Подземные воды. реферат геоло. 1. Физикогеографическая характеристика Рельеф

• Название: 1. Физикогеографическая характеристика Рельеф
• Анкор: Подземные воды
• Дата: 27.06.2021
• Размер: 88.59 Kb.
• Имя файла: реферат геоло.docx
• Тип: Документы; #222030

1. Физико-географическая характеристика

 Рельеф

Город Ростов-на-Дону расположен на правом берегу долины р. Дон и понтическом плато Дон-Тузловского водораздела с абсолютными отметками 90-100 м Плато рассечено долиной реки Дон, в строении которой выделяются пойменная терраса (с абс. отметками 1 – 4 м и шириной 10 – 300 м) и три надпойменных. I и II надпойменная террасы прослеживаются в виде останцев шириной 10-50 м. Основная III надпойменная терраса (на которой располагаются центр города, а также Западный жилой массив и район Александровка) плиоценовая терраса расчленены долиной р. Темерник и овражно-балочной сетью. Балки Кизитеринка, Кульбакина, Рябинина имеют хорошо сформированные долины с асимметричными склонами, протяженностью 3-5 км и глубиной 40-50 м. Долина р. Темерник также имеет свои левобережные (Генеральная, Черепахина и др.) и правобережные (Змеевская) балки. Сильно расчлененный рельеф территории осложняет строительство, создает особые условия поверхностного и подземного стока, способствует развитию опасных геологических процессов. Левобережье Дона – низкое, плоское, шириной до 10 км, сложено песчано-глинистыми аллювиальными отложениями. В период паводков левобережная часть частично затопляется водой, имеет заболоченные участки.

Гидрология

В районе г.Ростова-на-Дону с востока на запад протекает река Дон, впадающая в Таганрогский залив. Это типично равнинная река, в пределах Ростовской области - судоходна. Для р.Дон - основной водной артерией Ростовской области - характерны плавный продольный профиль и небольшие уклоны, постепенно уменьшающиеся к устью. Основным источником питания Дона и других рек является таяния снега, на которое приходлится 68 % стока, подземное питание составляет 28%, за счёт дождей формируется всего 4 % речного стока .

Минерализация воды г.Ростова-на-Дону в зимнюю межень составляет 0,43 г/л, в летне-осеннюю - 0,71 г/л. По химическому составу воды р.Дон гидро-карбонатно-хлоридно-сульфатные кальциево-натриево-магниевые.

Один из правых притоков Дона в пределах Ростова-на-Дону - Темерник (длина 38 км, площадь водосбора 288 км2). Для него типичны небольшие дождевые паводки: обычно невысокие (до 1-2 м) и краткие (несколько часов, редко до двух-трёх суток). Они бывают летом, реже осенью, иногда паводки отмечаются и при продолжительных зимних оттепелях [1].

Темерник начинается на высоте +125 м и имеет неправильную грушевидную форму бассейна с сильно развитой левой частью. Постоянный водоток начинается ниже с.Большие Салы за счёт выходов грунтовых вод. Река Темерник - мелководная, слабопроточная, ширина русла от 5 до 120 м, глубина 1,0-2,2 м. Грунты дна глинистые, вязкие, берега возвышенные. Русло извилистое, пойма часто заболоченная, в пределах Октябрьского и Ленинского районов города сильно заросшая тростником.

В настоящее время Темерник превращён в транзитную водную магистраль промышленных и бытовых стоков, его долина стала стихийной свалкой твёрдых отходов [14].Эти отходы рано или поздно попадают в Дон или Мёртвый Донец, отравляя речную воду и угнетая биоту аквальных ландшафтов Нижнего Дона.

Климат

Кли­мат Ро­сто­ва-на-До­ну уме­рен­но кон­ти­нен­таль­ный. Сред­не­го­до­вые кли­ма­ти­че­ские по­ка­за­те­ли уста­но­ви­лись: тем­пе­ра­ту­ра +9,9 °C, ско­рость ветра 3,2 м/с, влаж­ность воз­ду­ха 72 %. Осад­ков вы­па­да­ет около 650 мм в год.

Зима мяг­кая и ма­ло­снеж­ная; сред­няя про­дол­жи­тель­ность со­хра­не­ния снеж­но­го по­кро­ва со­став­ля­ет 10—25 дней. Сред­няя тем­пе­ра­ту­ра ян­ва­ря −3,0 °C, еже­год­ный сред­не­ста­ти­сти­че­ский ми­ни­мум в зим­ний пе­ри­од со­став­ля­ет −19,4 °C, аб­со­лют­ный ми­ни­мум на­блю­дал­ся в ян­ва­ре и со­ста­вил −31,9 °C в 1940 году. Про­дол­жи­тель­ность ото­пи­тель­но­го се­зо­на со­став­ля­ет 5 месяцев.

Лето жар­кое, про­дол­жи­тель­ное и за­суш­ли­вое, с пре­об­ла­да­ни­ем сол­неч­ной по­го­ды; сред­няя тем­пе­ра­ту­ра июля +23,4 °C. Аб­со­лют­ный мак­си­мум на­блю­дал­ся в июле и со­ста­вил +40,2 °C в 2020 году.

2Геологическое строение

В тектоническом плане г. Ростов-на-Дону расположен в пределах Ростовского свода, который представляет собой небольшой, относительно приподнятый участок Русской плиты, лежащий на восточном погружении Украинского щита. Допалеозойский кристаллический фундамент несогласно облекается меловыми породами, на которых почти горизонтально покоятся отложения палеогена, неогена и антропогена.

На территории города в сферу влияния фундаментов инжененрых сооружений на геологическую среду входят неогеновые и четвертичные отложения.

Неогеновые осадки представлены морскими отложениями сарматского, мэотического и понтического горизонтов среднего и верхнего миоцена и континентальными породами хапровской свиты верхнего плиоцена. Морские осадки залегают почти горизонтально с небольшим уклоном к югу и западу.

