Что включает химический анализ подземных вод

1. Вычисление видов жесткости. Жесткость воды обуславливается присутствием в воде ионов кальция,железа, алюминия, марганца, бария, стронция. Для вод , используемых в хозяйственных и технических целях, жесткость воды не учитывать нельзя. Жесткая вода требует больше мыла для получения пены, в ней медленнее развариваются овощи, мясо, образуется накипь на стенках труб и паровых котлов, что уменьшает теплоотдачу и требует большего потребления тепла. Различают жесткость воды общую, временную (устранимую, карбонатную) и постоянную (неустранимую, остаточную).

Общая жесткость определяется суммарным содержанием в воде иона Ca** и Mg**, так как содержание других элементов в воде ничтожно мало. Величина карбонатной жесткости соответствует количеству иона НСО .

Эта величина является расчетной и определяется по количеству ионов Са** Мg**, связанных с ионами НСО и СО (т.е. из расчетов, выполненных в первой части задания, берут количество ионов НСО и СО в моль-эквивалентной форме – это и есть карбонатная жесткость).

Временную жесткость определяют ионы Са** и Мg**, осаживающиеся при кипячении воды в виде карбонатов вследствие разрушения гидрокарбонат – иона.

Постоянную жесткость определяют ионы Са** и Мg**, остающиеся в воде после кипячения. Это есть разность между общей карбонатной жесткостью (в моль-экв).

Жесткость воды О.А.Алекин рекомендует следующее подразделение подземных вод по степени жесткости.

Классификация подземных вод по величине жесткости.

моль/экв немецкие градусы Очень мягкая Мягкая Ум. жесткая Жесткая Очень жесткая до 1,5 1.3 — 3.0 3.0 – 6.0 6.0 – 9.0 более 9.0 до 4.2 4.2 – 8.4 8.4 – 16.8 16.8 – 25.8 более 25.2

Для питьевых целей большей частью используются подземные воды с общей жесткостью до 7 моль-экв/л (около 20 нем. град.), но в некоторых местностях для питья потребляются и более жесткие воды.

2. Для наглядного изображения химического состава можно применять запись в виде формулы Курлова. Эта запись имеет структуру в виде дроби. В числителе в убывающем порядке (по абсолютному содержанию в % экв) записываются анионы, а в знаменателе в таком же порядке – катионы. Слева от дроби в кг/л становится газовый состав (СО , N , О , Н , S и др.) наличие специфических элементов (Fe, Al, Cu , As, N , Br, D, F и др.). Справа от дроби указывают температуру воды в С, активную реакцию рН, расход источника или дебит скважины, м /сутки.

[CO ] Fe F M рН 6.3 Т G 25 D150

В наименование состава воды включаются анионы и катионы, содержание которых превышает 25%-экв, название включает и специфические элементы, а также газовый состав.

Основные ионы Курлов М.Г. предлагает назвать в убывающем порядке, причем, первыми называются анионы, а вторыми , в таком же порядке – катионы. В приведенном примере название состава воды, выраженной формулой Курлова, будет борная, углекислая, железистая, фтористая, хлоридно- сульфатная натриево-магниевое.

Как видно из указанного примера, основные ионы определяют химический состав воды, а газовый и специфические элементы – специфическое содержание. При составлении химического названия воды необходимо соблюдать элементарные правила русского языка, согласно которым основное прилагательное пишется полностью а прилагательное, указывающее на второстепенное свойство предмета, пишется сокращенно. Если в химическом составе воды преобладают анионы хлоридный и сульфатный, причем сульфатного больше, чем хлоридного, то воду следует называть хлоридно-сульфатной, а не сульфатно-хлоридной.

Приведем два примера. Химический состав вод изображен в виде формул Курлова, причем скобками второстепенные ионы отделены от главных.

Здесь мы имеем пресную, гидрокарбонатную магниево-кальциевую воду с повышенным содержанием сульфатов. По классификации О. А. Алекина, данная вода принадлежит к гидрокарбонатному классу, группе кальция и магния и второму типу (C_II Ca , Mg _0.4).

Вода солоноватая, сульфатно-хлоридная магниево-натриевая.

Как установлено, ионная форма свойственна в полной ме­ре лишь водам низкой минерализации. При увеличении кон­центрации растворенных солей между ионами усиливается взаимодействие, причем развивается процесс, обратный дис­социации, т. е. ассоциация. В растворе образуются ассоцииро­ванные пары: нейтральные ( СаSО₄ 0 , МgSО₄ 0 , СаСО₃ 0 ) или несущие заряд (Mg(HCO₃)₂ Са(НСО₃)₂ + ).Ввиду сложности химического состава природных раство­ров во многих случаях нельзя предугадать, какие соли в каком порядке будут выпадать из данного раствора, так как на ход кристаллизации влияет температура и другие фак­торы. Поэтому наши пересчеты из ионной в солевую форму принято называть гипотетическими. При оценке питьевых, ле­чебных, технических и других качеств воды полезно принимать во внимание не только абсолютное содержание отдельных ионов, но

и предполагаемые ассоциации анионов с катионами (соли). Изображение химического состава вод в виде солей следует рассматривать как очень удобную рабочую гипотезу, позволяющую лучше разобраться в химических свой­ствах и происхождении природных вод.Пересчет из ионной формы в солевую производится в со­ответствии с растворимостью солей. В первую очередь комби­нируются малорастворимые, а затем все более и более растворимые.

Простейшим для изображения единичных анализов является график-прямоугольник химического состава воды. График строится в виде двух прямоугольников, на одном из которых в масштабе нанесены %-эквиваленты анионов, на другом %-эквивалента катионов в последовательности, определяемой правилом Фрезениуса, т.е. в порядке их химической активности: К*, Na*, Mg**, Fe, Mg, H, NO , Cl, Br, I, SO, НCO, CO, OH. .

Графически изображать единичные анализы можно также с помощью круглой диаграммой Н.И.Толстихина.

Горизонтальной линией круг делится на две части. В верхней части по секторам откладываются в масштабе катионы слева направо в обратном порядке , чем на прямоугольной диаграмме, а в нижней — в таком же порядке анионы. Диаметр круга в масштабе отвечает минерализации воды, точно также и ширина прямоугольной диаграммы в масштабе соответствует величине минерализации воды.

Классификация Алекина О.А. сочетает принцип преобладающего иона и соотношение между ионами. За основу взято шесть главных иона (3 катиона, 3 аниона), содержание которых выражено в моль- эквивалентах:

По преобладающему аниону воды подразделяются на три класса: гидрокарбонатные и карбонатные (НСО + СО ), запись в виде символа (С); сульфатные (SO ) символическая запись (S) и хлоридные (Сl) – символическая запись такая же. По преобладающему катиону классы подразделяются на группы Са , Мg ,Na + K .

Каждая группа по соотношению между ионами подразделяются на три типа. Всего выделено четыре типа:

I) НСО > Са+Мg. Воды маломинерализованные, характерен избыток ионов НСО над суммой ионов щелочноземельных материалов.

II) НСО

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8928 — | 7218 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

Основными задачами химического анализа подземных вод в практике гидрогеологических исследований являются:

• • изучение закономерностей формирования и распространения подземных вод различного состава;
• • оценка состава и свойств подземных вод для питьевого, технического, сельскохозяйственного, лечебного и других видов исследования;
• • исследования подземных вод как критерии при поисках месторождений полезных ископаемых — нефти, газа, солей, различных руд;
• • оценка подземных вод как химического сырья для получения йода, брома, бора и других элементов.

