холодной зимой, жарким летом, большими ... колебаниями температуры воздуха и с ... 1 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИ

1 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИ
1.1 Климатические условия
Общие черты климата. Климат района резко континентальный с
холодной зимой, жарким летом, большими суточными и годовыми
колебаниями температуры воздуха и с малым количеством осадков. Как
правило, климатические условия района формируются под влиянием четырех
основных факторов: удаленность от Атлантического океана, приток прямой
солнечной радиации, особенности атмосферной циркуляции, свойства
подстилающей поверхности.
В данном районе большие колебания температуры наблюдаются не
только в течение года, но и в течение суток. Отрицательные среднемесячные
температуры воздуха за многолетний период наблюдаются в течении 5
месяцев – с ноября по март.
Переход через 0℃ происходит в середине марта и в начале ноября.
Самый холодный месяц - январь со среднемесячной многолетней
температурой – 11,4 ℃ . В отдельные зимы среднемесячные температуры
могут быть ниже средних многолетних на 9-11 ℃ , достигая абсолютного
минимума -40 ℃ , и наоборот выше нормы на 7-9 ℃ . В зимнее время
наблюдаются кратковременные оттепели и продолжаются, как правило, 2-3
дня, с повышением температуры воздуха до 15-16℃.
Для весны характерен интенсивный рост температуры воздуха, а также
увеличение суточных колебаний воздуха. На общем фоне роста температуры
наблюдаются похолодания до 0℃ и ниже. Самый жаркий месяц июль, со
среднемесячной положительной температурой ±23,5 ℃ . Относительная
влажность воздуха меняется в широких пределах от 29 до 68%. Дефицит
влажности в зимние месяцы (декабрь – февраль) составляет 0,8-1,0 мб.
Количество выпадающих осадков распределяется неравномерно во течении
года. В весенне-осенний период отличается наибольшими в году осадками и
их повторяемостью 34 – 41 мм. Летом осадков выпадает меньше, чем весной
и они носят ливневый характер. Характерны грозы, редко выпадает град.
Преобладающее количество осадков выпадает в теплое время года –
224 мм, что составляет 57% от годового количества. Среднегодовое
количество осадков за многолетие составляет 393 мм.
Устойчивый снежный покров ложиться в середине ноября, сходит в
конце марта - начале апреля.
Высота снежного покрова 13-67 см. средняя продолжительность
безморозного периода составляет 200-210 дней. Расчетная глубина
промерзания по СНиП РК 5.01-01-2002г. суглинков – 122 см., супесей – 148
см, песков – 156 см, галечников – 180 см.
Зона влажности по СНиП РК 2.04-03-2002 – сухая.
Климатические параметры холодного периода года (СНиП РК 2.04-012001, тб.1).
Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью
0,98 – (-34); с обеспеченностью 0,92 – (-32).
Температура
воздуха
наиболее холодной
пятидневки,
°С,
обеспеченностью 0,98 – (-29); обеспеченностью 0,92 – (-26).
Количество осадков за ноябрь – март ≈169.
Таблица 1.1 – Продолжительность, суточная и средняя температура воздуха,
°С, периода со средней суточной температурой воздуха
Продолжительность, суточная и средняя температура воздуха, °С, периода
со средней суточной температурой воздуха
< 0 °С
< 8 °С
< 10 °С
Продолжи Средняя
Продолжи Средняя
Продолж Средняя
температур температур и
температур
тельность а
тельность а
тельность а
125
- 6,6
174
- 3,7
187
- 2,8
Климатические параметры теплого периода года (СНиП РК 2.04 – 01 –
2010, тб.2)
Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца,
+30,8°С.
Абсолютная максимальная температура воздуха, +44°С.
Количество осадков за апрель – октябрь ≈224 мм.
Атмосферная циркуляция. В зимний период погода обусловливается
степенью развития и устойчивстью западного отрога сибирского
антициклона и циклонической деятельностью. Под влиянием указанного
отрога, обычно охватывающего всю территорию Казахстана, наблюдается
сухая и ясная погода. Формирование антициклонической погоды в зимний
период способствует интенсивному радиационному выхолаживанию
воздушных масс, что приводит к очень низким температурам.