Сарматский горизонт N₁S_1-3. Разрез сарматских отложений в г. Ростов-на-Дону начинается с песков и глин нижнесарматского горизонта. Пески по наличию в них характерной фауны (обилие раковин ervilia) носят название «эрвилиевых». Кровля песков имеет отметки от -0,5 до +6 м. Пески мелкие, светло-серые, иногда темно- или зеленовато-серые. Пачки и прослойки глин в песках в верхней части разреза носят подчиненный характер. Глины листовые серые, пепельно-серые и зеленовато-серые. Мощность нижнесарматских отложений 35-60 метров.

На «эврилиевых» песках залегают пачки сренднесарматских глин и известняков

Разрез среднего сармата заканчивается пачкой плотных, крепких светло-серых или желтовато-серых известняков. Известняки имеют оолитовую структуру, кавернозны. Полости и каверны заполнены светло-серой или зеленовато-серой мергелистой глиной и песком. На склонах донского берега известняки сильно трещиноватые. Подошва их разрушена действием подземных вод. Кровля среднесарматских известняков также носит следы размыва – здесь поработала речная вода, так как известняки являются коренным цоколем хапровской донской террасы.

Пласт известняка имеет слабый уклон на запад и юг. Самые высокие отметки кровли известняков в Северном жилом районе по линии ул. Орбитальной и Лелюшенко поднимаются до 28 м. В центральной части города (ул. Большая Садовая, Нахичивань) глубокими скважинами под метро известняки вскрыты на абсолютных отметках 20-25 м. Вдоль берегового уступа плиоценовой террасы в обнажениях от ст. Кизитеринка до пер. Соборного известняки выходят на абсолютные отметки 17-19 м. Мощность известняков в полном разрезе составляет 8-10 м. Под пачкой известняков залегает пласт мелких светло-серых песков тёщиной 0,3-2 м, который может являться маркирующим признаком.

Геологический разрез по подземному коллектору через водораздел между Доном и Темерником по линии ул. Кулагина, Рабочей площади, ул. Скачкова свидетельствует, что на абсолютных отметках от 24,28 м на склоне Темерника ло 14,1 м на донском склоне вскрыты крепкие, трещиноватые желтовато-серые известняки мощностью 6-12 м, под которыми повсеместно прослеживается пласт песков от 0,3 до 1,7 м, что является признаком сренесарматских отложений.

Верехнесарматские отложения на территории г. Ростова почти полностью размыты.

Мэотический горизонт N_1m. Мэотический горизонт на территории города Ростова-на-Дону повсеместно развиты на понтическом плато. На плиоценовой террасе породы мэотиса сохранились западнее реки Темерник. Геологический разрез мэотических осадков представлен переслаиванием известняков, мергелей, глин и песков. В верхней части разреза преобладают известняки, причем самый верхний прослой известняка имеет мощность от 1 до 3,5 м. Средняя и нижняя часть геологического разреза обычно представлена частым переслаиваением известняков, глин и песков. Мощность прослойков находятся в пределах 01-1,8 м. Общая мощность мэотических отложений составляет 5-10 м.

Понтический горизонт N_1pn. Понтический горизонт представлен в городе Ростов-на-Дону морскими осадками верхнего миоцена – известняками-ракушечниками «одесского» типа. Известняки желтой или ржаво-бурой окраски, пористые, разделяются на два слоя. Верхний слой представлен слабосцементированной породой, а нижний – более крепкой с прослоями прекристаллизованных разностей. При карьерной разработке эти прослои называют «плитой» или «аршинником». В старом Ростове почти все фундаменты домов сложены из пиленого известняка-ракушечника. На окраинах стаорого Ростова известно несколько бывших карьеров по добычи известняков. Понтические известняки выходят на поверхность в обрывах правого берега и р. Темерник (п. Савхозный, п. Каменка, Донподход, СЖР).

Абсолютные отметки кровли известняков в полном разрезе 39-43 м, а размытая из поверхность опускается до 31-35 м. Мощность известняков уменьшается на участках размыва (левые борта балки и реки Темерник) до 1-3 м. Подошва известняков-ракушечников имеет абсолютные отметки 30-33 м.

Хапровская свита N_2hp. Свое название свита получила от станции Хапры в окрестностях г. Ростова-на-Дону, где находится разрез, являющийся стратотипом этих осадков. Хапровские слои, охарактеризованные одноименным комплексом млекопитающих,

приобрели значение основного стратиграфического подразделения континентального плиоцена СССР.

Отложения Пра-Дона представляют собой типичный речной аллювий пойменной и русловой фации. К первой относятся горизонтально-слоистые зеленоватые глины и мелкие пески, ко второй — пески средние и крупные, белые исветло-желтые, косослоистые с гравием, галькой и обломками осадочных каменноугольных и неогеновых пород. Наиболее полный разрез хапровских слоев, охарактеризованный виллафранкской фауной позвоночных (В.С. Байгушева, 1964, 1965), наблюдается в карьере у ст. Левенцовка (парастратотип хапровских отложений).

Ширина развития полосы хапровских песков соответствует распространению хапровской террасы, т.е. до 3-6,5 км. Мощность песков разная. Вдоль тылового шва террасы мощность аллювия 7,5-9 м, в центральной части города 3-6 м, в пос. Александровка 9-15 м. В Западном жилом районе вдоль берега Дона, на запад от пер. Станционного, в уступе плиоценовой террасы ниже полотна железной дороги обнажаются пески, видимая мощность которых 3-5 м. Самая большая мощность песков наблюдается в Левенцовском карьере и в его окрестностях. В стенке карьера, по описанию В.С. Байгушевой и Г.Н. Родзянко, в 1959 г. мощность песков составляла 17,4 м. По скважинам, пробуренным на перспективной площади карьера в 1989-1990 гг., вскрыта мощность песков 21-22 м (правый борт 6. Рябинина).

Кровля хапровских отложений колеблется от 33,77 до 24,85 м, подошва – от 24,70 до 12,85 м.

Четвертичная ситстема (Q). Нижняя граница четвертичной системы по решению Межведомственной стратиграфической комиссии от 29 сентября 2002 г. проведена по отложениям акчагыльского горизонта в соответствии с общей европейской унифицированной стратиграфической шкалой. Породы апшеронского горизонта вошли в зоплейстоцен, который теперь является нижним разделом плейстоцена.

На территории г. Ростова апшерон представлен осадками скифской серии.