Существует четыре типа химических анализов подземных вод: полевой, сокращенный, полный и специальный.

Полевой анализ наиболее прост, он применяется для предварительной характеристики подземных вод района. Его проводят в полевых условиях в походных гидрохимических лабораториях, часто упрощенными методами. При полевом анализе определяют: физические свойства воды, ее pH, наличие СГ, S0₄ _ , NO3, HCOj, СО 2- , общую жесткость, присутствие Са 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH₄, N0₂, С0_2своб; вычисляют: Na + + К + , карбонатную жесткость, Mg 2+ и общую минерализацию.

Сокращенный анализ. Этот анализ производят более точными методами в стационарных лабораториях. При сокращенном анализе определяют: физические свойства воды, величину pH, содержание ионов и компонентов (СГ, S0₄

Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH4, N0₂, свободную и агрессивную углекислоту С0₂, Si0₂, окисляемость, сухой остаток, жесткость общую, карбонатную и некарбонатную.

Полный анализ применяется для подробной характеристики химического состава подземных вод. Он производится наиболее точными методами в стационарных лабораториях. Анализ позволяет произвести контроль определений как по сухому остатку, так и по суммам мг-экв катионов и анионов. При полном анализе определяют: физические свойства воды, ее pH, наличие СГ, SO4 — , NO3, HCOJ, СО3 2 -, Na + , К + , Са 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NHj, NOJ, С0_2своб и C0_{2 arpec}, Si0₂, окисляемость, сухой остаток; вычисляют: жесткость общую, карбонатную и некарбонатную, С0_{2 агрес}.

Специальный анализ. Помимо характеристик, определяемых при перечисленных выше типах анализа, этот анализ включает установление специальных показателей (микрокомпонентов, органических веществ, газов, Eh и др.) по особому заданию в соответствии с целевым назначением исследований. Количество отбираемой для анализа воды зависит от точности и чувствительности анализа и минерализации воды. Чем выше требования к чувствительности и точности анализа, тем больше должен быть объем пробы; пресные и слабо минерализованные воды отбирают в больших объемах, чем сильно минерализованные. При полевом анализе обычно бывает достаточно 0,5 л воды, при сокращенном — от 0,5 до 1,0 л (в зависимости от минерализации), а при полном — от 1,0 до 2,0 л. Для определения неустойчивых (изменяющихся во времени) компонентов — С0₂, H₂S, 0₂, Fe и др. — применяют специальные методы отбора и хранения проб.

Результаты химического анализа воды выражают в массовых количествах веществ, растворенных в 1 л (или в 1 кг воды), в эквивалентных количествах или в процент-эквивалентных количествах (%-экв) воды. В гидрогеологической практике принято массовые количества компонентов выражать в миллиграммах на 1 л (мг/л), а эквивалентные количества ионов — в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) каждого иона в 1 л воды.

Величину сухого (плотного) остатка получают взвешиванием пробы после выпаривания воды. Сумму ионов определяют суммированием массы всех ионов, содержащихся в исследуемой воде. Сумма минеральных веществ — более полное выражение, чем сумма ионов, так как она учитывает и недиссоциированные неорганические вещества Si0₂ и Fe₂₃.

В настоящее время принята ионная форма выражения химических анализов воды. Данные лабораторных анализов подземных вод, выраженные в мг/л, подвергаются дальнейшей обработке (табл. 7.1).

Результаты химического анализа подземных вод

Разнообразие химического состава подземных вод вызывает необходимость в их систематизации. Существуют различные формы и множество способов наглядного изображения химического состава вод (графики, формулы, коэффициенты и т.п.).

Формула Курлова. Принцип этой формулы — изображение содержащихся в воде ионов в убывающем порядке в виде псев- додроби, в числителе которой записаны анионы, а в знаменателе — катионы. Слева от дроби формулы приводятся следующие показатели: S_P — микроэлементы (Br, I, As) и свободные газы (С0₂ и др.), мг/л, а также общая минерализация воды М в г/л; справа — pH, температура воды t и дебит D [14, 21].

Ионы, содержание которых в воде менее 10%, в формуле не указываются, однако некоторые исследователи считают, что следует указывать все ионы, входящие в состав подземных вод. В общем виде формула Курлова имеет вид:

Например, паспорт воды знаменитого кисловодского нарзана по формуле Курлова будет иметь следующий вид:

Формула Курлова была предложена в 1928 г., а затем претерпела некоторые изменения. Наиболее рациональным представляется вариант этой формулы, предложенный И.Ю. Соколовым в 1970 г. Он заключается в следующем.

• 1. В левой части формулы записывают (в мг/л) содержание газов, а затем микрокомпонентов, если их количество превышает норму для отнесения подземных вод к минеральным или представляет геохимический интерес.
• 2. Далее указывают величину минерализации воды М в виде дроби: в числителе — в г/л, с точностью до одного десятичного знака, в знаменателе — в эквивалентной форме, выраженной в мг-экв/л суммы анионов.
• 3. В знаменателе псевдодроби записывают в нисходящем порядке все катионы, в числителе — анионы, содержание которых составляет более 1%-экв (с точностью до целых процентов).
• 4. После псевдодроби указывают показатели, характеризующие состояние воды (pH и Eh) и ее температуру, а также перманга- натную окисляемость (в мг О/л). Для сильно минерализованных вод и рассолов в конце формулы проставляют плотность воды.

Формула Курлова позволяет полно отразить все важнейшие химические характеристики исследуемой воды и при этом считать эквивалентное и массовое содержание найденных при анализе ионов. Наименование воды по ее ионному составу, т.е. чтение этой формулы, согласно ГОСТу 13273—73 на минеральные воды таково: сначала называют подчиненные ионы, потом — преобладающие. Так, название воды, записанное в виде приведенной выше формулы, следующее: сульфатно-гидрокарбонатная, кальциево-натриевая вода (в названии обычно учитывают два катиона и два аниона или ионы, содержание которых равно или превышает 25%-экв).

Жесткость. Для пресной воды различают общую, временную (или устранимую) и постоянную жесткость. Общая жесткость обусловлена суммарным содержанием в воде ионов Са 2+ и Mg 2+ . Временную (устранимую) жесткость придают воде карбонаты кальция и магния, осаждающиеся при кипячении воды в виде накипи вследствие разрушения гидрокарбонат-иона:

Разность между общей и временной жесткостью называют постоянной жесткостью, она связана с присутствием сульфатов и галоидов кальция и магния. В настоящее время в России принято выражать жесткость в мг-экв/л (1 мг-экв/л соответствует содержанию 20,04 мг/л Са 2+ или 12,16 мг/л Mg 2+ ).

Для графического изображения химического состава вод пользуются различными геометрическими фигурами (квадратом, треугольником и т.д.), на сторонах которых откладываются преобладающие шесть катионов и анионов, а также различными химическими формулами, например, формулой Курлова, которую часто называют паспортом подземных вод (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Способы графического изображения химического состава воды [20, 21]:

I, II — графики-прямоугольники (соответственно без учета и с учетом минерализации); III — график-круг; IV, V — графики-треугольники (соответственно катионного и анионного состава); 7 — К + ; 2 — Na + ; 3 — Mg 2+ ; 4 — Са 2+ ; 5 — NOj; 6 — Cl — ;

К основным видам гидрогеохимической графики относятся гидрогеохимические карты, профили, колонки, разрезы, которые позволяют комплексно изучать гидрохимический режим подземных вод и выявлять определенные закономерности формирования химического состава подземных вод.

