МИНОБРНАУКИ РОССИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ГОУ ВПО ВГУ) Геологический факультет Кафедра гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии МЕТОДЫ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Учебно-методическое пособие по специальной практике Составители: Ю. М. Зинюков, А. Э. Курилович, С. П. Пасмарнова Воронеж Издательский дом ВГУ 2014 Утверждено научно-методическим советом геологического факультета Воронежского государственного университета 31 марта 2014 года, протокол № 3 Научный редактор – заведующий кафедрой гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии, доктор геолого-минералогических наук, профессор Воронежского государственного университета В. Л. Бочаров Рецензент – доктор геолого-минералогических наук, профессор Воронежского государственного университета А. И. Трегуб Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии геологического факультета Воронежского государственного университета Рекомендуется для студентов геологического факультета, обучающихся по специальности «Гидрогеология и инженерная геология», а также может быть полезно студентам географического факультета; специалистам, работающим в области гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии, занимающимся исследованиями состояния компонентов геологической среды. <...> 54 3 Предисловие Специализированные полевые практики студентов геологического факультета являются обязательным элементом учебного процесса. <...> Специализированная практика по методам инженерно-геологических и гидрогеологических исследований включает широкий спектр полевых методов. <...> С 1997 г. практика студентов-геологов Воронежского государственного университета проводится на базе учебно-научного центра «Веневитиново», который имеет более чем полувековую историю и был <...>
Методы_гидрогеологических_и_инженерно-геологических_исследований.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ГОУ ВПО ВГУ)
Геологический факультет
Кафедра гидрогеологии, инженерной геологии
и геоэкологии
МЕТОДЫ
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Учебно-методическое пособие
по специальной практике
Составители:
Ю. М. Зинюков,
А. Э. Курилович,
С. П. Пасмарнова
Воронеж
Издательский дом ВГУ
2014
Стр.1
Содержание
Предисловие.....................................................................................................4
1. Краткая геолого-гидрогеологическая характеристика
района практики............................................................................................5
1.1. Стратиграфия и литология................................................................5
1.2. Гидрогеологические условия............................................................7
2. Маршрутные наблюдения……………..…………….......................…9
2.1. Ландшафтные наблюдения...............................................................9
2.2. Гидрогеологические наблюдения..................................................10
2.3. Инженерно-геологические наблюдения.......................................11
3. Методы инженерно-геологических исследований..........................12
3.1. Проходка шурфов и отбор проб.....................................................12
3.2. Микропенетрация.............................................................................14
3.3. Испытания грунта на сдвиг.............................................................15
3.4. Определения физико-механических характеристик грунта.......17
3.5. Динамическое и статическое зондирование.................................21
3.6. Опытные наливы в шурфы.............................................................23
4. Методы гидрогеологических исследований.....................................26
4.1. Гидрометрические наблюдения.....................................................26
4.2. Стационарные гидрогеологические наблюдения........................37
4.3. Гидрохимические исследования....................................................39
Библиографический список......................................................................53
П р и л о ж е н и е. Результаты химического анализа воды.....................54
3
Стр.3
Девонская система (D)
Средний отдел(D2)
Эйфельский ярус (D2ef)
Мосоловская свита (D2ms). Литологически мосоловская свита в нижней
части разреза представлена кварцевыми грубозернистыми песчаниками мощностью
3,4 м, в верхней – известняками. Общая мощность отложений 16 м.
Абсолютная отметка кровли 76 м.
Живетский ярус (D2zv)
Воробьевская свита (D2vb). Литологически воробьевские отложения
представлены очень плотными голубовато-серыми аргиллитами, перекрывающимися
в верхней части амфиболитами. Мощность отложений 19 м. Абсолютная
отметка кровли 57 м.
Ардатовская свита (D2ar). Литологически ардатовские отложения
представлены плотными аргиллитами табачно-зеленого цвета с прослоями
алевролитов и глин мощностью до 1,5 м. Общая мощность отложений 23 м.
Абсолютная отметка кровли 34 м.
Муллинская свита (D2ml). Литологически муллинские отложения представлены
переслаиванием аргиллитов, алевролитов и кварцевых песчаников.
Мощность отложений 10,5 м. Абсолютная отметка кровли 23,5 м.
Верхний отдел (D3)
Франский ярус (D3f)
Саргаевская свита (D3sr). Литологически представлена слабосцементированными
известняками. Мощность толщи 20 м. Абсолютная отметка кровли
42 м.
нюю.
Семилукская свита (D3sm). Разделена на 2 подсвиты: нижнюю и верхНижняя
подсвита представлена аргиллитоподобными глинами с прослоями
известняков мощностью до 2 м. Мощность подсвиты 12,5 м, абсолютная
отметка кровли 55 м.
Верхняя подсвита представлена аргиллитоподобными глинами, в верхней
части с прослоями известняков мощностью до 10–15 см. Мощность подсвиты
13 м, абсолютная отметка кровли 68 м.
