Главная
Коллекция "Otherreferats"
Геология, гидрология и геодезия
Подземные воды Санкт-Петербурга и Ленинградской области
Подземные воды Санкт-Петербурга и Ленинградской области
Общая характеристика подземных вод Санкт-Петербурга и Ленинградской области, основные проблемы, связанные с их использованием; географические, генетические, минералогические и химические качества. Карта артезианских бассейнов Северо-Запада России.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | отчет по практике |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.06.2009 |
| Размер файла | 32,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
25
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра геотехники
Отчет по геологической практике
«Подземные воды Санкт-Петербурга и Ленинградской области»
Выполнил студент 4 ПГСу-2
Станюкович Алексей
2008
Оглавление
- Введение
- 1.Подземные воды Санкт-Петербурга. Рис. 1. Карта артезианских бассейнов Северо-Запада
- 2. Подземные воды Ленинградской области
- Заключение
- Список использованной литературы
Введение
Вода всегда играла особую роль в жизни Санкт-Петербурга. И если поверхностным водам - реке Неве с притоками, Финскому заливу, Ладожскому озеру всегда уделялось огромное количество внимания как научного, так и «культурного»: их исследования, подробные описания, даже поэмы о них начали появляться практически с момента возникновения города, то подземным водам досталось гораздо меньше внимания.
Целью данной работы является попытка дать общую характеристику подземным водам Санкт-Петербурга и Ленинградской области, а также обозначить основные проблемы, связанные с их использованием. Подземные воды характеризуются по своим географическим, генетическим, минералогическим и химическим качествам.
Кроме того, в работе предпринята попытка в общих словах обозначить экологическую обстановку в сфере подземных вод на территории города и области. Качество подземных вод определяется двумя группами факторов: геологическими и антропогенными. Первая группа включает физико-химические условия формирования водоносных горизонтов, их состав и степень защищенности перекрывающими глинистыми экранами от поверхностных загрязнений. Вторая группа связана с наличием внешних источников загрязнения и условиями хозяйственной деятельности человека, и именно эта группа факторов в последнее время становится определяющей.
1. Подземные воды Санкт-Петербурга
Подземные воды Санкт-Петербурга располагается в северо-западной части Московского артезианского бассейна. Водоносность кристаллических пород связана с корой выветривания и зонами трещиноватости. На территории города подземные воды распространены повсеместно. Недра содержат не только пресные воды, но и минерализованные, которые используются для розлива в качестве минеральных столовых и для бальнеологических целей. Подземные воды развиты в четвертичных и дочетвертичных отложениях ордовикского, кембро-ордовикского, кембрийского и вендского возрастов. Суммарные прогнозные ресурсы пресных подземных вод по территории Санкт-Петербурга оцениваются в 255 тысяч м3\сут. Разведанные эксплуатационные запасы пресных подземных вод составляют 231,11 тысяч м3\сут, из них использовано 29,01 тысяча м3\сут. Утверждённые запасы минеральных вод составили 4,38 тыс.м3\сут, из них использовано 0,14 тыс.м3\сут. Официальный сайт администрации Санкт- Петербурга http://www.gov.spb.ru/gov/admin/otrasl/ecology/maps/pi
Среди четвертичных отложений выделяются грунтовые воды, надморенный водоносный комплекс (ВК), межморенный водоносный комплекс в составе двух горизонтов - нижнего (днепровско-московского) и верхнего (московско-валдайского), разделенных относительно водоупорными отложениями московской морены. К дочетвертичным отложениям относятся ордовикский ВК, кембро-ордовикский ВК, ломоносовский ВГ и вендский ВК.
Пресные подземные воды приурочены к грунтовым, межморенным, ордовикским и кембро-ордовикским водоносным комплексам, вендский ВК содержит пресные воды только в пределах Курортного района Санкт-Петербурга. Солоноватые воды с минерализацией от 1 до 5,5 г/дм3 представлены ломоносовским ВГ и вендским ВК в центральной и южной частях г. Санкт-Петербурга.
На территории города повсеместно распространен горизонт грунтовых вод с уровнем на глубине 0,5 - 5,0 м. Он может явиться проводником загрязняющих компонентов для более глубоких водоносных отложений, приводить к подтоплению подвалов и фундаментов зданий и территорий, вызывать разрушение коммуникаций.
Межморенный водоносный комплекс залегает не повсеместно, а приурочен, в основном, к границам распространения древних погребенных палеодолин или гряд в северной и северо-западной частях города. Песчаные межморенные слои плейстоценовых отложений - основные коллекторы Подземных вод широко освоены людьми с давних времен. Их воды в основном пресные, с повышенным содержанием железа. Для питья их вначале обрабатывают на аэрационных установках.
Данный водоносный комплекс напорный. Уровни подземных вод устанавливаются на глубине порядка 10 м, на некоторых участках происходит самоизлив на поверхность. Участки с повышенной мощностью водовмещающих отложений (до 80 м) обычно приурочены к областям развития палеодолин или погребенных гряд, протяженных в плане на десятки километров, содержащим значительные запасы подземных вод. Суммарные эксплуатационные запасы комплекса оценены в количестве 168 тыс. м3/сут., из них только 7% используется для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Как правило, схемы водозаборов отличаются от проектных, расчетный срок действия большинства водозаборов истек, поэтому требуется постановка и проведение работ по переоценке запасов подземных вод ряда месторождений. Гидрогеология СССР. Т. 3: Ленинградская, Псковская и Новгородская области. М., 1967.
В бассейне р. Охты к верхнему межморенному горизонту приурочено Полюстровское месторождение минеральных железисто-карбонатных подземных вод, открытых еще в 1718. Здесь на глубине 41 м располагается подземное озеро, из которого подается вода. На его базе работает завод по розливу лечебных столовых вод. Минерализация полюстровских вод достигает 100-115 мг/л, содержание железа - 40-60 мг/л. Их длительная эксплуатация также привела к падению уровня и образованию депрессионной воронки, резко упал напор и воды приходится выкачивать. Похожие напорные воды имеются в окрестностях Зеленогорска (содержание железа - 10 мг/л, используются местными санаториями) и в р-не Павлова на Колтушских высотах.
