Гидрологические условия. Природные и инженерно-строительные условия

Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?

Скважинами, пройденными до глубины 20-30м, подземные воды на участке вскрыты на глубинах 6.5-9.0м от поверхности. Установившийся уровень подземных вод наблюдался на глубинах 1.5-4.8м. Процесс установления уровня по скважинам происходил во времени по разному, от нескольких часов до нескольких суток.

Водоносными являются грунты элювиальной толщи аргиллитоподобных глин, состоящих из трещиноватых выветрелых глин, с кристаллами гипса, с прослойками и линзами песков пылеватых.Режим подземных вод субнапорный. Нижним водоупором являются аргиллитоподобные неогеновые глины, верхним - делювиальные глины четвертичного возраста. При вскрытии водоносного горизонта вода поднимется до уровня 1.5м.-4.8 м (гидравлический напор 4-6 м.). Необходимо учесть, что при устройстве фундаментов, в случае прорезки верхнего водоупорного горизонта глина делювиальная, желто-бурая, твердая, легкая пылеватая, слабонабухающая.и вскрытии водоносного горизонта глина зеленовато-желто-серого цвета, (элювий коренных глин), твердая тяжелая произойдет подъем воды до пъезометрического уровня.

Гидрогеологические условия участка изысканий определяются специфическими особенностями геолого-тектонического строения региона, литологического состава пород, геоморфологии и климата, которые, в общем, не благоприятствуют формированию подземных вод. Так геологический разрез территории представлен преимущественно слабопроницаемыми отложениями глинистой фракции; на участке совершенно отсутствуют постоянные поверхностные водотоки и слабо развита овражно-балочная сеть; выпадающие здесь атмосферные осадки, при сравнительно высокой среднегодовой температуре воздуха, расходуются преимущественно на испарение и поверхностный сток. Тем не менее, ко всем стратиграфическим подразделениям разреза приурочены подземные воды. При этом первые от поверхности горизонты грунтовых вод формируются, главным образом, за счет атмосферных осадков. В формировании нижележащих водоносных горизонтов принимают участие воды лиманов и моря, обеспечивающие приток в горизонты подземных вод.

Подземные воды обнаружены на глубине 4,0-6,4 м. На изучаемой территории выделяются водоносные комплексы четвертичных покровных отложений и коренных глин.

Рельеф участка, характеризующийся значительными уклонами дневной поверхности, и низкие фильтрационные свойства грунтов способствуют быстрому и значительному по объему скатыванию атмосферных осадков за пределы участка. Исключение составляет древняя морская терраса, где имеются более благоприятные условия для инфильтрации атмосферных осадков, скапливающихся в понижениях рельефа. Общий характер колебаний уровней одинаков: очень слабое, с запозданием, реагирование на атмосферные осадки и тенденция к снижению уровней подземных вод по всем наблюдавшимся комплексам горных пород. Наивысшее положение уровней, в основном, в зимне-осенние месяцы, самое низкое - в летние.

Основными режимообразующими факторами подземных вод участка являются его рельеф, геолого-структурное строение, литологический состав пород и метеорологические условия. Основным источником питания подземных вод в пределах региона являются атмосферные осадки. Восполнение подземных вод слабое. Общим базисом дренирования подземных вод региона является Черное море.

Строительное освоение участка и дальнейшая эксплуатация сооружений приведут к изменению режима подземных вод: условий их питания, транзита и разгрузки, что может вызвать развитие негативных физико-геологических процессов: подтопление, оползневые явления и др.

По данным химического состава подземные воды сильно минерализованы (общее содержание солей до 20 г/л). Химический состав жидкой среды для определения степени агрессивности на железобетонные конструкции.

Согласно геологическому строению участка, наличие в геологическом разрезе глинистых нефильтрующих грунтов, при неправильной эксплуатации сооружений возможно приведет к накоплению поверхностных вод в насыпных грунтах, грунтах обратной засыпки (траншеи и пазухи котлованов) в результате инфильтрации утечек из водонесущих коммуникаций и вод поверхностного стока и т.п., и как результат, подтопление территории.


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.

Лекция № 2

Тема: Учет природных условий в градостроительстве

Градостроительная оценка природных условий

Оценка природных условий заключается в выявлении степени благоприятности территорий для различных видов её градостроительного использования. Оценку проводят на всех стадиях проектирования, каждой из которых соответствует определённый уровень проработки, широта охвата, глубина и детальность анализа природных условий.

Оценка природных условий на стадии схем и проектов районной планировки

На этой стадии анализируют природные условия крупных районов, краёв, областей. Результаты анализа используют в процессе проведения комплексной оценки территории, определяя её благоприятность по сумме всех градостроительных факторов. К ним относятся не только природные, но и санитарные, экономические и планировочные. В результате определяют характер рационального использования района, формирования его планировочной структуры. Одновременно устанавливают принципы инженерной подготовки территорий, восстановления, сохранения и улучшения природных ландшафтов. В зоне опасных геологических процессов намечают мероприятия по защите среды.