Скифские глины saQEsk2. На высоком степном плато правобережья Дона скифские глины залегают на денудированной поверхности понтических известняков, отделяясь от них горизонтом красноцветного элювия. Спускаясь с понтического плато, глины покрывают хапровские осадки плиоценовой донской террасы.

Скифские глины преимущественно красно-бурые, но встречаются серые, стально-серые и желто-бурые разности. Принято считать, что серые глины залегают только в низах толщи. Однако на крутых правых склонах реки и балки Темерник вскрыты толщи переслаивающихся глин разного цвета (1Х МКР СЖР, пос. Совхозный, Каменка, свх. «СКВО»).

Глины неслоистые, монолитного сложения, осколочной текстуры. В подошве, а иногда и в кровле глины содержат линзы и прослои красных супесей и песков, скопления крупных твердых конкреций карбонатов.

Водоразделы древних ложбин стока, сложенные скифскими глинами, смещены к правым склонам эрозионных долин. Мощность скифских глин на плиоценовой террасе 1,3-25 м, а на плато до 30 м и более.

В области межбалочных пространств на плиоценовой террасе глины поднимаются до абсолютных отметок 40-45 м и лишь на самой высокой части водораздела между р. Темерник и Кизитеринкой и по правому борту б. Чирикановки кровля скифских глин лежит на абсолютных отметках 47-56 м.

На понтическом плато отметки кровли скифских глин достигают 60-80 м. На абсолютных отметках 25-27 м скифские глины полностью размыты. Выходы скифских глин на дневную поверхность прослеживаются в правых крутых склонах реки и балки Темерник, в правом борту б. Кизитерники и в уступе плиоценовой террасы.

Лессовые отложения (Q1, Q2, Q3) Представляет собой мягкий, мучнистый на ощупь, пылеватый суглинок. Как правило, лессы по структуре макропористы и часто содержат карбонатные соли. Цвет их светло-палевый, желтый, желто-бурый, иногда серовато-желтый. Происхождение лёссов пока еще недостаточно выяснено. Существует несколько гипотез, объясняющих их происхождение. Одна из них эоловая исходит из того, что лессы образуются путем переноса ветром пылеватых и глинистых частиц из пустынь.

Лёссовидные породы прослежены многочисленными геологическими профилями, пересекающими плато, плиоценовую террасу и четвертичные террасы Темерника.

В полном разрезе установлены пять хорошо различимых ископаемых почв. Четыре из них делят лёссовидную толщу на пять горизонтов, а последняя лежит в ее основании на скифских глинах. Гумусовый горизонт ее мощный — 1-1,5 м, под ним залегают красно-коричневые и светло-коричневые глины, переполненные карбонатами и гипсом. Окраска этого слоя пятнистая, с гумусовыми затеками. На плиоценовой террасе почва почти не сохранилась, чаще встречается на плато.

На этой почве залегают желто-бурые, коричневые, красновато-коричневые, слабомакропористые глины, иногда суглинки окского горизонта, начинающие разрез лёссовидных пород неоплейстоцена.

На нижнечетвертичных глинах лежит четвертая сверху лихвинская погребенная почва черноземного типа. Мощность ее колеблется от 0,5 до 2 м. Под почвой имеется хорошо выраженный иллювиальный карбонатный горизонт. На плиоценовой террасе лихвинская погребенная почва сохранилась на наиболее высоких участках межбалочных водоразделов. На лихвинской почве залегают характерные светло-желтые, иногда палевые и яркие светло-коричневые макропористые суглинки днепровского горизонта. Этот горизонт характерен чистой, однородной окраской, отсутствием новообразований, кроме редких мелких марганцево-железистых пунктаций. Суглинки днепровского горизонта встречаются, как правило, в полном разрезе лёссовидных пород на межбалочных водоразделах и заполняют погребенные балочные долины. В правых крутых склонах они обычно выклиниваются.

На суглинках днепровского горизонта залегает мощная (1,5-2,8 м) темнокоричневая одинцовская ископаемая почва каштанового типа. Карбонатный иллювиальный горизонт под этой почвой выражен слабо. Эту почву в прошлые годы при неглубоком бурении нередко принимали за начало скифской серии осадков.

На одинцовской почве лежат коричневые, красно-коричневые суглинки и глины московского горизонта, слабомакропористые, с обилием мелких и крупных карбонатных конкреций. Карбонатные скопления образуют иногда выдержанные слои. Местами карбонатные конкреции имеют следы вторичной переработки. Встречаются гнезда мелкокристаллического гипса и отдельные крупные друзы. Глины и суглинки московского горизонта являются наиболее темно-окрашенными в разрезе лёссовидных пород.

Микулинская ископаемая почва, залегающая выше, имеет самое большое распространение. Верхняя часть (ее мощность 0,5-0,8 м) имеет темно-бурый цвет, нижняя (1,5-2 м) — темно-коричневый. Имеется хорошо выраженный иллювиальный горизонт до 0,15-0,2 м. Местами почва размыта и замещена супесями, песками или горизонтом размыва, представленным перемытыми мелкими карбонатами, сцементированными пестроцветным мелкоземом.

Суглинки калининского горизонта, лежащие на микулинской почве, имеют желто-бурый, иногда желто-бурый с красноватым оттенком цвет, хорошо выраженную макропористость. Распространены почти повсеместно.

Молого-шекснинская ископаемая почва, разделяющая породы калининского и осташковского горизонтов, имеет темно-бурую и буровато-серую окраску. На балочных склонах почва имеет хорошо выраженный черноземный облик. Гумусовый горизонт ее трудно отличить по цвету от современной почвы. Под гумусовым горизонтом лежат коричневато-бурые суглинки, в основании которых наблюдаются скопления карбонатов в виде мелких конкреций, выцветов, корочек или псевдомицелий. Ниже карбонатного горизонта встречаются гнезда гипса. Мощность погребенной почвы изменяется от 0,6 до 2,6 м, причем большая мощность встречается редко. Наиболее распространенная мощность —

0,8-1,5 м. Эта ископаемая почва на плиоценовой террасе (пос. Александровка, Западный жилой район) довольно часто размыта и замещена на большом протяжении супесями и песками. Мощность песков 1,2—2 м, местами до 4,5 м.