источник

Физико-географические характеристики Новороссийского района, его положение и структура, рельеф и климат. Инженерно-геологическое и гидрогеологическое строение. Организация инженерно-геологических работ, исследование и анализ полученных результатов.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

геологический инженерный подземный вода

Учебная геологическая практика является составной частью учебных планов, проводится после окончания студентами учебных занятий на I курсе, т.е. после изучения теоретического курса геологии. Учебная геологическая практика относится к практике экскурсионного типа, она имеет своей целью знакомящая студентов с геологическими процессами в окрестностях г. Новороссийска.

Учебная геологическая практика проводится на базе геологических объектов, расположенных в окрестностях г. Новороссийска.

Задачей практики является закрепление и дальнейшее углубление теоретических знаний, полученных при изучении курса геологии. Практику в целом следует рассматривать как лабораторные занятия по общей геологии, вынесенные в полевые условия. Кроме того, она преследует цель привития студентам первых навыков проведения геологических наблюдений, выполнения геологических маршрутов, описания геологических объектов, организации работы и быта в полевых условиях, привития бережного отношения к природе. Кроме того, учебная геологическая практика должна привить студенту уважение к труду геолога, раскрыть значение геологических исследований как средства обеспечения минерально-сырьевой базы страны.

Одной из задач практики является подготовка студентов к жизни в полевых условиях, приобретение навыков, обеспечивающих безопасность труда, сохранение и укрепление здоровья, организацию труда и быта в полевых условиях.

Главной задачей учебной геологической практики является обучение студентов приемам и методам полевых геологических исследований и выработке навыков анализа полевых геологических материалов.

1. Физико-географическая характеристика Новороссийского района

1.1 Географическое положение

Территория находится в пределах 52040/ с. ш. и 107040/ в.д., в Кабанском административном районе Республики Бурятия.

Территория расположения базы входит в Усть-Селенгинский географический район, он тянется от бассейна р. Б. Сухая до бассейна р. Боярной включительно, углубляясь в суму до склонов хребта Морского и Хамар-Дабана, разделенных тектоническими разломами по долине р. Селенги. Он представляет собой предгорную тектоническую впадину, продолжающуюся в пределы Селенгинского мелководья и заполненную дельтовыми, дерново-аллювиальными отложениями. Значительную часть этого района занимает сильно заболоченная, с множеством мелких озерков, изрезанная многочисленными протоками лугово — болотная низменная дельта р. Селенги.

Другая часть территория, прилегающая к дельте — Кударинская степь, имеет равнинно-низменный, слабохолмистый рельеф или представляет собой террасированные равнины по побережью озера и заливов, по долине р. Селенги.

На северо-восток от низовьев р. Селенги постирается довольно широкий, изрезанный речными долинами Морской хребет. Его краевые горные хребты имеют абсолютные высоты порядка 1700 м.

Наивысшая отметка Морского хребта равна 1717 м — г. Голец Давыдов, которая находится в северо — восточной части хребта. Относительные превышения хребтов над днищами межгорных понижений и долин заметно уменьшаются с юго-запада на северо — восток. Максимальных значений они достигли близ северо — восточных границ бассейна р. Селенги (600 — 950 м), минимальных — в верховьях р. Энхэлук и Большая Сухая междуречье (400 — 500 м). Рельеф характеризуется округлостью и куполообразностью форм, особенно на вершинах гор.

Склоны гор крутые и средней крутизны внизу и в среднем поясе. Крутые склоны попадаются не часто: на горных вершинах выше границы леса и в исключительных случаях на вершинах ниже его границы. Преобладающие уклоны поверхности равны 12 градусам, при приближении к краевым горным массивам — величина их возрастает до 30.

В районе преобладают щебеночно-суглинистые, щебеночно-супесчаные и торфяные грунты. Склоны Морского хребта склонны рассыпаться в мелкий остроугольный щебень, он образует у подножья склона большие осыпи.

Горные долины разделены межгорными понижениями. Межгорные понижения, речные долины и овраги — называются по-сибирски падями. Дно пади обычно занято болотом, нередко по нему течет ещё и ручей, роль которого ограничивается переносом и отложением обломочного материала.

Климат территории резко континентальный. Характеризуется большими амплитудами колебаний температуры воздуха в течение суток и года. значительной сухостью, относительно малым количеством атмосферных осадков, холодной продолжительной и малоснежной зимой, преобладанием ясного неба, особенно в холодную половину года, т.к. во первых, теплые и влажные воздушные массы с Атлантического океана доходят до территории бассейна р. Селенги сильно трансформированными, потерявшими четверть влаги, во-вторых, воздушные массы, проникающие с Северного ледовитого океана — холодные и сухие, в третьих, с территории Монголии по долине р. Селенги проникает континентальный сухой воздух, поэтому на северо — восточном побережье Байкала мало осадков.

Основными факторами формирования климатического фона территории, как и всего Прибайкалья, являются четко выраженная система циркуляции атмосферы в теплый и холодный периоды и повышенный приток солнечной радиации к деятельной поверхности. В холодный период (октябрь-март) на фоне азиатского антициклона в котловине Байкала и над его побережьями формируется локальная область пониженного атмосферного давления вследствие утепляющего влияния водной массы озера. Поэтому в осенне-зимний период на территории преобладают ветра:

1) северо-западного направления (20-25 м/с);

2) северо-восточного направления (10-15 м/с);

3) юго-восточного направления (10-15 м/с).

В теплый период (май-август) на фоне малоградиентного поля пониженного атмосферного давления в Восточной Сибири над Байкалом формируется локальный барический максимум, связанный с охлаждающим влиянием водных масс озера, вследствие чего здесь увеличивается повторяемость воздушных потоков с озера на сушу. В весенне-летний период преобладают ветра:

1) северо-западного направления (10-15 м/с);

2) северо-восточного направления (10-15 м/с);

3) юго-восточного направления (5-10 м/с);

4) сочетания юго-западного и северо-западного (10-15 м/с).

Количество осадков зависит от высоты и орографического положения местности, поэтому положение района маршрута обуславливает сравнительно небольшое количество атмосферных осадков и их очень неравномерное выпадение в течение года по всей значительной площади и горному рельефу этого региона. Месячный и суточный максимумы осадков достигает наибольшего значения в летние месяцы, значительная доля осадков выпадает в виде ливней, которые наблюдаются в июле-августе (100-150 мм. за сутки); а минимумы — на один из зимних месяцев (с декабря по февраль). Общее количество дней с осадками 0,1 мм. и более составляет примерно 70-80, из них с осадками более 10 мм. равно 7-9 суткам в году, а с осадками более 20 мм. — от 2 до 4-х суток за год.

Циркуляция атмосферы меняется в зависимости от местоположения региона, рельефа и от сезона года. В зимний период территория Прибайкалья находится в зоне действия Сибирского антициклона. Переход к зиме, так же как и переход к лету, не является резким, Сибирский антициклон появляется постепенно, так как барические системы осенью продвигаются медленнее.

Сибирский антициклон появляется и функционирует с октября по март, достигая максимального развития в январе, когда атмосферное давление на уровне моря превышает 1000 мб. В марте начинается постепенное разрушение Сибирского антициклона с дальнейшим понижением давления воздуха в апреле.

Поэтому, возможно, в апреле при отрицательной среднемесячной температуре воздуха в отдельных случаях (абсолютный максимум) потепление до 250. Для летнего периода характерно ослабление западного переноса воздушных масс, преобладающей воздушной массой является континентальный полярный воздух, характеризующийся как влажно-неустойчивый. Осенний сезон характеризуется развитием общего западного переноса воздушных масс, прерывающимися холодными вторжениями с севера.

