Природные условия и ресурсы

Климатическая характеристика

По схематической карте климатического районировании для строительства территории город Череповец относится к району – II, подрайону – IIВ.

Климат определяется как умеренно-континентальный с умеренно теплым летом, довольно холодной зимой и неустойчивым режимом погоды. Основу климата определяет поступление солнечной радиации в течение года. Также существенные коррективы вносят циркуляционные процессы, особенно сильное влияние на климат оказывает циклоническая деятельность. Как зимой, так и летом для циклонов характерна неустойчивая погода.

Атмосферные потоки определяют направление ветров над территорией. Поскольку преобладает западный перенос воздуха, то господствуют ветры юго-западной составляющей. Однако имеются сезонные различия (табл. 4). Зимой больше повторяемость южных и юго-западных ветров, летом возрастает доля западных и северо-западных направлений (рис 1). Средняя годовая скорость ветра составляет 4,7 м/с, максимальная – 32 м/с.

Таблица 4

Повторяемость направлений ветра и штилей по месяцам и за год в г. Череповце

Рис. 1

Повторяемость направления ветра, %

А – январь. Б – июль

Средние значения температуры воздуха приведены в таблице 5. Самым теплым месяцем является июль (среднемесячная температура +17,5°С), самым холодным – январь (-11,3°С). Средняя годовая температура равна 2,6°С, но в любой месяц года температура воздуха может существенно отклоняться от средних значений. В Череповце зарегистрирован абсолютный максимум + 36°С (в 1936 г.) и абсолютный минимум – -47°С (в 1940 г.).

Таблица 5

Температурный режим г. Череповца

Средние даты перехода среднесуточной температуры через ноль градусов – 6 апреля и 30 октября. Таким образом, продолжительность периода со среднесуточной положительной температурой составляет 206 дней. Среднесуточная температура выше +5°С устанавливается 24 апреля, ниже +5°С – 4 октября. За это время накапливается сумма температур около 2000 градусов.

Средняя годовая относительная влажность воздуха 80 %. Среднее многолетнее количество осадков за год 694 мм, среднее многолетнее максимальное количество осадков (июль) 88 мм, среднее многолетнее минимальное количество осадков (февраль) 34 мм. Максимальное количество осадков за месяц 204 мм. Максимальное количество осадков за сутки 134 мм.

Условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере

На загрязнение атмосферы того или иного участка территории оказывают влияние метеопараметры, а также рельеф и расположение источников загрязнения относительно рассматриваемого участка. В пониженных формах рельефа могут накапливаться загрязняющие вещества, особенно в холодное время суток или года. Под влиянием рельефа меняется преобладающее направление ветра, количество и характер облачности, количество осадков. Потенциально опасными для селитебных зон являются западные и северо-западные направления ветра, среднегодовая повторяемость которых составляет соответственно 14 и 7 % в год. Преобладают южные направления ветра (23 % в год), которые уносят выбросы основных источников аэротехногенного загрязнения в противоположную от селитебных зон города сторону.

Значительное влияние на условия рассеивания оказывает река Шексна, ориентированная с востока на запад. В долине р. Шексна при западных направлениях ветра происходит усиление скорости потока. При «загрязняющем» для Зашекснинского района северо-западном направлении ветра р. Шексна абсорбирует часть загрязняющих веществ и уносит их с территории города, борт долины является экраном, снижающим скорость потока и способствует осаждению аэрозолей непосредственно в береговой зоне. Поэтому в самой долине будет повышенное содержание вредных веществ в воздухе, а выше по склону на плато – пониженное.

Таким образом, территория г. Череповца характеризуется умеренным потенциалом загрязнения атмосферы. Преобладающие южные направления ветра большую часть года уносят выбросы основных источников загрязнения в противоположную от селитебных зон города сторону.

Выводы:

§ Климатические условия района благоприятны для жизнедеятельности человека, трудовой деятельности, отдыха и туризма, не вызывают планировочных ограничений.

§ Территория характеризуется умеренным потенциалом загрязнения атмосферы

Гидрологическая и гидрогеологическая характеристика

Город Череповец расположен на берегу река Шексна. Сток реки зарегулирован Шекснинским гидроузлом, расположенным в 45 км от г. Череповца введенном в действие в 1963 г. Максимальные расходы воды, сбрасываемые через Шекснинский гидроузел, колеблются в пределах 860–570 куб. м/сек.