Лёссовидные суглинки осташковского горизонта, залегающие на молого-шекснинской почве, имеют светло-желто-бурую, палевую, серовато-желтую окраску и ярко выраженную макропористость. В толще осташковских суглинков, ближе к кровле, прослеживается еще один горизонт супесей и песков, мощностью 0,5-2,5 м.

Этот горизонт в районе пос. Александровки и в Западном жилом районе хорошо выдержан. На этом уровне в центральной части города местами и отмечается слабый гумусовый горизонт, а на балочных склонах — горизонт и представленный неоднородными слоистыми плотными суглинками или глинами. Такой же горизонт плотных неоднородных глин, слагающих самую верхнюю часть разреза, встречается и на склонах плато (Северный жилой район).

Глоцен (Q_IV)

Пойменная терраса реки Дон. Пойменная, или займищная терраса Дона (в основном левобережная) сложена пестрым по составу комплексом современных аллювиальных и морских древнечерноморских песчано-глинистых осадков пойменной, русловой и старичной фаций.

К русловым отложениям поймы принадлежат серовато-белые, зеленовато-серые и желтые пески, преимущественно мелкие, иногда средние с обломками раковин моллюсков. Мощность песков 15-20 м.

Аллювиальные отложения пойменной террасы р. Темерник. В долине р. Темерник пойменные отложения и по составу, и по цвету близки к донским, отличаясь от них большей глинистостью и заиленностью. Это пески, супеси, суглинки и глины с прослоями и линзами песков.

В приустьевой части долины на Привокзальной площади в толще аллювия прослеживаются два горизонта обломочного материала: гальки, гравия и щебня известняка. Первый прослой залегает на глубине 11 или 15 м, а второй на глубине 15 или 19,8 м. Мощность базальных горизонтов составляет 0,8-3 м. Общая мощность пойменных осадков в долине Темерника — около 20 м.

Аллювиальные и аллювиально-делювиальные отложения пойменной террасы балок. Пойменные осадки балок несколько отличаются от пойменного аллювия Дона и Темерника. В нижних течениях балок, имеющих постоянный водоток (балки Кизитеринка, Безымянная, Генеральная, Кульбакина, Рябинина), отложения представлены слоями слабоокатанных обломков известняка, бурыми и зеленоватыми супесями, суглинками и глинами. Встречаются линзы иловатых песков и илов. Мощность аллювия достигает здесь 10-12 м, и подстилается он хапровскими песками и породами сармата. В средних течениях балок аллювий состоит из иловатых глин и суглинков; встречаются илы. Подстилается аллювий лёссовидными породами. Мощность осадков 5-6 м. В верховьях балочные отложения также лежат на лёссовидных суглинках и представляют собой суглинисто-иловатые гумусированные грунты или мощные балочные почвы (до 3-4 м). Исключением является балка Кизитиринка, у которой современный: врез в среднем и нижнем течении имеет глубину 20-35 м. Балочный аллювий представлен серыми и зеленовато-серыми песками, суглинками и глинами. В нижней части долины, где балка прорезает сарматские известняки, в аллювии присутствуют в большом количестве плохоокатанные обломки коренных пород. В основании аллювия залегают хапровские и сарматские осадки. В верховье балочный аллювий лежит на лёссовидных породах и представлен заиленными черными глинами с растительными остатками мощностью до 5 м.

Техногенные отложения. Самыми молодыми современными осадками являются техногенные грунты, образовавшиеся в результате хозяйственной деятельности человека. Они накапливались в течение более чем двухсотлетней истории города.

В ГОСТ 25100-95 термин «техногенные грунты» объединяет три подгруппы:

1) природные образования, измененные в условиях естественного залегания;

2) природные образования перемещенные;

3) антропогенные образования, представляющие собой отходы производственной и хозяйственной деятельности человека.

Первая подгруппа техногенных грунтов представлена естественными грунтами, преобразованными различными методами с целью улучшения их строительных свойств. Например: лёссовидные просадочные суглинки, закрепленные силикатизацией, цементацией, глинизацией, термическим способом, уплотнением тяжелыми трамбовками и др.

Вторая подгруппа (природные перемещенные образования) — это грунты насыпей дорог, дамб, путепроводов, намытые пески на низких участках поймы, т. е. грунты, вовлеченные в сферу строительства, как и грунты первой подгруппы.

В инженерно-геологической практике интерес представляет, главным образом, третья подгруппа антропогенных насыпных грунтов, поскольку при освоении неудобных земель они могут рассматриваться как грунты основания.

Строительные насыпные грунты представляют собой планомерно возведенные насыпи из глинистых и песчаных грунтов, отсыпанных слоями. Ими сложены дорожные насыпи, пересекающие долину реки Темерник, балки Безымянную, Кизитеринку, Кульбакина, Темерник; путепроводы на шоссе Ростов-Новочеркасск и через р. Темерник; насыпи дорог на пойме Дона; насыпи подъездов к мостам через р. Дон; плотины на балке и реке Темерник и др. Этот вид насыпных грунтов характеризуется практически однородным составом и сложением. По ГОСТ 25100-95 эти грунты относятся к техногенным перемещенным.

Горные насыпные грунты - отвалы вскрышных пород карьеров кирпичных глин, песков, известняков. Представлены смесью грунтов, перекрывающих разрабатываемую породу: почвой, лёссовидными суглинками и глинами, красно-бурыми глинами, а также верхними загрязненными слоями полезного ископаемого. Эти насыпи чаще всего отсыпаны беспорядочно, с примесью хозяйственно-бытовых отходов, так как отработанные карьеры всегда служили местом стихийных свалок.

Промышленные и хозяйственно-бытовые насыпные грунты. Промышленные отходы различных производств (литейного, кожевенного, столярного, строительного и др.) не встречаются в чистом виде. Они накапливались в оврагах, балках, старых карьерах и, как правило, перемешивались с хозяйственно-бытовыми насыпными грунтами. Часто встречаются вместе и горные, и промышленные, и хозяйственно-бытовые насыпи (балки Безымянная, Черепахина, Кизитеринка, карьеры кирпичных глин на левом берегу р. Темерник и др.). Глинистые грунты и чернозем смешиваются в таких насыпях с бетоном, кирпичом, железным ломом, лаками, красками, древесной стружкой, обрезками кожи, бумагой, бытовым мусором, содержащим обилие органических веществ. Рвы крепости Дмитрия Ростовского засыпаны в основном навозом домашних животных, бытовым мусором и суглинками спланированных крепостных валов.

