Анализ геологического строения участка р. Упа с целью очистки ее русла

Изложены результаты анализа исследования геологического строения русла реки Упа. Достаточно детально отражены особенности строения и залегания коренных и покрывающих пород в пределах исследуемого участка.

В 90-х годах прошлого века учеными ТулГУ был проведен комплекс исследований на предмет очистки реки Упы от загрязнения ее русла и поймы производством АК "Тулачермет".

В последние годы в соответствии с программой экологического оздоровления малых рек Тульской области таких, как Воронка и Тулица, выполнен ряд мероприятий по очистке малых рек. Планируется произвести очистку р. Упы в пределах Центрального района г. Тулы. На эти работы выделено и уже освоено более 4 млн. руб.

В связи с этим, на наш взгляд, результаты ранее проведенных исследований геологического строения участка реки Упы являются актуальными и в настоящее время.

В геологическом строении долины реки Упа на изучаемом участке принимают участие отложения верхнего девона, нижнего карбона и довольно сложный комплекс четвертичных осадков. По материалам исследований и бурения скважин для водоснабжения, инженерно - геологических изысканий под шламонакопитли АК "Тулачермет", сети гидронаблюдательных скважин (рис.1) установлено, что река Упа на данном отрезке и ниже по течению в пределах г. Тула имеет глубокий эрозионный врез (до 20 - 30 м от поверхности современной поймы), связанный с древнечетвертичным, доледниковым этапом формирования долины.
Отложения верхнего девона вскрыты многими скважинами на глубину до 20 - 25 м. Они соответствуют озерско-хованской толще (D_зoz+hv), которая в предшествующие годы относилась к заволжскому горизонту нижнего карбона. Это серые доломитизированные сильно трещиноватые известняки, интервалами кавернозные и частично окварцованные. В нижней части вскрытых девонских отложениях отмечаются прослои глин и мергелей. Кровля озерско-хованских пород характеризуется абсолютными отметками 138-145 м (рис.2).

Озерско-хованские известняки являются артезианским водоносным горизонтом, который используется для хозяйственно-питьевого водоснабжения АК "Тулачермет" за счет бурения скважин, пробуренных в устьевой части долины р. Сежи.

Рис.1 Схема расположения скважин на участке №1, Масштаб 1:5000

Рис.2 Геологический разрез реки Упы

Воды озерско-хованского горизонта характеризуются высокой минерализацией. Сухой остаток в них составляет 0,8-2,0 г/л., а жесткость достигает 13-28 мг-экв/л.

В начальный период работы водозабора (1960 г.) пьезометрический уровень вод этого горизонта был выше уреза воды в реке. Ко времени обследования в 1988 году при создании гидронаблюдательной сети скважин уровень горизонта в районе водозабора понизился до 148 м, а по данным наблюдательных скважин того же периода на преобладающей площади вдоль реки он составляет теперь 152,5-163,5 м, т.е. близок или совпадает с урезом реки. Поэтому не исключена возможность подпитывания и загрязнения водоносного горизонта речными водами путем фильтрации их через древнечетвертичные отложения.

В составе отложений нижнего карбона выделяют Малевский и упинские горизонты, имеющие широкое распространение, но размытые непосредственно вдоль русла реки Упы и ее правого притока - речки Сежи. Границы этого древнечетвертичного размыва отражены на рис. 2. Малевский горизонт (С₁ml) сложен в основном серыми с зеленовато-синим оттенком глинами преимущественно твердой консистенции, которые являются надежным региональным водоупором. В глинах отмечаются прослои органогенных известняков. В геологических обобщениях указывается, что мощность Малевского горизонта изменяется от 2м до 7-9м. В действительности она более постоянна. Минимальные значения (менее 5 м) обычно фиксируются по скважинам из-за нечеткого установления стратиграфических границ при малом выходе керна по глинам за счет отнесения наиболее мощных прослоев известняка к смежным горизонтам. Подобный дефект в регионе допускается довольно часто.

Во время геологических практик при бурении неглубоких скважин нами установлено наличие малевских глин на правом берегу в районе Криволучья особенно в местах выходов подземных вод (родники, пластовые выходы), которые являются нижним водоупором для вод вышезалегающих упинских известняков. Нами установлено, что отметки кровли глин соответствуют отметками уреза воды реки Упы. Перебурить глины не удалось ни разу.

Упинский горизонт (C₁up) представлен повсеместно светло-серыми или светло-желтыми микрозернистыми сильно трещиноватыми известняками средней крепости. Мощность горизонта по скважинам достигает 16 м, а в зоне древнечетвертичного размыва и вдоль русла реки Упы они полностью размыты. Исключение составляет район АК "Тулачермет" и Криволучья.

Это очень важный в регионе водоносный горизонт, обладающий обычно значительными напорами, высокой водопроницаемостью и достаточно хорошим качеством воды для питьевых целей. На данном участке упинский водоносный горизонт имеет свободный уровень вследствие повсеместного дренирования рекой или через четвертичные породы.

Ненарушенный статический уровень воды этого горизонта на площади, непосредственно примыкающей к АК "Тулачермет", характеризовался четкой направленностью потока у р. Упе и р. Сеже. Абсолютные отметки уровня воды вдали от реки достигали 162 м, а ближе к реке снижались до 155 м. К 1988 году эти отметки также несколько снизились (на 1-4 м), но депрессионная кривая сохранила строгую направленность к реке. То же положение отмечается и в настоящее время.