Оценка природных условий на стадии разработки генерального плана города

Разрабатывая генеральный план города, природные условия анализируют и оценивают в сочетании с другими градостроительными факторами. Такая оценка позволяет обосновать рациональное взаимное размещение функциональных зон города, предусмотреть оптимальные резервные территории для его дальнейшего развития.

1.3.Оценка природных условий на стадии разработки проекта застройки и проекта детальной планировки.

На этих стадиях проектирования анализ природных условий и их оценка позволяют выбрать и обосновать наиболее эффективные варианты проекта инженерной подготовки городских жилых и промышленных районов или защиты отдельных участков и объектов от опасных геологических процессов.

С этой точки зрения территории классифицируют на три группы: благоприятные, неблагоприятные и особо неблагоприятные.

Поскольку требования, предъявляемые к размещению, строительству, инженерной подготовке и благоустройству неодинаковы для различных городских зон, то для каждой из них используют свои критерии.

Методикой анализа предусмотрено последовательное рассмотрение каждого природного фактора (рельеф, грунтовые воды, грунты и т.д.) и все в совокупности. Суммарная (комплексная) оценка природных факторов позволяет учесть их влияние на качество природной к создаваемой градостроительной среды и прогнозировать возможное ухудшение условий вследствие застройки и её эксплуатации.

Основные критерии оценки отдельных природных факторов, определяющие степень благоприятности территории для гражданского и промышленного строительства, садов и парков даны в табл.1, 2 и 3.

Факторы суммарно оценивают на основе балльной методики ЦНИИП градостроительства.

Если осваиваемая территория характеризуется наличием опасных физико-геологических процессов (оползни, карст, сейсмика, селевые потоки и др.) то возникает необходимость в использовании дополнительных характеристик, позволяющих учитывать названные особенности территории.

На зоны с активными физико-геологическими процессами, которые могут нарушать устойчивость зданий и сооружений накладывают планировочные ограничения. Одновременно предусматривают защитные мероприятия, гарантирующие нормальную эксплуатацию зданий и сооружений на близлежащей территории.

По природным характеристикам наиболее удобны для градостроительного использования благоприятные территории, поскольку не требуется проведения сложных мероприятий по инженерной подготовке у, следовательно, их освоение наиболее эффективно. Однако степень благоприятности зависит от перспективного использования территории. Например, участки неблагоприятные для размещения застройки могут быть вполне благоприятны для создания садов, парков и других зелёных зон.

Обходят лишь те участки наиболее неблагоприятных территорий, где имеются серьёзные нарушения поверхности горными выработками или активно действуют геологические процессы. Такие опасные зоны обычно приурочены к определённым локальным участкам отвалов пород угольных шахт или местам активно действующих оползней, транзита селевых потоков и снежных лавин. Размещение зданий и сооружений в таких зонах не допускается, поскольку защитные меры экономически нецелесообразны или технически невыполнимы.

По санитарным и другим соображениям запрещается размещение застройки в санитарно-защитных зонах промышленных предприятий и специальных объектов, охранных зонах водоснабжения, курортов, заповедников, памятников архитектуры и культуры. До истечения специально установленных сроков резервируют участки, загрязненные органическими или радиоактивными отбросами.

2. Схема планировочных ограничений и схема основных природных условий городской территории

Основой для выбора варианта функционального зонирования и территориального развития города, как и определения конкретных мероприятий инженерной подготовки, служит составленная схема планировочных ограничений. Её выполняют по результатам комплексной оценки всех градостроительных факторов. Задачи такой схемы - показать территории, освоение которых связано с различной степенью сложности преобразования природных условий, и участки, исключаемые из застройки по тем или иным видам ограничений, а также выделить неблагоприятные зоны наибольшего загрязнения окружающей среды, нарушения ландшафта и опасных геологических процессов.

Схему разрабатывают, сопровождая пояснительной запиской, где обосновывают принципиальные градостроительные решения, связанные с освоением территории. Эти мероприятия оценивают и с точки зрения охраны окружающей среды. Такая оценка является неотъемлемой частью заключения о природных условиях. Уже на стадии районной планировки проводят ландшафтно-экологический анализ территории.

Разрабатывая схемы, характеризующие природные условия, уточняют данные о природной среде. Одновременно оценивают возможное ухудшение в перспективе геоморфологических, геологических и гидрологических условий на территории вследствие её застройки и проведения мероприятий инженерной подготовки, особенно радикальных.

