7. Охрана окружающей геологической среды и рациональное ее использование

7.1. Для выяснения причин образования крупных трещин в стене заводского корпуса длиной 150 м вдоль стены пройдены три сква­жины (в середине и по краям), описание которых приведено в табл. 7.1. В этой же таблице даны глубины залегания уровней фунтовых вод (УГВ) до и после начала интенсивной эксплуатации подземного водозабора на соседней территории. По данным табл. 7.1 постройте геологический разрез вдоль стены корпуса (по скважинам 1, 2, 3), нанесите статический и динамический уровни грунтовых вод, оп­ределите гидравлический уклон потока по линии разреза и опишите процесс, который привел к деформации стены корпуса.

Таблица 7.1. Описание буровых скважин (к задаче 7.1)

№ скважи­ны и абсолютная отметка устья	Возраст породы для вариантов				Наименование по­роды	Мощность слоя, м, для вариантов			Глубина зале­гания УГВ, м
	7.1.1		7.1.2	7.1.3		7.1.1	7.1.2	7.1.3	стати­ческо­го	дина­миче­ского
1 125,2	aQ2 aQ2 С1		dQ4 fgQ2 Рг	gQ1 fgQ1 С3	Суглинок Песок мелкий Известняк тре­щиноватый	1,5 0,2 10,0	1,5 5,0 3,0	0,5 2,0 8,5	3,0	9,5
2 123,1	aQ2 aQ2 С1		dQ4 fgQ2 Рг	gQ1 fgQ1 С3	Суглинок Песок мелкий Известняк тре­щиноватый	1,5 3,0 2,0 0,5	2,5 3,6 3,0 5,0	1,5 3,0 4,0 3,0	1,0	8,0
	Пустое пространство пещеры
	С1	Рг		C3	Известняк	4,0	0,5	1,5
3 125,2	aQ2 aQ2 С1	dQ4 fgQ2 Рг		gQ1 fgQ1 С3	Суглинок Песок мелкий Известняк	1,5 0,5 4,5	0,5 0,8 10,0	1,0 5,0 2,0
	Пустое пространство пещеры (воздух, вода)					0,2	0,3	4,0	3,0	11,0
	С1	Рг		C3	Известняк	6,0	2,0	1,5

7.2. В процессе строительства подземного сооружения на сосседней территории был понижен уровень фунтовых вод (УГВ), что привело к образованию провала на горизонтальной площади подлежащей застройке и имеющей абсолютную отметку 105,4 м. с целью выяснения причин провала были пробурены три скважины на расстоянии 25 м друг от друга. По данным табл. 7.2 для своего варианта постройте геологический разрез и объясните причину провала. Возможно ли устранить эту причину и застроить участок?

Таблица 7.2. Описание буровых скважин (к задаче 7.2)

N° СКВ	N° слоя	возраст породы			Наименова- ние породы	Мощность слоя м			Глубина залегания УГВ, м
									статического			динамического
		7.2.1	7.2.2	7.2.3		7.2.1	7.2.2	7.2.3	7.2.1	7.2.2	7.2.3	7.2.1	7.2.2		7.2.3
1	1	aQ2	dQ	fgQ1	Песок мелкий	3,0	5,0	1,5	2,0	2,5	0,7	2,5	4,0	1,2
	2	C3	J2	C3	Глина плотная	2,0	3,5	2,5
	3	C2	C3	C1	Извест- няк трещи- новатый за- карстован- ный	15,0	10,0	8,0	2,0	2,5	0,7	10,0	15,0	8,0
2	1	aQ2	dQ	fgQ1	Песок мелкий	6,0	11,0	3,0	1,8	2,6	0,8
	2	C2	C3	C1	Извест­няк	12,0	5,0	9,0	1.8	2,6	0,8	9,5	14,6	7,8
3	1	aQ2	dQ	fgQ1	Песок мелкий	3,0	7,0	2,0	1,7	2,7	0,9	2,3	4,0	1,5
	2	C3	J2	C3	Глина плотная	2,0	8,0	1,0
	3	C2	C3	C1	Извест­няк закарс- тованный	12,0	3,0	7,0	1,7	2,7	0,9	10,5	15,0	8,0

7.3. Проектируется цех с мокрым технологическим процессом, | в котором используются кислоты и другие материалы. Утечки в таком цехе могут повлечь за собой изменение свойств грунтов основания и деформацию сооружения. Постройте геологический разрез по данным бурения четырех скважин (табл. 7.3) и выберите такое место для цеха длиной 20 м, где он нанесет минимальный ущерб геологической среде. Скважины 1, 2, 3, 4 расположены через 50 м на одной прямой.