Весенний, переходный период характеризуется значительной
продолжительностью и неустойчивой погодой, обусловленной частыми
холодными вторжениями, приводящими к заморозкам и обильному
выпадению осадков.
Летом характерным процессом является развитие Среднеазиатской
термической депрессии, с которой связана жаркая, малооблачная погода.
Высокие летние температуры обусловлены выносом из Средней Азии
континентального тропического воздуха и трансформацией воздушных масс
на юге Казахстана под влиянием интенсивной солнечной радиацией.
Осенний период характеризуется усилием и преобладанием в октябреноябре фронтальных процессов и циклонической деятельностью при
постепенном развитии над Казахстаном отрога сибирского антициклона.
1.2 Гидрографическая сеть
Представлена рекой Каратал. Характерная черта гидрографии бассейна
р. Каратал – густота речной сети в горной части и редкая речная сеть в
равнинной.
В предгорьях речная сеть представлена транзитными участками горных
рек и мелкими реками, ручьями.
Река Каратал вторая (после Или) по величине и водности река, является
наиболее крупной речной системой Балхаш-Алакольской впадины.
Берет начало на северо-западных склонах центрального хребта
Жетысуйского Алатау и образуется от слияния рек Карой и Чиже. После
слияния рек Карой и Чиже река Каратал выходит на широкую межгорную
котловину, где русло ее дробиться на несколько рукавов. Главные притоки
Биже, Коксу. Основное питание: грунтовое – 45 %, снеговое – 20%, дождевое
– 12 %.
Площадь бассейна реки 19 100 км2, длина – 390 км. Близ устья р.
Сарыбулак рукава вновь соединяются в одно русло. Здесь река Каратал
сливается со своим самым крупным притоком р. Коксу (длина 205 км).
Дальше река течет по песчаной пустыне Южного Прибалхашья и за 40 км до
впадения в озеро образует дельту.
Половодье происходит вследствие таяния ледников и снега в горах, а
также после весенних дождей. Начинается оно в конце апреля и
продолжается до июля. Наибольший уровень воды наблюдается в июне,
наименьший зимой. Река Каратал используется для орошения.
В формировании расхода реки принимают участие воды,
образовавшиеся при таянии высокогорных снегов и ледников, а также
осадки, выпадающие в виде ливней.
Суммирование стока дождевых вод со стоком талых вод часто
приводит к формированию максимальных расходов исключительной
величины. Максимальный расход 1% обеспеченности составляет – 320 м3 /с,
10% обеспеченности – 182 м3 /с.
Русло реки Каратал, огибающее город Талдыкорган с востока и северовостока, извилистое и разделяется на несколько рукавов. Пойма реки
довольно широкая и колеблется в пределах 300м. на юге, до 800 – 900 м в
центральной части, а в северной части при повороте реки на запад ширина
поймы уменьшается до 180 – 200 м. Река приобретает здесь более постоянное
русло.
1.3 Рельеф
Среднегорный рельеф. Наибольшее развитие в пределах среднегорного
рельефа получил крутосклонный рельеф. Чаще всего участки данного
рельефа ограничиваются тектоническими уступами. Они известны на востоке
и юге города. Среднегорный рельеф развит в пределах абсолютных высот
1500-2500 м. Относительные превышения здесь колеблются в пределах 798,7
– 765,0 м.
Низкогорный рельеф. В пределах города данный рельеф занимает
значительные площади и распространен в северной и западной его частях. В
пределах площадей развития этого рельефа выделяются участки с
интенсивным эрозионным расчленением: это горы и урочища. Массивы
низкогорного рельефа характеризуются расчлененностью водоразделов.
Амплитуда относительных высот колеблется в пределах 150-300 м.
Формирование низкогорного рельефа происходило в альпийское время.
