1.4. Гидрогеологические условия

Данный район строительства характеризуется широким развитием грунтовых вод в аллювиальных отложениях речных долин и в флювиогляциальных отложениях. Поток грунтовых вод, заключенный в песчаной толще пород, имеет преимущественно инфильтрационное питание, разгрузка его осуществляется в Горьковское водохранилище и в левобережные притоки. Глубина залегания зеркала грунтовых вод в среднем 0,2…30 метров, преобладает 0,5…6 метров. на высоких террасах и в пределах флювиогляциальных равнин глубина до воды составляет 14…27 метров и более, на пойме 0,2…6 метров.

1.5. Физико-геологические процессы и явления

Экзогенные и геологические процессы (ЭГП) и явления значительно усложняют условия строительства, а порой делают земли не пригодными для застройки, либо требуют огромных материальных затрат на проведение мероприятий и строительство сооружений защитного характера от ЭГП.

На территории Нижегородской области к наиболее опасным геологическим процессам (ОГП) и явлениям относятся оползневой и карстовый процессы, овражная и речная эрозия, заболачивание, переработка берегов. Эти процессы характеризуются масштабностью своего проявления, а часто и внезапностью.

Выветривание горных пород происходит повсеместно, но протекает сравнительно медленно. В зависимости от основных действующих факторов различают следующие типы выветривания: физическое, химическое, биологическое.

Физическое выветривание выражается в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Биологическое (органическое) выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности организмов и растений.

Обычно одновременно действуют все типы выветривания. Скорость выветривания зависит от интенсивности воздействующих факторов. Для предотвращения выветривания или улучшения свойств уже выветрелой породы существуют различные мероприятия (покрытия горных пород непроницаемыми для очагов выветривания материалами, пропитывание пород различными веществами, нейтрализация агентов выветривания и т.д.)

Овражная эрозия имеет довольно широкое развитие и может поражать огромные по площади регионы.

В овраге различают устье, ложе и вершину. Овраг растет вершиной вверх по склону. Одновременно происходит его углубление и расширение за счет размыва и оползания склонов оврага. Предельной отметкой, до которой возможен размыв ложа (тальвега) оврага, является уровень бассейна (озеро, река), в который впадает водоток оврага. Этот уровень называют базисом эрозии.Скорость роста оврагов зависит от активности водотоков и от характера размываемости пород. Овраги, развивающиеся в лессовидных породах, могут продвинуться на 2 – 4 м даже за 1 продолжительный ливень.

Мероприятия на землях, поврежденных овражной эрозией:

- планировка приовражных склонов и засыпка мелких оврагов (промоин) глубиной до 1,5 – 2,0 м с последующим залужением;

- выполаживание оврагов с устройством гидротехнических сооружений (лотков, быстротоков, перепадов);

- устройство распылителей стока;

- создание противопожарных лесных полос;

- строительство на базе оврагов водоемов, дорожной сети, рекреационных зон.

Речная эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на горные породы. Одновременно вода оказывает и растворяющее действие. Эрозией называется углубление водотоком своего русла и расширение его в стороны.

Речные долины бывают симметричные и асимметричные, имеют следующие элементы: дно долины, русло, пойму и террасы.

По данным многолетних наблюдений выявлено, что по побережью Волги и Оки размываемые участки составляют около 70% протяженности берегов.

Для зданий и сооружений, расположенных в речных долинах, подмыв берегов, в том числе и древних террас, и углубление реки представляет значительную опасность. Это приводит к обрушению берегов, появлению обвалов, оползней. С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. Способы различны: устройство набережных, подпорных стенок, наброска бутового камня, укладка ж/д плит и т.д. Направление течения реки регулируют с помощью струенаправляющих стенок, дамб, бун.

Оползни являются обычным явлением по бортам долин, по склонам оврагов, берегам водохранилищ.