Таблица 7.3. Описание буровых скважин

N° скважи- ны абс. отм. устья, м	Геологиче- ский воз- раст	Мощность слоя, м	Наименование горной породы	Глубина залегания УГВ, м
1	tQ4	1,0	Глыбы и щебень
50,2	тР2	8,0	Песчаник и конгломерат на железистом и кремнистом це- менте
	тР2	4,0"	Известняк	Встречен на глубине 9,0 м. Ус- тановился на глу- бине 5,0 м
2	тРг	1,0	Конгломерат	5,0
50,2	тРг	8,0	Известняк
	тР2	1,0	Глина твердая
3	тР2	1,0	Известняк
50,2	тР2	9,0	Глина твердая
4	tQ4	3,0	Суглинок со щебнем	6,0
51,4	тР2	2,0	Глина твердая
	тР2	5,0	Песок плотный мелкий
5	IhQ4	0,5	Торф	0,7
420	I Q4	5,0	Песок
	I Q4	1,5	Суглинок
6	Ih Q4	2,0	Торф
423	Ih Q4	3,0	Лед
	Ih Q4	3,5	Песок
	I Q4	2,0	Суглинок
7	Ih Q4	0,8	Торф	0,4
420	I Q4	6,0	Песок
8	I Q4	6,0	Песок	1,0
420	I Q4	2,0	Суглинок
9	a Q3	10,1	Песок средней крупности, n = 40%;K= 10м/сут	4,2
150,4
	g Q2	5.3	Суглинок
10	a Q3	6,2	Песок средней крупности	U
146,2	a Q2	2,8	Суглинок
11	mQ2	1,0	Песок мелкий	8,0
10,0	mQ1	4,0	Глина песчанистая
	mQ1	4,0	Песок пылеватый
	mQ1	3,0	Глина

№ скважи- ны абс. отм. устья, м	Геологиче- ский воз- раст	Мощность слоя, м	Наименование горной породы	Глубина залегания УГВ, м
11	mQ1	2,0	Песок мелкий	Встречен на глубине 12,0 м. Установился на глубине 7,5 м
10,0
12	mQ1	2,0	Глина песчанистая
6,0	mQ1	3,0	Песок пылеватый	4,5
	mQ1	3,0	Глина
	m С 1	1,0	Песок мелкий	Встречен на глубине 8,0 м. Ус- тановился на глу- бине 4,0 м
	mQ1	5,0	Глина
13	aQ3	2,2	Супесь иловатая	11,6
130,7	aQ3	10,6	Песок пылеватый с тонкими прослоями супеси
	aQ3	3,0	Песок мелкий
14	aQ3	3,4	Супесь иловатая	11,2
130,2	a Q3	15,0	Песок пылеватый
15	С	2,2	Известняк
635,4	С	0,9	Аргиллит
	С	3,1	Алевролит
	С	4,0	Известняк
16	d Q	2,4	Суглинок со щебнем	9,6
611,5	С	2,1	Известняк
	С	0,9	Аргиллит
	С	3,1	Алевролит
	С	4,6	Известняк водоносный
	С	2,0	Аргиллит
17	g Q2	8	Суглинок с валунами с галь- кой	Встречен на глубине 8,0 м. Ус- тановился на глу- бине 1,5 м
142
	f Q2	1,5	Песок крупный
	J	2,0	Глина
18	aQ3	11,0	Песок средней крупности и крупный	2,5
140
	J	2,0	Глина
19	aQ3	10,0	Песок средней крупности	2,5
140	0	2,0	Глина

7.4. Поданным бурения четырех скважин 5, 6, 7, 8 (cм. табл. 7.3), находящихся на одной прямой, постройте геологический разрез участка, находящегося и вечномерзлом состоянии и покрытого таежной растительностыо. Где и пределах участка можно организовать открытую стоянку для транспортных и дорожных машин, и где устройство стоянки приведет к необратимым и вредным изменениям геологической среды? Расстояние между скважинами 50 м.

