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)

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)

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

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 застроенные 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

через 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.

/, 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.

7.17. 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?

7.18. 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 предотвращени я или возмещения ущерба. Есть ли здесь такие объекты, которым ни защита, ни компенсация по ним не потребуется? На карте γ Р-гранитный массив пермского возра­ста; N, mQ и aQ — неконсолидированные песчано-глинистые отложе­ния поймы, пляжей, мор­ских и речных террас. Нео­ген представлен преимуще­ственно пылевато-глинистые образованиями.