Оползень – скользящее смещение горных пород под действием гравитации без потери контакта с поверхностью. Выделяют следующие геоморфологические элементы оползня: тело оползня (сползающая масса пород, сохранившая монолитность, либо распавшаяся на отдельные блоки), язык оползня (часть оползших пород, выдвинувшаяся за границу поверхности отделения), стенка срыва (над телом оползня возвышается крутая стенка, по которой произошел отрыв оползших масс от массива пород), поверхность или плоскость скольжения (по ней происходит скользящее движение пород), бровка оползня (бровка стенки срыва), подошва или основание оползня (нижний край, представляющий выход поверхности скольжения на поверхность), борта оползня (правый и левый, смотря сверху вниз склона по направлению смещения).

Для классификации оползней Нижегородско-Чебоксарского Поволжья наиболее приемлема классификация К.А. Гулакяна, В.В.Кюнтцеля. Существующие представления о механизме оползневых процессов позволяют разделить все многообразие оползней на 2 группы. Согласно указаниям классификации к 1 группе относятся оползни, приуроченные к породам коренной основы, отличающиеся относительной сохранностью первоначальной структуры смещающихся пород, ко 2 группе относятся оползни, характеризующиеся полным изменением структуры, состояния и свойств всей массы смещающихся пород четвертичных отложений.

Оползни 1 группы происходят крайне редко. В этой группе выделяют 3 типа оползней.

Оползни выдавливания происходит вследствие раздавливания пород в глубине массива и последующего их выдавливания. Подготовка оползня протекает скрытно, смещение происходит буквально за несколько минут и часто носит катастрофический характер.

Оползни выплывания образуются при выплывании песчаных разностей пород вследствие действия веса вышележащих пород и при высоких гидравлических градиентах.

Оползни скольжения. Смещением захватывается выветрелая зона коренных пород и покрывающих ее четвертичных отложений. Смещение происходит быстро, вследствие хрупкого разрушения пород, переходящего в срез.

Оползни 2 группы составляют 80 – 95% от общего количества оползней., происходят ежегодно, особенно активны в весенний период. Здесь также 3 типа оползней.

Оползни течения наиболее распространены. Основной деформируемый горизонт атмосферными осадками, либо различного вида водами приобретает текучее состояние и начинается медленное смещение пород, которое может продолжаться от нескольких суток до 1 – 2 месяцев.

Оползни течения развиваются в элювиально-делювиальных, аллювиальных, озерно-аллювиальных отложениях.

Оползни проседания встречаются редко и поражают только лессовидные суглинки и супеси, для которых характерным признаком является их просадочность.

Оползни разжижения – смещение пород в виде грязевого потока, вследствие мгновенной потери прочности. Оползням этого типа подвержены только лессовидные суглинки, возможно, это связано с их макропористостью и столбчатой отдельностью. Смещение происходит быстро (1 – 3 минуты) и на месте оползших пород остаются лишь пустые колбы выплывания. Разжиженные породы устремляются вниз по не затронутому смещением склону и растекаются по встреченным террасам, либо по дну оврагов.

Борьба с оползнями во многих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной. Легче оползни предотвратить, нежели бороться с начавшимся смещением. Для успешного применения противооползневых мероприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно – геологических изысканий.

Денудация - процесс, благодаря которому продукты выветривания горных пород удаляются с мест их образования и перемещаются на более низкие гипсометрические уровни. Главной движущей силой являются действующая сила тяжести. Различают линейную действующую денудацию и плоскостную.

Линейный снос происходит по определенным линейным путям, чаще по понижениям рельефа, постепенно расширяя. Углубляя и сглаживая их (образуя дели).

Стекающая по наклонной поверхности вода атмосферных осадков, выпавшая в виде раздробленной на мелкие капли массы, производит плоскостной или склоновой смыв. Плоскостные потоки губительно сказываются на почвах, смывая их верхний плодородный слой. За 1 продолжительный ливень может быть смыто 0,10 – 0,30м пахатного слоя. Но в целом денудационный процесс протекает сравнительно медленно и наблюдения за скоростью его отличаются значительной сложностью (метод фотоплощадок, заложение специальных створов, стереометод, метод площадок-ловушек и т.д.). преобладающая скорость денудации 1-2см в год на задернованных сравнительно пологих склонах, до 5-10см в год на крутых обнаженных склонах и на распаханных пологих поверхностях рельефа.

Способами борьбы с денудацией обычно являются одернования, регулирование поверхностного стока, уположение поверхности.