Неогеновая система (N)
Плиоцен (N2)
Верхний подотдел (N2
3). Отложения верхнего плиоцена залегают со
стратиграфическим несогласием на породах девонской свиты, представлены
песками светло-серыми, мелко- или среднезернистыми, кварцевыми. Мощность
отложений 19 м. На отдельных участках долины р. Усманка в северном
и южном направлении от базы «Веневитиново» отложения верхнего плиоцена
отсутствуют.
6
Стр.6
Четвертичная система (Q)
Представлена аллювиальными отложениями пойменной и первой надпойменной
террас. Поверхность пойменной террасы ровная с абсолютной отметкой
99–102 м. Первая надпойменная терраса имеет слаборасчлененную поверхность
с абсолютной отметкой 105–110 м.
Осташковский горизонт
Аллювиальные отложения первой надпойменной террасы (a1 III os)
Представлены разнозернистыми песками с редкими маломощными прослоями
глин и суглинков, мощность отложений составляет 14–20 м.
Голоцен
Аллювиальные отложения пойменной террасы (a Н)
Современные аллювиальные отложения представлены песками серого и
желтовато-серого цветов, кварцевыми, мелко-среднезернистыми, мощность
отложений достигает 23 м.
1.2. Гидрогеологические условия
По водному режиму и источникам питания р. Усмань является типичной
для полосы умеренно континентального климата Среднерусской равнины.
Питание реки происходит за счет атмосферных осадков, талых и подземных
вод. Множество мелких озер, расположенных в пойме реки, питаются также
атмосферными осадками и грунтовыми водами. Болота встречаются, главным
образом, в пойме реки.
Полигон «Веневитиново» расположен в пределах юго-восточной части
Московского артезианского бассейна. Подземные воды приурочены к четвертичным,
неогеновым, девонским отложениям осадочного чехла и к породам
кристаллического фундамента.
Выделяются следующие гидрогеологические подразделения:
1. Водоносный неоген-четвертичный аллювиальный комплекс (N-Q).
2. Водоупорный верхнесемилукский карбонатно-терригенный горизонт
(D3sm2).
3. Cлабоводоносный локально водоносный саргаевско-семилукский карбонатный
комплекс (D3sr-sm).
4. Слабоводоносный локально водоупорный муллинско-тиманский терригенный
комплекс (D2ml-tm).
5. Водоупорная локально водоносная воробьевско-ардатовская карбонатно-терригенная
свита (D2vb-ar).
6. Водоносный клинцовско-мосоловский карбонатно-терригенный комплекс
(D2kl-ms).
7. Слабоводоносная архей-протерозойская зона кристаллических пород
(AR-PR).
В связи с тем, что техногенная нагрузка затрагивает только зону активного
водообмена, наиболее важное значение для района исследований имеют
7
Стр.7
неоген-четвертичный, саргаевско-семилукский и муллинско-тиманский водоносные
комплексы.
Водоносный неоген-четвертичный аллювиальный комплекс (N-Q)
Этот комплекс включает аллювиальные четвертичный и плиоценовый
водоносные горизонты, гидравлически связанные между собой и приуроченные
к песчаным отложениям.
Нижним водоупором служат верхнесемилукские глины верхнего девона.
Верхний водоупор отсутствует. Водоносный комплекс безнапорный. Статический
уровень в основном залегает на глубине 3–4 м, реже – на глубине 6–
8 м. Мощность обводненных песков составляет 24–30 м. Питание водоносного
комплекса осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых
вод р. Усманка.
По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные
кальциево-магниевые с минерализацией 0,5 г/л.
Водоносный саргаевско-семилукский карбонатный комплекс
(D3sr-sm)
На описываемой территории залегает на муллинско-тиманской терригенной
толще, перекрывается водоупорным верхнесемилукским карбонатнотерригенным
горизонтом. Глубина залегания подошвы комплекса – 78 м (абсолютная
отметка – 22 м), кровли – 58 м (абсолютная отметка – 42 м). Водовмещающие
породы представлены трещиноватыми известняками мощностью
до 20 м. Воды напорные, величина напора достигает 40–60 м.
По химическому составу вода преимущественно гидрокарбонатная натриевая
с минерализацией 0,6 г/л.
Слабоводоносный муллинско-тиманский терригенный комплекс
(D2ml-tm)
Комплекс залегает под саргаевско-нижнесемилукским карбонатным
комплексом. В районе работ вскрывается на глубине 78 м (абсолютная отметка
– 22 м). Водовмещающие породы представлены алевролитами, алевритами
и песчаниками. Глубина залегания подошвы комплекса достигает 123,5 м (абсолютная
отметка – 23,5 м). Воды напорные, величина напора составляет 70–
80 м.
По химическому составу воды хлоридно-гидрокарбонатные натриевокальциевые
с минерализацией 0,5 г/л. Вода слабощелочная (pH 7–8).
8
Стр.8