Рис. 1. Схема, характеризующая основные природные условия городской территории (а) и схема планировочных ограничений (б):

1 - затопляемые и подтопляемые территории;

2 - то же, заболоченные с высоким стоянием грунтовых вод;

3 - территории с плоским рельефом, уклоном 0,5%;

4 - овражные территории;

5 - участки, подверженные оползням и береговой эрозии;

6 - территории с крутым рельефом, уклоном >20 %;

7 - участки с карстовыми явлениями;

8 - охранная и заповедная зона;

9 - ценные сельскохозяйственные угодья; 10 - ценный лесной массив;

11 - территории, благоприятные для застройки;

12 - полоса отчуждения железной дороги; 13 - полоса ЛЭП;

14 - санитарно-защитная зона промышленного предприятия;

15 - охранная зона водозаборных сооружений

3. Мероприятия инженерной подготовки. Схема инженерной подготовки города.

Мероприятия инженерной подготовки призваны преобразовать негативные природные условия и улучшить позитивные. Обязательно при этом следует учитывать влияние проектируемых преобразований на окружающую среду.

Мероприятия инженерной подготовки по их характеру и особенностям осуществления делят на две группы: общие и специальные.

К общим относят вертикальную планировку, организацию отвода дождевых и талых вод. Они являются обязательными на территориях с различными природными условиями.

Специальные мероприятия включают:

Защиту территорий от подтопления грунтовыми водами;

Защиту территорий от затопления;

Освоение заболоченных территорий;

Борьбу с оврагами и оползнями;

Восстановление нарушенных территорий;

Борьбу с карстами;

Защиту от селевых потоков и возведения сейсмических явлений.

Три последних мероприятия, относящиеся к группе специальных, характеризуют особые случаи инженерной подготовки.

Общие и специальные мероприятия инженерной подготовки на осваиваемых территориях могут встретиться в различных сочетаниях, отличаясь как по сложности, так и по объёму. Схему инженерной подготовки города проектируют на копии эскиза генерального плана, используя карту планировочных ограничений. При этом разрабатывают предложения по изменению планировочной структуры в целях повышения эффективности решений инженерной подготовки территорий. Масштаб чертежей зависит от крупности населённого пункта.

Рис. 2. Схемы:

а - инженерной подготовки территории города; б - природных условий территории:

1 - повышение отметок поверхности путем намыва или подсыпки;

2 - дамба; обвалования;

3 - заболоченные участки;

4 - регулирование русел малых рек и устройство мелиоративных каналов;

5 - трубчатый дренаж;

6 - насосные станции перекачки ливневых и дренажных вод;

7 - противооползневые устройства и берегоукрепление;

8 - противоэрозиснные сооружения;

9 - засыпка и благоустройство оврагов (условные обозначения для схемы б см. рис. 1)

Таблица 1. Характеристика природных и санитарных условий территорий по степени благоприятности для жилищного строительства

Природные Категории территорий
благоприятные неблагоприятные особо неблагоприятные
Рельеф Уклон поверхности от 0,5 до 10% Уклон поверхности менее 0,5% и от 10 до 20%, а в горных местностях до 30% Уклон поверхности свыше 20%, а в горных местностях более 30%
Грунты Допускающие устройство фундаментов здании и сооружении обычного типа при расчетном сопротивлении от 1,5 кгс/см 2 и более (пески, суглинки, глины, лесс непросадочный) Требующие устройства фундаментов усиленного типа при расчетном сопротивлении в пределах от 1 до 1,5 кгс/см 2 (пески, глины, суглинки, лесс непросадочный и др.) Требующие устройства сложных фундаментов при расчетном сопротивлении менее 1 кгс/см 2 , а также плывуны и макропористые просадочные грунты
Гидрогеологические условия Залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине не более 3 м: не требуется понижения уровня грунтовых вод и устройства гидроизоляции Залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине от 1 до 3 м от поверхности; требуется понижение уровня грунтовых вод и устройство сложной гидроизоляции Залегание водоносных горизонтов на глубине менее 1 м от поверхности
Затопляемость Незатопляемые или затопляемые не чаще чем 1 раз в 100 лет (обеспеченность 1%) Расположенные между линиями затопления паводками, повторяющимися 1 раз в 100 лет (1% обеспеченности) и 1 раз в 25 лет (4% обеспеченности) с наивысшим горизонтом высоких вод не более 0,6 мнад уровнем земли Затопляемые 1 раз в 25 лет и чаще (4% обеспеченности и более), а также расположенные в нижнем бьефе крупных водоемов и подвергающиеся опасности затопления при разрушении плотины или дамбы с катастрофическими последствиями
Заболоченность Заболоченность отсутствует. Осушение территории возможно простейшими способами Требуются специальные работы по осушению. Торфяники слоем менее 2 м Значительная заболоченность грунтового питания, трудно осушаемая. Торфяники слоем более 2 м
Овраги Незначительные числом, неглубокие (до 3 м) овраги с пологими склонами. Роста оврагов не наблюдается Недействующие овраги с крутыми склонами глубиной 10 м. Оврагообразование слабое, на небольшой площади Интенсивное оврагообразование. Стабилизировавшиеся овраги с крутыми склонами глубиной свыше 10 м
Оползни Оползни отсутствуют
Размыв отсутствует Размыв и переработка берегов в ряде мест; зона переработки не превышает по ширине 10 м Реки с блуждающими руслами. Значительное распространение размыва и переработка берегов; зона переработки превышает 10 м по ширине
Карст Карст отсутствует Незначительное число неглубоких воронок затухшего карста Значительное число воронок активного карста глубиной более 10 м. Наличие в пределах территории подземных пустот
Почва Черноземы, красноземы; по механическому составу легкие и средние суглинки, супеси Слабозасоленные почвы, выщелоченные, кислые, по механическому составу - пески, глины, средние и тяжелые, суглинки тяжелые Солонцы, солончаки; почвенный слой отсутствует; по механическому составу - скальные породы; почвы, зараженные гниющими органическими и радиоактивными веществами
Ветры Хорошо проветриваемые и защищенные от сильных и вредоносных ветров и бурь или допускающие устройство ветрозащитных зеленых зон. Расположенные с наветренной стороны по отношению к источникам сильного загрязнения атмосферы Замкнутые котловины с длительным застоем воздуха и участки, не защищенные от сильных и вредоносных ветров и бурь. Расположенные с подветренной стороны по отношению к источникам сильного загрязнения атмосферы, но за пределами са-нитарно-защитных зон Расположенные в пределах санитарно-защитных зон от промышленных предприятий и других источников сильного загрязнения атмосферы
Инсоляция Нормально инсолируемые в течение всего года Сильно затененные горами и холмами (не более половины нормальной продолжительности инсоляции) Неинсолируемые в течение всего года