Уровенный режим водохранилища, в основном, зависит от режима работы гидротехнических сооружений, регулирующих сток рек. Рыбинское водохранилище относится к водоемам сезонного регулирования стока. Водохранилище заполняется в период весеннего половодья, уровни воды в период навигации держатся на отметках, близких к нормальному подпорному уровню и понижаются при ледоставе во время предвесенней сработки запасов воды.

Уровень затопления паводковыми водами 1 % обеспеченности составляет 102,41 м БС, 10 % – 102,35 м БС.

Максимальные расходы воды, сбрасываемые через Шекснинский гидроузел, колеблются в пределах: 860–570 куб. м/сек.

По химическому составу воды гидрокарбонатно-кальциевые, вода мягкая, общая жесткость колеблется от 1,6 до 2,40 мг. экв./л. Кислородный режим удовлетворителен. По отношению к бетону вода обладает выщелачивающей агрессивностью, по воздействию на металлические конструкции вода среднеагрессивная.

Река Ягорба – правобережный приток р. Шексна, длина 43 км. Русло реки умеренно извилистое, имеет рукава, образующие острова, представляет собой чередование плесов и перекатов.

Поверхностные воды в г. Череповце используются для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения населения, предприятий и организаций, рекреации, судоходства и рыболовства. Кроме того, поверхностные воды служат приемниками хозяйственно-бытовых, промышленных и ливневых сточных вод.

Гидрогеологические условия на рассматриваемой территории носят довольно сложный характер. Изысканиями установлено наличие водоносных горизонтов в толщах четвертичных и пермских отложений.

Подземные воды пермского горизонта залегают на значительной глубине и характеризуются высокой минерализацией. Практического значения для целей водоснабжения они не имеют. Подземные воды четвертичной толщи развиты повсеместно и представлены «верховодкой» и моренным водоносным горизонтом. Питание их осуществляется за счет инфильтрации в грунты атмосферных осадков, максимальное количество которых приходится на весну и осень, а разгрузка – в местную эрозионную сеть и реку Шексну.

«Верховодка» приурочена к аллювиальным и озерно-болотным отложениям: пескам, супесям, торфам. Залегает она практически с поверхности.

Грунтовые воды моренного горизонта приурочены к линзам и прослоям песков, довольно часто встречающихся в моренных суглинках. Изолированный характер залегания линз и прослоев обводненных песков определил и динамику подземных вод. Обводненные пески встречаются на различных глубинах, практически по всему горизонту моренных суглинков. Часто грунтовые воды, встреченные на небольших глубинах 2–5 м, обладают свободной поверхностью, вскрытые на больших глубинах, могут обладать местным напором 1–10 м. Питание подземных вод атмосферное – за счет инфильтрации осадков, годовые колебания уровней подземных вод зависят от количества выпадающих осадков. Амплитуда колебания их уровня составляет от 1,4 до 2,7 м.

Общий уклон грунтовых вод следует уклону естественного рельефа.

По химическому составу грунтовые воды в основном относятся к гидрокарбонатно-кальциевому типу с минерализацией 0,2–0,8 г/л.

Ориентировочные коэффициенты фильтрации грунтов составляют: песков мелкозернистых и разнозернистых 3,0–5,0 м/сут.; супесей – 1,0 м/сут.; суглинков – 0,2 м/сут.

По отношению к бетону и железобетону воды обладают на отдельных участках слабой углекислотной, щелочной и сульфатной агрессивностью, по отношению к металлам низкой, местами средней коррозийной активностью.

Выводы:

§ Сток р. Шексны зарегулирован водохранилищами.

§ Подземные воды практического значения для целей водоснабжения не имеют.

§ Грунтовые воды развиты повсеместно, глубина их залегания на речных террасах составляет менее 1,0 м от поверхности, в пределах пониженных участков моренного плато и на его склонах в пределах от 1,0 до 3,0 м, на повышенных участках плато – более 3,0 м.

