятся к гидрокарбонатно - сульфатным кальциевым, а с минерализацией более 5 г/л - к хлоридно - сульфатным натриевым. Грунтовые воды, как правило, не агрессивны ко всем типам бетона. Исключение составляют участки, где грунтовые воды загрязнены промышленными стоками (сульфатная агрессивность, которая увеличивается от окраин к центру города). Особенно большое содержание сульфатов в воде отмечается вдоль уступа второй террасы, где территория планировалась с использованием бытового и строительного мусора. В пределах террас агрессивность грунтовых вод находится в прямой зависимости от плотности и условий городской застройки.

Город, выделяя в большом количестве антропогенное тепло, оказывает отепляющее воздействие на подземные воды на глубину до 300 м, что ведет к появлению таких свойств, как агрессивность (в сочетании с изменением химического состава) вод к определенным видам пород.

Анализ гидрогеологических условий территории Краснодара показал, что интенсивная хозяйственная деятельность по своим масштабам в настоящее время соизмерима с природными процессами, а в некоторых случаях - превосходит их. В результате нарушено естественно сложившееся динамическое равновесие природных условий. На формирование и режим подземных вод существенно влияют:

1. водоотбор - сформировались огромные по площади и в плане депрессионные воронки;

2. строительство крупного равнинного водохранилища и оросительных систем - изменен и нарушен подземный сток, изменились условия взаимосвязи между подземными и поверхностными водами, происходит подтопление территории и др.;

3. интенсивная сельскохозяйственная и промышленная деятельность - химические средства защиты растений и применение удобрений, сточные воды оказывают влияние на химический состав подземных вод - вырубка лесов, распашка земель, устройство карьеров, берегоукрепление и т.д. [ 1 ]

Гидрогеологические условия Краснодара определяются развитием водоносного горизонта грунтовых вод в покровных суглинках, супесях, песках, распространенных на площади второй и третьей НПТ. Мощность обводненных отложений обычно составляет 5-8 м. Водоносные отложения в пределах большей части территории подстилаются водоупорными глинами мощностью 2-5 м.

Местами водоупорные отложения отсутствуют (фильтрационные окна). Это обстоятельство приводит к гидравлической связи верхнего грунтового водоносного горизонта с нижним горизонтом напорных вод четвертичных отложений. В результате водоносные горизонты имеют близкие отметки уровней и сходство режимов, что позволило провести аналогию характера колебаний и глубин залегания уровня в многолетнем плане по режимным скважинам.

Основным режимообразующим фактором уровенного режима грунтовых вод являются атмосферные осадки, определяющие режим их питания. Территория Краснодара и его района относится к провинции сезонного спорадического промерзания зоны аэрации. Питание грунтовых вод осуществляется практически круглый год, однако максимум приходится на осенне-зимний и частично весенний периоды. На холодный период года (октябрь - апрель) приходится 60 - 70 % годовой инфильтрации, что соответствует 20- 30 % выпадающих осадков за этот период. В теплый период доля инфильтрации снижается до 5-10 % и увеличивается доля испарения. К внутренним режимообразующим факторам относятся литологический состав водовмещающих пород, мощность зоны аэрации, степень дренированности или подпора, морфологические условия и глубины залегания уровня подземных вод.

По совокупности указанных факторов и на основе общего гидрологического строения выделяется водоносный горизонт грунтовых вод второй и третьей НПТ. Водоносный горизонт пойменных отложений определяется уровенным режимом Кубани. Юбилейный жилой район строится в пойме Кубани на намывных грунтах, которые уложены на суглинистое и глинистое основание. Эти условия определили формирование техногенного горизонта грунтовых вод, который в последующем может вызвать подтопление участков в зависимости от планировки и состояния водохозяйственных систем. Эта зона в большей степени находится под влиянием уровенного режима реки.