Техногенные намывные грунты получили распространение на левобережной пойме Дона в новой Заречной промзоне. Намыв производится с помощью гидромеханизмов из пойменных песков на заболоченных затапливаемых участках низкой поймы для поднятия их уровня. Высота намыва колеблется от 2 до 6 м, а на отдельных участках до 10-12 м (канализационный коллектор по пойме Дона в створе с ул. Кулагина).

3. Гидрогеологические условия

Основные черты инженерно-геологических условий города в большой степени определяются наличием и характером водоносных горизонтов, развитых в породах, слагающих его территорию.

Как и геологические образования, водоносные горизонты разделены на четвертичные и неогеновые.

Подземные воды неогеновых отложений (сармат, мэотис, понт миоцена и хапровские слои плиоцена). Сарматский водоносный горизонт условно можно разделить на нижний, средний и верхний, в зависимости от того, какие породы являются водосодержащими: нижнесарматские пески с прослоями глин (нижний); среднесарматские глины с прослоями песков (средний) и среднесарматские кавернозные известняки (верхний).

Нижнесарматский водоносный горизонт приурочен к мелким пескам. Кровля песков находится на абсолютных отметках от минус 0,5 до плюс 6 м. Этот водоносный горизонт в пределах города почти не эксплуатируется в промышленных целях вследствие его невысокой водообильности. Промышленные предприятия, находящиеся в нижней части берегового склона (крупозавод, завод «Красный Аксай», Холодильник № 1), получают из скважин, каптирующих нижне-сарматские пески, 46—50 мз/сут. В пойме балки Темерник водоносный горизонт вскрывается неглубокими скважинами под балочным аллювием и используется для хозяйственных нужд (полив садов, огородов, в качестве технической воды для коттеджей). Получаемые дебиты 5-15 мз/сут. Вода имеет общую минерализацию 1,5-3 г/л, по составу сульфатно-гидрокарбонатная, кальциево-магниевая.

Водоносный горизонт в среднесарматских темноцветных сланцеватых глинах приурочен к заключенным в них прослоям и линзам мелких песков, и «лентам» детритуса. Как водоносный горизонт он не представляет интереса, однако в инженерно-геологических условиях города играет значительную роль. На правом крутом склоне Темерника и в береговом уступе плиоценовой террасы Дона, где обнажаются нижнесарматские глины, происходит разгрузка этого «водоносного горизонта». Высачивающаяся вода из прослоев песка и детритуса водонасыщает залегающие на глинах насыпные и делювиальные грунты, способствуя их оползанию.

Кроме того, наличие водосодержащих линз и прослоев делает тонколистоватые сарматские глины идеальными плоскостями скольжения при образовании срезающих оползней сдвига.

Верхний водоносный горизонт сармата заключен в пласте кавернозного, трещиноватого среднесарматского известняка и в прослое подстилающего его песка. Это основной горизонт подземных вод в пределах г. Ростова-на-Дону. Верхняя граница водовмещающих пород проходит на отметках 16-26 м и погружается к югу и юго-западу.

Сарматские воды связаны с кавернами и трещинами в известняках, и поэтому обилие их носит зональный характер. Дебиты скважин на предприятиях города, получающих сарматские воды, колеблются в пределах 44-285 мз/сут.

Подземные воды, содержащиеся в трещиноватых, кавернозных мзотических известниках также разгружаются в уступе плиоценовой террасы и в виде родников разной водобильности. Дебиты их несколько ниже, чем сарматских, - 30-50 м3/ч (многочисленные источники в ст. Гниловской).

Подземные воды в известняках понта отмечаются ьолько в узкой полосе, окаймляющей на плато фронт разгрузки грунтовых вод в сарматско-мэотический водоносный горизонт. Грунтовая вода за границей распространения скифских глин легко проходит через трещиноватые известняки-ракушечники, питая подземные воды.

Водоносный горизонт в хапровских песках развит в пределах распространения на плиоценовой террасе и получает питание за счет поглощения грунтовых вод и за счет гидравлической связи с подземными водами сарматско-мэотических известняках.

Грунтовые воды четвертичных отложений

Грунтовые воды в скифских глинах. Водоносность скифских глин связана с грунтовыми водами в лёссовидных породах. Водосодержащие скифские глины распространены только в зонах проникания грунтовых вод через них в породы неогена. Эти зоны окаймляют фронт разгрузки водоносного горизонта лёссовидных суглинков и являются характерной особенностью гидрогеологических условий г. Ростова. Насыщающая трещиноватые скифские глины вода имеет слабый напор и при вскрытии ее дает восходящие родники. Один из таких родников является причиной затопления подвала траурного зала мемориала на Змеевой балке.

Грунтовые воды в лёссовидных породах. Детальное изучение толщи скифских глин позволило разрешить загадки в поведении грунтовых вод и представить четкую картину положения воды в лёссовидных породах, долгое время остававшуюся неясной. Особенности этих условий сводятся к следующему:

Грунтовые воды в лёссовидных породах распространены повсеместно и

имеют единое зеркало в районах со сплошным развитием скифских глин, которые являются для них водоупором.

. Кроме дренирования грунтовых вод современными долинами Дона и Темерника, существует подземный дренаж, обусловленный строением толщи скифских глин. Скифские глины имеют сложный рельеф. В них заложена основная балочная сеть эоплейстоцена, погребенная под мощным покровом лёссовидных пород. Отметки ложа древних долин опускаются от абсолютных отметок 35—36 м в верховье до минус 2 — плюс 5 м в устье. На абсолютных отметках 25—27 м в ложах долин красно-бурые глины размыты и лёссовидные породы лежат на водопроницаемых хапровских песках или известняках понта, мэотиса и сармата. Здесь грунтовые воды поглощаются миоценовым водоносным горизонтом и через него получают сток в долины Темерника и Дона.