Напорные воды межморенных отложений осложняют освоение подземного пространства СПб., особенно при проходке туннелей разного назначения, рытье котлованов, сооружении глубоких фундаментов. Местами подземные воды содержат органические остатки, разложение которых создает загазованность азотно-метанового состава подземных вод, особенно грунтовые воды верхних горизонтов межморенных толщ, подвергаются техногенному загрязнению, ухудшающему их качество и иногда выключающему их из практического использования. В р-нах новостроек уровни грунтовых вод повышаются, они часто соприкасаются с поверхностью, что создает дополнительные трудности в освоении территорий и использовании вод.
Ордовикский водоносный комплекс (в черте Санкт-Петербурга распространен только в его юго-западной части - в Красносельском районе). Он представлен трещиноватыми закарстованными известняками и доломитами мощностью порядка 50 м, залегающие непосредственно под четвертичными образованиями. Комплекс содержат напорные пресные воды питьевого качества. Его воды отличаются повышенной жесткостью и из-за слабой защищенности глинистыми экранами наиболее открыты для проникновения поверхностных загрязнений
Разгрузка водоносного горизонта происходит вдоль подножия уступа в виде многочисленных источников и пластовых выходов, которые дают начало рекам Ижоре, Славянке, Дудергофке, Стрелке, Шингарке. Сток ряда из них каптирован водоводами, используется для питания фонтанов Петродворца, Стрельны. Трещинно-карстовые воды ордовикских известняков широко применяются для водоснабжения Петродворца, Ломоносова, Кронштадта, Красного Села. Крупные источники подземных вод в краевой части Ижорского плато (Таицкие, Орловские, Демидовские ключи) были каптированы еще в нач. 19 в. Дебиты наиболее значительных каптажей достигают 30-50 тыс. м3/сут. Вблизи пос. Ропша и Лопухинка их используют для заполнения проточных прудов и рыборазведения. Ряд источников Ижорского плато имеет гидрокарбонатный состав с минерализацией 200-300 мг/л.
С давних пор известны радоновые источники вблизи северного уступа Ордовикского плато, которые образовали известный гидрогеологический памятник природы - Лопухинское радоновое озеро
На склоне Балтийско-Ладожского уступа (глинта) на поверхность в виде многочисленных родников выходят воды Гдовского горизонта ордовика. Выходы этих вод приурочены, главным образом, к абсолютным отметкам 110-115 м современной поверхности. С юга к верхней бровке глинта примыкает Ордовикское плато, представляющее собой пологоволнистую равнину на абсолютных отметках 125-132 м, сложенную с поверхности маломощными моренными образованиями. Под мореной залегают известняки нижнего ордовика мощностью 25-30 м, подстилаемые диктионемовыми сланцами, обладающими повышенным содержанием радиоактивных элементов.
Подземные воды, питающие родники, приурочены к трещиноватым карстующимся известнякам, залегающим на глубине 10-15 м от современной поверхности. Разгрузка водоносного горизонта идет с юго-востока на северо-запад, то есть в сторону глинта. Их выходы в виде родников и ключей формируют исток р. Лопухинка. Благодаря водообильности горизонта, родники, сливаясь в единый поток, выработали в склоне глинта живописную каньонообразную долину. В верховьях долины построены две плотины, выше которых образовались два небольших искусственных озера, расстояние между ними - около 50 м. Длина верхнего юго-западного озера примерно 200 м, северо-восточного 550 м. Ширина озер 40-60 м. Цвет воды в озерах - бирюзово-изумрудный. Естественный сток родников и р. Лопухинка зарегулирован этими плотинами.
Родники, формирующие сток р. Лопухинка, обладают минеральными радоновыми качествами и по химическому составу являются гидрокарбонатными кальциево-магниевыми пресными с минерализацией 0.3-0.5 г/л, с повышенным содержание радона - 100-180 эманаций, при общем нормальном фоне 5-7 эманаций. Данные показатели позволяют считать эти воды минеральными, целебными, которые могут применяться в лечебных целях.
Эта вода традиционно считалась лечебной. В 30-е гг. XIX века Лопухинку арендовал известный мореплаватель Беллинсгаузен, Фаддей Фаддеевич. Вместе со знаменитым хирургом Николаем Ивановичем Пироговым он организовал здесь больницу для моряков, в которой больных ревматизмом лечили водой из местных источников. В начале XX в. гидрогеолог Н.Ф. Погребов установил наличие в ней радона.
В настоящее время вся долина р. Лопухинки и оба озера превращены в свалку бытового и строительного мусора. Кроме того, с животноводческих комплексов и из многоэтажных жилых домов, расположенных в поселке, из-за отсутствия очистных сооружений происходит прямой сброс канализационных отходов в долину реки.
С конца XIX века, когда были пробурены первые скважины, началась эксплуатация вендского водоносного комплекса, имеющего повсеместное распространение и содержащего напорные подземные воды. Глубина залегания гдовского горизонта вендского водоносного комплекса на Карельском перешейке составляет 100-200 м и увеличивается к югу Ленинградской области. При этом повышается общая минерализация подземных вод (от 1000 мг/л в Сестрорецке до 38 000 мг/л в Луге). Условная граница раздела пресных и минеральных вод гдовского горизонта проходит от Сестрорецка через Пери к Ново-Токсову. Севернее этой границы развиты воды пресные, южнее - минеральные. Воды невысокой минерализации характеризуются небольшим содержанием железа. Важной характеристикой вод гдовского горизонта является хорошая защищенность от поверхностных загрязнений.
Подземные воды гдовского горизонта используются в центральной части города для технического водоснабжения промышленных предприятий, на базе этих вод действуют санаторно-курортные здравницы «Сестрорецкий курорт», «Дюны», «Петродворец». Кроме того, они используются для розлива в качестве минеральных столовых («Охтинская», «Екатерингофская», «Ладога»).
