Климат
Природные и инженерно-строительные условия
Климат, рассматриваемого района умеренно-континентальный, лето умеренно теплое, зима продолжительная и холодная.
Климат формируется в условиях малого количества солнечной радиации зимой под воздействием северных морей, и интенсивного западного переноса воздушных масс, вторгающихся из глубины континента. Частая смена воздушных масс различного происхождения создает большую неустойчивость погодных условий в любой из сезонов года.
Самая низкая температура воздуха наблюдается в январе, его среднемесячная температура -10,8 С. Среднемесячная температура июля, самого теплого месяца +16,7 С. Абсолютный минимум -49 С, абсолютный максимум +34 С.
В годовом ходе средних температур резких перепадов не наблюдается.
В таблице 3.1.1 даны даты перехода среднемесячной температуры воздуха через определенные пределы и число дней, превышающих эти пределы.
таблица 3.1.1
| -10 | -5 | +5 | +10 | +15 | |
| 25.II 2.I | 21.III 25.XI | 6.IV 3.X | 30.IV 4.X | 23.V 11.IX | 22.VI 11.VIII |
Средняя дата среднего заморозка 13 / IX, последнего 27/ V.
Продолжительность безморозного периода составляет 108 дней.
Продолжительность солнечного сияния составляет за год 1712 часов.
Рассматриваемая территория относится к зоне достаточного увлажнения, среднегодовое количество осадков составляет 754 мм. Максимум приходится на теплый период года (август) – 86 мм, минимум – на апрель 39 мм. Засух, как правило, не бывает.
Летом осадки носят преимущественно ливневый характер, зимой осадки образуют устойчивый снежный покров. Он устанавливается в конце октября, держится до середины апреля и в марте его средняя высота достигает 30 см. Число дней со снежным покровом 181.
Относительная влажность воздуха высока в течение всего года (80%), особенно в холодное время года (не ниже 84%).Минимум наблюдается в июне (70%).
Ветровой режим данной территории определяется сезонным режимом барических центров, формирующихся над Северной Атлантикой и Евразией.
В целом в году преобладают ветры юго-восточного направления. Наименьшую повторяемость во все сезоны года обнаруживают ветры северо-восточного направления. Среднегодовая скорость ветра составляет 3,6 м / сек. (розу ветров смотреть на чертежах).
Выводы:
1. Климатические условия района не вызывают планировочных ограничений.
2. Территория города относится к строительной зоне II В.
3. Расчетная температура самой холодной пятидневки - 32 С.
4. Зимняя вентиляционная расчетная температура - 17 С.
5. Продолжительность отопительного периода 234 суток.
6. Максимальная глубина промерзания почвы 140-150 см.
7. Умеренная зима требует необходимое тепло защиты зданий и сооружений.
3.2.1 Гидрология
Город Вытегра расположен в нижнем течении реки Вытегры в 14 км от ее устья.
Река Вытегра берет начало из озера Маткозера и впадает в Онежское озеро. Длинна реки 64 км, площадь водозбора 1670 м .
В настоящее время река Вытегра на протяжении 39 км от устья входит в состав Волго-Балтийского водного пути и представляет собой канал от Онежского озера до Вытегорского гидроузла, проходящей по долине реки Вытегры, спрямляя излучины речного русла, длина его – 13,5 км. Ширина канала 175-150 м, глубина 4,9-5,9 м. Канал находится в подпоре от Онежского озера. В пределах города на реке Вытегре расположен шлюз №1 и Вытегорский гидроузел.
Основные сведения по Вытегорскому водохранилищу приводятся в таблице 3.2.1.1
таблица 3.2.1.1
Водный режим реки Вытегры в районе города Вытегры в значительной мере определяется работой гидросооружений.
Уровенный режим характеризуется весенними подъемами, устойчивым стоянием горизонтов в период открытого русла и плавной сработкой в течение зимы.
Весенний подъем уровня начинается во второй половине апреля и достигает своего максимума в конце апреля начале мая, через 7-10 дней после начала половодья. Высота подъема составляет 1,0 - 1,5 м над зимней меженью. Спад половодья имеет в начале ясно выраженный характер, затем задерживается на отметке в среднем на 0,5 метров выше зимней межени. Причиной этого является подпор от Онежского озера, где максимальные уровни наблюдаются в июне – июле. Наименьшие уровни наблюдаются, как правило, в конце зимы.
В верхнем бьефе гидроузла уровень поддерживается на отметке 46,0 м.