Геолого-геоморфолическая характеристика

Проектируемая территория приурочена к северо-восточной части Молого-Шекснинской низменности, в геоморфологическом отношении относится к моренному плато. Рельеф территории преимущественно полого-волнистый. Абсолютные отметки поверхности колеблются от 100 до 165,4 м, преобладающие уклоны составляют до 1–10 %. Наиболее возвышенные участки представлены холмисто-моренным рельефом. Небольшие бессточные заболоченные низины имеют незначительное развитие.

Моренная равнина пересечена долинами рек Шексна, Ягорба, Кошта, Серовка, а также небольших ручьев. В большинстве случаев склоны долин имеют небольшие уклоны до 10 %, редко до 20 %.

В долинах рек прослеживаются пойма и две надпойменные террасы. Более высокие террасы выражены неотчетливо и отделяются друг от друга невысокими плавными уступами.

Вторая надпойменная терраса в значительной степени скульптурная, местами снивелирована делювиальными процессами, имеет небольшой уклон в сторону реки. Абсолютные отметки поверхности изменяются в пределах 110–120 м.

Первая надпойменная терраса четко выражена на местности и отделяется крутым уступом от второй надпойменной террасы. Абсолютные отметки составляют 103,0–110,0 м. Граница 1 надпойменной террасы и поймы прослеживается не везде, местами отмечается плавный уступ высотой 1–2 м.

На отдельных участках в пределах речных террас развиты овраги, в основном с пологими задернованными склонами, по дну которых протекают ручьи и временные водотоки.

В геологическом строении территории города принимают участие отложения палеозойской группы, представленные каменноугольной и пермской системами, и отложения кайнозойской группы, представленные четвертичной системой. Верхний отдел каменноугольной системы сложен известняками и залегает на очень большой глубине. Перекрыт он отложениями верхнего отдела пермской системы, представленными известняками и загипсованными песчаниками казанского яруса и залегающей на них красноцветной толщей континентальных отложений татарского яруса – глинами с прослойками песка и мергеля.

Выше залегает толща четвертичных отложений мощностью более 40 м, состоящая из моренных, водно-ледниковых и озерно-ледниковых отложений едровско-бологовской стадии осташковского оледенения, делювиальных, аллювиальных и озерно-болотных образований. С поверхности территория перекрыта почвенно-растительным слоем, на отдельных участках – насыпным грунтом.

Моренные отложения развиты повсеместно и представлены двумя горизонтами суглинков. Нижний горизонт – коричневые и темно-коричневые, в основном полутвердые суглинки, иногда тугопластичные и твердые с линзами и прослоями песка, с включением гравия, гальки и отдельных валунов слабой окатанности, мощность слоя более 20 м.

Выше залегает второй слой моренных суглинков светло-коричневого и желтовато-бурого цвета мягко- и тугопластичной консистенции с линзами и прослоями песков, с включением слабо окатанных гравия, гальки и отдельных валунов. Местами этот слой размыт. По лабораторным исследованиям они относятся к легким пылеватым грунтам с включением гравия и гальки, в основном твердой и полутвердой консистенции. Нормативное давление на моренные суглинки принимается 2,5–3,0 кг/кв. см.

Водно-ледниковые отложения состоят из песка пылеватого и мелкозернистого, встречаются в виде линз и прослоев в толще моренных суглинков мощностью от 0,1 до 10,4 м.

Озерно-ледниковые отложения распространены местами под почвенно-растительным слоем. Они представлены песками пылеватыми, супесями, суглинками тугопластичными с прослоями песка различной крупности и глины. Мощность отложений колеблется от 0,4 до 2,8 м.

Делювиальные грунты, перекрывающие морену на большей части территории, представляют собой переотложенный моренный материал и чаще имеют желто-бурую окраску, характерную для верхнего горизонта морены. Представлены они супесями и суглинками пылеватыми с включением гравия (до 5 %), консистенция от твердой до пластичной. Местами в делювиальных грунтах встречаются линзы торфа мощностью от 1,0 до 2,0 м, редко более. Нормативное давление на них может быть принято 2,0 кг/кв. см.