Когда разработка скважин только началась, отметки пьезометрических уровней в них отмечались выше поверхности земли. В последующие годы (до 1975 - 1977) велась интенсивная эксплуатация вод вендского ВК. Контуры, сформировавшейся пьезометрической депрессии захватывают всю территорию Санкт-Петербурга и прилегающие районы Ленинградской области.
Максимальное понижение уровней в период интенсивной эксплуатации комплекса достигало 74 м., а площадь пьезометрической депрессии составляла порядка 20 тыс. км2. В настоящее время водоотбор подземных вод комплекса в Санкт-Петербурге значительно снизился вследствие общего спада промышленного производства и регламентации использования подземных вод для технических целей. С 1977 г. уровни подземных вод имеют постоянную тенденцию к восстановлению (на 0,5 - 1,5 м в год), однако их подъем до первоначального положения в естественных условиях затруднен из-за влияния эксплуатации этих вод на Карельском перешейке. В 2005 г. глубина депрессионной воронки на конец года составила от 21 м в северной части города до 29 м в центральной. В целом уровень поднялся с 1978 года почти на 40 метров.
Нельзя не упомянуть о том, что помимо позитивной роли восстановления уровней вендского комплекса, связанной с пополнением емкостных запасов подземных вод, подъем уровня имеет и негативные стороны. Постоянное увеличение напора в водоносном комплексе ведет к увеличению гидростатического давления в перекрывающих отложениях, что особенно опасно для участков древних погребенных долин, где усиливается возможность прорыва подземных вод в местах пересечения долин с инженерными сооружениями глубокого заложения (тоннели метро, канализационные коллекторы и т.д.).
Наиболее эффективным методом, позволяющим прогнозировать поведение подземных вод, является мониторинг состояния подземной гидросферы, который представляет собой систему наблюдений, сбора, анализа информации для оценки изменения состояния подземных вод под воздействием антропогенных и природных естественных факторов. В зависимости от решаемых задач выделяются: государственный (федеральный), территориальный, ведомственный, локальный (объектный) уровни мониторинга. С 2005 года мониторинг подземных вод территориального уровня в Санкт-Петербурге проводится силами ГГУП СФ «Минерал» по 50 пунктам наблюдения, из которых сорок скважин оборудованы на грунтовые воды, пять скважин - на верхний межморенный горизонт, две скважины - на нижний межморенный горизонт, а три скважины - на гдовский (нижнекотлинский) горизонт.
Перспектива развития недропользования в Санкт-Петербурге связана главным образом с добычей подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения, и в наибольшей мере - на территории Курортного района, где сосредоточены основные их запасы. Вплоть до конца шестидесятых годов добыча пресных подземных вод осуществлялась бессистемно рассредоточенными скважинами. В последующий период до 1997 года на этой территории было разведано пять месторождений подземных вод с общими эксплуатационными запасами около 100 тыс. куб. м/сутки. На базе трех из них созданы централизованные скважинные водозаборы, обеспечивающие питьевой водой население Курортного района, включая город Зеленогорск и поселки Комарово и Репино. Два месторождения, разведанные в районе поселков Солнечное (Дюновский и Солнечный участки) и Молодежное (Молодежный участок) практически остаются неосвоенные. Степень использования эксплуатационных запасов подземных вод в Курортном районе на сегодня составляет от 0,2% (Солнечный участок) до 50,0 % (Териокское месторождение).
Подземные воды являются также основным источником водоснабжения юго-западных городов-спутников Санкт-Петербурга: Красного Села, Петродворца, Ломоносова, а также Кронштадта. Красное Село обеспечивается централизованным водозабором, созданным на окраине города на базе месторождения трещинно-карстовых вод. Запасы подземных вод утверждены в 1984 году в количестве 20 тыс. куб. м/сутки. В остальные из вышеперечисленных городов подземные трещинно-карстовые воды транспортируются по трубопроводам из каптажей, расположенных на территории Ленинградской области в зоне разгрузки продуктивного водоносного горизонта. Общее количество подземной воды, подаваемой в Санкт-Петербург с территории области, в последнее время составляет 46,6 тыс. куб. м/сутки. Возможность некоторого увеличения подземной составляющей в балансе водопотребления Санкт-Петербурга установлена в восьмидесятые годы разведочными работами по выявлению запасов подземных вод, приуроченных к погребенной долине, протягивающейся вдоль побережья Финского залива от Лисьего Носа до пл. Мужества в Санкт-Петербурге.
В заключение надо отметить, что в основном, водоснабжение города осуществляется за счет поверхностных вод р. Невы (доля подземных вод в общем балансе водопотребления города составляет около 5%). Однако в качестве альтернативного источника водоснабжения Санкт-Петербурга на «особый» период и время ЧС рассматриваются водозаборы, оборудованные на вендский и четвертичный межморенный водоносные комплексы. В 1997 году были начаты работы по созданию генеральной схемы и организации резервного водоснабжения города за счет подземных вод в объеме 140 - 150 тыс. м3/сут.
2. Подземные воды Ленинградской области
На территории Ленинградской области находится значительный запас ресурсов подземных пресных вод. Они распространены почти повсеместно и широко используются для целей водоснабжения. Всего в области добывает подземные воды около 1000 водопользователей, используя для этого более 3000 эксплуатационных скважин. Подавляющее число действующих водозаборов эксплуатируется с неутвержденными запасами подземных вод. Всего в области разведано 35 месторождений подземных вод, из которых 21 эксплуатируется.
Большая часть территории области достаточно обеспечена пресными подземными водами. Глубина (мощность) слое подземных вод составляет в большинстве районов 100-200 м, а дебит скважин- от 1 до 5 литров в секунду.
Больше всего подземных пресных вод в возвышенных районах Карельского перешейка, Ижорской и Вепсовской возвышенности. Мощность слоя подземных вод в этих районах часто превышает 200 м, а дебит скважин составляет 5-10 литров в секунду. Меньше пресных подземных вод на низменностях Приневской, а также прибрежных - вдоль южных берегов Ладожского озера и Финского залива
На территории Ленинградской области различают большое количество водоносных комплексов, ниже будут представлены основные сведения о них.