Независимо от генетической принадлежности литологические разности пород в пределах террас имеют определенные фильтрационные параметры, которые установлены по опытным работам при инженерно - геологических изысканиях. Коэффициенты фильтрации изменяются в следующих пределах: глины, суглинки - 0,3 - 0,14; супеси - 0,06 - 0,5; лессовые суглинки - 1 - 2; пески среднезернистые - 9,3 - 16,0; пески крупнозернистые - 18 -28 м/сут.

В суглинистых, глинистых грунтах дебиты скважин не превышают 0,1 - 0,01 л/с, в песчаных грунтах дебиты скважин изменяются от 1 до 5 л/с.

Водоносный горизонт второй НПТ прослеживается от хут. Ленина (на юго-востоке от городской зоны) до западной окраины города (в районе рубероидного завода). В 1981г. Отмечается резкий подъем уровня, который не увязывается с количеством атмосферных осадков в зимне - весенний период, находящихся в средних пределах 44 % обеспеченности по водности. Возможно, подъем уровня был заложен в 1978г., отличающимся повышенной водностью. В какой-то степени подъем уровня увязывается с влиянием Краснодарского водохранилища: в 1980-1982 гг. (по данным службы эксплуатации водохранилища) при максимальном заполнении водохранилища сброс воды не приводил к снижению уровня наполнения, что вызывало длительное стояние высокого уровня около 200 суток.

Формирование потока грунтовых вод террасы в настоящее время определяется подпорным режимом вод в долине Карасуна и уровнем Краснодарского водохранилища. До строительства водохранилища подземный поток в верховьях имел отметку 24-25 м. и загружался в пойму Кубани. После 1970-х гг. на территории города и его пригородной зоны произведены большие водохозяйственные мероприятия, наложившие значительный отрицательный отпечаток на водный режим, особенно на площади второй террасы.

Строительство водохранилища с отметками наполнения 35 м. создало условия подпора подземных вод четвертичных отложений. Уровень подземных вод по правобережью поднялся до отметки 31 - 32 м. от земной поверхности. Это обстоятельство привело к изменению направления их движения от водохранилища вдоль бортовой зоны в направлении пос. Пашковского и городской зоны, и далее по долине Карасуна. Искусственный подъем уровня привел к подтоплению части территории ниже створа плотины.

С целью снижения напора и скорости потока в зоне плотины создана береговая дренажная завеса из 219 скважин с шагом 50м. Радиус влияния дренажной завесы около 400-500 м., перехватывания потока подземных вод не происходит.

В 1980 г. завершено строительство магистральных водоводных каналов, которые подают на пригородную оросительную систему около 4 млн.м 3 воды в год. Площади орошаемых земель вплотную примыкают к городской черте. Земляные каналы и оросительная система не имеют оградительного дренажа для перехвата фильтрующих вод наиболее четко выражено в верховье долины Карасуна, а также в районе аэропорта и пос. Пашковского. Восточнее аэропорта сформировался купол грунтовых вод с абсолютной отметкой до 34м. при глубине залегания уровня менее 1 м. Эта обширная зона имеет радиально расходящийся поток, одна ветвь которого направлена к аэропорту и вызывает подтопление взлетной полосы. Далее этот поток сужается и переходит по долине Карасуна в направлении пос. Гидростроителей.

Переоборудование в каскад закрытых водоемов реки Карасун привело также к формированию подпорного режима грунтовых вод и дополнительного их питания за счет фильтрации из водоемов на всем протяжении. Вызванный подъем уровня, который не был учтен при строительстве, привел к подтоплению территории Комсомольского микрорайона, пос. Пашковского и территорий, прилегающих к долине. Западная ветвь долины Карасуна практически засыпана и большей частью застроена. На отдельных участках созданы благоустроенные водоемы, с отметками уровня 21 м. Объекты, построены в зоне деятельности засыпанной долины реки, страдают от подтопления. Видимо, подземный поток сохранился и питается за счет построенных водоемов, сброс воды из которых практически не осуществляется.

