Климатические условия, орография, гидрография. Климат на территории Нижегородской области, Кстовского района, п.Афонина, территории строительной выставки умеренно континентальный

Климат на территории Нижегородской области, Кстовского района, п.Афонина, территории строительной выставки умеренно континентальный, обычно с холодной многоснежной зимой и умеренно жарким коротким летом.

Особенности рельефа и геоморфологического строения местности обусловили различие в климате низменного Заволжья и возвышенного правобережья. Участок области получает атмосферных осадков за год существенно меньше, приблизительно около 450мм, чем на северо-западе и севере (580…600мм). Около 30% годовых осадков выпадает зимой в виде снега. Высота снежного покрова 0,8 м. Иногда она бывает 0,4 м, и может достигать 1,5 м. Глубина промерзания грунта до 1,2 метра, но в отдельные зимы до 1,8 - 2 метра. Интенсивное таяние снега происходит в конце марта и в первой декаде апреля, снег сходит к концу апреля. Период таяния образует промоины и происходит заполнение строительных котлованов водой.

Средняя многолетняя годовая температура воздуха на территории п.Афонино находится в пределах 3,3 … 3,5ºС.

Ветры преимущественно западного и северо-западного направлений, скорость ветра достигает 3-3,5 м/с. Бывают ветры от 15–20 м/с, и смерчи до 40 м/с.

Орография – описание и классификация форм рельефа поверхности форм рельефа поверхности, систематизация по внешнему признаку и происхождению рельефа.

Рельеф - это совокупность всех форм земной поверхности: возвышений, равнин, углублений. Эти «неровности» на поверхности земли весьма динамичны, находятся в состоянии непрерывного изменения и превращения. В процессе этих изменений уничтожаются старые и возникают новые формы рельефа. Существуют различные формы рельефа: положительные - выпуклые по отношению к плоскости горизонта (нагорье, хребет, кряж, гора, плато и т.п.) и отрицательные - вогнутые (котловина, до­лина, овраг и т.п.), а также и типы рельефа - равнинный, холмистый и гор­ный.

Территория Нижегородской области расположена в восточной части Русской равнины; для нее характерен сложный и расчлененный рельеф, образованный сочетанием различных по конфигурации и высотам возвышенностей и низменностей.

Небольшая глубина расчленения и малые уклоны поверхности обуславливают относительно неглубокое залегание уровня грунтовых вод, заболачивание.

Южная половина Нижегородской области, оконтуренная реками Окой и Волгой с запада и севера, является частью Приволжской возвышенности. Особенностью этого района является густое и глубокое расчленение рельефа, что определяет сильную дреннированость поверхностных толщ горных пород и глубокое залегание уровня грунтовых вод.

Отметки поверхности земли в долинах рек и в районах развития водно-ледниковых отложений составляют в среднем 100... 130 метров. Отметки водоразделов повышаются от правого берега реки Волги на юг и юго-восток в среднем с 150... 200 метров до 244... 248 метров.

Месторасположение участка строительной выставки находится на правобережье реки Волги, где бассейны малых рек характеризуются значительной пересеченностью оврагами и балками. Реки протекают в глубоких долинах с широкими заболоченными поймами, изобилующими старицами, имеют небольшие уклоны (0,2 … 0,6м на 1км), незначительные скорости течения, не превышающие на плесах 0,5м/с.

Густота речной сети в южной половине области составляет в среднем 0.15 …0.17 км на км². Густота овражно-балочной сети в 2 … 2.5 раза превышает густоту речной сети и составляет в среднем 0.3 … 0.5 км на км².

1.2 Геоморфология

Геоморфология – изучение форм рельефа и релефообразующих факторов. Основная задача инженерной геоморфологии – изучение состояния динамического развития рельефа, выявление степени его устойчивости и прогнозирование изменения форм его в процессе строительства.