По данным научно-исследовательского центра гидрогеоэкологии СпбГУ, подземные воды Ленинградской области представлены двумя большими группами: воды, находящиеся в молодых (четвертичных) горных породах; воды, содержащиеся в древних горных породах. Михайличенко К.Ю. Состояние водных ресурсов и водоснабжение пищевой промышленности в регионах Российской Федерации: риски и угрозы. Выдержки из экспертного доклада. М., 2005. С.33. Воды четвертичных отложений распространены практически повсеместно и залегают первыми от поверхности. Следует отметить два основных негативных момента в использовании данной группы вод.
Во-первых, недостаточный объем воды для обеспечения более или менее крупного хозяйства из-за небольшой мощности (толщины) горизонтов и сильной изменчивости их свойств по площади (чередование пески - глинистые породы). Во-вторых, слабая защищенность от поверхностного загрязнения, что особенно опасно в районах с интенсивной хозяйственной деятельностью.
К настоящему времени в данных водах в пределах Ленинградской области нередко отмечаются превышения допустимых норм по таким показателям, как содержание соединений азота (аммоний, нитриты, нитраты), нефтепродуктов и тяжелых металлов, а также по бактериологическим показателям.
Исключение в ряду вод четвертичных отложений составляют так называемые межморенные водоносные горизонты (относительно протяженные песчаные слои между горизонтами суглинков), развитые в северной части области, в пределах Карельского перешейка, на глубинах до 100 м и характеризующиеся напорным режимом -- уровень воды в скважинах устанавливается выше кровли самого горизонта. Данные воды используются, например, для водоснабжения г. Зеленогорска. Основным негативным моментом является природное повышенное содержание растворенных железа и марганца.
Как и в Санкт-Петербурге на территории области выделено два межморенных водоносных горизонта (ММВГ), верхний и нижний. Верхний, московско-валдайский, ММВГ залегает под отложениями лужской морены и подстилается московской. Нижний, днепровско-московский, ММВГ перекрывается московской мореной, подстилается днепровской мореной. Характер их распространения дискретный. Водопроводимость ММВГ составляет 20-50 м2/ сут. Пьезометрические уровни межморенных горизонтов в пределах водоразделов залегают на глубинах 10-20 м, а на побережье Финского залива и в долинах рек на 1-10 м выше поверхности земли. Напор подземных вод (ПВ) на значительной площади составляет 20-40 м для верхнего и 40-60 м для нижнего ММВГ.
Особый интерес для водоснабжения представляют переуглубленные долины, в которых ММВГ залегают один под другим и гидравлически связаны с ВК, в которые эти долины вложены. Долины представляют собой дрены, в которые разгружаются сопредельные ВК. В долинах установлена неоднородность состава песков по вертикали, как правило, грубозернистые разности, залегающие в основании горизонтов, постепенно сменяются мелкозернистыми. Дебиты скважин достигают 10-30 л/ с при понижениях на 2-4 м, водопроводимость оценивается в 600-3500 м2/ сут.
Воды четвертичного комплекса гидрокарбонатные с минерализацией 0,2-0,3 г/ дм3, по катионному составу смешанные. В большинстве случаев содержание железа превышает нормы, содержание фтора в несколько раз ниже нормы.
Воды древних отложений распространены повсеместно и залегают ниже вод четвертичных отложений. Основным их отличием от вод четвертичных отложений является приуроченность к выдержанным по мощности однородным слоям горных пород, имеющим широкое распространение по площади. Воды древних отложений часто отделены от поверхности мощной толщей других (нередко глинистых) пород и являются напорными, что обеспечивает их повышенную защищенность от поверхностного загрязнения. В пределах Ленинградской области выделяется несколько различных по типу горных пород (а, следовательно, и по водообильности) водоносных горизонтов древних отложений. Каждый из этих горизонтов, в зависимости от конкретного района области, имеет большее или меньшее эксплуатационное значение.
Московский водоносный горизонт (ВГ) развит в юго-восточной части Ленинградской области, в пределах Карбонового плато. Залегает под четвертичными отложениями на глубине 0,5-15 м, подстилается Верейскими водоупорными глинами. Сложен трещиноватыми и закарстованными карбонатными породами мощностью 15-55 м.
Вдоль западной границы распространения в полосе шириной 15-35 км фильтрационные свойства пород характеризуются коэффициентами водопроводимости до 100 м2/ сут. Восточнее водопроводимость возрастает до 200м2/ сут, а в долинах рек Лидь, Колпь и Крупень увеличивается до 1000м2/ сут. Воды горизонта безнапорные. Глубина залегания уровня подземных вод 0,5-10 м при абсолютных отметках 180 - 220 м в северной части площади развития (Вепсовская возвышенность) и 140-150 м - в южной. Направление движения ПВ юго-восточное. На водоразделах и склонах уровень подземных вод московского горизонта выше уровня нижележащего веневско-протвинского комплекса на 5-15 м, в междуречье рек Лидь и Колпь эта разница достигает 30-40 м.
Верейский водоупорный горизонт развит на юго-восточной окраине Ленинградской области, отделяет московский ВГ от нижележащего веневско-протвинского ВК. Представлен красноцветными глинами с прослоями мелкозернистых глинистых песков, песчаников, доломитов, известняков и мергелей общей мощностью 5-10 м.