Зима на территории Прибайкалья продолжительная, сухая, малоснежная с ясной безоблачной погодой, суровая. Продолжительность зимнего сезона составляет 130-150 дней, в горных районах 170-180 дней. Прекращение устойчивых морозов наступает в сроки перехода температуры через -50. В продолжение зимних месяцев с ноября по апрель средняя месячная температура воздуха отрицательная. Самым холодным месяцем является январь, самые низкие температуры в январе и феврале, так как антициклонный режим погоды в зимний период обуславливает низкие температуры воздуха. Средние многолетние температуры января составляют от -200 до -280. В середине зимы (январе) преобладающие дневные температуры 160С, ночные -250С, абсолютный минимум -350С. Относительная влажность воздуха высокая — 72-74%. Осадки выпадают в виде снега, он накапливается в горах. Горы становятся лавиноопасными районами. Устойчивый снежный покров образуется в начале ноября и достигает к концу зимы 35 см. на защищенных местах, на открытых — менее 10 см. Разрушается снежный покров в конце марта — начале апреля.

Облачность незначительна. Количество пасмурных дней в месяц бывает 4-5 дней с метелью и 5-9 с туманом.

Весна (апрель-май) короткая, характеризуемая сильными ветрами, малооблачной погодой. В горах наблюдается позднее наступление весеннего сезона в третьей декаде апреля. Переход температуры воздуха через 50 отмечается на полмесяца позже 18-20 мая. Продолжительность весеннего сезона составляет в среднем 45-60 дней. В апреле среднемесячные температуры воздуха ниже 00.

Весной, в связи с разрушением зимнего антициклона и развитием зональной циркуляции, усиливается циклоническая деятельность. В результате вторжения холодных арктических масс в весенний период возможны похолодания до -25-350 С в апреле и до -10-180 С в мае. Наряду с заморозками для весны характерно интенсивное повышение температуры воздуха за счет быстрого притока солнечной радиации в дневные часы суток. Средние температуры воздуха в мае могут повышаться до 10-160, абсолютный максимум температуры 330. Дневная температура в основном +4-120 С. Относительная влажность в это время самая низкая в году менее -50%, 1-2 дня в месяц с туманами. Устойчивый снежный покров разрушается к середине марта. Окончательный сход снежного покрова происходит к концу мая.

Лето (июнь-август) короткое, теплое, дождливое во второй половине. Продолжительность безморозного периода изменяется в широких пределах: от 70-100 дней до 53-63 дней. Самое короткое лето — в горах, продолжительность составляет менее 50 дней. Средние многолетние температуры июля составляют 15-180 С, повышаясь на юге до 19-200 С и понижаясь в высокогорных районах до 13-140 С. В самые теплые для региона месяцы (в июле и в августе) преобладают средние суточные температуры воздуха выше 120. В течение всего лета температура воздуха выше 220. В отдельные годы в летний период температура воздуха может повышаться до 30-370 С. На Байкале абсолютный максимум температуры воздуха составляет 25-340 С и определяется теплыми атмосферными вторжениями. Вместе с тем, при определенных синоптических ситуациях (заток холодного воздуха в тылу циклонов и т.д.) летом возможны значительные понижения температуры воздуха. Абсолютный минимум положителен (от 00 до 30) только в июле.

Осень (сентябрь-середина октября) в первой половине дождливая, во второй — сухая и теплая. Осень наступает быстро, и осенние заморозки начинаются при сравнительно высоких средних суточных температурах воздуха. В сентябре абсолютный минимум достигает -100 С, а в октябре температура воздуха в отдельные дни может понизиться до -20-300 С. Осенью процесс понижения суточных температур воздуха происходит при постепенном снижении максимальных дневных и минимальных ночных температур воздуха. Днем тепло (+8-120 С), по ночам в конце сентября возможны заморозки -50 С 3-6 дней в месяц с туманами. Осадки выпадают в виде моросящих дождей, переходящие в конце сезона в снег. Ветры в течение года преобладают западные и северо-западные. Средняя скорость их достигает 15 м/с.

1.4 Почвенно-растительный покров

Лесистость в Новороссийске составляет 66% и является одной из самых высоких на Кубани.

В окрестностях Новороссийска находятся широколиственные горные леса. В них произрастают такие деревья как: дуб (до 60% всей площади лесов), бук, граб, клен. Из дикорастущих плодовых деревьев распространены: груша, яблоня, кизил, терн, боярышник. Сохранились реликтовые деревья: можжевельник, фисташка (кевово дерево), сосна пицундская. Мало в лесу клена и ясеня.

Вокруг Новороссийска на склонах Маркхотского хребта во время первой и второй мировой войн леса на значительных площадях были уничтожены. Обнаженные от лесной растительности склоны служат источником эрозионных процессов. Во время ливней в горные балки устремляются грязекаменные (селевые) потоки, наносящие значительный ущерб государственным предприятием и населению города.

Лесные насаждения имеют большое санитарно-оздоровительное и эстетическое значение. Площади лесов Новороссийского мехлесхоза в 1975 г. составляли более 34 тысяч гектаров. Сюда входили 4 лесничества Абрау-Дюрское, Неберджаевское, Новороссийское и Шесхарисское.

Посадки крымской сосны начались вокруг Новороссийска в 1963 г. и к 1975 г. занимали они площадь в 1500 гектаров. Восьмиметровые сосны растут в районе Кирилловки, Гайдука, Тоннельной, Неберджаевского водохранилища и в других местах.

Сейчас в Новороссийском лесничестве работают всего 15 человек. Штат сократился после того, как лесхозы перестали выполнять хозяйственные функции, и перешли преимущественно на контроль, надзор и управление лесными территориям. Леса Новороссийска в народном хозяйстве не используются. Они имеют почвозащитное и санитарно-гигиеническое значение. Сегодня новороссийские леса используют как рекреационную зону.

К юго-востоку от Анапы, на южных склонах хребтов — Навагинского и Маркотх, в общем преобладают сухие дубовые леса с большей или меньшей примесью ясеня, граба, иногда — бука, яблони и груши. Но здесь нередки участки с лесами другого характера и более сложного состава, с такими реликтовыми растениями, как можжевельники (три вида — древовидный, красный и острочешуйчатый), фисташка туполистная. Встречаются участки с преобладанием можжевельников, можжевело-фисташковые леса, участки леса с пицундской и крючковатой сосной, древесно-кустарниковые заросли разного состава из сочетаний пушистого дуба, грабинника, держидерева.

Леса района Новороссийска произрастают в зоне исключительно сильного воздействия ветровой и водной эрозии, на сухих, мелких, каменистых почвах.

Сейчас в Новороссийске и его окрестностях 66 тысяч лесных угодий. Сейчас пристальное внимание лесоводов обращено на искусственные посадки. В районе Новороссийска около 3200 гектаров рукотворных лесов.

Тяжким испытанием для лесов стало аномально жаркое лето 2007 года. Многие деревья, особенно на склонах, где мелкая почва, выход мергелей и минимум плодородного слоя, пожелтели. Еще одна проблема может потребовать своего решения в ближайшие годы — заканчивается срок жизни крымской сосны. Долгие годы Новороссийский лесхоз засаживал склоны гор именно этой сосной. Хвойные посадки имели и имеют важное значение для Новороссийска — это его «зеленые легкие». Однако срок жизни сосны — тридцать лет. То есть сейчас большая часть посадок уже в преклонном возрасте.

