V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Данная работа предназначена для того, чтобы заранее выявить возможные гидрологические и гидрогеологические проблемы при строительстве железных дорог на примере проектируемой высокоскоростной трассы (далее - ВСТ) Москва - Санкт-Петербург Октябрьской железной дороги.

Строительство ВСТ не должно обходиться без учёта гидрологических и гидрогеологических особенностей региона.

На поиске проблем гидрологического и гидрогеологического плана при строительстве железных дорог в условиях данного региона и решений их исправления и (или) избегания основывается работа.

В работе делается акцент на проблемы, присущие данному региону, пытается найти их решение и делает предупреждение-прогноз, как могут повлиять местные воды на искусственные сооружения железнодорожного пути.

Физико-географическое описание обозреваемой территории В этой главе представлены описания геологической, гидрологической, почвенной, биологической особенностей территории предполагаемого прохождения проектируемой ВСТ. Эти данные позволяют провести комплексный анализ последующего влияния строительства железных дорог на гидросферу района. Из рис.1 видно, что рассматривается территория Северо-Запада России, а конкретно : Ленинградской (1.1.), Новгородской (1.2.), Тверской (1.3.) и Московской (1.4.) областей.

Рис. 1. Карта-схема Европейской части России

(цветом выделено предполагаемое место прохождения проектируемой трассы)

Трасса проходит по территориям Приневской низменности, Приволховских заболоченных территорий, Валдайской возвышенности, Клинско-Дмитровской гряды Смоленско-Московской возвышенности, что соответствует Центральному, Невскому, Колпинскому районам СПб; Тосненскому и Лужскому районам Ленинградской области; Новгородскому, Крестецкому и Валдайскому районам Новгородской области; Бологовскому, Фировскому, Вышневолоцкому, Торжокскому, Калининскому, Конаковскому районам Тверской области; Клинскому, Солнечногорскому, Химки (городской округ) районам Московской области и Зеленоградскому, Северному, Северо-Восточному и Центральному административным округам Москвы.

Водотоки и водоёмы, пересекаемые проектируемой высокоскоростной железнодорожной трассы «Москва – Санкт-Петербург»: общие гидрологические и гидрогеологические проблемы 1.1. Водотоки и водоёмы, пересекаемые проектируемой ВСТ

Предполагаемая трасса дороги, описанная в главе 1, на своём пути пересекает ряд объектов: реки, болота, озёра, заболоченные земли. Список основных водных объектов представлен в таблицах 1 и 2, был составлен автором на основе анализа топографических карт Европейской Части России.

Дорога пересекает ряд рек, наиболее значительные из них: Шоша, Волга, Тверца, Вишера, Волхов, Полисть, основные гидрографические характеристики которых представлены в табл. 1. Она также пересекает КИМ, Новотверецкий, Екатерининский, Обводный каналы. Ещё дорога встречает на своём пути много малых водоёмов, список которых представлен в табл. 2. Наиболее значительные водоёмы – Вышневолоцкое водохранилище и проточное озеро Холмское, расположенное на реке Березайка.

Табл. 1. Список основных водотоков по ходу проектируемой ВСТ «Москва – Санкт-Петербург»

Название реки канала	Протяжённость(L, км)	Площадь бассейна, (F, км²)	Расход воды (Q, м³/с)	Расстояние от Москвы (км)	Примечания
Лихоборка	16	58	0,5	8	-
Канал им. Москвы	128	-	-	14	Глубина 5,5 м Ширина 85 м (пов.) 45 м(дно)
Сходня	47	-	-	22	Снеговое питание
Радомля	Более 10	-	-	31	-
Екатерининский кан.		-	-	34	-
Палишня	Более 10	-	-	46	-
Липня	Более10	-	-	61	-
Ямуга	ок. 15	-	-	89	Снеговое питание
Донховка	около 30	-	-	108	Снеговое питание
Шоша	163	3 080	8,5	120	Снеговое питание
Крапивня	-	-	-	152	-
Берещенка	-	-	-	165	-
Тьмака	73	582	4,3	185	Снеговое, дождевое, грунтовое питание
Волга	3530	1 361 000	8060 у Волгограда	192	-
Тьма	142	1850	13,7	201	-
Тверца	188	6510	60 (40 км от устья)	204	Снеговое, дождевое, грунтовое питание
Логовежь	-	-	-	223	-
Тверца	-	-	-	227	-
Ново-тверецкий канал	5	-	-	279	-
Студенка	-	-	-	302	-
Шлина	100	2 570	15,4	305	Ср. ширина 20 – 40 м
Кобылка	-	-	-	310	-
Студенка	-	-	-	319	-
Корочёвка	-	-	-	324	-
Еглинка	-	-	-	329	-
Жиловка	-	-	-	335	-
Ярынья	-	-	-	342	-
Островенка	-	-	-	350	-
Гречинка	-	-	-	354	-
Холова	-	-	-	362	-
Кобылинка	-	-	-	374	-
Хуба	ок. 100	-	-	381	-
Вишера	73	-	-	430	Исток: торфяное болото
Волхов	224	80 200	593 (в устье)	458	-
Полисть	60	-	-	490	-
Трушица		-	-	501	-
Кересть	~107	-	-	513	-
Трубица	-	-	-	537	-
Хвощень	-	-	-	544	-
Щелытенка	-	-	-	569	-
Тигода	143	2290	4,3 (в 86 км от устья)	572	-
Сичева	-	-	-	578)	-
Сунья	-	-	-	585	-
Суватель	-	-	-	589	-
Тосна	127	-	-	598	Ср. уклон 0,36 м/км Ср. ширина от 5 до 30 м
Саблинка	-	-	-	609	С. вдп перепад 3,5 м
Ижора	87	~1000	-	619	Уклон 1,05 м/км
Кузьминка	-	-	-	627	-
Обводный канал, Санкт-Петербург	8,08	-	-	634	Глубина до 2 м Ширина 21,3 м (вост. часть - до 42,6 м