Между долиной Карасуна и подошвой третьей террасы формируется мощный подземный поток, направленный к ТЭЦ и ул. Селезнева. Перепады отметок составляют 28-21 м. Начало потока, видимо, связано с фильтрацией вод из оросительной системы, расположенной в восточном конце ул. Уральской выявлена закономерность, заключающаяся в появлении зон подтопления, приуроченных к подошве склона третьей террасы, что, по-видимому, связано с перетоком вод и наличием западин в рельефе. Ранее построенный дренаж (оградительный канал) не выполняет свое назначение, так как не имеет сбросного выхода и в настоящее время заполнен водой, что служит дополнительным источником питания грунтовых вод. Аналогичная зона установлена далее по границе террас от ул. Садовой до ул. Кропоткина с глубиной залегания уровня 1 - 3 м. Уклон потока на этом участке небольшой, с отметками уровня от 24 до 21 м. Можно отметить некоторый застойный характер вод. Начиная с ул. Северной, поток резко разгружается к Кубани.

В целом, рассматривая режим грунтовых вод второй террасы, следует отметить общую тенденцию подъема уровня. Произведя сравнение с картой гидрогипс 1970 г., отмечаем подъем уровня в пределах 2 - 3 м. и более. Участились случаи подтопления объектов и сооружений, что частично связано с большими утечками воды из водохозяйственных систем, с неупорядоченным поверхностным стоком и несовершенством ливневой канализации.

Строительством плотины в пойме реки и конструкцией было предопределено повышение уровня подземных вод четвертичных отложений выше створа плотины на 5 - 7 м. (до отметки 34 - 35 м.), однако фильтрационные воды водохранилища сформировали поток подземных вод, который от ст-цы Васюринской, двигаясь параллельно береговой зоне в направлении верховья реки Карасун, разворачиваются на второй террасе в направлении города. В 1973 г. после затопления водохранилища гидродинамическое его влияние было зафиксировано на действующих городских водозаборах подземных вод и по режимным скважинам Краснодарской геологоразведочной экспедиции.

Всего на территории города находится 12 крупных водозаборов, около 400 скважин. При эксплуатации скважин после заполнения водохранилища темпы снижения динамического уровня с 0,7 м/год перешел на повышение до 0,4 м/год. Динамический уровень основных водоносных горизонтов.

Анализ графиков режимных наблюдений апшеронского и акчагыльского водоносных горизонтов показывает повышение уровня от 1 до 4 м/год. Гидравлическая связь грунтовых вод с подземными водами четвертичных отложений дает основание предполагать о влиянии водохранилища на уровенный режим верхнего горизонта.

Водоносный горизонт третьей НПТ формируется за пределами городской зоны на водораздельном склоне между р. Кубань и Кочеты Динского района, в 10 - 15 км. северо - восточнее города. Направление движения вод юго-западное, абсолютные отметки в зоне транзита - 36-28 м. Разгрузка подземных вод происходит по границе со второй террасой путем скрытого перетока.

Отметки уровня в зоне разгрузки изменяются от 28 до 24 м. В зоне транзита грунтовый поток проходит через мощные ирригационные и оросительные системы, где происходит дополнительное питание потока за счет фильтрации ирригационных вод. При подходе к городской зоне поток приобретает сложную конфигурацию, что в большей степени определяется морфологическими условиями и влиянием оросительной системы. К северной части города направлен сосредоточенный поток грунтовых вод, которые разгружаются в районе ул. Восточно - Кругликовской и Шоссейной. Глубины залегания уровня довольно значительные: от 7 до 4 м. Однако незначительные западины в рельефе, балки, понижения имеют большое значение в накоплении поверхностных вод, создании заболоченности, которые в дальнейшем соединяются с грунтовыми водами. Так, в районе Тополиной в незначительном понижении сформировалась зона подтопления с подъемом уровня до отметки 30 м. при глубине до 1м.

Северная и Северо-западная части городской зоны практически в гидрогеологическом отношении не изучены. В целом эта часть предварительно характеризуется глубинами уровня подземных вод 5-10 м. Некоторые изменения глубин и осложнения гидрогеологических условий могут возникнуть по происходящим здесь балкам Осечки, Сула, которые в настоящее время используются для создания водоемов и орошения земель. На этих участках возможен подъем уровня грунтовых вод до 3 - 5 м.