В пределах исследованной части долина реки Упа имеет несколько участков с коренными выходами упинских известняков по склонам реки. Один из них отмечен нами на левом склоне в районе АК "Тулачермет" (при сооружении опускного колодца), другой начинается примерно в 600 м ниже впадения р. Сежи. В 70 м ниже в основании крутого правого склона долины из трещиноватых известняков вытекает родник. На этом же уровне (1-2 м над урезом воды) отмечается слабая заболоченность и еще несколько родников, фиксирующих контакт обводненных упинских известняков с Малевским водоупором.
Под деревней Осиновая гора крутой левый склон долины также заболочен в нижней части (2-4 м над урезом) и имеются родники, расположенные на одном уровне. Выходы воды связаны с известняками упинского горизонта. В устье части Малевского ручья (левый приток Упы) имеется группа родников, вытекающих из типичных упинских светло-желтых микрозернистых известняков с неровноплитчатым строением.

Под Криволучьем, где Упа подмывает правый берег, по склону долины прослеживается два протяженных участка (примерно по 300 м каждый) с коренным выходом известняков упинского гортзонта. Один начинается сразу за крутой излучиной, где обратное течение Упы сменяется на обычное (восток-запад). В подрезанном склоне на высоте от 3 до 7 м виден сильно выветренный трещиноватый и кусковатый светло-желтый известняк. В двух метрах над урезом реки выделяется заболоченная поверхность с родниками, соответствующая основанию упинского горизонта (пластовый выход над малевским водоупором).
Склон долины изрыт и подрезан вдоль теплотрассы. На высоте 5-7м по склону обнажёны выветренные известняки с редкими раковинами. Вдоль основания склона на высоте 1-2м сильная заболоченность, в конце участка мощный родник почти у самого уреза реки.

Из других горизонтов нижнего карбона можно предположительно выделить глины бобриковского горизонта (C₁bb) по некоторым инженерно-геологическим скважинам, пробуренным на склонах долины в районе АК "Тулачермета".

В нарушенном мелкими оползнями крутом и высоком склоне у д. Осиновая гора имеются выходы ржаво-бурых мелкозернистых песков, относящихся к тульскому горизонту (C₁tl). Невдалеке от Осиновой Горы на склоне балки, впадающей в долину Упы, расположен небольшой карьер, в котором ведется разработка данного горизонта. Здесь сохранился наиболее полный разрез нижнего карбона. В других местах четвертичные отложения залегают непосредственно на породах "известнякового фундамента", который завершается упинским горизонтом.

Наиболее глубокая часть эрозионного вреза реки Упы заполнена древнечетвертичными осадками, в составе которых наиболее существенное значение имеют разнозернистые кварцевые пески с гравием, мелкой галькой и щебнем светлого кремния. В песках, и в частности в нижней толщи, встречаются глинистые прослои также с мелкими обломками кремния. А верхняя часть древнечетвертичного комплекса представлена в основном глинистыми породами, среди которых особенно характерными являются зеленовато-серые тонкие суглинки (глины), которые были вскрыты нами по отдельным скважинам в ложе реки под слоем ила и под современными аллювиальными отложениями на пойме реки на глубинах от 3-5 м. Мощность глинистых пачек древнечетвертичных отложений достигает 5 м, а суммарная мощность всего древнечетвертичного комплекса - 20 м.

Соотношения этих осадков с коренными отложениями (рис. 2) таково, что, являясь самостоятельным водоносным горизонтом, он безусловно взаимосвязан и с девонским и с упинским водоносными горизонтами. Горизонт обладает высокой водопроницаемостью. От загрязнения с поверхности он защищен пачкой глинистых пород, однако в зоне самого русла и местами на пойме глинистый экран нарушен. Склоны долины представлены в основном бурыми суглинками первой и второй надпойменных террас, мощность которых редко превышает 3-5 м. Местами в наиболее высоких участках склонов присутствуют ледниковые моренные и подморенные образования днепровской стадии.

Пойменная терраса долины реки Упы морфологически хорошо выражена. Она имеет высоту от 4-5 м и сложена преимущественно бурыми и отчасти серыми суглинками. Ширина поймы различна от нескольких метров до нескольких десятков метров. На участке АК "Тулачермет" на правобережной части долины ширина поймы составляет сотни метров. Ниже Криволученского моста река имеет особенно широкую долину (более 1 км). Пойменная терраса занята под овощные культуры. Здесь река образует крупные меандры, петляя вправо, влево и затем опять вправо. На широкой пойменной террасе имеются протяженные следы старых русел и частично заболоченные старицы.

По берегам небольшими уступами выделяется средняя пойма (высотой 2,5 - 3,0 м), сложенная суглинками и песчаными осадками.
Нижняя пойма постепенно переходит в русловые отложения.

Донные отложения реки Упа являлись предметом специальных исследований. Они представлены серым и темно-серым илом мощностью от 0,10-0,20 м до 3-5 м. Мощность ила обычно больше у берегов. Верхний сой ила имеет текучую и текучепластичную консистенцию, нижний более уплотнен.

1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
   
2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
   
3. Комплексное использование природных ресурсов
   
4. Современные вопросы геологии
   
5. Физика горных пород
   
6. Новые технологии в природопользовании
   
7. Применение современных информационных технологий
   
8. Экономические аспекты недвижимости
   
9. Мониторинг использования объектов недвижимости