Табл. 2. Список основных водоёмов по ходу проектируемой ВСТ «Москва – Санкт-Петербург»

Название болотаозера водохранилищ	Протяжённость (L, км)	Площадь зеркала, F зеркала (км²)	Расход воды (Q, м³/с)	Расстояние от Москвы (км)	Примечания, «участки»
Завидовские болота	14	-	-	118	-
Редкинские болота	7	-	-	158	-
Заболоченная территория	-	-	-	223	Логовежь- Тверца
Болото Осиновая Гряда	-	-	-	225	Логовежь-Тверца
Болото Большое	-	-	-	230	-
Болото Тигма	-	-	-	245	-
Болото Афимьино	-	109	-	260	-
Озеро Большое	-	-	-	271	-
Вышневолоцкое вдхр.	-	-	-	280	-
Заболоченная территория	-	-	-	283	-
Озеро Глухое	-	-	-	306	Шлина-Коблылка
Заболоченная территория	-	-	-	307	Шлина-Коблылка
Озеро Глухое	-	-	-	334	Шлина-Коблылка
Озеро Лиственник	-	3230	-	342
Заболоченная территория	-	-	-	348	Шлина-Коблылка
Оз. Холмское (р. Березайка)	150	-	27	326	Корочёвка-Еглинка Ср. ширина ~ 15-20 м
Заболоченная территория у дер. Редкино	-	-	-	332	Еглинка-Жиловка
Заболоченная территория	-	-	-	339	Жиловка-Ярынья
Заболоченная территория	-	-	-	374	Кобылинка-Хуба
Заболоченная территория	-	-	-	376	Кобылинка-Хуба
Болото Большое	-	-	-	378	Кобылинка-Хуба
Болото Савинское	-	-	-	428	Хуба-Вишера
Болото Лыченский Мох	-	-	-	480	Волхов-Полисть
Заболоченная территория	-	-	-	548	Хвощень-Щелытинка
Болото Прошкино	-	-	-	571	Щелытинка-Тигода
Болото Кривино	-	-	-	574	Тигода-Сичева
Заболоченная территория	-	-	-	578	Сичева-Сунья
Болота	-	-	-	580	Сунья-Суватель
Болото Веретьевский Мох	-	-	-	600	Тосна-Саблинка
Болото Паусереное	-	-	-	615	-
Заболоченная территория	-	-	-	625	-

Так как большинство водотоков и водоёмов очень малы по размерам, то таблица полностью не заполнена из-за недостатка информации.

1.2. Общие гидрологические и гидрогеологические проблемы, характерные для данной территории Осушение болот; Вырубка лесов (косвенное влияние на реки: увеличение количества смывов, а как следствие увеличение наносов); Общее загрязнение (мусор; строительный мусор;… которые также загрязняют реки и подземные воды); Разрушение берегов (например строительство устоев мостов); Влияние на русло и водосбор (прокапываются ямы на дне рек для опор, устоев); Т.к. дорога проходит по зонам распространения песчаников, известняков, глин и др. пород, то очень легко будут загрязняться подземные воды, на глинах может начаться процесс заболачивания территории; При строительстве также надо учитывать, что реки текут в вышеописанных условиях, т.к. при неверных действиях при установке опор мостов можно внедриться, например в известняковый горизонт и как следствие вызвать его выщелачивание. 1.3 Рассмотрение гидрологических и гидрогеологических проблем при строительстве ВСТ на примере рек Волга и Волхов

Для дальнейшего более подробного изучения были выбраны реки Волга и Волхов, как наиболее крупные реки региона.