Таблица 2. Характеристика природных и санитарных условий территорий по степени благоприятности для промышленного строительства

Категории территорий
благоприятные неблагоприятные особо неблагоприятные
Рельеф Относительно ровные площадки с уклонами от 0,3 до -5% Слегка всхолмленные площадки с общим уклоном более 5% или менее 0,3% Сильно всхолмленные площадки с общим уклоном более 5%, а также площадки, практически не имеющие уклонов поверхности
Грунты Грунты однородного геологического строения в пределах всей площадки. Расчетное сопротивление не менее 1,5 кгс/см 2 . Допускается возведение зданий и сооружений без искусственных оснований и усиления фундаментов Отдельные, небольшие по площади нарушения однородности геологического строения. Расчетное сопротивление в пределах от 1,5 до 1 кгс/см 2 . Требуется устройство искусственных оснований и усиление фундаментов для зданий и сооружений Разнородное геологическое строение по всей площадке. Расчетное сопротивление менее 1 кгс/см 2
Гидрогеологические условия Залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине более 7 м, а напорных - более 15 м. Понижения уровня грунтовых вод и устройства гидроизоляции не требуется Залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине от 7 до 3 м, а напорных от 15 до 10 м. Требуется понижение уровня грунтовых вод и устройство гидроизоляции Залегание безнапорных водоносных горизонтов на глубине не менее 3 м, а напорных - менее 10 м
Затопляемость Отметки территории не более 0,5 м выше расчетного горизонта высоких вод. Для предприятий крупного народнохозяйственного и оборонного значения - повторяемость затопления не чаще -1 раза в 100 лет; для остальных предприятий - 1 раз в 50 лет; для предприятий с коротким сроком эксплуатации - 1 раз в 10 лет Отметки территории менее 0,5 м от соответствующих расчетных горизонтов высоких вод. Затопление менее 1 раза в 50 лет Затопление более 1 раза в20 лет (обеспеченность 5% и выше). Расположение в нижнем бьефе крупных водоемов, опасность затопления при разрушении плотины или дамбы с катастрофическими последствиями
Заболоченность Заболоченность и бессточные котловины отсутствуют. Осушение территории возможно простейшими способами Незначительная заболоченность атмосферного питания при отсутствии торфяников Заболоченность грунтового питания, Торфяники мощностью 2 м и более
Овраги Овраги отсутствуют Отдельные стабилизировавшиеся овраги глубиной до 3 м, допускающие возможность засыпки Отдельные стабилизировавшиеся овраги глубиной свыше 3 м и действующие овраги
Оползни Оползни отсутствуют Недействующие и отдельные активные оползни на небольшой площади, требующие несложных инженерных мероприятий Имеют значительное распространение действующие оползни, требующие сложных инженерных мероприятий
Размыв берегов водотоков и водохранилищ Размыв берегов отсутствует Незначительные явления размыва и переработки берегов, ширина зоны размыва и переработки до 10 м Интенсивные явления размыва и переработки берегов при ширине зоны более 10 м
Карст Карст отсутствует Недействующие старые карсты на небольшой площади, требующие несложных инженерных мероприятий Имеют значительное распространение активные карсты

Таблица 3. Характеристика природных и санитарных условий территорий по степени благоприятности для размещения садов и парков