Водно-аккумуляционный и эрозионный рельеф. Это рельеф
выработанный деятельностью временных водотоков и селей. Характерной
особенностью данного рельефа является большая мощность рыхлых
накоплений смешанного состава. Областями развития этого рельефа в
исследуемом районе являются предгорные и межгорные аллювиальнопролювиальные равнины. Поверхность впадин переходит в поверхность
предгорных равнин постепенно, хорошо заметных границ между ними нет.
Поверхности предгорных равнин очень ровные, местами прорезаются сухими
логами, слабо наклонены в сторону осевой части долины.
Речной рельеф. Этот рельеф развит в речных долинах, пользующихся
широким развитием, и образует широкие полосы вдоль речных артерий,
включая в себя поймы и террасы.
Прорезая горные массивы, реки пропиливают каньоны значительной
глубины.
Поймы и высокие поймы. Гидрографическая сеть территории
представлена р. Каратал и ее притоками р. Тасарык, Кусак, Карабулачка и др.
Река Каратал в пределах города имеет хорошо развитую пойму. Высокая
пойма прослеживается не везде. Обычно высота ее над урезом реки не
превышает 1,5-2,0 м. Пойменные террасы малых рек незначительны.
Пойменные террасы реки Каратал сложены валунно-галечниками и
гравийно-галечниками, поймы малых рек − гравийно-галечниками и песками.
Первая надпойменная терраса. Первая надпойменная терраса развита в
долине р. Каратал и является аккумулятивной по происхождению. В городе
она встречается на северо-востоке в виде останца шириной 50 м и длиной
300-600 м. Уступы этой террасы выражены обычно четко. Высота их
колеблется в пределах 2-3 м.
Поверхность первой надпойменной террасы р. Каратал ровная, слабо
наклонена по течению реки. Развита она обычно на аллювиальных отложениях реки. Поверхность первой надпойменной террасы местами заболочена.
Возраст террасы – верхнечетвертичный.
Вторая надпойменная терраса. Вторая надпойменная терраса
занимает значительную территорию города к югу от реки. Эта терраса
является аккумулятивной по происхождению и развита на речных
отложениях. Уступ данной террасы выражен четко и расположен на юге
города. Поверхность II надпойменной террасы относительно ровная, имеет
уклон на северо-запад. Сложена обычно терраса галечниками, которые с
поверхности перекрыты толщей наносных лессовидных суглинков, мощность
которых местами достигает свыше 10 м. Высотные отметки II надпойменной
террасы колеблются в пределах 720,0-772,0 м. Уклон поверхности
составляет 1,2-1,5%. Возраст II надпойменной террасы среднечетвертичный.
Третья надпойменная терраса. Останцы III надпойменной террасы
прослеживаются на южной границе города с относительными высотами 798,7
и 784,9 м. Данная терраса развита на аллювиальных и аллювиальнопролювиальных отложениях
и является аккумулятивной. Уступ
прослеживается довольно ясно и составляет 5-6 м. Уклон поверхности
террасы составляет 1,0-1,5%. Возраст террасы нижнечетвертичный.
1.4 Гидрогеологические условия
Гидрогеологические условия района определяются, в основном,
геологическим строением, рельефом и климатом. По геологическому
описанию видно, что в районе развит сложный комплекс горных пород.
Общая характеристика водоносности пород сводится к следующему:
- четвертичные отложения представлены рыхлыми валунногалечниками, а также песками и дресвяно-щебнистыми отложениями;
- неогеновые отложения представлены толщей глин, мергелей,
песчаников с линзами и прослоями песков.
Большую площадь занимают породы палеозоя в различной степени
дислоцированные и метаморфизованные. Гипсометрически они занимают
высокое положение и слагают юго-западные отроги Жетысуйского Алатау.
Водоносность этих пород определяется, в основном, степенью
трещиноватости.
Учитывая условия залегания и состав водовмещающих пород,
выделяют пять водоносных горизонтов в отложениях неогена и семь
водоносных горизонтов в палеозойском массиве.
В геоморфологическом отношении исследованный участок работ
расположен в Талдыкорганской межгорной впадине, в пределах
своеобразного конуса выноса р. Каратал.