Веневско-протвинский ВК распространен в восточной части Ленинградской области. В западной части Карбонового плато, прилегающей к уступу, комплекс залегает непосредственно под четвертичными отложениями, далее на восток он погружается под отложения Верейского горизонта. Подстилается веневскими и лихвинско-михайловскими глинами, на значительных площадях водоупорные породы отсутствуют. Глубина залегания кровли ВК на западе территории распространения составляет 7-8 м, увеличиваясь к востоку до 60 м. Водовмещающие породы - известняки и доломиты, переслаивающиеся глинами. Мощность ВК 50-80 м. Повышенные коэффициенты водопроводимости, от 400-500 до 1500-5000 м2/ сут, приурочены к закарстованным известнякам в районе г.г. Пикалево и Бокситогорска, трещиноватым зонам и долинам р. Тихвинки и ее притоков Соминки, Рядани, Белой и Пярдомли. На остальной территории водопроводимость не превышает 100 м2/ сут. Удельный дебит скважин изменяется от 0,3 до 38,4 л/ с. Дебиты родников, приуроченных к Карбоновому уступу или к долинам рек Рядань и Вельгия, составляют 3-20 л/ с.
Суммарный дебит групп родников достигает 250-750 л/с. Вдоль Карбонового уступа в полосе шириной до 2,5 км известняки дренированы. Безнапорные и слабонапорные воды залегают под четвертичными отложениями. К востоку, где комплекс погружается под отложения среднего карбона, воды приобретают напор, который на границе Ленинградской области достигает 85 м. Пьезометрический уровень подземных вод залегает на глубинах 0,5-30 м, в долинах рек скважины фонтанируют, высота фонтана достигает 15 м. Подземные воды комплекса широко используются для водоснабжения юго-восточных районов области. Наиболее крупные водозаборы: Пикалево (14,2 тыс. м3/ сут.), Бубровецкий (5,33 тыс. м3/ сут). На Пикалевском месторождении известняка производится водоотлив в объеме 3,4 тыс. м3/ сут.
Малевско-Михайловский ВК развит в восточной части области, залегает на отложениях верхнего девона, представленного глинами мощностью от первых метров до 20-30 м, у западной границы распространения перекрыт четвертичными отложениями (мореной мощностью до 5 м), на остальной площади - веневско-протвинскими. В области погружения под веневско-протвинский ВК верхним водоупором служат веневские глины мощностью 1-5 м и известняки. Комплекс представляет собой слоистую систему и сложен, преимущественно, глинами с прослоями песков, на отдельных участках - вблизи Карбонового уступа - песками с прослоями глин, алевролитов, известняков, доломитов, мергелей. Общая мощность комплекса 55-90 м.
Эффективная же мощность обычно не превышает 20 м, на отдельных площадях увеличивается до 40 м. Наиболее распространенные мощности водовмешающих прослоев от 0,2 до 5 м. Условия накопления подземных вод комплекса для большей части территории неблагоприятные. ВК практически не эксплуатируется.
Воды в карбоновых отложениях (московского горизонта, веневско-протвинского и малевско-михайловского комплексов) гидрокарбонатные кальциевые или магниево-кальциевые с минерализацией 0,2-0,4 г/ дм3, жесткие. Отмечено превышение над нормой содержания железа, в единичных случаях - марганца (Бокситогорский р-н).
Саргаевско-Даугавский ВК распространен на юге центральной части ЛО. Залегает на отложениях девона и ордовика. От нижележащих ВК отделен относительным водоупором - глинами саргаевского горизонта мощностью 3-6 м. Перекрывается четвертичными и вышезалегающими девонскими отложениями. Под четвертичными отложениями комплекс залегает на глубине 5-10 м, под девонскими - 50-150 м. Водовмещающие породы - переслаивающиеся мергель, доломит, известняк, глина; в меньшей степени - песок и песчаник. На долю водосодержащих пород приходится, как правило, 30-40% общего объема пород. Мощность отдельных прослоев мергелей и глин составляет 5-15 м, суммарная - 20-40 м. Мощность всего комплекса увеличивается в юго-восточном направлении от 10 до 135 м. В этом же направлении изменяется и эффективная мощность - от 10 до 60 м. Коэффициенты водопроводимости комплекса ниже 50 м2/ сут. ПВ безнапорные и слабонапорные. Глубина залегания уровня воды на водоразделах и склонах составляет 10-30 м, в долине р. Волхов скважины фонтанируют. ВК эксплуатируется единичными скважинами.
Аракюласко-Швянтойский ВК распространен в юго-западной части ЛО. Перекрывается, в основном, четвертичными отложениями мощностью 5-60 м, и только ближе к границе ЛО погружается под девонские отложения. Подстилается наровским относительно водоупорным горизонтом. Водовмещающие породы - красноцветные пески и песчаники, переслаивающиеся глинами и алевролитами. Мощность комплекса увеличивается в юго-восточном направлении и составляет 15-140 м. Фильтрационные свойства водовмещающих пород характеризуются коэффициентом водопроводимости от 50-100 (вдоль северной границы распространения) до 300-500 (на юге) м2/ сут. Дебит эксплуатационных скважин составляет 3-10 л/с при понижениях 1-40 м, иногда (п. Толмачево, г. Луга) он достигает 35-40 л/с при понижении 12-40 м. Воды комплекса слабонапорные с величиной напора менее 20 м. Пьезометрический уровень устанавливается на глубине 5-10 м, местами - 35 м. В долинах рек и вблизи озер уровни устанавливаются на 4-8 м выше поверхности земли (п.п. Сяберо и Толмачево, г.г. Тосно и Луга). Питание ВК атмосферное. Разгружается комплекс в реки и в сторону регионального погружения пород. Воды комплекса используются для водоснабжения г. Луга, п.п. Толмачево, Оредеж, Вырица.
Воды девонских отложений (верхнедевонский, саргаевско-даугавский и арукюласко-швянтойский комплексы) гидрокарбонатные магниево-кальциевые или со смешанным катионным составом, на границе солоноватых вод - сульфатные, с минерализацией 0,2-0,4 г/ дм3 и повсеместным повышенным содержанием железа (до 3 мг/ дм3). В водах девона зафиксировано повышенное природное содержание бора и марганца. Кроме того, в районе п. Суйда отмечается загрязнение ПВ нефтепродуктами, связанное с утечкой из воинских нефтехранилищ.
