Московский государственный университет природообустройства
Кафедра инженерной геологии и гидрогеологии
Курсовой проект
по инженерной геологии:
«Основные элементы и расчёты в геологии»
Подготовил студент 127гр
Лопырёв И.С.
Проверил Ломакин И.М.
Москва 2007
Содержание
Введение
1. Рассмотрение элементов тектоники, геоморфологии и гидрографии
2. Геологическое строение
3. Химический состав и оценка подземных вод
4. Основные гидрогеологические параметры и расчёт коэффициента фильтрации
5. Инженерно-геологическая классификация горных пород
Введение
В пределах района проектируемого строительства водосбора были проведены геодезические, геологические и инженерно-геологические исследования.
Было пробурено 14 скважин глубиной от 8.6 м до 22.6 м. При бурении фиксировались водоносные горизонты, глубина появления воды, глубина установления воды, а также определялся состав горных пород, их возраст и по возможности их генезис, а также мощность вскрытых отложений.
По 14 скважинам был проведен отбор проб и определена общая минерализация на апрель и октябрь. Были проведены круглогодичные стационарные наблюдения по скважинам (табл. 3).
По линии разреза был построен и проанализирован геолого-гидрогеологический разрез. По данным наблюдений за уровнем грунтовых вод и минерализацией были построены и проанализированы карты изогипс, изобар и минерализации.
По одной из скважин был произведен отбор подземных вод на химический анализ и дана оценка качества воды. Далее различными способами был оценен основной гидрогеологический параметр – коэффициент фильтрации.
Кроме этого была дана общая инженерно-геологическая классификация всех горных пород вскрытых буровыми скважинами.
1. Элементы тектоники, геоморфологии и гидрографии
Территория предлагаемого проектирования водозабора расположена в пределах Древней Русской платформы на Московской синеклизе, для которой характерно отсутствие землетрясений и тектонических подвижек.
Геоморфология – раздел геологии, который изучает основные элементы рельефа местности.
В пределах исследуемой территории выделяются следующие элементы рельефа:
Пойменная терраса (аккумулятивная форма рельефа речного генезиса).
Ширина поймы 240 метра, абсолютная отметка 180,1 метра. Сверху представлена супесью коричневой грубой слоистой. Правее от поймы выделяется склон. Его длина составляет 170 метров, средняя абсолютная отметка склона 186,45 метров. Сверху представлен суглинком легким желтоватокоричневым.
На изучаемом участке протекает река. Средняя абсолютная отметка уровня воды в июле177,8 метров, в марте 179 метра. Глубина реки 2,4 метра, а ее ширина 40 метров. Протекает с юго-запада на северо-восток, уклон канала 0,0198.
В пределах участка выделяется поверхностный водоисточник – канал. Средняя абсолютная отметка уровня воды в июле193,0 метров, а в марте 192,25 метра. Глубина канала 1,2 метра, а его ширина 20 метров. Протекает с юго-запада на северо-восток, уклон канала 0,0111.
2. Геологическое строение
На изучаемом участке наиболее древние породы кембрийского периода среднего отдела (Cm2) представлены известняком трещиноватым. Форма залегания – горизонтальная. Мощность вскрытая 1,3-0,7м. Cm2 – залегает на глубине 21,3-251,5м. На поверхность земли не выходит. Распространен по всей тер
Верхний юрский период (J3) представлен глиной плотной мергелистой желтой. Форма залегания – горизонтальная. Мощность 1,0-6,4м. J3 – залегает на глубине 15,1-17м, в долине реки на глубине 7,5-8,5м. На поверхность земли не выходит. Распространен по всей территории.
Флювиогляциальные нижнечетвертичные отложения (fglQ1) представлены в южной части гравием мелким слоистым с пеком разной зернистости. Форма залегания – горизонтальная с выклиниванием. В восточной и центральной частях - песок крупнозернистый косослоистый серый. Форма залегания – горизонтальная. Мощность, на большей части территории 3,5-7,6м; на западе территории пласт полностью выклинивается. . fglQ1 – залегает на глубине 2,4-11,2м. На поверхность земли не выходит. Распространен по всей территории, отсутствует в долине реки.
Гляциальные нижние и среднечетвертичные отложения (glQ1-2) на востоке представлены суглинками с гнездами песка и валунами. Форма залегания – горизонтальная с выклиниванием. Мощность, на большей части территории 2,1-3,0м; на западе территории пласт полностью выклинивается. glQ1-2 -залегает на глубине 2,1-8,2м. На поверхность земли не выходит. Распространен в восточной части территории.
Аллювиальные среднечетвертичные отложения (alQ2) представлены суглинками средними с прослоями супеси. Форма залегания – горизонтальная. А в центральной части супесью тяжелой слоистой палевой. Форма залегания – горизонтальная с выклиниванием. Мощность на большей части территории 6,4 – 8,3 м; на западе территории пласт полностью выклинивается. . alQ2 -на северо-западе территории перекрыт более молодыми отложениями, залегает на глубине 1,1м, на восточной части территории выходит на поверхность. Распространен на поверхности земли в восточной части.