1.3.1. Река Волга Волга – равнинная река, протекающая по Восточно-Европейской Равнине с Валдайской возвышенности до Прикаспийской низменности. Предполагаемая трасса пересекает реку в верхнем течении, следовательно, Волга будет рассмотрена ниже только в верхнем течении. Местность в верхнем течении в основном заболочена, Волга очень сильно меандрирует, образует старицы (это явление имеет отображение в топонимах, например город Старица Старицкого р-на Тверской обл.), в неё впадают множество ручейков и речек, берущих свои истоки из торфяных болот, коих, как сказано выше очень много. Леса хвойные, смешанные. Встречаются ели, сосны, берёзы, дубы, осины,… Из Царства Животных можно встретить лису, зайца, лося, карпа, щуку, дятла, синицу, ворону, сову, кукушку (рис. 4) Почвы дерново-подзолистые, в болотах – болотные. (рис. 3) Из-за того, что на территории В-ЕР в начале нижнего карбона (С_1t-v) образовалась синеклиза, которая потом, к концу герцинского времени, была заполнена в основном известняками, мергелями и доломитами. (рис. 2.)

Исходя из этих сведений, можно предположить, что вода в реке имеет преобладание HCO₃^-, Ca²⁺ - ионов (табл.3.). Но, т.к. вода в реках вода может менять жёсткость, то волжскую воду можно отнести к мягко-средней жёсткой (в марте — 4,3 мг-экв/л, в мае — 0,5 мг-экв/л (Химическая энциклопедия , 1990.)) Из табл. 3 видно, что в вожской воде увеличилось количество Na⁺ + K⁺ -катионов, а также анионов Cl^-. Но при этом их концентрация не превышает концентрацию Ca(HCO₃₎₂. Можно предположить, что в воде увеличилась концентрация Na₂SO₄ + K₂SO₄, следовательно, эти соли могут повлиять на жёсткость воды.

1.3.2. Река Волхов Волхов – равнинная река, берущая своё начало из оз. Ильмень и впадающая в Ладожское озеро близ Новой Ладоги (Волховский р-н ЛО). У реки сильно заболочены берега, она почти не меандрирует. У Волхова есть одна интересная особенность: река может течь вспять (или «на взъводье», как говорится в летописях (Новгородская первая…)) из-за подпора течения водами притоков при низком уровне воды в Ильмене. Волхов протекает по заболоченной территории (рис. 5). По берегам растут еловые, берёзово-осиновые леса, также прирусловые земли используются в сх (рис. 6). Слагающие породы в основном девонские (D_2ef; D_3f), только в нижнем течении (у Ладожского озера) встречаются ордовикские (О₁; О_2k; О_2l-ld) и кембрийские (Є₁; Є_2-3). (www.vsegei.ru; рис. 7) Исходя из подстилающих русло пород (табл. 3) можно сказать, что воды Волхова богаты HCO₃^-;Cl^-; Ca²⁺ ;K⁺+Na⁺ (ионы указаны по убыванию), эту мысль подтверждает РПВ. Основываясь на информации из табл. 3, можно предположить, что уменьшается концентрация солей NaCl+KCl, которая мало влияет на жёсткость и агрессивность воды, а концентрация других анионов увеличивается, следовательно, вода становится агрессивнее. Получается, что гидрохимические характеристики Волхова и Волги почти схожи, поэтому можно сделать общий вывод для этих двух рек.

Рис. 2. Гидрогеологические условия формирования подземного питания рек бассейна Волги. (Малые реки…, Алексеевский,1998)

Рис. 3. Почвы бассейна Волги. (Малые реки…, Алексеевский,1998)

Рис. 4. Зональная растительность бассейна Волги. (Малые реки…, Алексеевский,1998)

Рис. 5. Расположение болот на территории Северо-Запада. Примечание: красным выделена река Волхов. (РПВ, Л.-1972)

Рис. 6. Расположение растительности на территории Северо-Запада. Примечание: красным выделена река Волхов; 1 – еловые, 2 – сосновые, 3 – берёзовые и осиновые леса, 4 – леса на болотах, 5 – сх земли. (РПВ, Л.-1972)

Рис. 7. Схематическая геологическая карта территории Северо-Запада. Примечание: красным выделена река Волхов; 1 – Q-комплексы значительной мощности, 2 – С, 3 – D, 4 – О, 5 – Є, 6 – Ar и Pt, 7 – участки проявления карста на поверхности земли, 8 – граница Pz и Ar-Pt. (РПВ, Л.-1972)

Табл. 3. Распределение катионов и анионов по рекам СССР. (http://all-about-water.ru)

Река - пункт	Дата	Са 2+ , мг/л	Mg2+ , мг/л	Na++K+ , мг/л	HCO3- , мг/л	SO42- , мг/л	Cl- , мг/л	∑ ионов , мг/л
Волхов – г. Новгород	29.06.1938	27,4	5,8	20,8	80,4	13,3	38,4	186,0
---- / / ----	10.09.1974	32,9	6,9	12,8	81,1	20,8	34,0	188,0
Волга – гг. Вольск, Чебоксары	21.08.1940	80,4	22,3	12,5	210,4	112,3	19,9	458,0
---- / / ----	05.08.1975	50,5	13,1	39,0	137,2	66,6	20.5	328,1

Заключение

На основании вышеизложенного можно говорить о необходимости проведения предварительного многофакторного анализа территорий для предполагаемого строительства железных дорог.