Ордовикский ВК распространен к югу от Балтийско-Ладожского уступа (глинта). В северной части распространения (в полосе до 10 км), а также на Ижорской возвышенности, Волховском плато и Сланцевском участке залегает подчетвертичными отложениями - валунами, суглинками. В остальной части комплекс перекрывается наровскими отложениями мощностью 10-60 м, здесь его глубина залегания возрастает в юго-восточном направлении до 190 м. Водовмещающие породы - трещиноватые и закарстованные известняки и доломиты. Мощность комплекса увеличивается в юго-восточном направлении от 5 до 130 м. Степень трещиноватости карбонатных толщи не однородна как в плане, так и в разрезе. Наиболее интенсивно трещиноватость пород развита на Ижорской возвышенности (до глубины 40-50 м). Коэффициент водопроводимости на большей части плато составляет 500-2500 м2/ сут., достигая на отдельных участках (Ижорский, Витино, Клясино) 10 000 м2/сут. В пределах Волховского плато, на южной периферии Ижорской возвышенности и к западу от нее, известняки характеризуются меньшей трещиноватостью и наличием прослоев глин, в связи с чем фильтрационные свойства пород значительно падают и оцениваются коэффициентом водопроводимости до500м2/сут.
По мере погружения ВК под девонские отложения трещиноватость карбонатных пород уменьшается. На юге территории она сохранилась лишь в верхней части толщи (раквереский горизонт) мощностью до 22 м, коэффициент водопроводимости здесь не превышает 100 м2/сут. Ниже породы ордовика монолитны и могут считаться водоупорными. Воды комплекса безнапорные и слабонапорные. Величина напора увеличивается в юго-восточном направлении от 2 до 190 м. Глубина залегания уровня 1-30 м, максимальная на водоразделах. В долинах рек Волхов. Луга, Оредеж скважины фонтанируют, высота фонтана может достигать 17,5 м. Питание ПВ атмосферное. Разгружается ВК через родники, приуроченные к периферии Ордовикского плато, а также в нижележащий кембро-ордовикский ВК и в сторону регионального погружения пород. Кроме того, разгрузка ПВ происходит и искусственным образом: шахтный и карьерный водоотлив на Ленинградском месторождении горючих сланцев и Кингисеппском месторождении фосфоритов, водоотбор на водозаборах. В северной части Волховского плато породы комплекса в значительной мере дренированы. В пределах Ижорской возвышенности и прилегающей к ней территории разведано 16 месторождений с суммарными запасами 456,5 тыс. м3/ сут, 7 из которых с запасами 301,6 тыс. м3/сут не освоены. Эксплуатируется ВК большим числом водозаборов, основная часть которых работает на неутвержденных запасах.
Воды ордовикского ВК химическому составу гидрокарбонатные кальциево-магниевые, реже магниево-кальциевые. Вдоль границы распространения минерализованных вод состав их меняется на гидрокарбонатно-хлоридный со смешанным катионным составом, на юго-восточной и восточной окраинах Волховского плато - на гидрокарбонатно-сульфатный. Воды жесткие. Минерализация увеличивается в юго-восточном направлении от 0,2 до 0,8 г/ дм3.
В северной части ВК не защищен от загрязнения с поверхности, поэтому на селитебных территориях и сельскохозяйственных предприятиях наблюдаются отклонения качества воды от нормы. Источниками загрязнения являются дефектные канализационные коллекторы, птицефабрики, фермы, свинокомплексы, пахотные угодья, куда вносятся минеральные и органические удобрения. Вокруг этих объектов сформировались ореолы некондиционных ПВ (бактериологическое загрязнения и повышенное содержание нитратов). На отдельных участках Ижорской возвышенности установлено, что по качеству ПВ отвечают требованиям, предъявляемым к экологически чистым подземным питьевым водам. Это участки, расположенные вне селитебных зон, а также в той части комплекса, где он залегает под девонскими отложениями.
Кембро-Ордовикский ВК распространен к юго-востоку от Балтийско-Ладожского уступа (глинта). В пределах узкой полосы вдоль глинта он залегает под четвертичными отложениями на глубине 1 -10 м, на остальной территории перекрыт отложениями ордовика, где глубина его залегания увеличивается в юго-восточном направлении от 10 до 400 м. Подстилается ВК глинами лонтоваского водоупорного горизонта (ВУГ). Водовмещающие породы - песок и слабосцементированный песчаник с маломощными прослоями глин и алевролитов. Мощность ВК увеличивается в юго-восточном направлении и составляет 2-60 м. Фильтрационные свойства пласта характеризуются коэффициентом водопроводимости 50-300 м2/ сут, зависящим от мощности пласта. В пределах Сланцевского месторождения ПВ водопроводимость комплекса составляет 100, а Тосненского - 220 м2/ сут.
Воды комплекса напорные и высоконапорные. Безнапорные и слабонапорные воды встречаются лишь в узкой приглинтовой полосе. Величина напора изменяется от первых метров до 340 м (у южной границы ЛО). Уровни ПВ устанавливаются на глубинах 0,7-26 м. Формирование ПВ происходит за счет их перетекания из ордовикского ВК, а разгрузка-в сторону регионального погружения и через действующие водозаборы и дренажные шахты. На большей части распространения комплекс характеризуется естественным режимом. Исключение составляют районы г. Сланцы, Кингисеппского месторождения фосфоритов и г. Тосно. В результате интенсивной эксплуатации скважинами и дренажа шахтами и карьерами в Кингисеппско-Сланцевском горнопромышленном районе образовалась обширная депрессионная воронка радиусом 30 км и снижением напоров в ее центре на 65-70 м. На водозаборе г. Тосно при среднемноголетнем водоотборе 4,8 тыс. м3/ сут снижение уровня достигло 24 м. Как источник водоснабжения кембро-ордовикский ВК наибольшее значение имеет в приглинтовой полосе, особенно в северной части Волховского плато, где вышележащие ордовикские известняки в значительной мере дренированы.
