Гидрогеология изучения являются водоносные горизонты земной коры и проявления подземных вод на поверхности. Классифицируют подземные воды по типу (аэрации, поровые, карстовые, трещинные), по условиям залегания (верховодки, грунтовые, артезианские). Из них наибольший интерес для кадастровой оценки представляют грунтовые воды. На их формирование влияют непосредственно: атмосфера, климат, рельеф, поверхностные воды, почвенный и растительный покров, состав водовмещающих пород и пород зоны аэрации. Горизонт грунтовых вод – это первый от поверхности земли уровень, постоянный во времени, регионально выдержанный, имеющий единую гидравлическую поверхность, давление на которую, как правило, равно атмосферному. Верховодки – это грунтовые воды непостоянные во времени и развитые на небольших площадях.
Режим подземных вод – это изменение их уровня (глубины залегания), расхода, температуры и химического состава во времени под влиянием естественных или искусственных (антропогенных) факторов. Сведения о глубине залегания, мощности водоносных горизонтов, геологических условиях и другие данные о режиме и динамике подземных вод отражают карты гидроизогипс и разрезы по сезонам.
Химический состав подземных вод зависит от естественных условий (литологического состава водовмещающих пород, климата, рельефа, давления, глубины залегания) и антропогенного воздействия (загрязнения почв и атмосферы производственными и бытовыми выбросами, стоками).
Оценку качества воды производят по двум критериям – по степени пригодности для питьевого и хозяйственного использования и по характеру воздействия на инженерные сооружения, в частности, бетонные и металлические. Эти данные можно определить по специальным гидрохимическим картам, на которых отражаются основные параметры качества воды – общая минерализация, содержание химических элементов, водородный показатель, жесткость, агрессивность и др.
По степени общей минерализации воды подразделяют на пресные, слабосоленые, солоноватые, соленные и рассолы. При содержании солей более 2–3 г./л, вода считается непригодной для питьевого водоснабжения. Оценка качества химического состава воды для питьевых целей производится по концентрации ионов.
Водородный показатель, рН – это концентрация (точнее, активность) ионов водорода (в г-ион/л), он служит количественной характеристикой кислотности растворов, которая оказывает влияние на развитие (скорость) многих химических и биохимических процессов. Раствор считается кислым при рН < 07, щелочным – рН > 7, нейтральным – рН = 7.
Жесткость воды определяется наличием соединений кальция и магния – частично может быть устранена при кипячении.
Агрессивные свойства воды по отношению к железу проявляются в виде коррозии, а по отношению к бетону – при нарушении углекислотного равновесия, происходит растворение, выщелачивание свободной кристаллической извести из цемента и разложение других составных его частей.
Основным расчетным показателем динамики подземных вод является коэффициент фильтрации, который характеризует водопроницаемость грунтов. Коэффициент фильтрации зависит от пористости или степени уплотнения грунтов, а также от напора воды и уклона потока грунтовых вод, именуемого гидравлическим градиентом. Коэффициент фильтрации – это скорость просачивания воды вглубь грунтов м/сутки.
Инженерно-геологическим процессами называют изменения, происходящие в геологической среде вследствие проявления природных сил и антропогенного воздействия, в частности строящихся и эксплуатируемых сооружений. Целями изучения этих процессов является:
· учет наличия, распространения и активности их проявления, контроль ситуации, выяснение возможности ее изменения или приспособления к ней при строительстве;
· прогноз развития процессов и возникновения их основных очагов и форм;
· обоснование и выбор мероприятий по предупреждению или предотвращению негативных последствий развития инженерно-геологических процессов.
Задачи региональной оценки территорий:
· выявление генетических типов инженерно-геологических процессов;
· оценка степени и масштаба проявления негативных процессов.
2.2 Систематизация и обработка исходных данных
Количество показателей ИГУ, диапазон и глубина исследования степени их достоверности, надежности, точности зависят от поставленных задач. Обычный набор задач для первого этапа изысканий под строительство: сравнение и оценка вариантов размещения объектов в районе строительства; составление схем генерального плана; определение объемов и стоимости работ; оценка ИГУ применительно к различным строительным и хозяйственным целям. Эти задачи решаются на основе региональных инженерно-геологических исследований. На втором этапе решаются чисто специфические задачи на уже выбранной строительной площадке.
Результаты первого этапа изысканий для кадастровых целей могут быть представлены с достаточной точностью на плановой основе в масштабах 1:10000 и 1:25 000.