Новороссийский лесхоз ежегодно высаживает по 25 гектаров нового леса. Сейчас в основном идут посадки на лысых склонах Маркотха. Кстати сказать, Новороссийский лесхоз — единственный в России, который высаживает лес методом террасирования (создание террас).

2. Инженерно-геологическое и гидрогеологическое строение района

Большой Кавказ, в пределах которого условно выделен Западный (или Северо-Западный) Кавказ, отмечен в рельефе мощными хребтами, самый крупный из которых — Главный Кавказский хребет. Ось Главного Кавказского хребта в целом совпадает с осевой частью Большекавказского мегантиклинория, о котором будет сказано ниже (рис. 6). Здесь же проходят древнейшие глубинные разломы, заложенные ещё в протерозое — в период заложения подвижной системы Тетис. Инженерно-геологическое строение района можно проследить по представленной карте (рис. 6).

Геологическая карта Новороссийского района

С севера Кавказ ограничивает Восточно-Европейская платформа, а с юга «поджимает» древняя Аравийская платформа. Кроме того, севернее Большого Кавказа геологи выделяют Предкавказский краевой прогиб, заполненный осадочными породами; за ним лежит жесткая Скифская плита. Сам Большой Кавказ — это подвижная геосинклинальная область, разбитая на блоки глубинными долгоживущими разломами. Самая древняя глубинная разломная зона примерно совпадает с высокогорной осевой частью Главного Кавказского хребта — она «работает» уже около 1700 миллионов лет! Разломы служат путями для продвижения из глубин Земли магмы — жидкого силикатного расплава. Изливаясь на поверхность в виде лавы, она зачастую покрывала большие пространства.

К северу от Главного Кавказского хребта в рельефе выделяются три почти параллельных друг другу и понижающиеся к северу хребта — куэсты или «столовые горы» — с крутым обрывистым южным склоном и пологим северным. В составе куэст присутствуют верхние бронирующие пласты известняков, затрудняющие размыв поверхности земли, что и придает куэстам своеобразную столообразную форму на фоне пропиленных реками глубоких долин и ущелий.

Отложения, слагающие Кавказ, можно разделить на три комплекса, соответствующие определенным этапам развития региона. Древнейшие докембрийские отложения, представленные гнейсами и разнообразными кристаллическими сланцами, встречаются в осевой части Главного хребта и в Северокавказском краевом массиве.

Тектоническая схема Кавказа

Горные породы мелового возраста или мелового периода (140-70 млн. лет) также представлены морскими отложениями — переслаивающимися известняками, мергелями, аргиллитами, алевролитами, песчаниками. На Черноморском побережье этот комплекс пород геологи называют карбонатным флишем («флиш» — «скользкий», «сланцеватый» на одном из швейцарских диалектов).

Карст — это явление растворения горных пород (известняка, гипса, доломита и др.) подземными и поверхностными водами. Самые глубокие пещеры в районе Сочи (от 500 до 630 м) описаны на карстовых массивах Фишт и Алек. Самой глубокой и самой протяженной пещерой в районе Сочи (по состоянию на 1 января 2005 г.) считается карстовая система Крестик-Турист на г. Фишт (глубина 633 м, протяженность 14 000 м) [12].

Толщу осадочных горных пород местами прорезают молодые интрузии мезозоя: граниты, гранодиориты, диабазы, порфириты, порфиры.

Неоген (30 — 3 млн. лет) окрашен на карте в лимонно-желтый цвет и занимает у нас небольшую площадь в районе Адлера (отложения неогена разрабатываются в Веселовском карьере.

Самые молодые отложения — четвертичные или, правильнее, отложения антропогена. Грунты этого периода в нашем районе обычно рыхлые и состоят из глины и обломков (неокатанных и окатанных) горных пород: это песок, дресва, щебень, гравий, галька, глыбы, валуны. Так, на склонах гор накапливаются при выветривании глинистые толщи со щебнем и глыбами, особенно мощные (до 50 м) на оползневых участках. Залежи гальки, гравия и песка образуются в долинах рек, ими сложены морские пляжи [9].

Вечномёрзлый грунт — понятие, употребляемое в научной дисциплине «инженерная геология». Прежде чем рассматривать это и другие связанные с ним понятия, рассмотрим ряд более общих понятий науки геокриологии, такие как криосфера, криолитозона, многолетние горные породы, многолетняя мерзлота и др.

Криосфера — прерывистая оболочка Земли в пределах теплового взаимодействия атмосферы, гидросферы и литосферы, характеризующаяся наличием или возможностью существования льда. Криосфера простирается от верхних слоёв земной коры до нижних слоёв ионосферы.

Криолитозона — часть криосферы в пределах верхнего слоя земной коры; характеризуется наличием отрицательных температур и возможностью существования подземных льдов. Криолитозона включает деятельный слой и многолетнюю криолитозону. Нижняя граница криолитозоны — изотермическая поверхность с температурой 0° С. Глубина её залегания от нескольких метров в умеренных широтах до нескольких километров в высоких.

Многолетняя криолитозона — часть криолитозоны, которая слагается из многолетнемёрзлых горных пород, подземных ледяных тел, морозных (безводных с отрицательной температурой) горных пород и непромерзающих горизонтов сильноминерализованных подземных вод, находящихся в условиях длительного существования нулевых и отрицательных температур.

Мёрзлые горные породы — горные породы верхней части земной коры, содержащие лёд. По длительности сохранения льда они делятся на кратковременно и сезонномёрзлые (менее года), перелетки (от года до 2 лет) и многолетнемёрзлые горные породы.

Грунты всех видов относят к мёрзлым, если они имеют отрицательную температуру и содержат в своём составе лёд.

Важными характеристиками вечномёрзлых и мёрзлых грунтов являются коэффициент сжимаемости оттаивающего грунта и его относительная осадка. Коэффициент сжимаемости характеризует осадку уплотнения оттаивающего грунта под воздействием внешней нагрузки. Относительная осадка характеризует сжимаемость оттаивающих грунтов.

Деформативные и прочностные свойства вечномёрзлых грунтов, используемых в качестве оснований искусственных и других сооружений, существенно зависят от их температурного состояния.

Практически все грунты, сохраняющие свое мёрзлое состояние в период строительства и последующей эксплуатации, являются надёжным основанием для искусственных и других сооружений.

Вечномёрзлые монолитные скальные грунты при изменении отрицательной температуры на положительную, как правило, не меняют свои прочностные свойства и не дают осадки. Сыпучемёрзлые крупнообломочные и песчаные грунты при оттаивании также, как правило, не меняют свои прочностные свойства и не дают осадки.

Вечномёрзлые глинистые и заторфованные грунты являются надёжным основанием для сооружений только в случае, когда находятся в твёрдомёрзлом состоянии. В случае пребывания в пластично-мёрзлом состоянии, они обладают вязкими свойствами и дают осадку под нагрузками от сооружений. При оттаивании же вечномёрзлые глинистые и заторфованные грунты наиболее ненадёжны в качестве основания сооружения, так как в этом случае они кроме значительной осадки дают и значительное снижение прочности.

4. Сейсмическое и микросейсмическое районирование Краснодарского края

Новороссийск располагается в сейсмоопасной зоне. С 1799 по 1981 год в районе, где находится Новороссийск, произошло около 17 ощутимых землетрясений.