Уровни воды в нижнем бьефе определяются выпусками из водохранилища и уровнями Онежского озера. По данным Л.О Гидропроекта максимальный расчетный уровень 0,1% обеспеченности составляет 34,3 м. Средний уровень нижнего бьефа шлюза №1 – 33,1 м соответствует среднему уровню Онежского озера за период навигации, минимальный уровень – 32,6 м устанавливается при минимальном навигационном уровне озера и нулевом расходе через гидроузел.
По материалам Л.О Гидропроекта максимальный расход воды 1% обеспеченности (при НПУ) – 165 м /сек, расход воды 0,1% обеспеченности (при форсированном горизонте) – 250 м /сек. Расчетный навигационный расход (при шлюзовании) – 65 м /сек.
Ледовый режим реки характеризуются образованием заберегов продолжающимся от начала октября до последних чисел ноября. Одновременно с появлением заберегов на реке появляется «Сало» и шуга.
Осенний ледоход чаще всего спокойный и непродолжительный (3-5 дней). Ледостав устанавливается в среднем во второй декаде ноября. Ледяной покров ровный толщина его к концу зимы достигает в среднем 50-55 см.
Вскрывается река в апреле-мае.
По химическому составу вода реки Вытегры относится к гидрокарбонатному классу с преобладанием ионов НСО (36-44% экв.) Вода слабоминерализована в течении года минерализация не превышает 50 мг/л.
В результате сбросов неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод качество воды в реке Вытегре ухудшается; на санитарное состояние реки отрицательное влияние оказывает и водный транспорт.
Вода загрязнена органическими веществами, что обуславливает превышение ПДК по перманганатной окисляемости; имеет место значительное бактериальное загрязнение и загрязнение СПАВ. Превышает ПДК содержание в воде взвешенных веществ, хлоридов, нефтепродуктов и железа.
На территории города в реку Вытегру впадает ручей Вянг, площадь водосбора которого 3,5 км . В гидрологическом отношении ручей Вянг не изучен. Водный режим ручья Вянг аналогичен реки Вытегры.
Максимальный расчетный расход воды 1% обеспеченности ручья Вянг в устье ориентировочно составляет 4,5 м /сек, наивысший годовой подъем уровня – около 1 м.
Выводы:
1. Водный режим реки определяется гидротехническими сооружениями, построенными на реке в районе города. Река Вытегра входит в систему Волго-Балтийского водного пути
2. Наивысшим годовым уровнем воды редкой повторяемости затапливается небольшая часть городской застройки, слоем около 1 м.
3. Расчетный минимальный навигационный расход (при шлюзовании) на реке Вытегре составляет 65 м /сек.
4. В результате хозяйственной деятельности вода реки Вытегры загрязнена по ряду ингредиентов и при использовании для водоснабжения должна быть очищена через систему В.О.С.
3.2.2. Гидрогеология
Подземные воды приурочены ко всем генетическим типам четвертичных отложений и дочетвертичным породам.
В четвертичных отложениях заключены поровые и пластово-поровые воды.
Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава с включением гравия, гальки и гравийно-галечные отложения, реже супеси. Подземные воды безнапорные, лишь в ледниковых отложениях заключены воды опорадического распространения обладающие небольшим напором, воды подморенных отложений – напорные.
В коренных породах заключены пластово-трещенные преимущественно напорные воды. По химическому составу воды коренных пород и четвертичных отложений гидрокарбонатнокальциевые, магниево-кальциевые с минерализацией от 0,2-0,6 г/л до 1-1,3 г/л.
Гидрогеологическая характеристика основных водоносных горизонтов и комплексов приведена ниже в таблице 3.2.2.1.
Как видно из таблицы 3.2.2.1, наибольший интерес для целей водоснабжения города представляет семилукско-бурегский водоносный комплекс.
В 1970 году ПГО «Севзапгеология» проведены разведочные работы на подземные воды для хоз – питьевого водоснабжения города Вытегра.
Участок детальных изысканий расположен на восточном берегу Вытегорского водохранилища севернее д. Шестово. Были подсчитаны запасы подземных вод семилукского-бурегского водоносного комплекса по категориям В+СI в количестве 12 тыс. м /сут, запасы утверждены ТКЗ, протокол №1098 от 30.07.1971 года. Подземные воды на участке по составу хлорносульфатные магниево-кальциевые с минерализацией до 1-1,3 г/л. Учитывая, что подземные воды характеризуются повышенной минерализацией вопрос о возможности использования этих вод для централизованного водоснабжения города, был решен в то время Вологодской СЭС положительно.
