Особенности геологической истории Территория находится на стыке Балтийского кристаллического щита и северо-западной части Русской плиты. Общая схема геологического строения района ─ кристаллический фундамент, терригенный осадочный чехол и четвертичный покров. Пласты древних пород фундамента, полого погружаются на юг (2 -3 м/км). История развития От позднего докембрия до середины девона (~ 300 млн. лет) было море, с перерывами в среднем-нижнем кембрии и силуре-нижнем девоне (по ~ 40 млн. лет). Была накоплена мощная толща терригенных и карбонатных пород. В верхнем девоне (370 млн. лет назад) море отступает на юг и юго-запад. Породы размываются. На западе, в районе ЛАЭС, сохранились только докембрийские и частично кембрийские породы. Южнее, в Балтийско-Ладожском эрозионном уступе, появляются карбонатные слои ордовика, а далее к югу ─ отложения девона. Особенностью плейстоценового этапа является материковое оледенение и связанные с ним процессы гляциотектоники, ледниковой эрозии и аккумуляции осадков.
Особенности геологического строения Кристаллический фундамент образован гранитоидами и находится в интервале отметок от -150 до -180 м. Терригенный осадочный чехол залегает на фундаменте несогласно. Нижняя часть (котлинская свита венда или гдовский горизонт) представлена грубозернистыми песчаниками (50 -75 м), перекрытыми глинами с прослоями песчаников или алевролитов (80– 115 м). Выше согласно залегают мелкозернистые слабосцементированные песчаники нижнего кембрия мощностью до 20 м. Песчаники перекрыты «синими» глинами нижнего кембрия, которые, вплоть до Балтийско-Ладожского эрозионного уступа, служат покровом предглинтовой низменности. По мере приближения к уступу их мощность увеличивается до 100 м. Здесь «синие» глины перекрыты 10 м слоем песчаников, залегающих на карбонатной толще ордовика. С отложениями раннего ордовика связаны диктионемовые сланцы, отличающиеся повышенной радиоактивностью. Четвертичный покров повторяет рельеф нижнего горизонта. По генезису относятся к: ледниковым, озерно-ледниковыми и водно-ледниковым, морским и техногенным. Ледниковые отложения. Вскрыты на глубине 25 -40 м. Местами размыты. Представлены суглинками и супесями с галькой и валунами кристаллических пород (до 60 %). Озёрно-ледниковые отложения. Вскрыты на глубине 20 -30 м. Мощность ~ 1, 5 -3 м. Представлены пластичными «ленточными» глинами. Морские отложения - мелкозернистые кварц-полевошпатовые пески с прослоями окатанного гравия, гальки и валунов. Техногенные отложения. Это, прежде всего, насыпные и намывные грунты. На большей части территории города мощность не превышает 2 м, в старых районах достигает 3 -4 м, а в отдельных местах 5 -12 м.
Orographicmap of the city and its environs
Факторы экологического риска Рассматривается 7 факторов геологического риска, в основном связанных со строительством сооружений, которые оцениваются по четырех балльной шкале: Механические свойства грунтов Палеодолины Неотектонические зоны Крутизна поверхности Карстовые процессы Биогаз Радоноопасность Механические свойства грунтов. Оценивают с точки зрения использования территории при строительстве. Выделено 12 характеристик грунтов: мощность, уровень грунтовых вод, тип почв и т. д. , которые оцениваются по 4 -х балльной шкале. Палеодолины. Это области древних захороненных потоков. При строительстве палеодолины крайне неблагоприятный фактор. Поэтому принято только два класса: да – существует (1 балл) и нет – отсутствует (2 балла) палеодолина. Неотектонические зоны (НЗ). Выделены три класса опасности: 3 – НЗ в области перекрытия двух геологических структур; 2 – НЗ в однородной структуре и 1 – НЗ отсутствует.