7.5. В ходе реконструкции промышленного предприятия в ре­зультате деформации трубопровода, находящегося на расстоянии 500 м от реки, произошла утечка в грунт ядовитых веществ. В месте аварии была пробурена скважина 9, а на берегу реки по направлению потока грунтовых вод—скважина 10 (табл. 7.3). Постройте по материалам бурения геологический разрез и определите, через какой промежуток времени загрязненные грунтовые воды достигнут реки, если коэффициент фильтрации песков средней крупности равен 10 м/сут, а пористость 40 %.

7.6. Новый квартал приморского города возведен на неуплот­ненных песчано-глинистых грунтах лиманно-морското происхож­дения. В пределы квартала попал древний склеп (рис. 7.1), рационально размещенный строителями ниже глубины промерза­ния и немного выше уровня грунтовых вод, постоянство которого поддерживалось па протяжении веков постоянством уровня моря. Благодаря расположению склепа над зеркалом грунтовых вод в нем сохранялись постоянная температура и влажность, что обеспечило прекрасную сохранность античных фресок 1 в. н. а. После постройки жилого дома на указанном участке уровень грунтовых под поднялся. В склепе уровень волы установился над полом на 70 см. Постройте геологический разрез, используя рис. 7.1 и результаты бурения скважин 11 и 12 (табл. 7.3). Покажите грунтовый и напорный водоносные горизонты. Почему строительство дома вызвало подъем уровня воды в склепе? Какие меры по охране окружающей среды следовало предпринять для сохранения памятника культуры?

Рис. 7.1 Топографический профиль к задаче 7.6

7.7. Рассмотрите юго-восточный угол геологической карты № 2 (рис. 7.2), ограниченный горизонтальные 520 м. Определите с помощью рис. 7.3 и табл. 7.4 и охарактеризуйте грунты, которые здесь залегают. В какой части этой территории рационально разме­стить площадку проектируемого завода, если для него отводится 10 га? Какие вредные геологические процессы могут проявиться на данной территории в случае утечек воды на промышленном пред­приятии?

7.8. На геологической карте 2 (см. рис. 7.2) показана река, протекающая с запада на восток. По левому борту долины проектируется дорога. Сравните три варианта прохождения трассы на абсолютных отметках: 1) 475 м; 2) 486...490 м; 3) 510—515 м. Какой из вариантов трассы наиболее рационален по геологическим усло­виям с точки зрения охраны геологической среды? Для какого из вариантов возможны временные перерывы в эксплуатации дороги в связи с геологическими или гидрологическими (на реке) процессами? Для сведения: первая надпойменная терраса застроена, прокладка дороги вдоль склона будет осуществляться в полувыемке-полунасыпи.

Рис. 7.2 Геологическая карта 2

1. стратиграфические границы, 2- границы стратиграфического несогласия в толще дочетвертичных отложений, 3- участки с бугристым оползневым рельефом, 4- источник, 5- буровая скважина и ее номер, -6- линия разреза, 7- абсолютная отметка меженного уреза воды в реке, 8- горизонталь рельефа

7.9. На геологической карте 3 (рис. 7.4) по правому берегу реки проектируется дорога, врезаемая в склон. Пользуясь рис. 7.4. сравните геологические условия по трём вариантам трассы вдоль горизонтали:

1) 97 м 2) 105 м 3) 125 м. Какие геологические процессы могут препятствовать нормальной эксплуатации дороги по каждому из вариантов трассы ?

7.11. Долина реки сложена песчаными и пылеватыми отложе­ниями. В составе стока в естественных условиях значительную долю составляет взвешенный материал. На реке создана плотина с по­верхностным водосливом через бетонный гребень плотины. Как изменился состав воды в реке ниже плотины? Как это отражается на сохранности геологической сре­ды в зоне водохра­нилища и в долине ниже плотины?

Пример ответа. Со­здание плотины приве­ло к снижению ско­рости реки выше пло­тины и отложению там взвешенных в воде ми­неральных частиц. Происходит заиление водохранилища. Через гребень плотины в реку сливается осветленная вода, которая движется с прежними скоростя­ми и способна захваты­вать ранее отложенные песчаные пылеватые и глинистые частицы. Ниже плотины активизировалась речная эрозия, которая всегда приводит к ополза­нию берегов и к обвалам. Вследствие этого разрушаются сельскохозяйственные угодья и з астроенные территории, не защищенные набережными.