Скважинами, пройденными до глубины 20-30м, подземные воды на участке вскрыты на глубинах 6.5-9.0м от поверхности. Установившийся уровень подземных вод наблюдался на глубинах 1.5-4.8м. Процесс установления уровня по скважинам происходил во времени по разному, от нескольких часов до нескольких суток.
Водоносными являются грунты элювиальной толщи аргиллитоподобных глин, состоящих из трещиноватых выветрелых глин, с кристаллами гипса, с прослойками и линзами песков пылеватых.Режим подземных вод субнапорный. Нижним водоупором являются аргиллитоподобные неогеновые глины, верхним - делювиальные глины четвертичного возраста. При вскрытии водоносного горизонта вода поднимется до уровня 1.5м.-4.8 м (гидравлический напор 4-6 м.). Необходимо учесть, что при устройстве фундаментов, в случае прорезки верхнего водоупорного горизонта глина делювиальная, желто-бурая, твердая, легкая пылеватая, слабонабухающая.и вскрытии водоносного горизонта глина зеленовато-желто-серого цвета, (элювий коренных глин), твердая тяжелая произойдет подъем воды до пъезометрического уровня.
Гидрогеологические условия участка изысканий определяются специфическими особенностями геолого-тектонического строения региона, литологического состава пород, геоморфологии и климата, которые, в общем, не благоприятствуют формированию подземных вод. Так геологический разрез территории представлен преимущественно слабопроницаемыми отложениями глинистой фракции; на участке совершенно отсутствуют постоянные поверхностные водотоки и слабо развита овражно-балочная сеть; выпадающие здесь атмосферные осадки, при сравнительно высокой среднегодовой температуре воздуха, расходуются преимущественно на испарение и поверхностный сток. Тем не менее, ко всем стратиграфическим подразделениям разреза приурочены подземные воды. При этом первые от поверхности горизонты грунтовых вод формируются, главным образом, за счет атмосферных осадков. В формировании нижележащих водоносных горизонтов принимают участие воды лиманов и моря, обеспечивающие приток в горизонты подземных вод.
Подземные воды обнаружены на глубине 4,0-6,4 м. На изучаемой территории выделяются водоносные комплексы четвертичных покровных отложений и коренных глин.
Рельеф участка, характеризующийся значительными уклонами дневной поверхности, и низкие фильтрационные свойства грунтов способствуют быстрому и значительному по объему скатыванию атмосферных осадков за пределы участка. Исключение составляет древняя морская терраса, где имеются более благоприятные условия для инфильтрации атмосферных осадков, скапливающихся в понижениях рельефа. Общий характер колебаний уровней одинаков: очень слабое, с запозданием, реагирование на атмосферные осадки и тенденция к снижению уровней подземных вод по всем наблюдавшимся комплексам горных пород. Наивысшее положение уровней, в основном, в зимне-осенние месяцы, самое низкое - в летние.
Основными режимообразующими факторами подземных вод участка являются его рельеф, геолого-структурное строение, литологический состав пород и метеорологические условия. Основным источником питания подземных вод в пределах региона являются атмосферные осадки. Восполнение подземных вод слабое. Общим базисом дренирования подземных вод региона является Черное море.
Строительное освоение участка и дальнейшая эксплуатация сооружений приведут к изменению режима подземных вод: условий их питания, транзита и разгрузки, что может вызвать развитие негативных физико-геологических процессов: подтопление, оползневые явления и др.
По данным химического состава подземные воды сильно минерализованы (общее содержание солей до 20 г/л). Химический состав жидкой среды для определения степени агрессивности на железобетонные конструкции.
Согласно геологическому строению участка, наличие в геологическом разрезе глинистых нефильтрующих грунтов, при неправильной эксплуатации сооружений возможно приведет к накоплению поверхностных вод в насыпных грунтах, грунтах обратной засыпки (траншеи и пазухи котлованов) в результате инфильтрации утечек из водонесущих коммуникаций и вод поверхностного стока и т.п., и как результат, подтопление территории.
Геологические условия
Геоморфологические условия
Геоморфологические условия - это сумма данных о рельефе, его происхождении и закономерностях развития. При решении градостроительных задач большое значение имеют крутизна естественного рельефа территории, особенности его форм, степень всхолмленности.
Геологические условия включают данные о составе, мощности, несущей способности грунтов, порядке их напластования и возрасте, а также наличии и активности геологических процессов и нарушений земной поверхности в результате техногенных факторов. К числу природных физико-геологических процессов относят оползни, овраги, карст, селевые потоки, снежные лавины, сейсмические и криогенные явления.
