Восточно-Сибирская гидрогеологическая область
Станок для бурения БУР-50: 
Восточно-Сибирская гидрогеологическая область
Отличительной особенностью почти всей территории Восточно-Сибирской артезианской платформенной области, за исключением ее южной части, является повсеместное развитие многолетнемерзлых пород. В результате мерзлотных явлений пресные подземные воды на большей части территории находятся в твердой фазе.
Естественные ресурсы пресных подземных вод оценены только для южной части области (юг Тунгусского и Якутского артезианских бассейнов, Ангаро-Ленский артезианский бассейн) и Алданского бассейна трещинных вод.
По Котуйскому, Нижне-Оленекскому, Хатангскому, Оленекскому северным частям Тунгусского и Якутского артезианских бассейнов, Анабарскому бассейну трещинных вод отсутствуют данные даже для ориентировочного определения величины подземного стока. Мощность многолетнемерзлых пород достигает 500 м и более; подмерзлотные воды минерализованы. Пресные подземные воды в жидкой фазе встречаются круглогодично лишь по локальным талым зонам в долинах рек . и под озерами. Общая величина естественных ресурсов южной части Восточно-Сибирской гидрогеологической области составляет ориентировочно 4000 м’/с.
В южной части Тунгусского артезианского бассейна в области развития карбонатно-терригенных пород распространены пресные воды, модули подземного стока оцениваются величиной порядка 0,5—1 л/с на 1 км’; естественные ресурсы составляют приближенно 700 мз/с.
В Якутском артезианском бассейне ресурсы пресных подземных вод сосредоточены также в основном на юге, что связано с наличием на Алданском крыле бассейна карстового плато и уменьшением мощности мерзлой толщи. Естественные ресурсы пресных подземных вод бассейна ориентировочно оцениваются в 500—600 мз/с.
Алданский бассейн трещинных вод сложен дислоцированными породами архея и протерозоя, которые перекрыты в местах прогибов фундамента терригенно-карбонатными отложениями нижнего кембрия и юры, содержащими трещинные, пластово-трещинные и карстово-пластовые воды; обширные площади занимают окна талых пород.
Среднегодовые модули подземного стока в области распространения кристаллических и метаморфических пород докембрия достигают 2 — 3 л/с на 1 км2 (бассейны рек Олекмы, Алдана, Тимптона и др.). Такие же значения модуля характерны и для терригенных юрских и закарстованных карбонатных пород нижнего кембрия. Разгрузка подземных вод по тектоническим нарушениям в виде наледного стока достигает 30 — 40% от величины общего стока. Суммарные дебиты групп родников достигают 100 л/с; Тимптонские родники имеют уникальный суммарный дебит, равный 6 м’/с. Общая величина естественных ресурсов подземных вод Алданского щита около 600 мз/с.
Эксплуатационные ресурсы из-за крайне слабой изученности территории Восточно-Сибирской области оценены только для Ангаро-Ленского артезианского бассейна.
На большей части территории Восточно-Сибирской артезианской области в зоне сплошного развития многолетнемерзлых пород практическое значение для крупного централизованного водоснабжения имеют только подрусловые талые зоны в долинах рек; небольшие потребности в воде мелких потребителей могут быть удовлетворены также за счет эксплуатации подозерных и
подаласных талых зон.
Талики имеют очень ограниченное распространение. Достаточно отметить, что коэффициент таликовости (отношение площади поверхности таликов к площади поверхности их развития, однообразной в литолого-генетическом плане) в,центральной части Якутского артезианского бассейна (на террасах долины Лены) не превышает 1 — 2%.
В равнинных районах, характеризующихся малой проницаемостью аллювиальных отложений, под руслами рек и под озерами талые зоны развиты в основном в пределах границ русла или озера. Ввиду наличия суглинистых прослоев, тонкозернистости водовмещающих отложений под озерами и застойного характера режима водоотбор из подозерных таликов возможен лишь в объеме нескольких литров в секунду, причем воды обогащены железом, часто загрязнены.
При большей мощности выполняющих долину отложений и хороших их фильтрационных свойствах (коэффициент фильтрации более 25 — 30,м/сут) даже при полном промерзании реки в зимний период осу|ценная емкость летом полностью восполняется за счет аккумуляции поверхностного стока. Такие условия характерны для ряда речных долин, выполненных мощной толщей аллювиально-ледниковых валунногалечных отложений в предгорных районах. В настоящее время в районе г. Норильска в долинах рек Талнах и Ергалах разведаны, оценены и эксплуатируются запасы в количестве 2,5 мз/с.
