Полная версия

Главная arrow География arrow Гидрогеоэкология городов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ ТЕРРИТОРИИ Г. МОСКВЫ

СТРОЕНИЕ ВЕРХНЕЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ЗОНЫ

Столица России — древний город Москва — расположена на 55°45' северной широты и 37°37' восточной долготы в центре глубокого прогиба кристаллического фундамента Русской платформы, формирующего Московскую котловину. Москва находится на стыке трех физико-географических районов с различными по происхождению рельефами. Северо-запад города приходится на периферию Смоленско-Московской возвышенности (южный пологий склон Клинско-Дмитровской гряды), для которой характерны сглаженные формы рельефа с абсолютными отметками высот 175—185 м. Северные отроги Москворецко-Окской морено-эрозионной равнины (Теплостанская возвышенность) входят в пределы города с юга и представляют собой глубоко расчлененную оврагами, балками увалистую эрозионную поверхность с абсолютными высотами 200- 250 м, сложенную мезозойскими породами, перекрытыми морено- флювиогляциальными отложениями и покровными суглинками. Самая низкая и плоская часть Москвы — восточная, расположенная между Яузой и Москвой-рекой. Это Мещерская низменность — область распространения зандровых отложений — песков с отдельными поднятиями морен, погребенными руслами и озерными котловинами и с неглубоким залеганием верхнеюрских глин. Абсолютные отметки рельефа здесь достигают 160 м. Срединное положение в городе занимает долина Москвы-реки. Абсолютная отметка уреза реки у входа в город (Спасский мост МКАД) примерно 125 м, а абсолютная отметка уреза на выходе из города (Бесединский мост МКАД) 109 м.

Основные особенности рельефа Москвы сформированы процессами последней ледниковой эпохи, изменены многовековой деятельностью Москвы-реки и ее притоков, которые разработали широкую долину с тремя террасами и поймой. На протяжении последнего столетия в связи с ростом урбанистической деятельности рельеф города был существенно сглажен. Холмы были срезаны; речки, ручьи, овраги, болота и ложбины были засыпаны, а водотоки взяты в трубы. Практически вся Москворецкая пойма сегодня подсыпана и застроена.

Климат Москвы обусловлен положением города в умеренных широтах Евразийского материка и определяется как умеренно континентальный, т.е. подверженный влиянию как суши, так и Атлантического океана. Сильных морозов и зноя в Москве почти не бывает, но отклонения температуры воздуха от среднемноголетних норм довольно часты. Положительные температуры воздуха держатся в Москве в среднем 194 дня, отрицательные — 103 дня. Продолжительность солнечного сияния 1568 ч. Средняя температура самого холодного месяца — января колеблется от -8,8 до -9,7 °С в центре города и до -10,3 °С на его периферии. Самый теплый месяц года — июль. Средняя температура июля составляет от 18 до 19,3 °С. Различия температур на территории города и в прилежащей местности определяются, в основном, тремя факторами: адвекцией тепла, радиационным балансом и теплопроводностью подстилающей поверхности. Зимой «остров тепла», формирующийся над городом, возникает за счет сжигания огромного количества топлива на ТЭЦ и в двигателях внутреннего сгорания автотранспорта и за счет больших теплопотерь зданий. Контрасты температурного поля в этот период достигают 2 °С. Более теплый центр города формирует восходящее движение воздушной массы и центростремительный подток более прохладного воздуха с периферии.

Для Московского региона характерно убывание количества осадков в направлении с северо-запада на юго-восток и восток, составляя в среднем 644 мм в год. В то же время над самой Москвой количество осадков резко возрастает — на 190—250 мм в год.

Относительная влажность (способность к испарению) имеет обратный по отношению к температуре воздуха ход. В холодное время года относительная влажность в среднем равна 82—84%, а в теплое (май—август) — 59—69%. Для холодного сезона преобладает западный перенос воздушных масс, обусловленный общим характером атмосферной циркуляции; с увеличением циклонической деятельности преобладают ветры западного, юго-западного и южного направления. В теплый сезон учащаются северные и северо-западные ветры.