Древний конус выноса реки Каратал имеет отчетливую форму и
является одним из крупных в предгорьях северного склона Жетысуйского
Алатау. В плане имеет форму веера, участок работ приурочен к
периферийной части конуса.
В пределах Талдыкорганской впадины развит водоносный горизонт
аллювиальных отложений (аQ).
Аллювиальные отложения, выполняющие Талдыкорганскую впадину,
отличаются сравнительно одинаковым литологическим составом и слагаются
валунно – галечниками, галечниками с маломощными прослоями и линзами
суглинков и крупнозернистых гравелистых песков.
Мощность аллювиальных отложений в различных частях
Талдыкорганской впадины различна.
Наибольшая мощность аллювиальных отложений совпадает с зонами
погружения кровли глин и достигает в этих местах 200-250 м.
В зоне поднятия кровли отложения павлодарской свиты мощность
аллювиальных отложений достигает всего 32 м.
В районе современного русла реки Каратал между поселком Карабулак
и г. Талдыкорган мощность этой толщи достигает небольшой величины,
местами здесь русло реки врезано в коренные породы.
Поток грунтовых вод направлен с юго-востока на северо-запад.
Уровень грунтовых вод аллювиальных отложений в различных частях
впадины встречен на разной глубине. Наиболее глубокое залегание уровня
отмечается южнее г. Талдыкорган на глубине 38,5 м. В северной части
Талдыкорганской впадины отмечена очень мощная зона выклинивания
подземных вод. В этом же направлении отмечается увеличение мощности
галечниковой толщи, что при наличии постоянного пополнения подземных
вод за счет инфильтрации поверхностных вод и некоторого подпора,
создаваемого тем, что долина реки Каратал меняет свое направление с
меридионального на широтное, создает благоприятные условия для
накопления больших статических запасов подземных вод. Все, это при
значительном уклоне земной поверхности, приводит к образованию зоны
выклинивания севернее и северо-западнее г. Талдыкорган, в частности
непосредственно на исследуемой нами территории.
Из интрузивных пород в районе изысканий развиты граниты,
гранодиориты.
Водовмещающие породы можно разделить на два слоя. Верхний слой
представлен суглинисто-супесчаными грунтами, а нижний гравийногалечниковыми отложениями.
Грунтовые воды, содержащиеся в покровных отложениях и гравийногалечниках имеют тесную гидравлическую взаимосвязь.
Питание водоносного горизонта осуществляется за счет атмосферных
осадков, инфильтрации вод из арычной сети и каналов, а так же из
подземного потока со стороны р. Каратал, разгрузка – путем выклинивания
грунтовых вод в виде родников, мочажин и т.д. и дренированием подземных
вод р. Каратал.
Вскрытая мощность грунтового потока 17,0м, а всего водоносного
комплекса четвертичных отложений до 100,0 м (региональный водоупор
залегает на глубине 100 м).
Гидравлический уклон зеркала грунтовых вод составляет – 0,006
Преимущественным распространением на территории строительства
коллекторно-дренажной системы пользуются площади с глубиной залегания
1,0 – 2,0 м. Вдоль арычной сети и каналов уровень грунтовых вод вскрыт на
глубине, в основном, до 1,0 м, таким образом, заболоченные участки
находятся вдоль пониженных участков рельефа.
Весьма ограниченное распространение получили площади с глубиной
залегания уровня грунтовых вод более 2,0 м.
Грунтовые воды скважиной глубиной 5,0 м не вскрыты.
Дебит скважин в районе Талдыкорганского водозабора составляет 166
л/сек, при понижении 8,5 м. удельный дебит составляет 19,5 л/сек.
По данным отчета о микрорайонировании территории г. Талдыкорган,
воды аллювиальных отложений не обладают сульфатной и углекислой
агрессией. По тем же данным, уровень, температура и химический состав
подземных вод подвержен сезонным изменениям. Характерной чертой
режима водоносного горизонта является наличие одного резко выраженного
максимума и одного зимнее - весеннего минимума. Максимум в июле –
августе месяце, минимум в декабре - феврале месяцах. Минерализация вод
аллювиальных отложений составляет 0,2-0,4 г/л, реже 0,5 г/л.