. Фронт разгрузки грунтовых вод в сарматско-мэотический водоносный горизонт имеет свои особенности. Он не полностью повторяет границу распространения скифских глин, а спрямляет ее, пересекая сложенными ими узкие межбалочные водоразделы. Значительные уклоны, создаваемые разницей уровней воды в ложах балок и на скифских водоразделах, способствуют прониканию потока через трещиноватые скифские глины. Скважины, вскрывшие воду в скифских глинах, располагаются вдоль зоны разгрузки.

Отсеченные потоком грунтовой воды межбалочные скифские водоразделы являют собой опасные зоны, в которых при увеличении инфильтрации (изменение гидрогеологического баланса) могут появиться грунтовые воды и слиться с основным потоком. Линия фронта разгрузки грунтовых вод изменяется во времени, и конечной стадией ее развития является полное повторение границы распространения скифских глин.

. Поглощенные породами миоцена грунтовые воды поступают через них к долинам Дона и Темерника и за фронтом разгрузки подземных вод вновь насыщают лёссовидные суглинки, покрывающие склоны.

. Между этими фронтами разгрузок лежит зона, где первым от поверхности водоносным горизонтом является горизонт подземных вод, а лёссовидные породы безводны. Водосодержащие линзы, встречающиеся здесь, носят временный характер и образуются за счет источников инфильтрационного питания природного или техногенного характера.

Таковы основные закономерности распространения и стока грунтовых вод.

Образование грунтовых вод в лёссовидных породах связано с инфильтрацией атмосферных осадков, а в черте города — с целым рядом источников, обусловленных хозяйственной деятельностью человека

Водоносный горизонт в аллювиальных отложениях рек Дона и Темерника. Грунтовые воды в аллювии поймы и первой надпойменной террасы Дона по правому берегу долины (у подножья уступа плиоценовой террасы) залегают на глубине 0,3—4 м. Питание получают в основном за счет разгрузки грунтовых вод лёссовидных суглинков и вод сарматско-мэотического водоносного горизонта. Подземные воды в виде родников различного дебита свободно изливаются, растекаясь по пойме, питая грунтовые воды в аллювии. Кроме открытых выходов на поверхность, разгрузка подземных и грунтовых вод в аллювий происходит и через делювий склона.

В отложениях левобережной поймы грунтовые воды находятся на глубинах 0,2-2,5 м.

Грунтовые воды в аллювиальных отложениях Темерника питаются за счет поверхностного стока, а в основном водами сарматского водоносного горизонта, который разгружается в долину реки в виде родников и через аллювий террас. Глубина залегания грунтовых вод:

— в отложениях поймы - 0-2 м;

— первой надпойменной террасы - 2-7 м:

— второй надпойменной террасы - 5-12 м;

— третьей надпойменной террасы - 10-18 м.

4 Инженерно-геологическая характеристика горных пород

Пески нижнего сармата преимущественно мелкие иногда пылеватые, содержат обломки и целые раковины моллюсков. Пески плотные, однородные, степень неоднородности Сu = 1.8-3.0.

Показатели свойство нижнесарматских песков

Влажность – 0,22 сред.

-плотность-при природной влажности 2,05 г/см³

-сухого грунта 1,68 г/см³

Плотность % 36,7

Коэффициент пористости%0,580

Коэффициент водонасыщения -1

Сопротивления под конусом зонда 14,7

Глины среднесарматские. Тонкодисперсные, имеют сланцевую структуру с присыпками тонкозернистого песка по слойкам. Глины содержат раковины детритус из обломков раковин, образующий местами прослои-«ленты». В естественном залегании глины имеют твердую и полутвердую консистенцию.

Обобщённые характеристики физических свойств сарматских глин

Влажность –44,64%.

плотность-при природной влажности 1,7 г/см³

-сухого грунта 1,17 г/см³

Плотность 57,43%

Коэффициент пористости 1,349%

Коэффициент водонасыщения 0,91

Сарматские известняки. Отличаются значительной прочностью, даже при кавернозности, трещиноватости и выветрелости. Эти известняки в целом можно характеризовать как плотные, прочные, слабовыветрелые не размягчаемые скальные породы.

Показание физико-механических свойств сарматских известняков залегающих близко к дневной поверхности

-плотность минеральных частиц-2,69 г/см³

-Плотность скелета-2,4г/см³

-Пористость 10,78%

Водопоглащение 4,26%

Предел прочности на одноосное сжатие –в воздушно-сухом состоянии 36,64МПа

- в водонасыщенном состоянии 22,58 Мпа

-Коэффициент размягчаемости 0,62д.е.

Мэотические известняки. Верхний пласт известняка в отложении мэотических пород имеет наиболее высокие физико-механические характеристики.

Показатели физико-механических свойств мэотических известняков (верхний пласт)

-Плотность скелета-2,43г/см³

-Пористость 12,4%

Водопоглащение 13,19%

Предел прочности на одноосное сжатие –в воздушно-сухом состоянии 67 МПа

- в водонасыщенном состоянии 43 Мпа

-Коэффициент размягчаемости 0,64д.е.

1. 
   Описание примеров горных пород
   

1. 
   Мрамор, г.Коелга. (Музыкальный театр)
   

- Химический состав - на 96,4-100% состоит из кальцита. Количество минералов – примесей в среднем составляет немногим больше 1% (пирит, магнетит, гематит, кварц, доломит и серицит в виде изометричных зерен размером около 0,1 мм).

-  Массивная порода белого цвета с серыми прожилками и пятнами. Структура коелгинского белого мрамора преимущественно гранобластовая с изометричной формой зерен, реже гетеробластовая, текстура мраморовидная. Средний размер зерен кальцита белого мрамора коелгинского месторождения – 0,4 мм.

- Коелгинское месторождение белого мрамора находится в Еткульском районе Челябинской области. Месторождение расположено в полосе известняков нижнего карбона, подвергшихся метаморфизму со стороны Варламовского и Коелгиноско-Кабанского гранитных массивов.