Продолжение Крутизна поверхности. Выделены четыре класса: 1 - <5%; 2 – 5 -15%; 3 – 15 -30% и 4 > 30%. Карстовые процессы. Карст накладывает большие ограничения на строительство. Поэтому используются две оценки: 1 – отсутствует карст; 4 – области формирования карста. Биогаз. В городе биогаз характерен для областей захоронения, дренажа (канавы, реки, озера, болота) или для полигонов хранения отходов. Выделены 4 класса опасности: 1 – отсутствие биогаза; 2 – потенциально опасные зоны (области захоронений, дренажа) ; 3 – области с аномальным содержанием биогаза в почве; 4 – опасные уровни концентрации биогаза. Радоноопасность. Опасность представляют отложения диктионемовых – сланцев. По активности радона в почвенном воздухе выделено три типа зон: никакой опасности; умеренно опасная зона и опасная зона. Оценка объединенного экологического риска имеет вид от 0000000 до 4444444, где первая цифра отражает ограничение на строительство; вторая – влияние палеодолин, третья – неотектонические зоны и т. д. При картографировании оценки делались для ячеек размером 50 х50 метров на основании мнений 4 -х экспертов.
Балльная оценка экогеологических рисков Оценка рисков дается с учетом экогеологических условий и процессов и характера ее использования территории. С этой целью используется двухвходовая таблица (см. слайд 18), в которой строки задают тип землепользования, а столбцы экогеологическую характеристику территории. Тип землепользования Типы выделены согласно их определению в Общем плане развития С. Петербурга: Инженерная и транспортная инфраструктура (воздушный транспорт, городской транспорт и т. д. ) Деловая и общественная деятельность Жилая зона Промышленная зона Зона отдыха Садовопарковая зона Спецобъекты (кладбища, крематории и т. д. ) Улицы Неиспользуемая территория
Управление рисками Уровень рисков 1: Эта категория соответствует низкой вероятности опасности по всем 7 факторам риска. Нет необходимости управления риском Уровень рисков 2: Комплексная оценка указывает на вероятность опасного случая хотя бы для одного из факторов (например. 0100000). Управление риском рекомендуется. Уровень рисков 3: Потенциально высокий геологический риск. Управление риском необходимо. Эта категория соответствует случаю, когда значение хотя бы одного факторов равно максимальному значению. Уровень рисков 1: Потенциально очень высокий геологический риск. Необходимы значительные усилия для его снижения. Управление риском обязательно.
Таблица интегральной оценки экологических рисков Тип землепользования Оценки факторов риска в баллах
Гидрогеологические условия Область питания Ленинградского артезианского бассейна расположена в пределах Балтийского щита. Часть подземного стока перехватывается речными долинами. Вертикальный обмен вод и уровни водоносных горизонтов (ВГ) во многом обусловлены рельефом. В бассейне можно выделить три этажа: кристаллический фундамент архейско-протерозойских отложений, осадочный чехол верхнепротерозойско-палеозойских; покров четвертичных отложений. Основные ВГ приурочены к осадочному чехлу и четвертичным отложениям. ШНе защищены ВГ четвертичных отложений (за исключением межморенных ВГ). Ш Условно защищены ВК кембро-ордовика, ордовика и нижнего карбона, за исключением Ижорского плато, где возможно загрязнение из-за малой мощности (0. 5– 10 м) четвертичных отложений и развития карста. Ш Защищен вендский ВК, в кровле которого залегают котлинские глины, за исключением областей их размыва на севере, северо-западе Карельского перешейка. ШЗащищен ломоносовский ВГ нижнего кембрия, за исключением полосы вдоль южного побережья Финского залива и Ладожского озера, где он выходит под четвертичные отложения и является условно защищенным Гидрохимическая зональность подземных вод проявляется в увеличении их минерализации с глубиной - от пресных вод верхних горизонтов до крепких рассолов в наиболее глубоких его частях. Подобная зональность выявляется и в горизонтальном направлении по мере погружения кристаллического фундамента с северо-запада на юговосток.