Последнее серьёзное землетрясение на территории Новороссийска и всего Краснодарского края произошло в августе 2002 года. Толчки силой до 5,5 начались глубокой ночью. Многие новороссийцы покинули свои дома и остаток ночи провели на улицах города, боясь повторных толчков. В некоторых домах в результате землетрясения потрескалась штукатурка, в нескольких старых зданиях появились трещины. А ночью 6 октября 2007 года в Новороссийске ощущались толчки силой до 3,8 магнитуд. Эпицентр землетрясения находился в Чёрном море в 35 км от города Анапа. [2]

Северный Кавказ, на территории которого находится Новороссийский район, входит в один из трех наиболее сейсмически активных регионов России. Поэтому изучение и накопление материалов о сейсмической деятельности в Новороссийском районе — одно из направлений работы отдела природы музея.

10 марта (27 февраля ст. ст.) 1793 г. на Таманском п-ове извержение вулкана Куку-оба, сопровождавшееся землетрясением, открыло гробницу боспорского царя Сатира 1, правившего государством в V веке н.э. Это извержение описано Палласом, Энгельгардтом и Парротом. [1]

Сильные толчки (7 баллов) потрясли 9 марта 1830 года в 13 час. 10 мин. Екатеринодар, Кизляр, Минеральные воды. В этом же году, 22 ноября в 9 час. произошло землетрясение силой 7-8 баллов в Анапе и на Таманском полуострове. Отмечены разрушения в крепостях: Темрюк, Фанагория и Тамань.

В 1834 г. в феврале месяце землетрясение ощущалось в течение 3 сек. в Анапе и на побережье Черного моря до устья р. Кубани. Ветхие здания крепости Анапы были приведены в состояние, негодное для жилья. Землетрясению в Анапе предшествовал ужасный шум в воздухе, направлявшийся с нагорной стороны (с востока на запад) и отразившийся потом 2 раза от моря с особенным гулом). [7].

Землетрясение силой 6-7 баллов на территории Краснодарского края отмечались в 1909 г., 1926 г., в 1936 г., 1937 г., 1939 г., 1950 г., 1954 г. и др. С XVIII века на территории с-з Кавказа было зафиксировано свыше 200 подземных толчков, сила их не превышала 8 баллов [3].

На территории нашего края наиболее сейсмичны районы Анапы и Сочи. За два века освоения Черномории наши предки насчитали не менее 10 землетрясений силой 6-7 баллов. Анапско-Новороссийский район характерен концентрацией зон пересечения разломов, тянущихся вдоль береговой линии Кавказа, с поперечными анапскими разломами. Здесь западная часть мегантиклинория Большого Кавказа разделяется на северо-западную и Таманскую области [8].

В районе Новороссийска в радиусе 70 км от сегодняшнего города, самое сильное землетрясение произошло в 150 г. до н.э. в 7-8 баллов. В 1879 г. октябрьским вечером произошло Нижнекубанское землетрясение — 7 баллов.

Анапское землетрясение 1909 г., 23 ноября, 16 ч. 30 м. Сильные толчки: в некоторых домах частично разрушены и образовались трещины в стенах (6-7 баллов). В Новороссийске — умеренные колебания и гул (4 балла). Землетрясение ощущалось в Абрау-Дюрсо, Абинской (5 баллов).

В январе 1911 г. (точная дата и время неизвестны) незначительные колебания отмечались в районе Новороссийска (3 балла) [4].

1927 г. 26 июня, 14 ч. 30 м. Ощущались легкие колебания в Новороссийске (2 балла). Отзвук Крымского землетрясения.

Вот что сообщала об этом землетрясении газета «Красное Черноморье» №146 от 29.06:1927 г. [5].

5. Исследование химического состава подземных вод

5.1 Химический состав подземных вод

Чтобы судить о химическом составе подземных вод, необходимо в первую очередь знать реакцию воды, т.е. концентрацию водородных ионов. По теории электролитической диссоциации вода диссоциирует на водородный (Н+) и гидроксильный (ОН

) ионы, величина произведения которых при данной температуре всегда постоянна.

Если реакция воды нейтральная, концентрация водородных и гидроксильных ионов одинакова и равна 10

7. В воде с кислой ре-акцией содержится больше водородных ионов, с щелочной — больше гидроксильных. Произведение же концентраций водородных и гидроксильных ионов всегда будет постоянным — 10

14 (при температуре + 22°С). Поэтому степень кислотности или щелочности воды можно характеризовать концентрацией водородных ионов. Для выражения концентрации водородных ионов принято пользоваться логарифмом их концентрации (т.е. количества молей этого иона в 1 л воды), взятым с обратным знаком и обозначаемым рН:

В полевых условиях для определения реакции воды часто пользуются лакмусовой бумагой, которая при смачивании водой с нейтральной реакцией не меняет своей фиолетовой окраски, при щелочной реакции приобретает синий цвет, при кислой — красный. В полевых условиях для той же цели можно пользоваться метил-оран-жем. Одна-две капли его, добавленные к 50 см 3 воды, придают воде окраску при нейтральной реакции оранжево-красную, при щелочной — желтую и при кислой — розовато-красную.

Общая минерализация воды выражается суммой содержащихся в ней химических элементов, их соединений и газов. Она оценивается по сухому или плотному остатку, который получается после выпаривания воды при температуре 105 — 110° С. По величине сухого остатка воды разделяются на пресные, содержащие солей до 1 г/л, слабосолоноватые — 1 — 5 г/л, солоноватые — 5 — 10 г./л, соленые — * от 10 до 50 г./л, рассолы от 50 г./л и выше.

Главными химическими компонентами в подземных водах обычно являются: хлор-ион (С1

), сульфат-ион (SO*2»), гидрокарбонатный и карбонатный ионы (НСОз

), а также ионы щелочных и щелочноземельных металлов и окислов: натрия (Na+), кальция (Са2+), магния (Mg2+), железа и SiOa (в коллоидном состоянии). В воде бывают растворены азот, кислород, углекислый газ, сероводород и т.д.

В природных водах содержится тяжелая вода, молекулы которой состоят из двух атомов тяжелого водорода — дейтерия — изотопа обыкновенного водорода. Тяжелая вода находится в качестве примеси к природным водам в очень небольших количествах (1 часть на 5000 частей). Молекулярная масса тяжелой воды 20,029, точка замерзания + 3,82°, точка кипения +101,42° С (при давлении 10117 Па), плотность при +20° С — 1,105. Растворимость солей в ней на 10% меньше, чем в обыкновенной воде; максимальной плотности вода достигает при +11,6° С вместо +4° С для обыкновенной воды.

5.2 Химический анализ воды; отбор проб для анализа

В настоящее время применяют два способа оценки физических свойств и химического состава подземных вод: 1) упрощенный химический анализ и определение физических свойств на месте при помощи походной химической лаборатории; 2) химический и бактериологический анализы в специально оборудованных стационарных лабораториях.

Для упрощения анализов широко применяется полевая гидрохимическая лаборатория, сконструированная А.А. Резниковым. Она позволяет определять качественно прозрачность, цвет, запах, вкус, нитрат-ион (NO₃

), сероводород (H₂S), количественно концентрацию водородных ионов (рН), железо окисное (Fe 3 +), железо ззкисное (Fe 2+ ), нитрит-ион (NC>2

), аммоний-ион (NH₄ + ), гидрокарбонат-ион (НСО₃

), хлор-ион (С1-), сульфат-ион (SO₄ 2

), кальций-ион (Са 2 +), магний-ион (Mg 2 +), натрий-ион и калий-ион (Na+, К + ), углекислоту свободную и агрессивную, жесткость общую и карбонатную, сумму минеральных веществ (сухой остаток) ‘.