Нижний Новгород рассекается серией глубоко врезанных оврагов, открывающихся в долины рек. Рельеф города формировался в результате эрозионной дея­тельности, выветривание также имеет место. Сейчас данная территория пред­ставляет собой платообразные поверхности

Согласно карте геоморфологического районирования Поволжья и Прикамья, участок строительства находится в пределах провинции неоген-четвертичных сильно расчлененных эрозионно-денудационных возвышенных равнин внеледниковой области: Приволжская возвышенность(северная часть).

1.3 Геологическое строение

Для Нижегородской области характерно широкое распространение сложного комплекса четвертичных отложений, почти повсеместно покрывающих дочетвертичные (за исключением высоких берегов рек, склонов глубоких оврагов и др.).

Дочетвертичные отложения представлены породами палеозойской и кайнозойской эр. Наиболее древними породами, подстилающими четвертичные отложения, являются верхнепермские, распространенные в центральной и северо-восточной частях области. Это красноцветные песчано-глинистые отложения татарского яруса (P₂t). В районе строительства представлены мергелем трещиноватым, переслаивающимся с глиной, алевролитом. Мощность отложений более 100 метров.

Кайнозойские отложения представлены неогеновыми и четвертичными. В пределах района строительства распространен комплекс четвертичных отложений разнообразного генезиса:

1. Покровные образования проблематичного генезиса. Лессовидные суглинки, максимальной мощностью до 20 и более метров.

2. Озерно-аллювиальные отложения озерных, речных долин. Это супеси, суглинки. Мощность отложений различна. В долине реки Волги максимальная мощность аллювия достигает 30 и более метров, в долинах ее притоков от 2... 10 до более 10 метров.

В тектоническом отношении район находится в пределах северного борта Токмовского свода (более крупные тектонические единицы - Волжско-Камская антеклиза, Русская платформа).

1.4 Гидрогеологические условия

Наиболее широким распространением в области пользуются грунтовые воды во флювиогляциальных отложениях и аллювиальных отложениях долины реки Оки и ее притоков. Горизонты грунтовых вод отличаются меньшей водообильностью, чем в левобережье волжской долины. Глубина до воды здесь в среднем от 1,6... 2,4 метров до более 10 метров.

Элювиально-делювиальные и проблематичные покровные отложения практически безводны. Иногда в подошве слоя формируется маломощный водоносный горизонт, чаще на глубине более 10 метров, поэтому в процессе инженерно-геологических изысканий они часто классифицируются как «сухие».

На территории крупных промышленных центров с хорошо развитой инфраструктурой, в элювиально-делювиальных и проблематичных лессовидных суглинках формируется мощный антропогенный водоносный горизонт (города Нижний Новгород, Кстово).

Дочетвертичные отложения, непосредственно подстилающие комплекс пород четвертичного возраста практически на всей территории рассматриваются как водоупорные (глины, мергели верхнепермского, триасового, юрского, мелового возраста). Содержащиеся в этих породах межпластовые напорные и ненапорные подземные воды, как правило, не оказывают влияние на условия строительства и эксплуатации наземных объектов.

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 развиваются следующие виды ЭГП: выветривание, денудация, овражная и речная эрозия, оползневой процесс, карст, суффозия, заболачивание, солифлюкция, эоловый процесс, морозное пучение. Из инженерно - геологических процессов следует отметить подтопление, аброзионный процесс и переработку берегов в пределах созданных водохранилищ (Горьковское и Чебоксарское).

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. Именно эти виды процессов изымают из народно-хозяйственного пользования огромные участки земель.

По схеме распространения факторов, осложняющих инженерно-геологические условия Нижегородской области, район строительства относится к Правобережной зоне, требующей обязательного природоохранного и охранно-восстановительного режима.

Правобережная зона, промышленно-сельскохозяйственная, с загрязнением воздуха и вод в промышленных центрах, повышенным загрязнением и обмелением рек, сильно обезлесенностью территории и смывом почв, применением ядохимикатов и удобрений в сельском хозяйстве, нарушением земель при карьерной добыче полезных ископаемых, с очагами развития карста. Для данной зоны характерно широкое развитие просадочных лессовых пород проблематичного и элювиально-делювиального генезиса.