По типу минерализации воды гидрокарбонатные кальциевые.
Для водоснабжения г.Талдыкорган особо важное значение имеют
водоносные горизонты четвертичных отложений, поэтому здесь приводится
только их краткое описание:
Водоносный горизонт аллювиальных четвертичных отложений alQ.
Аллювиальные
четвертичные
отложения
имеют
широкое
распространение. Ими выполнена вся Талдыкурганская впадина. Эти
отложения представлены накоплениями всех четырех отделов, которые
слагают аккумулятивные террасы рек.
Аллювиальные отложения отличаются сравнительно одинаковым
литологическим составом и представлены на всю глубину валунногалечниками с маломощными прослоями и линзами суглинков и
крупнозернистых, гравелистых песков.
Уровень грунтовых вод аллювиальных отложений отмечен на
различных глубинах от 3-7 до 17-45 м.
Водопроницаемость аллювия изменяется как в вертикальном, так и в
горизонтальном направлении, что объясняется возрастными и генетическими
различиями.
Коэффициент фильтрации верхней проницаемой зоны составляет 252400 м/сут, из нижней – 50-80 м/сут.
Водоносный горизонт делювиально-пролювиальных современных и
верхнечетвертичных отложений dl-plQ III-IV.
Этот водоносный горизонт распространен в пределах наклонных
предгорных равнин и межгорных впадин. Водовмещаемыми породами
являются, почти повсеместно, дресвяно-щебнистыми отложениями,
переслаивающимися с галечниками.
Питание вод делювиально-пролювиальных отложений происходит за
счет подтока воды из палеозойских массивов. В меньшей мере питание
происходит за счет атмосферных осадков. Описываемый горизонт является
источником питания для аллювиальных, аллювиально-пролювиальных
отложений.
Водоносный
горизонт
аллювиально-пролювиальных
среднечетвертичных отложений al-plQ III.
Аллювиально-пролювиальные отложения выделены в долине р.
Сарыозек. Общая площадь их распространения сравнительно небольшая.
Водовмещающими породами являются дресвяно-щебнистые отложения,
гравийно-галечники, перекрытые сверху суглинками различной мощности.
Подземные воды этих отложений залегают на глубине 2-7 м.
Водоносный горизонт пролювиальных среднечетвертичных отложений plQ III.
Пролювиальные среднечетвертичные отложения встречены на
небольшом участке по правому берегу р. Каратал, севернее гор Тасыойнак.
Водовмещающими породами являются дресвяно-щебнистые отложения.
Разгрузка происходит в аллювий р. Каратал.
Водоносный горизонт нижнечетвертичных отложений Q I.
Нижнечетвертичные отложения выделены к югу от п. Мукры, в долине
ручья Ащибулак. Практического значения не имеют из-за малой
водообильности пород.
1.5 Инженерно – геологические условия
На западном склоне Жетысуского Алатау верхний ярус представлен
альпийскими горно-луговыми почвами, покрытыми низкотравными лугами.
Горно-лесо-луговой пояс занимает сравнительно небольшие площади. Лес
приурочен к верховьям рек Коксу, Текели, Чиже. Под еловыми лесами
находятся
темноцветные
горно-лесные
почвы.
Горно-луговые
черноземовидные почвы занимают пологие склоны и выровненные участки
водоразделов. Растительность представлена злаково-разнотравными лугами
Участок с дневной поверхности представлен: почвенно-растительным
слоем мощностью 0,2- 0,5 м, насыпным грунтом (гравий, галечник,
щебнистый балласт, строительный мусор) мощностью 0,2 – 1,2 м,
суглинками мощностью 0,6 – 4,5 м, суглинками с включением гравия и
гальки до 20% мощностью 0,5 – 2,0 м, супесями мощностью 0,5 – 8,0 м,
супеси с включением карбонатных стяжении более 10% мощностью 3,8 – 4,2
м, глинами мощностью 1,4 – 1,5 м, гравино-галечниками с включением
валунов до 10% с песчаным заполнителем до 0,4 м.