В стационарных лабораториях производят сокращенный анализ по составу, близкому к полевому; цель его — контроль полевых анализов, выполняемых в массовом количестве.

Пробы воды для химического анализа отбираются из источников непосредственно в стеклянные бутылки; из буровых скважин пробы берутся с помощью батометров и пробоотборников.

5.3 Химическая характеристика и классификации подземных вод

Существуют различные классификации подземных вод. Так, О.А. Алекин в основу своей классификации природных вод положил содержание, выраженное в миллиграмм-эквивалентах шести главных ионов. По преобладающему аниону он делит воды на три больших класса: гидрокарбонатные и карбонатные (НСОз

). К первому классу относятся маломинерализованные воды рек, пресных озер, значительное количество подземных вод и немногие озера с повышенной минерализацией (с содержанием в воде иона СО₃ 2

). К классу хлоридных вод автор относит минерализованные воды морей, лиманов, реликтовых и материковых озер, подземные воды солончаковых районов, пустынь и полупустынь. Сульфатные воды по минерализации и распространению занимают промежуточное положение между гидрокарбонатными и хлоридными классами.

Классы делятся на четыре типа.

Первый тип характеризуется соотношением НСОз

>Са 2 ++ + Mg 2 +. Воды слабоминерализованные. В них количество ионов НСОГболее суммы ионов щелочно-земельных металлов. Для второго типа характерно соотношение HCO₃

— К нему относятся подземные воды, а также воды рек, озер малой и средней минерализации. Третьему типу вод соответствует соотношение HCO3

2+ +Mg 2 +. Воды сильноминерализованные, смешанные и метаморфизованные. К ним относятся воды океанов, морей, лиманов, реликтовых водоемов. Четвертый тип характеризуется отсутствием ионов HCOJT — Воды кислые. Они входят в сульфатный и хлоридный классы, в группу Са 2 + + +Mg 2 +. Это рудничные и нефтяные воды, обогащенные включением рассеянного пирита.

Для подземных вод нефтяных и газовых месторождений характерно повышенное содержание иода, брома, бора, аммония и вблизи нефтяной залежи нафтеновых кислот. По химическому составу это обычно хлоридно-кальциево-натриевые рассолы с общей минерализацией 50 г./л и выше. В районе нефтяных месторождении встречаются кислые и щелочные воды гидрокарбонатно-натриево-го и иногда х-лоридно-сульфатно-натриевого состава.

В США для вод нефтяных месторождений пользуются классификацией Пальмера. Она основана на объединении ионов, сходных по химическим свойствам. Пальмер делит катионы на три группы (сильные основания, слабые основания и тяжелые металлы), а анионы на две (сильные кислоты, слабые кислоты), в соответствии с чем вода может иметь три степени солености и три степени щелочности. В зависимости от сочетания перечисленных групп ионов он выделяет пять классов природных вод. Классификация Пальмера имеет существенные недостатки: она объединяет в одну группу компоненты, имеющие различную геохимическую природу; не учитывает температуру воды, газовый состав и общую минерализацию. В настоящее время эта классификация в СССР не применяется.

В зоне с затрудненным водообменом содержатся высокоминерализованные хлоркальциевые воды. Минерализация их изменяет-ся от нескольких десятков (в верхней зоне) до нескольких сот граммов на литр (в нижней). Они широко распространены в пределах Русской и Сибирской платформенных структур. [16]

6. Инженерно-геологические изыскания для строительства

6.1 Цели, задачи и состав инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические изыскания — это комплекс полевых, лабораторных и камеральных работ, которые выполняются для обеспечения строительного проектирования исходными данными об инженерно-геологических условиях (о свойствах и состоянии грунтов, геологическом строении, гидрогеологических условиях, геологических процессах, формах рельефа и т.д.), а также прогнозирования изменений окружающей природной среды вследствие строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Целью проведения инженерно-геологических изысканий является сбор данных о территории будущей застройки и их последующий анализ. Это неотъемлемый этап строительных работ на объектах любых размеров и уровня значимости, который должен проводиться на ранних стадиях проектирования. Результат инженерных исследований является фактором, определяющим выбор определенного проектного решения.

Инженерно-геологическим изысканиям сопутствует инженерно-геодезические и инженерно-гидрометеорологические, но на долю первых приходится более 50% объёма изысканий всех видов.

В соответствии со СНиП 1.02.07 ? 87, п. 3.3 в состав инженерно-геологических изысканий входят:

? сбор и анализ информации, полученной в результате исследований прошлых лет;

? маршрутное обследование местности;

? полевые исследования грунтов (статическое и динамическое зондирование, штампы и др.);

? гидрогеологические исследования и лабораторный анализ грунтов, подземных и поверхностных вод;

? обработка материалов и оформление результатов в технический отчет;

? прохождение экспертизы и сдача материалов в региональный фонд;

? передача отчета заказчику.

В зависимости от ряда причин, например от стадийности проектирования, сложности инженерно-геологических условий, характера и класса ответственности проектируемых зданий и сооружений, те или иные виды изысканий могут не проводиться.

В зависимости от стадии проектирования выделяются следующие стадии изысканий: для предпроектной документации, для проекта (рабочего проекта) и для рабочей документации. На первых двух стадиях обычно применяют метод «ключевых участков», когда с большей детальностью исследуют те участки геологической среды, данные которых можно экстраполировать на прилегающие площади. Изыскания для рабочей документации ведутся при наличии генплана под конкретные здания, сооружения, коммуникации и другие объекты строительства.

В случае если застройка проводится без проведения предварительных инженерно-геологических исследований, впоследствии возникают такие проблемы, как:

? неравномерная усадка зданий;

? нарушение целостности фундамента и др.

6.2 Основные этапы инженерно-геологических изысканий

Рекогносцировка выполняется в тех случаях, когда недостаточно фондовых и опубликованных для оценки инженерно-геологических условий на предпроектных стадиях ТЭО (технико-экономическое обоснование проекта). Часто она не проводится вообще.

При инженерно-геологической рекогносцировке необходимо выделить типы рельефа, выявить геологическое строение района или участка, получить сведения о подземных водах, выявить опасные геологические и инженерно-геологические процессы, провести по возможности до видов и разновидностей классификацию грунтов. Для этого бывает необходимо осмотреть территорию с самолета, пройти отдельные горные выработки, осуществить геофизические исследования, а также обследовать существующие и строящиеся объекты.

Инженерно-геологическая съёмка масштаба мельче 1:10000 для промышленного и гражданского строительства, а для гидромелиоративного ? мельче 1:25000 проводится геологическими организациями для крупных регионов и используется на втором этапе изысканий (табл. 1) для выбора территории под строительство. Крупномасштабные съемки 1:10000 и крупнее осуществляются уже специализированными изыскательскими организациями с целью комплексного изучения и оценки изыскательскими организациями с целью комплексного изучения и оценки инженерно-геологических условий территорий строительства отдельных населенных пунктов, либо их частей ? жилых массивов, микрорайонов и т.д.

Полученные в результате съёмки данные должны позволить провести зонирование территории по видам использования, компоновку сооружений проектируемого комплекса, определить площадки нового проектирования и составить обоснованную программу последующих этапов изысканий.