В пределах инженерно-геологческого района предполагаемого строительства развиты такие экзогенные процессы, как интенсивная овражная эрозия, оползни, просадки. 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 (сползшая 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).

Длина оползня измеряется от бровки срыва до нижней границы сместившихся масс, ширина - между бортами.

Классификаций оползней чрезвычайно много. Наиболее часто применяют следующие классификации:

по характеру развития смещения (деляпсивные, детрузивные оползни);. по характеру захвата горных пород (оползни 1го порядка, оползни 2го порядка);

- по стуктуре оползневого склона и положению поверхности смещения (асеквентные,1 консеквентные, инсеквентные);

- по возрасту и фазам развития (современные, древние оползни).

Для классификации оползней Нижегородско-Чебоксарского Поволжья наиболее приемлема классификация К.А.Гулакяна, В.В.Кюнтцеля, которая наиболее полно отражает особенности развития оползней в породах татарского яруса и отложениях четвертичной системы. Она позволяет учитывать факторы — условия образования оползней (крутизна поверхности, геологическое строение, гидрогеологические условия, физико-механические свойства пород) и факторы - процессы, обусловливающие их динамику (климатические условия, режим подземных вод, подмыв основания склонов), т.е. в конечном итоге кинематику и динамику оползневого процесса. Существующие представления о механизме оползневых процессов позволяют разделить все многообразие оползней на 2 группы. Согласно указанной классификации, к I группе относятся оползни, приуроченные к породам коренной основы, отличающиеся относительной сохранностью первоначальной структуры смещающихся пород, ко П группе относятся оползни, характеризующиеся полным изменением структуры, состояния и свойств всей массы смещающихся пород четвертичных отложений.

Оползни I группы происходят сравнительно редко,захватывают часть склона, иногда весь склон от плато до уреза реки и ниже.

В этой группе выделяют 3 типа оползней, отличающихся основными оползнеобразующими факторами и морфологическими особенностями.

Оползни выдавливания производят большое впечатление своими размерами. Происходят они вследствие раздавливания пород в глубине массива и последующего их выдавливания. Подготовка оползня происходит скрытно, смещение происходит буквально за несколько минут и часто носит катастрофический характер. Под оползшими породами могут оказаться здания и люди. Если появляются трещины за 1-3 суток до основного смещения и их удается обнаружить, то жертв и большого материального ущерба удается избежать.

Длина оползней выдавливания > 80-100м, ширина > 50-60м, глубина захвата смещением до 20-40м, в отдельных случаях до 50-60м. Для оползней выдавливания характерна крутая, почти вертикальная стенка срыва высотой до 15-20м, наличие крутых ступенчатых блоков с почти горизонтальной поверхностью и вала выпирания (вала выдавливания) у подошвы оползня.

Оползни выплывания бразуются при выплывании песчаных разностей пород в следствие действия веса вышележащих пород и при высоких гидравлических градиентах. Основным деформируемым горизонтом (ОДГ) чаще всего являются алевролиты глинистые, реже песчаники глинистые тонкозернистые. Оползни выплывания происходят редко, признаки начавшегося смещения фиксируются за несколько дней по начавшемуся выносу песчаных частиц вместе с выклинивающимися подземными водами. Длина оползней выплывания от 20 до 50м, ширина может достигать 60-100м, глубина захвата смещением 6-10м, стенка срыва почти вертикальная, но высота её обычно не превышает 5-7м. Ступенеобразные блоки имеют различную направленность поверхности (в сторону склона, в сторону смещения, почти горизонтальное).