Необходимо изучить геологические, гидрологические, гидрогеологические и биологические особенности территорий, которые попадают под строительство железной дороги. Надо учитывать механику местных грунтов, проводить исследования как геологического, так и биологического характера почв и грунта, чтобы понять возможное влияние строительства на местную флору и фауну. При исследовании гидросферы территории следует уделять особе внимание режимам рек, их гидрохимическим особенностям, чтобы можно было понять, какова будет изнашиваемость искусственных сооружений и участками полотна, контактирующих с водной средой, а также влияние на неё. Необходимо также производить исследования заболоченных территорий, так как они являются важными гидрологическими и биологическими составляющими территорий.

Не стоит забывать и социально-экономическую составляющую строительства железных дорог. Железные дороги являются важнейшими транспортными, экономическими артериями любой страны и любого региона. Поэтому необходимо перед строительством железных дорог проводить опросы населения, узнавать требования и пожелания, так как одной из важнейших функций железнодорожного транспорта являются пассажирские перевозки, несмотря на то, что в большинстве своём они являются убыточными (особенно пригородное и местное сообщение).

Таким образом, строительство железных дорог должно происходить при максимальном вовлечении в этот многоступенчатый и многоплановый процесс разных специалистов, для того чтобы минимизировать возможное отрицательное воздействие строительства и эксплуатации железных дорог на окружающую среду, но при этом удовлетворять большинство социально-экономических потребностей предприятий, жителей населённых пунктов, находящихся в пределах доступности железной дороги.

Список источников.

1. Алексеевский Н.И. «Малые реки волжского бассейна»-изд. МГУ,М.-1998.-С.233

2. Вагнер Б. Б. Манучарянц Б. О. Геология, рельеф и полезные искомпаемые Московского региона. Учебное пособие по курсу «География и экология Московского региона». — М.:МГПУ, 2003. - с. 76

3. Б. Б. Вагнер, И. Т. Дмитриева, Озёра и водохранилища Московского региона, с. 10

4. Даринский А. В. Животный мир // География Ленинградской области. — Санкт-Петербург: Глагол, 2001. — С.49. — ISBN 5-88729-025-0

5. «Дискус медиа» Ленинградская область. Экологическая карта. — Санкт-Петербург: ООО «Полигран Плюс», 2007.

6. «Железные дороги. Общий курс: Учебник для вузов/М.М. Филиппов, М.М. Уздин, Ю.И. Ефименко и др.; Под ред. М.М. Уздина.-4-е изд., перераб. И доп.-М.:Транспорт, 1991-295с.»

7. Новгородская первая летопись младшего извода, стр.35

8. Природа Ленинградской области // Ленинградская область: знаете ли вы?. — Санкт-Петербург: Паритет, 2007. — С. 8-9. — ISBN 978-5-93437-281-2

9. Ресурсы поверхностных вод СССР, Т. 2, ч. 1. Отв. Редактор В.Е. Водогрецкий; редакторы: Г.Г. Доброумова; З.М. Кожина; О.Н. Потпова; Т.С. Шмидт, : ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, Л.-1972 – С. 526

10. Ресурсы поверхностных вод СССР, Т. 10. Отв. Редактор В.Е. Водогрецкий; редакторы: Г.Г. Доброумова; З.М. Кожина; О.Н. Потпова; Т.С. Шмидт, : ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ, Л.-1972 – С. 526

11. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. Т. 2. С. 145.

Интернет-источники:

1. http://all-about-water.ru/chemical-composition.php

2. www.autoprojekt.ru

3. http://www.bondiko.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=69&Itemid=63

4. http://www.russiamarch.ru

5. http://www.pomogala.ru

6. http://www.beton-karkas.ru/index.php/component/content/article/68/614-2010-03-08-18-09-07

7. http://www.beton-tech.ru/fotogal.php?page=2

8. http://www.pr-soft.ru/e-lib/Data1/52/52565/index.htm

9. http://www.infosait.ru/norma_doc/45/45850/index.htm#i1502506

10. www.vsegei.ru

11. http://www.water.ru/bz/param/harshness.shtml

 

16

 

Код для цитирования: Скопировать