Инженерно-геологическая разведка служит для уточнения инженерно-геологических условий под отдельным зданием или сооружением. Разведочные работы проводят для решения следующих задач: выделение видов и разновидностей грунтов и инженерно-геологических элементов; получение нормативных и расчетных показателей физико-механических свойств грунтов; выдача прогноза изменения свойств грунтов на период строительства и эксплуатации здания и рекомендаций по улучшению свойств оснований, чтобы снизить влияние неблагоприятных последствий этих изменений.

6.3 Методы инженерно-геологических изысканий

Основным видом разведочных работ является проходка геологоразведочных выработок, самая распространённая среди которых ? скважина. Проходка осуществляется специальными буровыми станками.

Бурение скважины происходит вследствие вращения бурового наконечника (коронки, спирального бура ? «змеевика», буровой «ложки» и др.) с наращиванием бурильных труб (штанг) по мере углубления скважины, либо разрушение грунта частыми ударами бурового наконечника (ударного станка, долота и др.), подвешенного на тросе, или ударами с периодическим вращением, если наконечник остаётся на штангах. Соответственно и виды бурения называются: вращательное, ударное, ударно-вращательное.

Ударно-вращательное бурение Вращательное бурение

Одновременно с бурением проводится опробование-отбор образцов грунта, как правило, ненарушенной структуры (монолитов) для лабораторных исследований. В глинистых грунтах это осуществляется специальными пробоотборниками, которые называют грунтоносами. Грунтоносы задавливающего типа представляют собой отрезок труды длиной до 1-1,5 м, снизу её края заточены, а сверху имеется устройство для свинчивания со штангой. Грунтонос устанавливается на забой (дно скважины) на заданной для отбора глубине, задавливается в грунт станком на определенную глубину ( ? 0,5 м) и затем «срывается» лебедкой и поднимается на поверхность. Здесь грунт извлекают из грунтоноса, специальным образом «консервируют», после чего транспортируют, с соблюдением специальных правил, в лабораторию.

В полевых условиях определение деформационных свойств грунтов проводится путём вдавливания специальных штампов в грунт пробными нагрузками в шурфах и скважинах. Штампы бывают квадратной и круглой площадью от 600 до 1000 кв. см. Штамп площадью 600 кв. см применяется в скважинах, остальные в шурфах. Штампы площадью 1000 кв. см используют для глин сильно водонасыщенных, в состоянии, близком к текучему.

Отобранные образцы грунтов и воды поступают в грунтоведческую лабораторию изыскательной организации для определения комплекса их физических, физико-механических, физико-химических свойств, состава и структуры, химического состава воды и т.д. Перечень этих определений и их выполняемость в зависимости от типов грунтов даны в приложении 8 СНиП 1.02.07-87.

Виды лабораторных определений анализов воды указаны в приложении 7 СНиП 1.02.07-87. В инженерно-геологических исследованиях определяется агрессивность воды к цементам по водородному показателю, содержанию сульфат — иона, углекислоты, магния и др. [20]

На геологической практике мы ознакомились с геологическими объектами в окрестностях города Новороссийска. Во время прохождения маршрутов были разобраны и продемонстрированы на конкретных примерах такие темы, как бурение, особенности строительных материалов, природные геологические явления.

Мы получили навыки выполнения простейших геологических работ, ведения полевой геологической документации, оценки природных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений. На протяжении всех маршрутов мы тщательно вели дневник, в котором делали записи о ходе практики. Эта геологическая практика закрепила полученные в ходе теоретического курса знания, а также дала множество «наглядных» знаний, которые являются неоспоримо эффективной частью процесса обучения.

Список используемых источников

1. Большая Советская энциклопедия. Т. 9, стр. 471-474.

2. Газета «Красное Черноморье» №146 от 29.06.1927 г. (Новороссийский архив).

3. Газета «Новороссийский рабочий» от 14 июля 1966 г.

4. Газета «Вольная Кубань» №17 от 27.01.95 г.

5. Добровольский В.В. Геология: Учеб. для студ. высш. учеб. Заведений. ? М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003 ? 320 с.: ил.

6. Зеленев, Н. Что лес грядущий нам готовит: леса Новороссийска / Н. Зеленев // Новороссийский рабочий. — 1986. — 9 янв. — С. 3

7. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Инженерная геология и охрана природной среды: Учебник для вузов. ? Ростов н/Д.: Изд-во Рост. ун-та., 1993. ? 352 с.

8. кн.: Кузьминская Г.Г. «Черное море», Краснодарское книжное издательство, 1977 г. Лотышев И.П. «География Краснодарского края», Краснодарское книжное издательство. 1971 г.

9. Никонов А.А. «Землетрясения», Изд-во «Знание», Москва 1984 г. 14 янв. — С. 3

10. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Павлов А.Н. Общая гидрогеология: учебник для вузов. — Л.: Недра, 1988.-359с

13. http://priroda36.ru/priroda-zemli/533-priroda-krasnodarskogo-kraya.html? start=2

Описание физико-географических условий района, включающее орогидрографию, климат района и геологическое строение. Оценка инженерно-геологических условий на основе районирования территории. Методика и условия проведения инженерно-геологических изысканий.

дипломная работа [161,5 K], добавлен 30.11.2010

Физико–географические характеристики района. Геологическое строение и инженерно-геологическая характеристика пород. Гидрогеологические условия Хингано–Буреинского региона. Современные геологические процессы и явления, происходящие в горных породах.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.11.2014

Общая характеристика климатологических особенностей района строительства. Исследование рельефа и геоморфологии участка строительной площадки, его геологическое строение и гидрогеологический состав. Изучение физико-механических свойств грунтов района.

контрольная работа [31,6 K], добавлен 07.08.2013

Эрозионно-аккумулятивные типы рельефа территории Новосибирска. Геологическое строение, физико-геологические процессы и явления. Назначение и сроки выполнения инженерно-геологических исследований. Лабораторные исследования грунтов, оврагов и балок.

отчет по практике [1,0 M], добавлен 06.10.2011

Физико-географический обзор, геологическое строение и гидрогеологические условия Усть-Лабинского района. Проведение инженерно-геологических работ для проекта строительства компрессорной станции. Испытания просадочных грунтов статическими нагрузками.

дипломная работа [994,9 K], добавлен 09.10.2013

Физико-географические условия района работ: рельеф, климат, гидрография, растительность, почвы и животный мир. Литология и стратиграфия, тектоническое строение территории. Гидрогеологические условия района работ. Анализ добывных возможностей скважин.

отчет по практике [178,4 K], добавлен 09.11.2014

Инженерные изыскания — комплекс работ, проводимых для изучения природных условий района, участка, площадки, трассы проектируемого строительства. Геологические и инженерно-геологические карты и разрезы. Методы и стадии инженерно-геологических изысканий.

реферат [25,0 K], добавлен 29.03.2012

Физико-географические условия, климат и метеоусловия района расположения месторождения. Радиационная обстановка. Инженерно-геологические условия района работ, характер оруденения месторождения. Уровни загрязнения почвенного покрова вредными веществами.

курсовая работа [140,8 K], добавлен 16.05.2010

Распространение подземных вод на территории Украины. Физико-географическое и гидрогеологическое описание, инженерно-геологическое строение Припятско-Днепровского региона. Характеристика водоносных горизонтов, основные закономерности их формирования.

курсовая работа [62,7 K], добавлен 08.06.2013

Изучение физико-географических условий г. Ростова-на-Дону. Геологическое строение и гидрогеологические условия города. Исследование опасных инженерно-геологических процессов, явлений подтопления и просадки. Горные породы, их использование в строительстве.

отчет по практике [360,5 K], добавлен 15.01.2016

источник