Рис. 7.6. Топографический профиль а и геологический разрез б участков горного предприятия:

/ — из штольни; 2 — углеспуск; 3 — бункер; 4 — железнодорож­ный путь

7.12. В сводах памятника архитектуры XVII в., выстроенного на первой надпойменной террасе р. Волги, образовались трещины в период строительства, а затем эксплуатации автострады и моста

ч ерез реку. Для установле­ния причин трещинообразования были пробурены две скважины: 13 около па­мятника и 14 (табл. 7.3) на стыке опоры моста и дороги в 20 м от памятника. По­стройте геологический раз­рез по скважинам 13 и 14 и объясните, какие измене­ния геологической среды могли привести к деформа­ции памятника, если изве­стно, что опоры моста устроены на свайных фун­даментах из забивных свай.

Рис. 7.7. Схематическая геологическая карта окрестностей курорта:

/, 2, 3 — месторождения песка и гравия; 4 – курорт 5 — море

7.14. На морском побережье проектируется расширение курор­тного поселка, для чего необходимо большое количество гравия и песка. Материал требуемого качества находится на пойме реки (см. уч. / на рис. 7.7), на первой надпойменной террасе (уч. 2), на морском пляже (уч. 3). Разработка какого из трех участков может нанести максимальный и какого минимальный вред курортному поселку и железной дороге, проложенной по берегу моря на глини­стых отложениях палеогена, и почему?

7.15. На реке (рис. 7.8) создается водохранилище. Место для плотины выбрано в сужении долины, выше железнодорожного моста, с целью не прерывать движение в период строительства. Проанализируйте геологическое строение участка плотины, назо­вите процессы, которые могут возникнуть в примыканиях плотины, в районе моста, на территории поселка, если не предусмотреть защиту геологической среды в окрестности плотины и поселка. Укажите места проявления процессов.

Рис. 7.8. Схематическая геологическая карта части водохранилища и продольный

профиль по линии I —I:

1—современные аллювиальные отложения поймы, песок мелкий, суглинок, мощность 15 м; 2 — верхнечетвертичные аллювиальные отложения первой надпойменной террасы, супесь, песок, мощность 30 м; 3 — среднечетвертичные аллювиальные отложения второй надпойменной тер­расы, супесь, песок, мощность 50 м; 4 — верхнемеловые мергели с прослоями глин и глинистых песков; 5 — палеозойский гранит раздробленный; 6 — направление и угол падения слоев; 7— береговая линия водохранилища на абсолютной отметке ПО м; 8 — плотина с водосливом; 9 — железнодорожный мост с двумя опорами в русле

7.16. Постройте схематический геологический разрез по линии I—I (см. рис. 7.8). Проанализируйте геологическое строение чаши водохранилища и выделите участки берегов с различной скоростью отступления берега вследствие абразионной переработки горных пород.

17. Постройте геологическйй разрез по данным бурения скважин 17, 18, 19 (см. табл.7.3). Между скважинами распо­ложено старое здание (рис. 7.9) Когда на месте скважины I8 был пройден строительный котлован до глубины 6 м, по старому зданию прошла трещи­на. Каковы причины деформа­ции старого здания? Какиеусловия охраны геологической среды следовало соблюсти приустройстве котлована, чтобысохранить старое здание? Какая ошибка в смысле рационально­го использования геологиче­ской среды допущена при размещении старого здания?

17. На равнинной реке шириной 50 м был устроен мо­стовой переход. Для упрощения производства работ мост был выстроен на пойме. Под нимвыполнена выемка для пропу­ска воды (рис. 7.10). После пу­ска воды искусственное русло стало искривляться, устои мос­та и насыпь были подмыты.Мост пришел в аварийное со­стояние. В чем причина актив­ной эрозии, если в каналевскрыты те же отложения, чтолежат в берегах и на дне реки? Какие меры по охране основа­ния моста и окружающей тер­ритории следовало принять до пуска воды?

7.19 Проанализируйте гео­логическую карту (рис. 7.11) и объясните каким объектам мо­гут нанести ущерб опасные гео­логические процессы в случае строительства плотины высо­той 70 м на реке в указанномместе. Какие защитные или компенсационные мероприятия можно предложить для предотвращения или возмещения ущерба. Есть ли здесь такие объекты, которым ни защита, ни компенсация по ним не потребуется? На карте γР-гранитный массив пермского возра­ста; N, mQ и aQ — неконсолидированные песчано-глинистые отложе­ния поймы, пляжей, мор­ских и речных террас. Нео­ген представлен преимуще­ственно пылевато-глинистые образованиями.