Гидрогеологические условия
Гидрогеологические условия - это сведения о наличии, типе, мощности и свойствах эпизодически и постоянно существующих горизонтов подземных вод, глубине их залегания, условиях питания, особенностях режима и его динамике. Их рассматривают в тесном взаимодействии с литологическим строением, гидрометеорологическими условиями, определяющими особенности их режима и общий баланс подземных вод.
Гидрологические условия на территории изучают на основе данных о явлениях и процессах, происходящих в поверхностных водоёмах: реках, озёрах, водохранилищах и болотах. Эти условия рассматривают в тесной связи с гидрогеологическими и другими природными условиями, в комплексе определяющими характеристику круговорота воды в природе, влияние на него деятельности человека и способов управления водным режимом.
Основные сведения включают информацию об источниках питания, закономерностях режима рек и водоёмов, их основных параметрах, химическом и бактериологическом составах вода, рельефных и геологических особенностях береговой линии и дна.
Режим рек и водоёмов определяют совокупностью данных о колебаниях скоростей течения, уровней и расходов в период самого низкого продолжительного сезонного стояния - в межень и во время прохождения высоких вод с учётом сроков замерзания и вскрытия рек, а также толщины ледяного покрова.
На участках, примыкающих к водоёмам, следует установить границы затопления береговой территории паводковыми водами и нанести их на топографический план. Затем принимать решение включить в осваиваемые территории затапливаемые участки с проведением защитных мероприятий или исключить их для использования под застройку.
Данные о природных условиях дополняют перспективным прогнозированием потенциальной динамики компонентов среды под действием различных факторов, в том числе антропогенных. Так, например, оценивают последствия изменения уровня грунтовых вод в процессе строительства и эксплуатации или возможной эрозии рельефа потоками поверхностных вод и аккумуляции продуктов разрушения горных пород в пониженных местах. Кроме того, определяют экологический потенциал среды, т.е. пределы, за которыми могут начаться необратимые нарушения.
Информацию о природной среде получают на основе комплексных инженерно - геологических изысканий, задачи которых вытекают из специфики градостроительного проектирования.
Гидрогеология (hydro – вода и геология) – наука о подземных водах, изучает их состав, свойства, происхождение, закономерности распространения и движения, а также взаимодействие с горными породами.
В Пермском крае подземные воды подразделяются на два класса: пресные и минеральные, они распределяются на всю мощность осадочного комплекса, от поверхности земли до кристаллического фундамента. Химический состав их разнообразен от пресных гидрокарбонатно-кальциевых вод до рассолов хлоридно-натриево-кальциевого состава.
Гидрогеологическая обстановка Пермского и Кунгурского районов различна. Это объясняется более сложными условиями залегания горных пород и их литолого-фациальным составом в Кунгурском районе, располагающимся на северном крыле Уфимского плато .
Гидрогеологические условия г. Перми и г. Кунгура
Исходя из особенностей геологического строения и гидрогеологических условий в зоне активного водообмена в пределах территории г. Перми выделяются следующие гидрогеологические подразделения:
– водоносный локально-слабоводоносный аллювиальный горизонт , объединяющий аллювиальные отложения поймы,Iаккумулятивной,IIиIIIэрозионно-аккумулятивных террас р. Камы;
– проницаемый локально-слабоводоносный горизонт аллювиально-делювиальных и покровных отложенийIVнадпойменной террасы и высокой равнины;
– подземные воды четвертичных отложений . Четвертичные отложения развиты повсеместно. Практическое значение имеют пресные воды аллювиальных и аллювиально-делювиальных отложений. Водоносные горизонты первых приурочены к современным долинам рек, а вторых – склонам долин и оврагам. Грунтовые воды аллювиальных отложений вскрываются многочисленными скважинами и колодцами. Основным источником их питания являются атмосферные осадки. Подземные воды аллювиальных отложений играют значительную роль в водоснабжении сел и деревень. Грунтовые воды аллювиально-делювиальных отложений сосредоточены в песках, супесях и суглинках, залегающих на глине или коренных породах. По водообильности аллювиальный горизонт неоднороден. Производительность скважин варьирует от менее 0,5 л/с до 2-3 л/с и более при понижениях уровня в основном в пределах 1-5 м. Дебиты родников колеблются от сотых долей до нескольких литров в секунду (пластовые выходы). Химический состав подземных вод определяется составом растворенных в них минеральных и органических веществ. Преобладающими в составе воды обычно являются хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные, карбонатные ионы, ионы натрия, магния, кальция и калия, а также кремнекислота, которая обычно присутствует в подземных водах в молекулярной форме.