Оползни скольжения наиболее распространены среди оползней I группы. Смещением захватывается выветрелая зона коренных пород и покрывающих её четвертичных отложений. Смещение происходит быстро, вследствие хрупкого разрушения пород, переходящего в срез. Длина оползней 30-80м, ширина 50г60м, иногда >60м, глубина захвата смещением от 5 до 15-20м. Для оползней выдавливания характерно наличие мелких ступенеобразных блоков пород, запрокинутых в сторону склона.

Оползни I группы обычно происходят на склонах с коэффициентом устойчивости 1 и менее, при крутизне склонов 18-28 и более, при наличии в разрезе пород с пониженными прочностными характеристиками (чаще всего это глины). Конфигурация склонов может быть вогнутой, прямолинейной и выпуклой. Оползни выдавливания чаще всего происходят на вогнутых склонах, в январе - феврале, когда снеговой покров достигает максимальной высоты, оползни вьплывания обычно в весенний период, оползни скольжения могут любые сезоны года, но как правило, при значительном увлажнении пород на значительную глубину.

Оползни II группы составляют 80-95% от общего количества оползней, происходят ежегодно, особенно активны в весенний период. Происходят на склонах крутизной 8° и выше. Основные оползнеобразующие факторы - атмосферные осадки, подземные воды, подмыв основания склона. В этой группе выделяется также 3 типа оползней.

Оползни течения наиболее распространены. Основной деформируемый горизонт атмосферными осадками, либо различного вида водами (подземными в период высокого положения уровня, техногенными и др.) приобретает текучее состояние и начинается медленное смещение пород, которое может продолжаться от нескольких суток до 1-2 месяцев Поверхность оползней имеет бугристый характер, реже мелкоступенчатый. Размер оползней довольно различен: длина до 12-20м, ширина до 20-50 м, глубина захвата смещением от 3 до 5-8м. Иногда, в аномальные годы, происходит массовая активизация оползней и границы между соседними оползнями трудно установить. На первый взгляд представляется,что это единый крупный оползень, захватывающий весь склон и достигающий размеров 200-500 х 500-600 м2. Такое явление наблюдается в годы с большим количеством осадков в предшествующий осенний период, с большой высотой снежного покрова к концу февраля, с медленным снеготаянием в весенний период и высоким подъемом уровня подземных вод в апреле - мае.

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. Размер оползней небольшой: длина редко превышает 20-30м, ширина 30-40м, глубина смещения чаще до 3-4 м, реже до 5-6м. Стенка срыва оползней обычно почти отвесная высотой 1,5-4,0м. Тело оползня одноступенчатое, реже двухступенчатое. Ступени представляют террасы с почти горизонтальной поверхностью.

Основным оползнеобразующим фактором являются атмосферные осадки в виде затяжных дождей.

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 вьшлывания. Разжиженные породы устремляются вниз по незатронутому смещением склону и растекаются по встреченным террасам, либо по дну оврагов. Длина оползней 20-50м, ширина 10-30м. Глубина захвата смещением не превышает 3-5м. Причиной разжижения грунтов могут быть интенсивные атмосферные осадки. Оползни часто происходят во время ливней.

Оползни II группы столь многочислены, что, несмотря на свои преимущественно небольшие размеры, поражают склоны с большей интенсивностью, нежели оползни I группы. Коэффициент площадной пораженности ими в десятки раз выше, чем оползнями I группы.

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.

Основными факторами в образовании оползней являются следующие: предельная крутизна склонов, наличие водоносных горизонтов, подмыв основания склонов, сосредоточенная инфильтрация атмосферных осадков. На нейтрализацию воздействия этих факторов и направлены защитные мероприятия: планировка и террасирование склонов с последующим одернованием и травосеянием, устройство подпорных стенок, проходка дренажных штолен и обустройство дренажей неглубокого заложения, берегоукрепительные мероприятия и сооружения (защитные покрытия, контрбанкет, контрфорс, набережные и т.д.), водоотводные лотки-перехватчики, лотки быстротоки, каптаж источников и др., искусственное уплотнение и закрепление пород на склонах путем инъекций (цементация, силикатизация, бутумизация, глинизация).

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