Банк земельно-кадастровых данных ИГУ следует формировать по «узловым точкам» – на пересечениях линий координатной сетки определённой плотности и заданной кратности. Исходя из средней степени изменчивости наиболее характерных признаков физического состояния земель, оптимальными можно считать размеры сетки 500*500 м, соответственно, значения координат «узловых точек» – кратными 500.
В особо сложных случаях плотность можно принять 100*100, но при этом, следует иметь в виду, что по большинству показателей точность и надежность дополнительной информации, полученной вследствие уплотнения сетки, не повысятся. Это обусловлено тем, что большинство показателей определяются путем интерполяции (экстраполяции) значений между исходными точками (наблюдений, отбора проб, скважин и т.д.) [1]
2.3 Геоморфологические показатели
Вокруг каждой «узловой точки» координатной сетки в пределах квадрата заданной кратности между крайним горизонталями по кратчайшему и наибольшему расстояниям между ними вычисляется средний уклон местности. В соответствии с ним определяется морфометрическая характеристика рельефа.
2.4 Геологические показатели
В рабочую таблицу для каждой точки квадрата по разрезам, описаниям скважин (шурфов) выписываются колонки литологических слоев пород с указанием отметок поверхности земли, количества и мощности слоев, углов наклона и глубины залегания каждого слоя. Глубина колонки устанавливается до максимальной для этого района глубины котлованы или заглубления свай при строительстве сооружений: в среднем 10 – 15 м или до коренных (подстилающих) пород. Если места отбора проб не совпадают с вершинами квадратов координатной сетки, то для этих точек параметры литологических слоев определяют путём интерполяции или экстраполяции.
По каждому литологическому слою определяют степени выветрелости, трещиноватости, влажности, просадочности, показатели уплотнения и трения по фактическим или нормативным значениям.
2.5 Гидрогеологические показатели
По гидрогеологической карте района для каждой вершины квадрата координатной сетки определяют наличие подземных вод, их простирание, динамику напора, глубину залегания, коэффициент фильтрации, изотропность химического состава и агрессивность. Данные по подземным водам фиксируют до глубины 10–12 м.
2.6 Показатели геологических процессов
По материалам изысканий или специальных исследований определяют для каждой «узловойточки»наличиеипараметрыкарстовых и оползневых явлений, заболачивания и подтопления берегов, обрывов, оврагов и искусственных выемок, эрозионных процессов и сейсмической активности.
2.7 Определение категории сложности ИГУ
В основе предлагаемой методики заключена идея оценки земельных участков по совокупности факторов, которые должны быть представлены минимальным числом интегративных показателей.
Каждый показатель представлен в натуральном выражении и в виде коэффициентов сложности. Эти коэффициенты, отражают соотношение натуральных показателей первой категории к последующим. Для показателей, не имеющих формализованных параметров состояния динамики или качества, коэффициенты установлены эмпирическим путем: I категория – 1,0; II– 0,8; III– 0,6 и IV– 0,2. К таким показателям относятся мощность литологического слоя, характер залегания подземных вод, их агрессивность и геологические процессы. Эти коэффициенты являются весовыми параметрами категории сложности (таблица 4).
В оценке ИГУ важнейшим элементом исследований является определение удельного веса влияния каждого факторного признака и в целом структурных групп факторов на значение совокупного комплексного показателя. Веса групп факторных признаков – Кф, а также веса показателей сложности ИГУ внутри групп – Кn и значения всех оценочных показателей по каждой категории определены экспертным путем.
Таблица 4 – Весовые коэффициенты показателей и факторов ИГУ
| Факторы | Показатели | Коэффициенты | Веса | |
| Факторов Кф | Показателей Кn | |||
| Геоморфология | Vp | Kv | 0,1 | 1 |
| Геология | N | KN | 0,42 | 0,08 |
| V3 | K3 | 0,09 | ||
| m | Km | <0,01 | ||
| KB | KB | <0,01 | ||
| Б | KT | <0,01 | ||
| G | KG | 0,09 | ||
| E | KE | 0,12 | ||
| Rc | KR | 0,12 | ||
| П | KП | 0,5 | ||
| Гидрогеология | ПФ | Кпф | 0,33 | <0,01 |
| КФ | Кф | 0,1 | ||
| Хс | Кх | <0,01 | ||
| А | КА | 0,2 | ||
| L | КL | 0,7 | ||
| Геологические | ГП | Кгп | 0,15 | 0,55 |
| процессы | С | Кс | 0,45 | |
2.8 Расчет комплексных показателей оценки ИГУ