– шешминский терригенный водоносный комплекс. Шешминские отложения, представленные песчаниками с известковым или глинистым цементом. Содержат две разновидности подземных вод: трещинно-грунтовые и трещинно-пластовые. Трещинно-грунтовые воды развиты в верхней части шешминского горизонта, не перекрытой казанскими отложениями. Трещинно-пластовые воды развиты ниже. Водообильность комплекса неравномерна и зависит от литологического состава водовмещающих пород и степени их трещиноватости. Основной источник питания шешминского комплекса – атмосферные осадки. Направление движения вод – от водораздела к руслам рек .
– соликамская терригенно-карбонатная водоносная свита , которая подразделяется на 2 подсвиты:
нижнюю – водопроницаемую локально-водоносную терригенно-карбонатную,
верхнюю – водоносную терригенно-карбонатную.
Довольно часто в четвертичных отложениях формируются техногенные водоносные горизонты и верховодка, происхождение которой чаще всего также имеет техногенный характер.
В районе г. Кунгура особенности циркуляции подземных вод и их химический состав определяются тектоническим строением и литологическим составом горных пород. Выделяется три основных водоносных горизонта: грунтовые воды в покровных глинисто–песчаных и гравийно-галечниковых отложениях, карстовые воды в гипсах и ангидритах иренской свиты Кунгура, трещинно-карстовые воды в известняках и доломитах филипповской свиты Кунгура и аринского яруса.
Грунтовые воды – постоянно существующие подземные воды. Они расположены на первом от поверхности водоупорном слое. Площадь распространения грунтовых вод значительно больше, чем верховодки, и совпадает с площадью их питания. Легко доступны для практического использования, но вследствие залегания на незначительной глубине подвержены загрязнению. Эти воды приурочены к суглинкам, супесям и песчано-гравийно-галечниковым отложениям. Уровень грунтовых вод в меженный период находится на глубине 5-8 м. Поверхность грунтовых вод обычно повторяет в сглаженном виде впадины и повышения рельефа. Эти воды, как правило, безнапорны. В зависимости от характера пустот, по которым движется вода, грунтовые воды могут быть поровыми или трещинно-грунтовыми.
Трещинно-карстовые воды в известняках и доломитах. Трещинно-карстовые воды – подземные воды, залегающие и циркулирующие в трещинах, пустотах, каналах, пещерах, образовавшиеся в результате растворения и выщелачивания известняков, доломитов, гипсов, ангидритов и солей (галита и др.).
Закарстованность прослеживается до уровня регионального базиса эрозии, то есть может достигать нескольких сотен метров. Подземные формы карста – пещеры, открытые трещины и различного рода каналы – протягиваются на многие километры, образуя сложную сеть пустот и полостей, которые нередко полностью или частично бывают, заполнены подземной водой. Иногда они образуют настоящие подземные реки.
Известняки карстуются интенсивнее доломитов, и доломиты обладают небольшой водообильностью.
Карстовые воды известняков и доломитов обычно пресные, гидрокарбонатные. Из-за того, что в филипповском горизонте известняки и доломиты переслаиваются между собой, подземные воды характеризуются невысокой обильностью.
Особое место занимают карстовые воды , циркулирующие по трещинам и пустотам в растворимых в воде породах - известняках, доломитах, гипсах, ангидритах, солях. Вода растворяет стенки трещин и каналов, приводит к образованию крупных подземных карстовых пустот, чем обуславливаются провалы и воронки на поверхности. Для пород слаборастворимых наиболее характерны трещинно-карстовые воды.
Источником питания карстовых вод в зоне горизонтальной циркуляции являются подземные воды, поступающие из филипповских известняков и доломитов.
Родники – это выходы подземных вод на дневную поверхность. При исследовании родников необходимо производить замеры tº С воздуха и воды, дебита (расхода), определять литологический состав и возраст водоносных и водоупорных пород, физические свойства воды, санитарное состояние вокруг родников и их использование.
В ходе практики было исследовано 13 родников на территории города Перми и в его окрестностях. Все они разгружаются в долинах рек или на дне оврага. Водоносными являются аллювиальные, терригенные и терригенно-карбонатные породы пермского и четвертичного возраста. Дебиты колеблются от 0,25 до 1,5 л/с, tводы от 3 до 9 0 С. Характерной особенностью почти всех родников является то, что территория вокруг них очень сильно загрязнена бытовым мусором (колеса, бутылки, пластиковые пакеты, жестяные банки и
др.). Родниковая вода интенсивно используется в хозяйственно-питьевых целях, хотя качество воды не соответствует питьевому.