Делювиальные верхнечетвертичные отложения (dQ3), образующие надпойменную террасу, на севере представлены суглинками легкими, желтовато-коричневыми. Форма залегания – в форме чехла на склоне.
Мощность, на большей части территории 1,1-2,4м; на западе территории пласт полностью выклинивается. dQ3 -залегает на поверхности земли, другими отложениями не перекрыт. Распространен на поверхности земли, на склоне долины реки.
Аллювиальные современно-четвертичные отложения (alQ4) на западе образуют пойму реки и представлены снизу вверх в нижние части – галечниками с гравийным заполнителем, в центральной части – суглинками тяжелыми, плотными, сизо-серыми, на востоке – песком мелкозернистым глинистым серым, и в верхней части – супесью грубой слоистой. Форма залегания – вложенная на дне реки. Суммарная мощность7,5-8,1м. alQ4 -залегает на поверхности земли, другими отложениями не перекрыт. Распространен на дне долины реки.
3. Химический состав и оценка подземных вод
Существует несколько способов определения химического состава воды. Они бывают как в виде конкретных формул, так и в виде наглядных изображений.
Способы определения химического состава:
1. Диаграмма химического состава.
Строится отдельно по катионам и отдельно по анионам. Содержание ионов в %-экв. Форме откладываются последовательно снизу вверх нарастающим итогом, в результате чего верхняя граница последнего сектора совпадает с отметкой 100%. Последовательность нанесения содержания ионов на диаграмму (снизу вверх) следующая: Cl- ; SO42-; HCO3- и (Na++K+); Mg2+; Ca2+.
2. Формула Курлова и солевого состава.
Формула Курлова является одним из способов выражения результата химического анализа воды, иногда ее называют паспортом воды. Она представляет собой псевдодробь, в числителе которой в убывающем порядке записывают содержание анионов, а в знаменателе катионов, процент-эквивалентное содержание которых равно или не превышает 10%-экв. Перед псевдодробью указывается последовательное содержание микрокомпонентов в (мг/л), газов (мг/л), величина минерализации М в (г/л). За псевдодробью записывают величину рН, температуру Т, дебит (м3/сут). Индексы, записанные вслед за символами ионов, показывают их процент-эквивалентное содержание. По сравнению с формулой Курлова формула солевого состава сложнее, она включает в себя содержание всех микрокомпонентов, всех ионов, анионов и катионов, независимо от их процентного содержания. В название воды по формуле Курлова и солевого состава включаются все ионы, содержание которых равно, или превышает 25%-экв. Состав воды называется в возрастающем порядке ионов от подчиненных к преобладающим ионам, сначала по анионам, затем по катионам. Главным ионам в названии соответствуют полные прилагательные, второстепенным – краткие.
3. Графики-треугольники Ферре.
Графики-треугольники представляют собой системы координат, связывающие на плоскости три переменные – процентное содержание трех катионов и трех анионов, и служит на практике для нанесения закономерностей изменения химического состава природных вод. Каждой вершине треугольника приписан определенный ион, причем сама вершина соответствует 100%-экв содержания данного иона и 0%-экв содержанию двух других ионов. Противолежащее вершине треугольника основание соответствует 0%-экв значению данного иона. Линия, проведенная параллельно противолежащему основанию, соответствует определенному, в интервале от 0%-экв до 100%-экв значению рассматриваемого иона. Аналогичным образом двум другим ионам соответствуют две другие вершины, их противолежащие основания и линии, параллельные этим основаниям.
Для изображения результата анализа на треугольнике наносят три линии, обозначающие содержание каждого иона. Для нахождения положения каждой линии следует отсчитать необходимое количество процент-эквивалентов от основания в сторону вершины рассматриваемого иона. Все три линии пересекаются в одной точке.
4. График-квадрат Толстихина.
График используется для одновременного учета содержания катионов и анионов. Он представляет собой квадрат, разделенный оси X и Y на десять равных частей. Каждому вновь образованному маленькому квадрату, а их получается 100, присваивается свой определенный номер. Горизонтальные стороны квадрата представляют собой оси для нанесения на них численных значений катионов, а вертикальные для нанесения анионов, взятых в процент эквивалентной форме. Левая верхняя и правая нижняя вершины соответствуют нулевым значениям содержания ионов, а левая нижняя и правая верхняя – 100-процентным значениям. По верхней стороне квадрата слева направо откладывается процентное содержание ионов Ca2+ и Mg2+ по нижней стороне им навстречу содержание Na++K+. Получившееся при этом две точки будут располагаться напротив друг друга строго на одной вертикали, их следует соединить линией. Аналогично строится горизонтальная линия по анионам. Точка пересечения обоих линий попадает в маленький квадрат со своим номером, который и присваивается исследуемой воде.