- Плотность 2,72 т/м3

- Водопоглощение 0,23

- Прочность при изгибе 14-40 МПа

- Прочность при сжатии 30-150 МПа

- Истирание 1,3 г/см2

- Договечность 100-400 лет

- Морозостойкость цикл, не менее 200

- Рекомендуется использовать специальные средства ведущих фирм-производителей химии по уходу за искусственным или природным камнем

- Не рекомендуется подвергать ударам, царапать, соприкосновение с абразивными веществами

- Области применения: облицовочные работы, изготовление подоконников, ступеней.

2. 
   Гранит (Емельяновское м-ние, Украина) (Музыкальный театр)
   

-  располагается на территории Украины в Житомирской области возле железнодорожной станции Емельяновка. Первые разработки и добыча гранита происходили еще в 1940 г.

- Месторождение приурочено к группе докембрийских гранитов, слагающих северо-восточный склон Украинского кристаллического щита.

- Химический состав – диоксид кремния 68-73%, диоксид алюминия 12-15,5%, оксид натрия 3,0-6,0% и множества прочих компонентов.

- Минеральный состав Микроклин – около 65%; Кварц – до 20%; Плагиоклаз (огиоклаз) – 10%; Биотит – 4%; Другие минералы (например, мусковит и хлорит) – около 1%.

- Плотность 2,6 т/м3

- Водопоглощение 0,15

- Прочность при изгибе 18-30 МПа

- Прочность при сжатии 148 МПа

- Истирание 0,23 г/см2

- Договечность 650-1000 лет

- Морозостойкость цикл, 50

- Области применения: облицовка стен, площадок, крылец, изготовление ступеней.

- Однородный рисунок, устойчивость к загрязнениям.

3. 
   Гранит (Капустинское м-ние, Укр.) (Покровский сквер, памятник имп.Елизавете Петровне)
   

- Добывают его в Кировоградской области (Украина). Залежи расположены в Новоукраинском районе, в селе Каменный мост. По оценкам специалистов, залежи практически неисчерпаемы.

- Химический состав – диоксид кремния 68-73%, диоксид алюминия 12-15,5%, оксид натрия 3,0-6,0% и множества прочих компонентов.

- Минеральный состав Плагиоклаза — на 24%; Микроклина — на 50%; Кварца — на 18%; Биотита — содержится всего 7% и других веществ с минералами, которых в составе капустинского гранита не более 1-2%.

- крупнозернистая структура и смешанная цветовая гамма с множеством крупных кристаллов микроклина на фоне ярко красного оттенка. Также он бывает как ярко-красного, так и серо-красного цвета, но чаше все оттенки находятся в смешанном виде

- Плотность 2,7 т/м3

- Прочность при сжатии 165 МПа

- Истирание 0,48 г/см2

- Пористость – 1,6%

- Водопоглощение – 0,22%

- Первый класс радиоционной безопасности

- Области применения: облицовка стен, площадок, крылец, изготовление ступеней.

4. 
   Гранит (Мансуровский), ограждение набережной
   

- Месторождения камня находится в Учалинском районе Башкирии

- Одним из наиболее древних на территории России считается природный мансуровский гранитный камень. Его геологический возраст составляет более 350 миллионов лет

- Минеральный состав данного вида гранита включает полевые шпаты (плагиоклаз и ортоклаз), кварц и другие минералы (мусковит, хлорит, эпидот и т.д.)

- Химический состав – диоксид кремния 68-73%, диоксид алюминия 12-15,5%, оксид натрия 3,0-6,0% и множества прочих компонентов.

- Плотность 2,7 т/м3

- Прочность при сжатии 126 МПа

- Водопоглощение 0,48%

- Пористость 0,74%

- Истирание 0,4 г/см2

- Морозостойкость 100 циклов

- Первый класс радиоционной безопасности

- Используется: для строительства дорог, в масштабных городских проектах; для мощения площадей, набережных и скверов, в отделке общественных мест с высоким скоплением людей, для оформления дорог брусчаткой и бордюрами, для создания памятников и малых архитектурных форм, для постройки лестниц

5. 
   Лабрадорит «Блю перл» Норвегия. (бизнес-центр «Лига наций», гостиница «Плаза»), Литофлюидит (д. Пушкинская 152)
   

- Страна Норвегия, добыча производится из различных карьеров на территории всей страны

- Серо-голубой цвет с включениями перламутра

- Химический состав преимущественно из плагиоклаза — лабрадора с незначительной примесью (не более 5—7 %) пироксенов и рудных минералов

- Плотность 2.6 т/м3

- Прочность на сжатие - 120 МПа

- Прочность на изгиб - 12 МПа

- Избираемость – 0,35г/м2

- Водопоглощение - 0,21

- Морозостойкость 80-100 циклов

- Используется для облицвоки, внутренних работ, тротуарная плитка

- Устойчив к стиранию

6. Опасные геологические процессы

Просадочность характерна для лёссов и лёссовидных пород, ко­торые называют макропористыми породами. При замачивании без увеличения нагрузки они дают значительную дополнительную осадку (просадку) провального характера. Лессовые породы легко и быстро размокают и размываются. Просадка в г. Ростов-на-Дону может составить 10-20 см. Лёссовидные породы распространены повсеместно в Ростове-на-Дону. Лёссовидные породы прослежены многочисленными геологическими профилями, пересекающими плато, плиоценовую террасу и четвертичные террасы Темерника. Просадочность может приводить к трещинам, частичном или полному разрушению постройки, обрыву коммуникаций. Перед строительством сооружений производятся изыскательские работы, по результатам которых принимаются меры по устранению возможных просадок. Для устранения проблем с просадкой используют цементизацию, жидкое стекло, замену грунта в зависимости от типа строительства.