Подтопление городских территорий считается типичным антропогенным геологическим процессом. Оно проявляется там, где в результате хозяйственной деятельности изменен баланс подземных вод в сторону уменьшения расходных и увеличения приходных составляющих, нарушен режим подземных вод и влажностной режим подземных вод и влажностной режим зоны аэрации. Подтопление начинает проявляться еще в процессе строительства города и активизируется при эксплуатации городских зданий и сооружений за счет дополнительного питания водоносных горизонтов и сокращения поверхностного стока, испарения и подземного стока. Способствует данному процессу гидротехнические сооружения, создаваемые вблизи города.

Комплексного рассмотрения причин подтопления (в том числе и приведших к значительному подтоплению территории Краснодара в 1988г.) не проводилось, уделялось внимание только отдельным факторам. Сложность изучения данной проблемы определяется тем, что общепринятой классификации факторов подтопления не существует. Г.В. Войткевич (1996) предложил сгруппировать все факторы проявления данного процесса по следующим признакам:

1. масштабу воздействия - региональные и локальные;

2. условиям питания и разгрузки подземных вод;

3. генезису - естественные и искусственные;

4. активности воздействия на формирование гидродинамической обстановки - активные и пассивные;

5. характеру действия - случайные и детермические. [ 1 ]

Действие факторов рассматривается по времени (систематические, периодические, эпизодические) и распространению в пространстве (равномерное или неравномерное, сплошное или спорадическое)

Подтопление - полигенный, многофакторный процесс и набор факторов подтопления и условий изменяется в зависимости от естественных зонально - климатических, регионально - геологических условий, от особенностей города, характера его производства, городского хозяйства и благоустройства. Роль различных факторов подтопления неодинакова. К весьма значительным относятся: инфильтрация воды из водоемов с образованием зон подпоров, массовые утечки воды из подземных сетей водонесущих коммуникаций, ликвидация естественных дрен, антропогенное ослабление естественного стока, уменьшение площади испарения, конденсация влаги поз зданиями, покрытиями, оседание дневной поверхности.

В общем причина подтопления города возникла как результат несовершенных водохозяйственных сооружений, возведение которых было продиктовано временным экономическим эффектом без долгосрочных прогнозов их воздействия на окружающую природу.

На основании детального изучения имеющегося гидрогеологического материала, изучения уровенного режима водоносных горизонтов, материалов изысканий под чашу Краснодарского водохранилища и пригородных оросительных систем установлена взаимосвязь водоносных горизонтов и их связь с рекой и водохранилищем. Выделяются следующие основные факторы, обусловившие подтопление городской территории и механизм воздействия этих факторов.

Краснодарское водохранилище. Строительство плотины в пойме реки и ее конструкцией было предопределено повышение уровня грунтовых вод в долине, выше створа плотины, на 5 - 7 м. Фильтрационные воды водохранилища сформировали дополнительный боковой поток подземных вод, который при подпорном режиме поднялся до отметки 35 м. и, двигаясь от станицы Васюринской параллельно водохранилищу, в верховьях долины Кубани разворачивался в направлении городской территории. Роль существующей дренажной завесы ограничена и ее мощность не позволяет перехватить поток подземных вод, направленный к городу.

Влияние пригородной оросительной системы, которая была создана на базе Краснодарского гидроузла и состоит из магистральных водоподающих каналов и оросительной системы, непосредственно соприкасающихся с городской чертой. Фильтрационные потери из каналов м фильтрация оросительных вод приводит к подъему уровня грунтовых вод, и движение их происходит через городскую территорию к зонам разгрузки в долины Карасуна и Кубани. Отрицательное влияние оросительной системы связано с отсутствием дренажной по перехвату фильтрационных вод при орошении. Это привело непосредственно к подтоплению территории аэропорта, пос. Пашковского, Комсомольского микрорайона и ряду других территорий.