За период с 1954 по 1995 г. фиксируется ежегодное повышение среднегодовой температуры на 0,02 °С. За это же время снизилась прозрачность воздуха, возрос средний балл облачности и число облачных дней и, соответственно, снизилась суммарная продолжительность солнечного сияния и показатели солнечной радиации.

В начальный период застройки города по долинам Москвы-реки и ее притоков были развиты плодородные аллювиально-луговые и лугово-болотные почвы, а на водораздельных пространствах — дерново-подзолистые. На урбанизированных территориях естественный почвенный покров уничтожен или погребен и формируется как ур- бозем на техногенных отложениях. Городские почвы характеризуются отсутствием выраженных генетических горизонтов в своем профиле, очень часто содержат примеси мусора, обломков кирпича и бетона, металлолома, шлака, золы и др. Для урбоземов характерна уплотненность, низкая пористость. Это приводит к затруднению газообмена и влагообмена в почвах, снижению фильтрационных свойств. Большая часть городских почв имеет нейтральную или слабощелочную реакцию и крайне неравномерное содержание органического углерода в верхних слоях (0,5—10%). Низкое содержание углерода связано с опесчаненностью, вытоптанностью почв и срезанием верхнего, гумусированного горизонта, а высокое — с внесением торфокомпостных смесей на газоны и с загрязнением почв битумноасфальтовыми примесями вблизи дорог и предприятий.

Гидрогеологический разрез Москвы определяется ее приуроченностью к Московскому артезианскому бассейну (МАБ) — крупной платформенной структуре, характеризующейся зональным и этажным строением.

Верхний гидрогеологический этаж представлен рыхлыми четвертичными отложениями аллювиального, флювиогляциального и ледникового генезиса, а также более древними средне- и верхнемезозойскими отложениями меловой и юрской систем. Проницаемость и емкость горных пород, по преимуществу песков, высокая, скорости водообмена большие, связь с поверхностными водами и с атмосферным питанием прямая. В составе верхнего гидрогеологического этажа условно выделяются три водоносные толщи пород и две разделяющие (водоупорные) толщи. Водоносные породы в аллювии низких террас и поймы Москвы-реки и ее притоков формируются в тесной связи с реками, имеют близкий к ним режим качества и уровней, определяемый изменчивостью гидрографа. На состав подземных вод сильно влияют подсыпки техногенных грунтов, особенно на застроенных поймах, свалки, гаражи и промплощадки по берегам рек. По речным долинам Сходни, Яузы, Сетуни известны так называемые древние ложбины стока, т.е. переуглубленные на 30—70 м русла постледниковых водных потоков, отводивших большие расходы талых вод от края ледника на юг. Как правило, эти ложбины выполнены грубозернистыми и гравелистыми песками с высокой проницаемостью. Напомним, что Громовый Ключ и еще 40 родников в Мытищах, ставшие основой первого Московского водопровода, имеют именно такое происхождение, т.е. питаются водами переуглубленной долины Праяузы. Общая мощность отложений первого гидрогеологического этажа меняется в зависимости от рельефа и составляет 20—170 м. Флювиогляциальные отложения и аллювий высоких террас распространены практически повсеместно, но большее развитие получили в восточной части Москвы, в зандрах Мещерской низменности. Это — преимущественно хорошо сортированные и высокопроницаемые водоносные пески, весьма слабо защищенные от поверхностного загрязнения. В этом районе расположены крупнейшие промплощадки Москвы, а также поля фильтрации, депонирующие сооружения и иловые карты Люблинской и Курьяновской станций аэрации. В качестве разделяющей толщи обычно выступают одна или две моренные толщи, сложенные плохо сортированным суглинком с включениями песка, валунов и редких линз гравия и гальки. Утечки из подземных водонесущих коммуникаций вызывают подъем уровней всех перечисленных водоносных горизонтов и комплексов, формируют в толще морены и в покровных (в том числе техногенных) отложениях верховодку, что негативно сказывается на состоянии инженерных сооружений и качестве окружающей среды. Воды первого гидрогеологического этажа — грунтовые, «безнапорные», т.е. обладают свободной поверхностью или имеют локально небольшой избыточный напор над кровлей пласта.