Кембро-ордовикский ВК содержит гидрокарбонатные кальциевые воды с минерализацией 0,2-0,5 г/ дм3. По химическим, бактериологическим и органолептическим показателям ПВ в основном соответствуют требованиям норм СанПиН 2.1.4.1071-01. Отмечено несколько завышенное природное содержание брома, бария и марганца. Практически на всей площади распространения ПВ представляют интерес для поисков и разведки участков с экологически чистыми питьевыми водами.
Ломоносовский ВГ распространен к югу от Финского залива и Ладожского оз. В большей части своего распространения содержит солоноватые и соленые воды. Только в западной части ЛО горизонт содержит пресные воды. Залегает между двумя водоупорными толщами: лонтоваскими (в кровле) и верхнекотлинскими (в подошве) глинами. Под четвертичные отложения выходит узкой полосой вдоль побережья Финского залива, здесь глубина его залегания составляет 1-14 м. Под лонтоваскими глинами глубина залегания горизонта возрастает в южном направлении до 300 м. Водовмещающие породы - мелко- и среднезернистые песчаники, переслаивающиеся с тонкими прослоями алевролитов и глин общей мощностью 5-60 м, увеличивающейся в восточном и южном направлениях. В этом же направлении уменьшается эффективная мощность горизонта от 75-100 до 0-25 %. Поэтому эксплуатационное значение горизонт имеет только в Кингисеппском и Сланцевском районах. Максимальные значения водопроводимости (100-140.м2/ сут) характерны для западной окраины ЛО (г.г. Сланцы, Ивангород), в центральной части (г. Кингисепп, п.п. Касколовка, Котлы) она составляет 50-100 м2/ сут, а к югу и востоку - менее 50 м2/ сут.
Ломоносовский водоносный горизонт явялется напорным. Величина напора возрастает с севера на юг и юго-восток от 5 до 300 м. Глубина залегания пьезометрического уровня ПВ в естественных условиях составляла 5,5 (г. Кингисепп)-54 (п. Котлы) м. В настоящее время уровни снижены на 40-60 м, на них сказывается работа водозаборов (в т.ч. и расположенных в Эстонии). Воды ломоносовского ВГ, в основном, гидрокарбонатно-хлоридные натриевые с минерализацией 0,5-0,7 г/ дм3. Соответствуют требованиям СанПиН 2.1.4.1071-01.
Вендский ВК распространен повсеместно и содержит, в основном, минеральные воды. Зона пресных вод приурочена к центральной части Карельского перешейка и территории, расположенной севернее г. Лодейное Поле (Ладожско-Онежский перешеек). Вендский ВК в пределах Ладожско-Онежского перешейка представлен отложениями котлинского горизонта. Сверху и снизу изолирован водоупорными глинами котлинского же горизонта. Глубина залегания ВК увеличивается в юго-восточном направлении от 27 до 212 м. Водовмещающие породы - пески и песчаники с прослоями глин и алевролитов общей мощностью 7-57 м. Доля песчаных пород составляет 70-85%, и только на побережье Ладожского оз. породы комплекса характеризуются большой глинистостью. Фильтрационные свойства характеризуются водопроводимостью в 50-100 м2/ сут, а в районе г. Подпорожья (п.п. Согиницы, Важины, Курпово) она достигает 500 м2/сут.
Данный ВК напорный, величина напора увеличивается с севера на юг от 30 до 174 м. Глубина залегания пьезометрического уровня 10-20 м, в долинах рек Свирь, Важинка и др. скважины фонтанируют, высота фонтана 15-18 м. На большей части развития комплекса сохраняется естественный режим ПВ, а в районах г.г. Подпорожье и Лодейное Поле, где действуют относительно близко расположенные групповые водозаборы, снижение уровня воды достигает 40 м. Вендский ВК в пределах Карельского перешейка представлен отложениями гдовского горизонта. Залегает на кристаллическом фундаменте. На севере перекрывается четвертичными отложениями мощностью 35-100 м, на юге - котлинскими глинами мощностью 40-70 м. От выше лежащих четвертичных водоносных горизонтов отделен либо котлинскими глинами, либо мореной. Глубина залегания комплекса 35-120 м.
Водовмещающие породы - песчаники, пески и гравелиты общей мощностью 10-80 м. Доля водосодержащих песчаных пород в пласте увеличивается в северо-западном направлении от 25 до 75-100 %. Коэффициент водопроводимости на большей части территории составляет 30-100 м2/ сут. На небольших площадях, к югу от р. Вуоксы и в районе п. Сосново, водопроводимость составляет 100- 300 м2/ сут. ВК напорный. Величина напора увеличивается в юго-восточном направлении от 5 до 113м. Пьезометрические уровни воды в естественных условиях залегали на глубине 70-80 м. На побережьях Финского залива, Ладожского оз. и в долине р. Вуоксы скважины фонтанировали, высота фонтанов достигала 3-7 м. В настоящее время режим ПВ нарушен под влиянием эксплуатации водозаборами Санкт- Петербурга.
Воды вендского ВК пределах Онего-Ладожского перешейка гидрокарбонатные натриевые, кальциево-магниевые, к западу от р. Важинки - хлоридно-гидрокарбонатные натриевые. Минерализация вод изменяется от 0,2 до 0,6 г/дм3.
В пределах Карельского перешейка воды комплекса имеют гидрокарбонатный натриево-кальциевый состав с минерализацией 0,1 - 0,4 г/ дм3. По мере приближения к границе минерализованных вод их состав меняется на гидрокарбонатно-хлоридный натриевый с минерализацией 0,5-0,8 г/ дм3. В водах большинства водозаборов отмечается низкое содержание фтора. В единичных случаях установлено повышенное против норм НРБ-99 значение альфа и бета-активности, чаще всего, на уровне точности определения. На Карельском перешейке эксплуатируется несколько участков месторождений с экологически чистыми водами, которые бутилируются и реализуются через торговую сеть.