Зарегулирование стока р. Карасун привело к дальнейшему осложнению обстановки. При гидрогеологических изысканиях была выявлена связь первого водоносного горизонта с рекой. Создание в русле каскада закрытых водоемов привело к снижению оттока грунтовых вод, а в результате к их подпору, как в береговой зоне, так и за ее пределами. Поэтому зарегулирование стока рассматривается как один из основных факторов подтопления Краснодара, что в значительной степени осложнило экологическую ситуацию города. В результате можно сказать, что строительство водоемов выполнено без должного водохозяйственного обоснования.

Водохозяйственный фактор подтопления. Водохозяйственные коммуникации города определяют подтопление конкретных объектов, вызывая опасные геологические процессы: провалы, просадки поверхности, нарушения устойчивости фундамента сооружений, загрязнение подземных и поверхностных вод. Все эти явления связаны с большой утечкой водопроводных и фекальных вод, которые могут составлять до 30% объема стока (60 тыс. м 3 /сут.). Размер утечек определяется состоянием коммуникаций и их размещением. Например, наличие тупиковой ливневой канализации в Комсомольском микрорайоне значительно усиливает процесс подтопления.

Из наиболее значительных факторов подтопления территории города выделяются: климатические условия, рельеф, почвенный покров, гидрогеологические условия К.С. Шадукц, В.М. Шереметьев (1986) связывают повышение уровня грунтовых вод (подтопление) с глубинными тектоническими процессами - предвестником землетрясений. В периоды значительных изменений в уровенном режиме подземных вод наблюдается усиление сейсмической активности не только Кавказского региона, но и всего Трансазиатского сейсмического пояса. Используя метод аналогий, реакцию подземных вод на возникновение тектонических напряжений можно сравнить с реакцией уровней на увеличение статической нагрузки при заполнении водохранилища. Увеличение давления на водоносный горизонт при заполнении водохранилища на 1 атмосферу приводит к подъему уровней на 2 м.

На основании уровня залегания грунтовых вод территория города подразделяется на подтопляемые участки, периодически подтопляемые, потенциально подтопляемые на заданный расчетный период и потенциально неподтопляемые.(см.приложение 1)

Подтопление на территории Краснодара зафиксировано на участках с залеганием подземных вод от 0 до 2 м - это пос. Пашковский, район аэропорта, пойменные участки р. Кубань и Карасун. Большая по площади зона подтопления установлена по ул. Восточно - Кругликовской улице с глубиной уровня до 0,2 м. Подтопление этих участков стало следствием региональных факторов подтопления (см. табл.6). причинами подтопления территорий, прилегающих к ул. 1-го Мая, Северной (от пересечения с ул. Тургенева), Сормовской и других, являются природные и техногенные локальные факторы.

Эти же факторы послужили причиной подтопления ул. Российской, Тополиной, Ростовское шоссе (скопление поверхностных вод в западинах, балках). Построенные на этом участке городские овощехранилища оказались затопленными. Более сложная обстановка создается в северной промышленной зоне, в районе компрессорного завода, ЗИП, ЖБИ и др. В связи с затрудненном поверхностным стоком и техногенным влиянием в районе ул. Солнечной, Зиповской произошел подъем уровня грунтовых вод и подтопление подвальных помещений объектов.

Потенциально подтопляемые территории находятся в прямой зависимости от природных условий.

Потенциально неподтопляемые территории - такие, на которых вследствие благоприятных природных и техногенных условий заметного увеличения влажности грунта и повышения уровня подземных вод не происходит, а сели и наблюдается, то за расчетный период времени не достигает критических значений. На территории Краснодара к участкам, испытывающим меньшую техногенную нагрузку, относится, например, район ул. Московской.

При проектировании инженерной защиты города от подтопления и других опасных природных и природно - техногенных процессов рекомендуется (наряду с мероприятиями по снижению влияния водохранилища) следующее:

1. Восстановить естественный сток по р. Карасун. Провести очистку существующих прудов (ликвидация кольматации русла и бортов долины), осуществить дренажные мероприятия засыпанных площадей.