Основные виды загрязнения подземных вод. Загрязняющие вещества могут вызвать химическое, бактериальное, радиоактивное и тепловое загрязнение. Загрязнение макрокомпонентами Это элементы и соединения, составляющие основу подземных вод. К ним относятся соединения азота и распространенные в земной коре: K, Si, Fe, Al, P [14]. Источниками загрязнение являются отходы промышленных предприятий и минерализованные воды глубоких горизонтов, извлекаемые на поверхность. Обычно имеют большую плотность, а потому опускаются к подошве пласта, изменяя его геохимическую зональность. Загрязнение ПВ нефтью и нефтепродуктами. Нефть и нефтепродукты обычно располагаются в верхней части водоносных горизонтов. Признаком нефтяного загрязнения являются специфический запах и нефтяная пленка на поверхности воды. Загрязнение тяжелыми металлами Загрязнение связано со сбросами промышленных производств, автотранспортом, и др. источниками. Наиболее опасны металлы: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть. Они присутствуют в водах в форме свободных и гидратированных ионов, коллоидов, взвешенных частиц, растворенных или сорбируемых комплексов с органическим или неорганическим веществом. Они, как правило, легко меняют форму при изменении физико-химических условий в системе порода-вода. Загрязнение нитратами Нитраты хорошо растворяются в воде, практически не сорбируются породами, что способствует их миграции на большие расстояния и распространению в глубокие водоносные горизонты. Основными источниками загрязнения ПВ являются удобрения и отходы крупных животноводческих комплексов. Загрязнение пестицидами. (от лат. —зараза, цидо – убиваю) песто Под названием пестициды объединены химические средства защиты от различных вредителей. К наиболее стойким относятся хлорорганические (до 10 и более лет), ртутьорганические (до 10 лет), мышьяксодержащие (до 2 лет) пестициды. Наименее стойкими являются фосфорорганические пестициды (до нескольких суток). Радиоактивное загрязнение подземных вод. В Санкт-Петербурге потенциальная опасность связанна с радоном, который является продуктом распада радия. Радий хорошо растворим в воде, а при выщелачивании может вызвать загрязнение радоном.
Сеть наблюдательных скважин за состоянием подземных вод Санкт-Петербурга Число скважин, оборудованных на водоносных горизонтах: 46 - грунтовый; 5 - верхний межморенный; 2 - нижний межморенный; 5 - вендский.
Положение источников загрязнения
Классификация грунтовых вод на территории Санкт-Петербурга по ИЗ
Геологическая карта четвертичных образований
Глубина залегания грунтовых вод
Индекс защищенности грунтовых вод 1. Степень защищенности ГВ определятся временем достижения фронтом инфильтрующейся влаги (t 3): t 3 = M · θ / V где v, м/год — скорость фильтрационного просачивания ГВ; θ — естественная влажность пород (безразмерная величина); М, м - глубина залегания фунтовых вод. Скорость фильтрационного просачивания v (м/сут. ) : V = 1 / θ П · ³√(W² · Kф) где θ П - полная влагоемкость, W- инфильтрационное питание (м/сут. ); ориентировочно для Санкт-Петербурга 0, 000246 м/сут Kф - коэффициент фильтрации (м/сут. ). Индекс защищенности – Ивз = t 3 / t хар где t 3 — время проникновения загрязнения в ПВ, определяется по любой методике оценки защищенности подземных вод от загрязнения; t хар — характерное расчетное время (25 лет для водозаборов, или время подтягивания ЗВ к водозаборным скважинам)
Индекс защищенности – Ив 3 Ивз = t 3 / t хар где t 3 — время проникновения загрязнения в ПВ, определяется по любой методике оценки защищенности подземных вод от загрязнения; t хар — характерное расчетное время (25 лет для водозаборов, или время подтягивания ЗВ к водозаборным скважинам)
Индекс защищенности
Защищенность грунтовых вод
Иуз — индекс уязвимости подземных вод Иуз = И 3 / Ивз ИЗ – индекс загрязненности; Ивз – индекс защищенности.
![Индекс уязвимости [по методике А. П. Белоусовой] лучше объединить с индексом уязвимости](https://present5.com/presentation/1091431_140277927/image-29.jpg "Индекс уязвимости [по методике А. П. Белоусовой] лучше объединить с индексом уязвимости")
Индекс уязвимости [по методике А. П. Белоусовой] лучше объединить с индексом уязвимости
Степень уязвимости грунтовых вод
Степень защищенности грунтовых вод • • Степень защищенности ГВ определятся временем достижения фронтом инфильтрующейся влаги (t 3): t 3 = M · θ / V где v, м/год — скорость фильтрационного просачивания ГВ; θ — естественная влажность пород (безразмерная величина); М, м - глубина залегания фунтовых вод. Скорость инфильтрационного просачивания v (м/сут. ) в ЗА: V = 1 / θ П · ³√(W² · Kф) где θ П - полная влагоемкость, W- инфильтрационное питание (м/сут. ); ориентировочно для Санкт. Петербурга 0, 000246 м/сут Kф - коэффициент фильтрации (м/сут. ).
Скачать презентацию Особенности геологической истории Территория находится на стыке Балтийского
ЭГК13_Атлас СПб-испр.ppt