Природные и санитарные факторы Категории территорий
благоприятные неблагоприятные особо неблагоприятные
Рельеф С уклонами до 10% С уклонами от 10 до 30% С уклоном более 30%
Грунты По почвенному слою- черноземы разные, красноземы; по механическому составу - легкие и средние суглинки, супеси По почвенному слою-слабо засоленные, выщелоченные, кислые; по механическому составу - пески, глины средние и тяжелые, суглинки тяжелые По почвенному слою - солонцы, солончаки; лишенные почвенного слоя; по механическому составу - скальные породы (при сплошном залегании)
Гидрогеологические условия Уровень грунтовых вод от 2 до 1,5 м от поверхности Уровень грунтовых вод от 1,5 до 0,5 м и от 2 до 3 м от поверхности Уровень грунтовых вод менее 0,5 и более 3 м от поверхности
Затопляемость Незатопляемые паводковыми водами Затопляемые паводковыми водами не более 15 дней Затопляемые паводковыми водами более 15 дней
Заболоченность Заболоченность и бессточные участки отсутствуют Заболоченность вследствие избыточных атмосферных осадков, легко осушаемая Болота грунтового питания, трудно осушаемые
Овраги Стабилизировавшиеся овраги глубиной до 5 м с пологими склонами Стабилизировавшиеся овраги глубиной до 5 м с крутыми и обрывистыми склонами или глубиной более 5 м с пологими склонами Действующие овраги
Оползни Оползни отсутствуют Отдельные оползневые склоны, требующие укрепления Многочисленные оползневые склоны, требующие укрепления
Размыв берегов водотоков и водохранилищ Размыв и переработка берегов отсутствуют Явление размыва и переработки берегов в ряде мест. Зона переработки не превышает по ширине 10 м Реки с блуждающими руслами; значительный размыв и переработка берегов; зона переработки превышает 10 м по ширине
Карст Карст отсутствует Незначительное число неглубоких воронок затухающего карста Значительное число воронок затухшего карста глубиной более 10 м. Наличие в пределах территории подземных пустот

Гидрогеологические условия месторождений

Гидрогеологические факторы определяют обводненность месторождений полезных ископаемых.

Вода – постоянный компонент вещественного состава горных пород. Она оказывает большое воздействие на состояние и свойства пород, на протекающие в них процессы. Подземные воды обычно тесно связаны с поверхностными и являются важным элементом геологической среды. Для них характерна высокая подвижность и способность к миграции. Миграция подземных вод обусловлена как естественными причинами, так и производством горных работ.

Подземные воды влияют на: 1)качество полезных ископаемых; 2)устойчивость горных пород в горных выработках; 3)условия ведения горных работ; 4)их безопасность. В связи с этим, изучение гидрогеологических условий месторождений представляет одну из важнейших задач разведки месторождений.

Множество гидрогеологических факторов может быть разделено на следующие группы: 1)физико-географические, 2)геолого-структурные, 3)собственно гидрогеологические, 4)горно-технические (техногенные).

Из физико-географических факторов наибольшее влияние на обводненность оказывают: 1)климат, 2)гидросеть и 3)рельеф.

Из климатических зон специфические гидрогеологические условия характерны для зоны вечной (многолетней) мерзлоты. Подземные воды этой зоны принято делить на над-, меж- и подмерзлотные. Надмерзлотные воды оттаивают летом и промерзают зимой, их режим имеет сезонный характер. Межмерзлотные воды представлены жидкой и твердой фазами, соотношение между которыми не зависит от сезона. Подмерзлотные воды по режиму не отличаются от подземных вод других климатических зон.

Поверхностная гидросеть влияет на обводненность месторождений при наличии хорошо выраженной гидравлической связи с подземными водоносными горизонтами. Связь эта может осуществляться через слои водопроницаемых горных пород и разрывные нарушения, достигающие поверхности. Они нередко создают благоприятные условия для поступления вод из открытых водоемов. В качестве примера можно назвать месторождения Северо-Уральского бокситоносного района (СУБР), где подземные воды подпитываются речными.

При равнинном рельефе сток поверхностных вод замедлен, местность нередко заболочена, месторождения часто расположены ниже базиса эрозии рек и водоемов. Гидрогеологические условия в этих случаях характеризуются неглубоким залеганием грунтовых вод и наличием нескольких горизонтов напорных вод. Водоносные горизонты могут иметь значительный напор, высокую водообильность и разнообразную водопроницаемость. Горные породы здесь часто сильно обводнены.

Для горных областей, напротив, характерна малая и временная обводненность пород.

К геолого-структурным факторам относятся: 1)состав и свойства вмещающих пород и руд, 2)условия их залегания и 3)тектоническая нарушенность.

Состав и свойства вмещающих пород и руд . Наиболее низкая обводненность присуща месторождениям, сложенным магматическими, метаморфическими и осадочными сцементированными породами, в которых вода движется только по трещинам. Высокая обводненность характерна для месторождений, в строении которых участвуют карстующиеся породы – карбонатные, сульфатные, хлоридные (известняки, гипсы, минеральные соли).