Второй гидрогеологический этаж слагают древние палеозойские породы каменноугольного и девонского возраста. Это — преимущественно известняки и доломиты с подчиненными прослоями глин в верхней части разреза и существенно терригенные отложения (песчаники, алевролиты и аргиллиты) в нижней, девонской части разреза. Общая мощность второго этажа — до 1500 м. Водоносные отложения верхнего, среднего и, частично, нижнего карбона содержат пресные, преимущественно гидрокарбонатные кальциево-магниевые воды с повышенным содержанием сульфат-иона, хлоридов и натрия и с минерализацией до 0,5—1,0 г/дм3, интенсивно используемые для централизованного водоснабжения практически всех городов Подмосковья. На территории самой Москвы эти воды эксплуатировались повсеместно до 60-х гг. XX в. В настоящее время в Москве работают несколько крупных ведомственных водозаборов и коммунальные в Люберцах и Зеленограде. Водоотбор из горизонтов карбона составляет не менее 250 тыс. м3/сут. К этому расходу следует добавить еще 150 тыс. м3/сут воды, извлекаемой при дренажах и водоотливе при строительстве и эксплуатации сооружений метрополитена. Наиболее крупные ведомственные водозаборы расположены в районах: Хов- рино, Лихоборы, Останкино, Ростокино, Москворечье, Черкизово,

Центр, Павелецкий вокзал, Ленинский проспект. В результате длительной эксплуатации сработаны избыточные напоры в основных водоносных горизонтах карбона: касимовском, мячковско-подоль- ском, каширском и окско-протвинском. Зафиксировано загрязнение этих вод на многих участках в Москве.

Примерно на глубине 400 м от поверхности земли, по низам нижнего карбона, проходит граница между верхней гидродинамической зоной интенсивного водообмена и зоной затрудненного водообмена. В последней связь с поверхностными водами и атмосферой практически не ощущается, питание водоносных горизонтов и комплексов формируется за счет слабого перетекания из вышезалегающих горизонтов и комплексов. Скорости движения подземных вод по пластам не превышают нескольких метров или десятков метров в год.

Здесь же можно провести границу и между гидрогеохимическими зонами. Если в первом гидрогеологическом этаже развиты пресные воды гидрокарбонатного типа, то в нижнем карбоне встречаются солоноватые, с минерализацией 4—5 г/дм3, воды сульфатного типа. Известные представители этих вод — минеральные столовые воды «Московская» и «Тарусская» с характерной горчинкой, вызванной наличием сульфатов кальция и магния. Мощность этой гидрогеохимической зоны невелика — около 200 м. Ниже по разрезу развиты соленые и рассольные воды хлоридного типа. В песчаниках среднего и нижнего девона минерализация воды достигает 100—200 г/дм3. Эти воды используются, с разбавлением или без разбавления, для бальнеологических нужд.

Третий гидрогеологический этаж, самый нижний, представлен породами кристаллического фундамента, залегающего на глубинах от 1800 до 2400 м. В наиболее прогнутых и опущенных частях на кровле фундамента залегают вендско-кембрийские и рифейские песчано-глинистые отложения общей мощностью до 500 м. Эти породы содержат хлоридные натриевые крепкие рассолы с минерализацией более 250 г/дм3, с большим содержанием брома (до 1 г/дм3) и иода (до 30 мг/дм3). Рассолы извлекают на московских ТЭЦ для регенерации колонок с ионообменными смолами, использующимися для умягчения воды. Проницаемость и емкость водовмещающих пород здесь заметна лишь в трещиноватых зонах. Эта часть гидрогеологического разреза относится к зоне весьма затрудненного водообмена, где связи с поверхностью земли весьма проблематичны.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>