Ниже залегают глины мощностью до 1,3 м, суглинки мощностью 0,2 –
5,5 м, суглинки с включением гравия и гальки до 20% мощностью 0,2 – 2,0 м,
суглинки с прослойкой супеси мощностью 1,2 – 2,9 м, суглинки с прослойкой
супеси с гравием до 20% мощностью 0,3 – 2,4 м, суглинки с прослойкой
песка мощностью 0,9 – 1,1 м, супеси мощностью 0,6 – 6,7 м, супеси с
включением гравия и гальки до 20% мощностью 0,3 – 1,3 м, супеси с гравием
и с примесью песка мощностью 0,8 – 4,0 м, пески разнозернистые
мощностью 0,2 – 0,5 м, пески с включением гравия более 10% мощностью
0,6 – 1,0 м, и гравийно-галечники с суглинистым заполнителем мощностью
0,5 – 5,2 м, гравийно-галечники с супесчаным заполнителем мощностью 0,3 –
1,8 м, гравийно- галечники с песчаным заполнителем мощностью 0,4 – 4,0 м,
гравийно-галечники с включением валунов до 30% с суглинистым
заполнителем мощностью 1,2 – 3,5 м, гравийно-галечники с включением
валунов до 30% с супесчаным заполнителем мощностью 1,0 – 4,0 м и
гравийно-галечники с включением валунов до 30% с песчаным заполнителем
мощностью 0,8 – 2,7 м.
Подстилающим слоем служат суглинки, супеси с включением гравия
до 20%, гравийно-галечники суглинисто- супесчано- песчангыми
заполнителями, гравийно- галечники с включением валунов до 30% с
суглинисто- супесчано- песчаными заполнителями.
1.5.1 Физико – механические свойства грунта
По результатам полевых изысканий и лабораторных исследований на
объекте выделены 2 литологических разновидностей грунтов. Ниже
приводим характеристики литологических разновидностей грунтов.
Суглинки характеризуются следующим средним содержанием
фракций:
-пластичные свойства:
- граница раскатывания – 20,2%;
- граница текучести – 27,9%;
- число пластичности – 7,7;
-коррозийная активность грунтов – низкая.
Гравийно-галечник с супесчаным заполнителем с включением валунов
до 30% характеризуется следующим гранулометрическим составом.
Ниже приводиться характеристика только заполнителя:
- глинистая фракция – 2,8%;
- пылеватая – 10,8%;
- песчаная – 18,9%;
- гравелистая – 67,5%;
Коррозийная активность грунтов – низкая.
Угол откоса при естественной влажности - 36°18', под водой 33°18'.
2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Существующее
состояние
системы
микрорайона Коктал г. Талдыкорган
водоснабжения
Городское государственное коммунальное предприятие «Жетысу
Водоканал» на праве хозяйственного ведения г. Талдыкорган осуществляет
забор и подачу воды для хозяйственно – питьевых и производственных нужд
населения и предприятий города, отвод и полную биологическую отчистку
сточных вод. Забор воды осуществляется на 5 водозаборных сооружениях
подземного типа. Для забора воды имеются 44 подземные скважины с
суммарным дебитом 104 тыс. м3 /сут.
Микрорайон Коктал расположен на северо – восточной окраине с.
Екрино (пригород г. Талдыкорган).
Численность населения мкр. Коктал с расчетом ИЖС – 8000 человек.
Схема существующей водопроводной сети показана на рисунке 1
Рисунок 2.1 - Существующая водопроводная сеть микрорайона Коктал
Схема водопроводной сети – тупиковая.
Тупиковая система водоснабжения принимается для водоснабжения
небольших объектов. В тупиковой сети вода движется в одном направлении
— до конца ответвления. Недостатком такой сети является то, что во время
аварии на одном участке магистрали все участки, которые расположены за
ним, будут лишены водоснабжения.
В целом, существующая водопроводная сеть полностью не
обеспечивает водой потребителей, количество воды на головном водозаборе