2. Рассмотреть возможность создания сооружения оградительной дренажной системы для предохранения территории города от поступления фильтрационных оросительных вод из магистральных водоподающих каналов и орошаемых земель.

3. Организовать и вести стационарное режимные наблюдения за уровнем грунтовых вод;

4. Увеличить протяженность дренажной завесы вдоль водохранилища, восстановить ее изучение. Обеспечить ее непрерывное функционирование;

5. Обосновать недопустимость увеличения емкости водохранилища за счет повышения уровня пополнения;

6. Предусмотреть следующие мероприятия: регулирование поверхностного стока; восстановление всех имеющихся водопропускных устройств под дорогами. Насыпями в местах пересечения водотоков и перетоков поверхностных вод в микропонижениях; строительство водопропусков и соблюдение правил водоотвода при дорожном и промышленно - гражданском строительстве; расчистка основных водотоков до их устьев за пределами черты города для беспрепятственного пропуска избытка вод с поверхности третьей надпойменной террасы; ремонт водопроводных и канализационных сетей, наращивание новых систем ливневой канализации на застроенных территориях.

Учет этих рекомендаций при проектировании и внедрении их в жизнь позволит снизить не только процессы подтопления, затопления, эрозионной деятельности, но и загрязнение вод первого от поверхности водоносного горизонта и вмещающих его грунтов.

Затопление в последние годы наносит ущерб городу и сельскому хозяйству и требует кардинальных мер по их предотвращению. Этот процесс имеет широкое развитие в пределах территории города и, как правило, связан с нарушением естественного поверхностного стока. Активизирует данный процесс прогрессирующее подтопление городской территории.

Наиболее сформированными и протяженными геоморфологическими единицами на территории террас являются долина реки Карасун и балка Осечки. В настоящее время в связи с прекращением естественного водотока в долине Карасуна начали развиваться процессы подтопления и заболачивания. До 1948 г. долина дренировала подземные воды террас и была проточной круглый год.

Максимальная глубина вреза балки Осечки относительно поверхности третьей террасы у северной границы не превышает 3-4 м. Борта пологие, незаметно сочленяются с поверхностью террасы. Она перегорожена многочисленными дамбами, в результате были образованы пруды. В средней и в основном в верхних частях склоны и днище балки с ее ответвлениями местами распаханы, перекрыты дорогами или застроены, в связи с чем естественный сток атмосферных вод по балкам затруднен, чем созданы условия для затопления отдельных участков. В сухой период балка пересыхает, сток в ней отсутствует.

В условиях недостаточной водопроницаемости грунтов и аномально высоких количеств годовых осадков большинство из понижений, широко распространенных на территории города, служат временными, а в годы высокой водности, и постоянными накопителями атмосферных вод.

Затопление развито на всей площади надпойменных террас и составляет около 7-10 % от их поверхности. С затоплением тесно связан процесс заболачивания.

Как правило, на площадках постоянного стояния поверхностных вод (отдельные просадочные блюдца, участки долины Карасуна, балки Осечки, подпруженные дамбами, понижения поймы Кубани, участки склонов с выклиниванием подземных вод и т.д.) прослеживается заболачивание. На таких участках грунты снизили прочностные и деформационные свойства, разуплотнены, типично произрастание камыша, тростника и другой влаголюбивой растительности.

Климат

Природные и инженерно-строительные условия

Климат, рассматриваемого района умеренно-континентальный, лето умеренно теплое, зима продолжительная и холодная.

Климат формируется в условиях малого количества солнечной радиации зимой под воздействием северных морей, и интенсивного западного переноса воздушных масс, вторгающихся из глубины континента. Частая смена воздушных масс различного происхождения создает большую неустойчивость погодных условий в любой из сезонов года.

Самая низкая температура воздуха наблюдается в январе, его среднемесячная температура -10,8 С. Среднемесячная температура июля, самого теплого месяца +16,7 С. Абсолютный минимум -49 С, абсолютный максимум +34 С.

В годовом ходе средних температур резких перепадов не наблюдается.