В заключение необходимо отметить, что Ленинградская область оказывает значительное влияние на качество поверхностных и подземных вод г. Санкт-Петербурга и в целом на экологическую обстановку в бассейне Финского залива. Несмотря на сокращение объемов сброса загрязняющих веществ в водные объекты, качество поверхностных вод региона не улучшается.
Наличие загрязняющих веществ (органические вещества, нефтепродукты, взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения азота и фосфора и др.) в водных объектах области определяют сбросы предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, энергетики, металлургии, оборонной и химической промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и др.
В связи с непомерной для окружающей среды антропогенной нагрузкой экологическая обстановка в пригородах мегаполисов критическая, и даже вода из артезианских скважин глубиной более 100 метров без соответствующей очистки непригодна для питья.
Заключение
Подземные воды на территории города являются ценным полезным ископаемым и служат источником основного или резервного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения. Наряду с позитивной ролью подземные воды могут оказывать негативное влияние на инженерные сооружения, фундаменты и подвалы зданий, водопроводные сети и коммуникации, канализационные коллекторы и тоннели метрополитена, нередко приводя их к преждевременному износу и разрушению. В Санкт-Петербурге высок уровень грунтовых вод, что приходится учитывать при земляных и свайных работах и создает проблемы при строительстве линий метро, туннелей, магистральных коллекторов.
На территории Ленинградской области состав подземных вод более разнообразен, и если в городе кроме грунтовых вод, как правило, различают семь водоносных комплексов, то на территории области их более десяти.
Самой важной проблемой, связанной с подземными водами на данный момент, является проблема их загрязнения. Основные водоносные горизонты области не защищены от загрязнения водоупорными пластами, поэтому проблема с обеспечением нормативного качества подземных вод стоит очень остро. Основными источниками загрязнения подземных горизонтов являются сельское хозяйство, промышленные объекты и неэффективно работающие канализационные сооружения.
Вода из подземных источников Ленинградской области обладает повышенной жесткостью и содержит повышенные концентрации ионов марганца и железа, более 60% источников характеризуются высоким содержанием сероводорода, а в воде из неглубоких скважин (до 50 м) чаще всего присутствуют техногенные загрязнения неорганического, органического и микробиологического характера. Таким образом, для использования подземных источников в целях питьевого водоснабжения необходимо проводить мероприятия по водоподготовке.
Список использованной литературы
1. Ананьев А.А., Потапов С.Н. Инженерная геология. М., 2000.
2. Воронов А.Н. Родники Санкт-Петербурга. http://www.rfbr.ru/pics/28378ref/file.pdf
3. Водоснабжение Санкт-Петербурга. СПб., 2003.
4. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.
5. Ленинград. Историко-географический атлас. М., 1981.
6. Михайличенко К.Ю. Состояние водных ресурсов и водоснабжение пищевой промышленности в регионах Российской Федерации: риски и угрозы. Выдержки из экспертного доклада. М., 2005
7. Хрипунов Ю.В. Подземные воды Санкт-Петербурга и Ленинградской области // Мир медицины. 1998. № 9-10.
8. Яхнин Э.Я., Томилин А.М., Шелемотов А.С. "Оценка качества и химический состав подземных вод дочетвертичных отложений Ленинградской области". Разведка и охрана недр. 2005 г. вып. 5, стр 42-48.
Подобные документы
Физико-географическая и экономическая характеристика Санкт-Петербурга. Рельеф местности, гидрография. Характеристика здания. Обследование конструкций фундаментов. Методы наблюдения за осадкой сооружения. Расчет сметной стоимости геодезических работ.
дипломная работа [799,0 K], добавлен 30.05.2015Народнохозяйственное значение артезианских вод, их характерные особенности. Структура артезианского бассейна. Строительство в условиях наличия подземных вод. Ситуация в районе Московского артезианского бассейна. Проблемы при подземном строительстве.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.11.2009Загрязнение поверхностных вод. Подземные резервуары. Подземные воды как часть геологической среды. Практическое значение подземных вод. Характеристика техногенного воздействия на подземные воды (загрязнение подземных вод). Охрана подземных вод.
реферат [28,2 K], добавлен 04.12.2008Оценка положения Гатчинского района Ленинградской области. Стратиграфический анализ пород, описание их мощности и горизонта залегания. Отложения четвертичной системы, влияние тектонического движения на ее формирование. Геологическая изученность района.
курсовая работа [46,7 K], добавлен 07.02.2013Происхождение подземных вод. Классификация подземных вод. Условия их залегания. Питание рек подземными водами. Методики расчета подземного стока. Основные проблемы использования и защиты подземных вод.
реферат [24,7 K], добавлен 09.05.2007Гидрогеологическое районирование Чаткало-Кураминской (Узбекистан) группы бассейнов трещинных вод, рельеф водораздельных частей хребтов. Водоносные горизонты и подземные воды трещинных зон, водообильность пород. Степени и типы минерализации подземных вод.
контрольная работа [38,0 K], добавлен 31.03.2014Состав, условия залегания и размещение месторождений в Ленинградской обл. Промышленное значение бокситов (в районе города Бокситогорска). Горючие сланцы и фосфориты, их применение. Добыча тонкоплитчатого известняка: производство мерных и фасонных изделия.
творческая работа [1004,2 K], добавлен 12.04.2009- Основные разновидности подземных вод. Условия формирования. Геологическая деятельность подземных вод
Изучение основных типов подземных вод, их классификация в зависимости от химического состава, температуры, происхождения, назначения. Рассмотрение условий образования грунтовых и залегания артезианских вод. Геологическая деятельность подземных вод.
реферат [517,3 K], добавлен 19.10.2014 Типизация месторождений подземных вод горно-складчатых областей. Задачи гидрогеологических исследований. Методика разведки месторождений напорных вод на площади межгорных артезианских бассейнов. Расчетные схемы водозаборов. Основные водоносные комплексы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 16.01.2015Артезианские воды - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Артезианский бассейн и артезианский склон. Условия образования вод, их химический состав. Загрязнение артезианских водоносных горизонтов.
реферат [20,2 K], добавлен 03.06.2010