Наиболее сложные гидрогеологические условия отмечаются на месторождениях, где рудные тела залегают между обводненными водоносными горизонтами, сложенными рыхлыми обломочными породами. Таковы, например, условия месторождений Подмосковного буроугольного бассейна, Никопольских марганцевых месторождений и др.

Зоны тектонических нарушений являются участками сосредоточенного, иногда катастрофического поступления воды в горные выработки. Известны случаи затопления шахт и карьеров подземными водами из тектонических нарушений, вскрытых горными выработками.

Собственно гидрогеологические факторы включают: 1)тип и условия залегания подземных вод и 2)характеристику водоносных горизонтов.

Поусловиямзалеганиявыделяютсянесколькотиповподземных вод : почвенные, верховодка, грунтовые, пластовые, трещинные и карстовые. Почвенные воды находятся на поверхности земли в почвах.Верховодка– воды, которые собираются над верхними невыдержанными линзовидными прослоями водоупорных пород. Грунтовые воды залегают над первым от поверхности выдержанным водоупорным слоем. Грунтовые воды имеют свободную поверхность, которую называют уровнем или зеркалом грунтовыхвод. Пластовые воды локализуются на более глубоких горизонтах в пластах водопроницаемых пород, ограниченных сверху и снизу водоупорными породами. Трещинные воды связаны с разрывными нарушениями. Карстовые воды приурочены к растворимым карстующимся породам и залегают в карстовых полостях внутри них –пустотах, пещерах и пр.

Почвенные воды, грунтовые и верховодка распространены, главным образом, в самых верхних частях земной коры, сложенных современными отложениями песчано-галечного состава. Они затрудняют вскрытие месторождения и повышают обводненность нижележащих коренных пород. Пластовые воды характерны для водопроницаемых толщ. Чаще всего это полускальные осадочные породы, угольные пласты, рудные залежи. Для скальных пород – магматических, метаморфических, некоторых осадочных типичны трещинные воды. Наибольшая обводненность месторождений обусловлена карстовыми водами, распространенными среди известняков, доломитов, мергелей, гипсов и ангидритов, соляных пород.

Характеристика водоносных горизонтов включает их количество и мощность, распространение по площади и в разрезе, связь друг с другом и с поверхностными водоемами, режим питания, а также гидродинамические показатели, среди которых наибольшее значение имеют: 1)влагоемкость, 2)водоотдача, 3)водопроницаемость, 4)водоприток.

Влагоемкость – способность горных пород вмещать в себя влагу. Вода, которая может быть заключена в породе, разделяется на 3 вида: 1)физически связанную (гигроскопическую и молекулярную), 2)капиллярную и 3)поровую. Влагоемкость, обусловленная физически связанной и капиллярной водой, снижает эффективность работы горного предприятия, так как вызывает лишние затраты энергии и уменьшает производительность работы механизмов и машин. Полная влагоемкость, объединяющая все виды воды, определяет запасы подземных вод и режим поступления воды в горные выработки.

Водоотдача – обратное влагоемкости свойство. Водоотдача обусловлена объемом водонасыщенных пород, их минеральным составом, временем стока воды и др.

Водопроницаемость – способность горных пород пропускать через себя (фильтровать) воду. Она зависит от минерального состава, размера зерен, общей и открытой пористости, а также от состава, температуры и степени минерализации воды. Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации, который показывает расстояние, на которое распространяется вода сквозь данную породу за сутки. Коэффициент фильтрации измеряется в м/сутки. По величине его породы делятся на 4 группы:



1)водоупорные (<.0.1) – глины, глинистые известняки, монолитные изверженные породы;

2)слабопроницаемые (0.1-10) – лессы, суглинки, аргиллиты, алевролиты, супеси, бурые угли;

3)среднепроницаемые (10-500) – пористые известняки, песчаники;

4)легкопроницаемые (>1000) – крупные пески, галечники, трещиноватые скальные породы.

Водоприток – это объем поступающей воды. Он прямо пропорционален водопроницаемости.

Обводненность месторождений количественно определяется запасами подземных вод в пересекаемых водоносных горизонтах. Среди них различают статические и динамические запасы.

Статические запасы равны объемам воды в водоносных горизонтах и старых затопленных выработках. При вскрытии месторождений они дают значительный водоприток, который затем снижается.

Динамические запасы соответствуют расходу воды, протекающей через поперечное сечение водоносного горизонта в единицу времени.

Главными количественными показателями обводненности являются следующие:

1)суммарный приток воды к месторождению, м 3 /час;

2)удельный приток воды на 1 м 2 поверхности горных выработок, л/ч× м 2 ;

3)коэффициент водообильности – объем воды, приходящийся на 1 т добытой руды, м 3 /т;

4)коэффициент фильтрации основного водоносного горизонта, м/сутки.