В таблице 3.1.1 даны даты перехода среднемесячной температуры воздуха через определенные пределы и число дней, превышающих эти пределы.

таблица 3.1.1

Средняя дата среднего заморозка 13 / IX, последнего 27/ V.

Продолжительность безморозного периода составляет 108 дней.

Продолжительность солнечного сияния составляет за год 1712 часов.

Рассматриваемая территория относится к зоне достаточного увлажнения, среднегодовое количество осадков составляет 754 мм. Максимум приходится на теплый период года (август) – 86 мм, минимум – на апрель 39 мм. Засух, как правило, не бывает.

Летом осадки носят преимущественно ливневый характер, зимой осадки образуют устойчивый снежный покров. Он устанавливается в конце октября, держится до середины апреля и в марте его средняя высота достигает 30 см. Число дней со снежным покровом 181.

Относительная влажность воздуха высока в течение всего года (80%), особенно в холодное время года (не ниже 84%).Минимум наблюдается в июне (70%).

Ветровой режим данной территории определяется сезонным режимом барических центров, формирующихся над Северной Атлантикой и Евразией.

В целом в году преобладают ветры юго-восточного направления. Наименьшую повторяемость во все сезоны года обнаруживают ветры северо-восточного направления. Среднегодовая скорость ветра составляет 3,6 м / сек. (розу ветров смотреть на чертежах).

Выводы:

1. Климатические условия района не вызывают планировочных ограничений.

2. Территория города относится к строительной зоне II В.

3. Расчетная температура самой холодной пятидневки - 32 С.

4. Зимняя вентиляционная расчетная температура - 17 С.

5. Продолжительность отопительного периода 234 суток.

6. Максимальная глубина промерзания почвы 140-150 см.

7. Умеренная зима требует необходимое тепло защиты зданий и сооружений.

3.2.1 Гидрология

Город Вытегра расположен в нижнем течении реки Вытегры в 14 км от ее устья.

Река Вытегра берет начало из озера Маткозера и впадает в Онежское озеро. Длинна реки 64 км, площадь водозбора 1670 м .

В настоящее время река Вытегра на протяжении 39 км от устья входит в состав Волго-Балтийского водного пути и представляет собой канал от Онежского озера до Вытегорского гидроузла, проходящей по долине реки Вытегры, спрямляя излучины речного русла, длина его – 13,5 км. Ширина канала 175-150 м, глубина 4,9-5,9 м. Канал находится в подпоре от Онежского озера. В пределах города на реке Вытегре расположен шлюз №1 и Вытегорский гидроузел.

Основные сведения по Вытегорскому водохранилищу приводятся в таблице 3.2.1.1

таблица 3.2.1.1

Водный режим реки Вытегры в районе города Вытегры в значительной мере определяется работой гидросооружений.

Уровенный режим характеризуется весенними подъемами, устойчивым стоянием горизонтов в период открытого русла и плавной сработкой в течение зимы.

Весенний подъем уровня начинается во второй половине апреля и достигает своего максимума в конце апреля начале мая, через 7-10 дней после начала половодья. Высота подъема составляет 1,0 - 1,5 м над зимней меженью. Спад половодья имеет в начале ясно выраженный характер, затем задерживается на отметке в среднем на 0,5 метров выше зимней межени. Причиной этого является подпор от Онежского озера, где максимальные уровни наблюдаются в июне – июле. Наименьшие уровни наблюдаются, как правило, в конце зимы.

В верхнем бьефе гидроузла уровень поддерживается на отметке 46,0 м.

Уровни воды в нижнем бьефе определяются выпусками из водохранилища и уровнями Онежского озера. По данным Л.О Гидропроекта максимальный расчетный уровень 0,1% обеспеченности составляет 34,3 м. Средний уровень нижнего бьефа шлюза №1 – 33,1 м соответствует среднему уровню Онежского озера за период навигации, минимальный уровень – 32,6 м устанавливается при минимальном навигационном уровне озера и нулевом расходе через гидроузел.