Оползни на территории селитебных зон по своему генезису, как правило относятся либо к антропогенным, либо к природно-антропогенным геологическим процессам. Разделяются на вязко-пластичные (оползни-потоки) и срезающие оползни сдвиги. Кроме того, на крутых склонах, сложенных однородными лессовидными суглинками, иногда возникают специфические нарушения устойчивости склона – обвалы. Для самого г. Ростов-на-Дону оползень — довольно редкое явление. В постсоветской истории города было несколько довольно разрушительных сходов грунта. Так, в январе 1995 г. в районе станции Кизитеринка из-за оползня пострадали пять частных домовладений, а на самой станции смещение грунта практически разрушило один из путей. В середине октября 1997 г. в Нижней Александровке в зоне оползня оказались семь частных домов, один из них рухнул. Потенциально опасными, с точки зрения этой геологической ЧС, районами в Ростове считаются Пролетарский и Железнодорожный. С целью предупреждения ЧС, в этом районе систематически проверяется состояние контрольных маячков на оползневых участках. Так, в Ростове-на-Дону вечером 29 июня 2015 г. на улицу Береговую со стройплощадки Ворошиловского моста сошел оползень. В грязевом плену оказались полтора десятка автомобилей. Борьба оползнями представляет собой сложную задачу. Это связано с многообразием причин, порождающих этот процесс. В настоящее время в практике борьбы оползнями наиболее часто применяют следующие группы мероприятий: регулирование поверхностного стока; дренаж обводненных горных пород; перераспределение масс торных пород; защита от подмыва и размыва; закрепление мас горных пород подпорными и анкерными сооружениями; искусственное улучшение свойств горных пород; лесомелиоративные работы; профилактические мероприятия. Необходимы укрепления склонов засевом трав, посадка деревьев, установкой габионов и подпорных стен, силикатизация.

Подтопление происходит в ходе чрезмерного увлажнения в области высокого залегания грунтовых вод в следствии атмосферных осадков или антропогенного фактора. В основном страдают подвальные помещения и территории ниже уровня поверхности земли. В Ростове очаги подтопления в Пролетарском и Первомайском районах города были отмечены еще до Великой Отечественной войны.

Геофильтрационные процессы на территории комплекса Донского государственного технического университета (ДГТУ) отражают природно-техногенные изменения тидрогеологических условий. В последнее десятилетие подземные части некоторых зданий затапливаются, несмотря на тщательное отведение поверхностных вод. Затопление происходит вскоре после дождя. Интересно, что в непосредственной близости от зданий, в строительном котловане, подземные воды не вскрыты. Предполагаются две причины затопления: высокий техногенный УГВ и неисправность водонесущих коммуникаций.

Первое здание университета построено в 1950-х гг. К 2018 г. площадь застроенной территории достигла 25000 м”. Наиболее крупным водопотребителем является только университет. Ближайшие предприятия большим оборотом воды располагаются ниже по потоку грунтовых вод. Наиболее вероятным источником техногенных вод является сам университет.

Мероприятия по защите города от подтопления:

- правильная планировка территории и водоотвод не только в пределах районов, микрорайонов, но и вокруг отдельных зданий и сооружений;

- запрещение свалок на склонах, в оврагах и балках; расчистка уже засыпанных наиболее опасных мест;

- всеобщая борьба с потерями из воднесущих трубопроводов;

- восстановление существующей и строительство новой ливневой канализации во всех городских районах;

- строительство бытовой канализации в поселках, где есть водопровод.

Суффозия – это вынос определенных грунтовых частиц подземными водами. Она сопровождается проседанием грунтового слоя, формированием суффозионных впадин, блюдец, воронок, пещер. Вследствие явления может измениться гранулометрическая структура пород как подвергшихся размытию, так и фильтровавших выносимый материал.

По способу воздействия выделяют:

- химическую;

- механическую

- смешанную (химико-физическую)

Химический тип подразумевает выщелачивание минеральных элементов. Он наблюдается, когда фильтрующаяся вода наталкивается на растворяющиеся в ней вещества.

Механическая суффозия – размытие и перемещение пород, даже не содержащих растворяющихся веществ, интенсивно текущей подземной водой. Явление наблюдается преимущественно на речных склонах и оврагах.

Способы борьбы:

- осушение грунтов с помощью забивных и опускных фильтров, откачка воды из скважин;

- защита котлованов, шурфов и т. д. от заплывания с помощью шпунтовых стенок и забивной крепи. Шпунты забиваются до водоупора или плотных пород;

- закрепление плывунов до потери плывучести, путём замораживания или силикатизацией (жидким стеклом и т. д.).

Характерными являются пустоты лессовых пород, в частности, на контакте с подстилающими их кавернозными известняками-ракушечниками. Размер пустот иногда достигает нескольких метров. Такие небольшие пещеры развиты, например, на склонах долины р. Темерник в г. Ростов-на-Дону.

С уфозийная полость (1) в лёссовых породах, залегающих на склонах рельефа, сложенном известняком ракушечником (2); 3 – здания.


Вызывают провалы поверхности земли с повреждением зданий и подземных коммуникаций.

Овражной эрозии принадлежит существенная роль в формировании стока наносов и морфологии русел равнинных рек, особенно при непосредственном выносе продуктов размыва из оврагов в русла. Некоторые исследователи связывали обмеление Дона в начале XX в. с интенсификацией в этот период овражной эрозии. К концу XX в. количество растущих оврагов уменьшилось в связи с проведением работ по защите земель от разрушения; соответственно снизился объем выносов из оврагов в реки. Выносы из оврагов нередко являются причинами образования перекатов, конусы выноса частично перегораживают русло и являются источником формирования наносов.

Разрушение берегов — процедура гидрологического размыва или обрушения, который несет опасность для жизни людей и окружающей среды. На процесс влияют геологические и гидрологические условия. Как и для большинства других рек этого района, для Дона характерно асимметричное строение долины: правый коренной берег ее почти на всем протяжении высокий и крутой, тогда как левый - пологий и низменный. Характерен для изгибов излучин, крутых берегов реки Дон. Суда, проходящие по руслу реки, имея большую осадку, создают сильный волнобой. От этого разрушается дно русла и коренного берега, происходит обогащение водной толщи твердым стоком, что ведет к заилению нерестилищ, замыву устьев малых рек, протоков, ериков, гирл и создает препятствия проходу рыбы к местам нереста, а зачастую приводит и к полному осушению нерестилищ. Береговые нерестовые участки реки Дон и его рукавов сейчас настолько заилены, что потеряли воспроизводственное значение. Для решение данной проблемы необходимо укреплять берега реки в опасных зонах монолитным бетоном, габионами, подпорными стенами, армированием.