Режим подземных вод – это изменения в поступлении подземных вод во времени. Они включают напор, уровень, температуру, химический и газовый состав, дебит водозаборов и др. Изменение этих параметров происходит под влиянием как естественных, так и искусственных факторов.

Режим подземных вод резко изменяется при освоении месторождений. Различают стационарный и нестационарный режим. При стационарном режиме суммарный объем отводимых от выработок вод равен их притоку, при нестационарном этот баланс будет положительным или отрицательным. Существует много причин нарушения стационарности режима подземных вод. Одна из самых распространенных – осушение месторождений. В процессе осушения уровень воды снижается и образуются депрессионные воронки, поглощающие дождевые и талые воды, а также воды поверхностных водоемов и водотоков. Другая причина – сдвижение горных пород в результате горных работ с нарушением их сплошности трещинами. Трещины усиливают инфильтрацию атмосферных и поверхностных вод, соединяют одни водоносные горизонты с другими, вызывают перетекание воды и увеличивают водопритоки в выработки.

Существует целый ряд классификаций месторождений полезных ископаемых по условиям обводненности . Классификация П.П. Климентова, разработанная еще в 1976 г., основана на характере и водообильности горных пород, слагающих кровлю и подошву полезного ископаемого. Всего в ней выделяется восемь типов месторождений.

1 тип – месторождения, в разрезе которых широко развиты карстующиеся породы (карбонатные и сульфатные). Месторождения, приуроченные к карстующимся породам, характеризуются максимальной водообильностью. На этих месторождениях приток воды в отдельные выработки превышает 2000 м 3 /час. К этому типу относятся месторождения СУБРа, Кизеловского каменноугольного бассейна и др.

2 тип – месторождения, располагающиеся в толщах несцементированных обломочных пород (песчаных, песчано-галечных и песчано-глинистых). Водообильность этих месторождений высока и характеризуется водопритоком 100-300 м 3 /час, а иногда и более. Сюда относятся месторождения бурых углей, огнеупорных глин, марганца, фосфоритов, некоторые железорудные месторождения и россыпные месторождения олова, золота, платины, вольфрамита и др.

3 тип – месторождения, в геологическом разрезе которых преобладают трещиноватые скальные породы и в подчиненном количестве присутствуют рыхлые песчаные. Водоприток месторождений этого типа также достаточно высок, а при наличии гидравлической связи с поверхностными водами может достигать 400-600 м 3 /час.

4 тип – месторождения, приуроченные к скальным трещиноватым породам. Водообильность этих месторождений определяется степенью трещиноватости пород, но в целом водопритоки в горных выработках, пройденных на этих месторождениях, обычно не превышают 50-150 м 3 /час. В эту группу относятся слабо обводненные месторождения цветных и редких металлов, некоторые каменноугольные бассейны (Донбасс), большинство железорудных месторождений, некоторые месторождения строительных материалов.

5 тип – месторождения с любым геологическим разрезом, расположенные в горных районах и междуречьях с высокими абсолютными отметками. Эти месторождения обычно располагаются выше местного базиса эрозии. Приток воды в горные выработки таких месторождений небольшой, и борьба с ним не представляет трудностей.

6 тип – соляные месторождения. Залежи галоидов выделяются в отдельный тип в связи с хорошей растворимостью минеральных солей в воде и их высокой пластичностью, благодаря которой возникающие в соляной толще трещины быстро залечиваются собственным веществом. Залечивание трещин является одной из главных причин отсутствия воды на соляных месторождениях. Кроме того пласты солей часто покрыты мощными глинистыми толщами, не пропускающими воду. Поэтому соляные рудники обычно воды не содержат.

7 тип – месторождения, расположенные в толще многолетней мерзлоты. Большинство из них являются сухими или слабо обводненными.

8 тип – нефтяные и газовые месторождения, имеющие весьма специфические гидрогеологические условия. На этих месторождениях различают краевые воды, распространенные по границам нефтяной залежи, и подошвенные воды, подстилающие залежь. Кроме того, в нефтяные и газовые месторождения проникают воды кровли, а также напорные воды, залегающие ниже подошвенных вод, если их напор достаточно высок.

Из горнотехнических факторов наибольшее влияние на обводненность оказывают следующие: 1)степень осушения месторождения; 2)искусственное обводнение территории; 3)нарушение поверхностного стока при ведении горных работ; 4)отдельные технологические процессы, например, буровзрывные работы; 5)прорывы воды из старых затопленных выработок или скважин.