Аллювиальные грунты залегают на моренных суглинках в пределах речных террас. Представлены они в основном песками различной крупности, реже встречаются супеси, суглинки и гравийно-галечные отложения. Пески в основном мелкие и пылеватые, с редким гравием и галькой, залегают чаще с поверхности, мощностью в основном 1,0–1,5 м, на отдельных участках до 3,5 м. Супеси и суглинки встречаются в виде отдельных маломощных прослоев до 1,0 м в толще песков. Нормативное давление 1,5 кг/кв. см.

Озерно-болотные отложения развиты в небольших понижениях в пределах моренного плато и его склонов. Они представлены торфом, заторфованными и заиленными супесями, суглинками, реже песками. Характерна частая смена напластований и невыдержанность слоев по мощности, составу и количеству органических включений. Степень разложенности, влажность и пористость торфов могут быть весьма разнообразны. Преобладают слаборазложившиеся разности с большим количеством растительных и древесных остатков. Мощность отложений различная, местами может достигать 2,5 м.

Насыпные грунты имеют широкое распространение. Они состоят из суглинков, песков, гравия, гальки, асфальта, бетона, строительного мусора. Мощность грунтов составляет от 0,2 до 2,0 м, в редких случаях более.

Мощность почвенно-растительного слоя 0,1–0,4 м, развит он на значительной части территории.

Из физико-геологических процессов и явлений на проектируемой территории отмечаются эрозионные процессы, связанные с деятельностью дождевых и талых вод, обусловившие образование оврагов и мелких промоин на склонах моренного плато и речных террас. Часть оврагов являются долинами ручьев. Для них характерна малая крутизна склонов и задернованность. Признаки оползания встречаются редко.

Также, из современных физико-геологических процессов следует отметить незначительное торфообразование.

Грунты, слагающие территорию города, подвержены пучению при промерзании и просадкам при оттаивании. По степени морозной пучинистости суглинки и супеси относятся к сильнопучинистым грунтам, пески пылеватые – к среднепучинистым. Фундаменты зданий, подземные устройства и дорожные покрытия, расположенные в зоне сезонного промерзания грунтов, систематически испытывают воздействие сил пучения при отрицательных температурах. Особенно сильному воздействию подвержены легкие сооружения, имеющие мелкое заглубление фундаментов.

При вскрытии котлованами водонасыщенных песчаных линз возможны суффозионные явления – вынос песков из стенок котлована и их оплывание.

Выводы:

§ Рельеф территории преимущественно полого-волнистый, что в целом благоприятно для градостроительного развития.

§ Геологические условия удовлетворительные для производства строительных работ, несмотря на пестроту разреза.

§ Неблагоприятным факторами, усложняющими условия строительства являются: местами высокий уровень залегания грунтовых вод и его резкие сезонные колебания (в пределах речных террас, пониженных участков моренного плато и на его склонах); наличие на отдельных участках слабых обводненных заторфованных грунтов – процессы заболачивания; развитие эрозионных процессов, и как следствие значительное оврагообразование; подверженность грунтов морозному пучению.

Инженерно-строительные условия

Оценка инженерно-строительных условий выполнена на основе анализа особенностей природных условий (геолого-геоморфологическое строение, гидрогеологические параметры водоносных горизонтов и комплексов, наличие и степень развития физико-геологических процессов и явлений), а также техногенных изменений геологической оболочки.

Большая часть территории города является условно благоприятной для градостроительного освоения. Естественный рельеф по большей части полого-равнинный с уклоном в сторону водотоков, что не требует проведения большого объема планировочных работ и создает благоприятные условия для организации дренажа и ливневой канализации. В основании фундаментов зданий и сооружений – моренные суглинки с гравием и галькой, делювиальные супеси и суглинки. Уровень залегания грунтовых вод преимущественно более 2 м от поверхности земли. Нормативное давление от 1,5 кг/кв. см.

К территориям неблагоприятным для строительства относятся:

§ поймы рек, периодически затапливаемые паводковыми водами;

§ овраги и долины ручьев;

§ склоны с уклонами более 10 %;

§ участки развития верховодки и близкого залегания грунтовых вод;

§ участки слабых обводненных заторфованных грунтов;

§ участки грунтов, подверженных морозному пучению.

Минерально-сырьевые ресурсы

На территории г. Череповец разведанные месторождения полезных ископаемых отсутствуют.