По материалам Л.О Гидропроекта максимальный расход воды 1% обеспеченности (при НПУ) – 165 м /сек, расход воды 0,1% обеспеченности (при форсированном горизонте) – 250 м /сек. Расчетный навигационный расход (при шлюзовании) – 65 м /сек.

Ледовый режим реки характеризуются образованием заберегов продолжающимся от начала октября до последних чисел ноября. Одновременно с появлением заберегов на реке появляется «Сало» и шуга.

Осенний ледоход чаще всего спокойный и непродолжительный (3-5 дней). Ледостав устанавливается в среднем во второй декаде ноября. Ледяной покров ровный толщина его к концу зимы достигает в среднем 50-55 см.

Вскрывается река в апреле-мае.

По химическому составу вода реки Вытегры относится к гидрокарбонатному классу с преобладанием ионов НСО (36-44% экв.) Вода слабоминерализована в течении года минерализация не превышает 50 мг/л.

В результате сбросов неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод качество воды в реке Вытегре ухудшается; на санитарное состояние реки отрицательное влияние оказывает и водный транспорт.

Вода загрязнена органическими веществами, что обуславливает превышение ПДК по перманганатной окисляемости; имеет место значительное бактериальное загрязнение и загрязнение СПАВ. Превышает ПДК содержание в воде взвешенных веществ, хлоридов, нефтепродуктов и железа.

На территории города в реку Вытегру впадает ручей Вянг, площадь водосбора которого 3,5 км . В гидрологическом отношении ручей Вянг не изучен. Водный режим ручья Вянг аналогичен реки Вытегры.

Максимальный расчетный расход воды 1% обеспеченности ручья Вянг в устье ориентировочно составляет 4,5 м /сек, наивысший годовой подъем уровня – около 1 м.

Выводы:

1. Водный режим реки определяется гидротехническими сооружениями, построенными на реке в районе города. Река Вытегра входит в систему Волго-Балтийского водного пути

2. Наивысшим годовым уровнем воды редкой повторяемости затапливается небольшая часть городской застройки, слоем около 1 м.

3. Расчетный минимальный навигационный расход (при шлюзовании) на реке Вытегре составляет 65 м /сек.

4. В результате хозяйственной деятельности вода реки Вытегры загрязнена по ряду ингредиентов и при использовании для водоснабжения должна быть очищена через систему В.О.С.

3.2.2. Гидрогеология

Подземные воды приурочены ко всем генетическим типам четвертичных отложений и дочетвертичным породам.

В четвертичных отложениях заключены поровые и пластово-поровые воды.

Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава с включением гравия, гальки и гравийно-галечные отложения, реже супеси. Подземные воды безнапорные, лишь в ледниковых отложениях заключены воды опорадического распространения обладающие небольшим напором, воды подморенных отложений – напорные.

В коренных породах заключены пластово-трещенные преимущественно напорные воды. По химическому составу воды коренных пород и четвертичных отложений гидрокарбонатнокальциевые, магниево-кальциевые с минерализацией от 0,2-0,6 г/л до 1-1,3 г/л.

Гидрогеологическая характеристика основных водоносных горизонтов и комплексов приведена ниже в таблице 3.2.2.1.

Как видно из таблицы 3.2.2.1, наибольший интерес для целей водоснабжения города представляет семилукско-бурегский водоносный комплекс.

В 1970 году ПГО «Севзапгеология» проведены разведочные работы на подземные воды для хоз – питьевого водоснабжения города Вытегра.

Участок детальных изысканий расположен на восточном берегу Вытегорского водохранилища севернее д. Шестово. Были подсчитаны запасы подземных вод семилукского-бурегского водоносного комплекса по категориям В+СI в количестве 12 тыс. м /сут, запасы утверждены ТКЗ, протокол №1098 от 30.07.1971 года. Подземные воды на участке по составу хлорносульфатные магниево-кальциевые с минерализацией до 1-1,3 г/л. Учитывая, что подземные воды характеризуются повышенной минерализацией вопрос о возможности использования этих вод для централизованного водоснабжения города, был решен в то время Вологодской СЭС положительно.