Гидрогеологические условия

Проектирование, строительство и эксплуатация любых объектов промышленного и гражданского назначения тесно связаны с инженерной гидрогеологией. Подземные воды, являясь ценнейшим полезным ископаемым, способны осложнить, а в ряде случаев создать непригодные условия для строительства и эксплуатации этих объектов. Причиной являются близкое залегание зеркала грунтовых вод от поверхности земли, вызывающее заболачивание территории, затопление строительных котлованов и выемок, подвалов. Особое значение имеет химический состав подземных вод. Агрессивные подземные воды активно разрушают подземные части строительных конструкций, разрушающе действуют на строительные материалы.

Наиболее широким распространением на территории Нижегородской области пользуются грунтовые воды четвертичных отложений. Ввиду различия природных условий северной и южной частей области, гидрогеологические условия их также неравнозначны.

Северная половина области характеризуется широким развитием грунтовых вод в аллювиальных отложениях речных долин и во флювиогляциальных отложениях.

Элювиально-делювиальные отложения северо-запада области обводнены слабо. Глубина до воды в них превышает 10 метров.

Моренные суглинки, как правило, водоупорны. Прослои межморенных песков содержат слабо напорные воды.

В южной половинœе области в связи с особенностями геологического строения и высокой расчлененностью рельефа гидрогеологические условия несколько иные.

Наиболее широким распространением грунтовые воды пользуются во флювиогляциальных отложениях и аллювиальных отложениях долины реки Оки и ее притоков. Горизонты грунтовых вод отличаются меньшей водообильностью, чем в левобережье волжской долины. Глубина до воды здесь в среднем от 1,6 ... 2,4 метров до более 10 метров.

Элювиально-делювиальные и проблематичные покровные отложения практически безводны. Иногда в подошве слоя формируется маломощный водоносный горизонт, чаще на глубинœе более 10 метров, в связи с этим в процессе инженерно-геологических изысканий они часто классифицируются как ʼʼсухиеʼʼ.

На территории крупных промышленных центров с хорошо развитой инфраструктурой, в элювиально-делювиальных и проблематичных лессовидных суглинках формируется мощный антропогенный водоносный горизонт (города Нижний Новгород, Кстово).

Дочетвертичные отложения, непосредственно подстилающие комплекс пород четвертичного возраста͵ практически на всœей территории рассматриваются как водоупорные (глины, мергели верхнепермского, триасового, юрского, мелового возраста). Содержащиеся в этих породах межпластовые напорные и ненапорные подземные воды, как правило, не оказывают влияние на условия строительства и эксплуатации наземных объектов.

В течение года в режиме подземных вод зоны интенсивного водообмена четко выделяются 4 периода: весенний подъем уровней, летняя межень, осœенний подъем и зимняя межень.

Весенний подъем уровней обычно начинается в первой - второй декаде апреля, ᴛ.ᴇ. приурочен к датам устойчивого перехода среднесуточных температур воздуха через 0°С. Сдвиг даты начала подъема уровней составляет не более 2-3 дней.

Летняя межень в режимном цикле начинается после окончания весеннего спада уровней, который отмечается от предыдущего периода меньшей скоростью и меньшей величиной. Обычно, это первая декада - середина мая. Летняя межень должна быть непрерывной при отсутствии обильных осадков, и прерывистой, в случае если лето дождливое, дожди обильные и затяжные. Окончание летнего спада совпадает с началом осœенних дождей, когда наступает осœенний период. По водности данный период уступает весеннему, но, известно, что в отдельные годы при предшествующей малоснежной зиме и дождливой осœени, осœенний максимальный уровень был годовым максимальным.

Зимний период начинается, как правило, в первую - вторую декаду ноября, реже сдвигается на начало декабря. Для этого периода характерно непрерывное снижение уровня подземных вод, связанное с отсутствием питания и продолжающимся оттоком в сторону базовых дрен.

Гидрогеологические условия - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Гидрогеологические условия" 2017, 2018.

  • - Гидрогеологические условия

    Вспомогательная таблица полных остатков Геологические условия Исходные данные 1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин Номер скважины и абсолютная отметка устья Номер слоя Индекс слоя Полевое описание... .


  • - Гидрогеологические условия

    Геологическое строение Геоморфология Геоморфология - изучение форм рельефа и рельефообразующих факторов. Основная задача инженерной геоморфологии – изучение состояния динамического развития рельефа, выявление степени его... .


  • - Раздел 4. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия.

    Цель разработки раздела - обеспечение безопасности проведения строительных работ и эксплуатации зданий и сооружений, предотвращение деформаций геологической среды. Раздел включает характеристику современного и прогнозного состояния геологической среды и... .




  • Поддержите проект — поделитесь ссылкой, спасибо!
    Читайте также
    Адвокат Соколовского о Тинькове и «Немагии»: «Все это напоминает ситуацию с моим подзащитным Адвокат Соколовского о Тинькове и «Немагии»: «Все это напоминает ситуацию с моим подзащитным Яблочный пудинг с манкой для детей Молочный пудинг для ребенка 1 5 Яблочный пудинг с манкой для детей Молочный пудинг для ребенка 1 5 вышивка – все толкования вышивка – все толкования