Подземные воды Талнахского месторождения приурочены к древнеаллювиальной долине, выполненной валунно-галечниковыми отложениями с гравийно-песчаным, реже супесчаным заполнителем. Мощность отложений от 2 — 5 м на бортах до 80 м и более в центре долины. Эксплуатационные запасы обеспечиваются лишь в малой степени сработкой естественных запасов, главной их составляющей являются привлекаемые поверхностные воды в летний период, восполняющие запасы осушенной части водоносного горизонта, что возможно только на участках сквозных таликов. Ниже приводится описание Ангаро-Ленского артезианского бассейна — наиболее хорошо изученной части Восточно-Сибирской гидрогеологической области.
Средние значения минимальных модулей подземного стока АнгароЛенского артезианского бассейна изменяются в интервале от 0,5 до 1,5 л/с на 1 км’. Общие естественные ресурсы бассейна находятся в пределах 500 — 700 м’/с.
Для южной и юго-западной частей бассейна на площади 230тыс. км2 оценка эксплуатационных ресурсов выполнена гидродинамическим методом; на остальной же площади (135 тыс. км’), менее изученной, подсчет произведен по минимальному модулю подземного стока, т. е. к эксплуатационным ресурсам отнесены минимальные естественные ресурсы.
Эксплуатационные ресурсы подземных вод всего бассейна в целом ориентировочно равны 400 мз/с при модуле эксплуатационных ресурсов в южной и юго-западной частях его, равном 0,9 л/с на 1 км’, на остальной территории — 1,4 л/с на 1 км2.
Современное использование подземных вод очень невелико, общий водоотбор не превышает 2 мз/с, причем эксплуатируются пресные подземные воды преимущественно для сельскохозяйственного водоснабжения, а питьевое водоснабжение городов базируется в основном на использовании поверхностных вод, лишь в последние годы для этих целей все более широко начинают привлекаться подземные воды. Основную роль в водоснабжении городов имеют водозаборы инфильтрационного типа, использующие привлекаемые ресурсы рек. Эксплуатационные ресурсы речных долин характеризуются линейными модулями, которые изменяются от 200 до 2000 л/с и более с 1 км длины берега реки и практически целиком обеспечиваются привлекаемыми поверхностными водами.
Утвержденные ГКЗ запасы суммарно по всем разведанным в пределах бассейна участкам составляют 11 мз/с, из них около 7 м’/с приурочены к аллювиальным отложениям речных долин.
Эксплуатационные ресурсы, как отмечено выше, определялись гидродинамическим методом раздельно для основных водоносных комплексов только по южной — наиболее изученной части бассейна (табл. 10). В целом расчетные ресурсы на этой территории бассейна
равны 210 м’/с, из них около 110 м’/с приурочено к отложениям ордовика, 30 м’/с — к отложениям верхнего и среднего кембрия, 30 мз/ск комплексу ордовикских и кембрийских отложений и 30 мз/с — к отложениям юры. Около 10 м’/с приходится на отложения неогена, силура, архея и протерозоя. Эти отложения в основном мало водообильны и их роль даже в перспективном водоснабжении окажется незначительной. В связи с этим ниже дается характеристика лишь основных водоносных горизонтов и комплексов.
Юрский водоносный комплекс распространен преимущественно в Иркутском и Канском артезианских бассейнах второго порядка. Отложения юры представлены глинистыми песчаниками, трещиноватыми углями и алевролитами и подчиненными им трещиноватыми гравелитами и конгломератами. Эти породы чередуются с невыдержанными по площади и в разрезе водоупорными аргиллитами и слабопроницаемыми монолитными алевролитами. Отдельные водоносные слои юрских отложений гидравлически взаимосвязаны и образуют достаточно сложную водоносную систему.
В платформенной части Иркутского артезианского бассейна максимальная мощность пород юры не превышает 50 — 100 м; они содержат безнапорные и слабонапорные воды, коэффициент водопроводимости их изменяется в диапазоне 5 — 50 м’/сут. Эксплуатационные ресурсы юрских отложений здесь невелики, модули эксплуатационных ресурсов не превышают 0,1 — 0,3 л/с на 1 км’.
В субгеосинклинальной части Иркутского бассейна ‘ мощность юрских отложений возрастает до 600 м; напоры воды достигают 300 м и более; коэффициент водопроводимости увеличивается до 500 м’/сут. Величина модуля эксплуатационных ресурсов достигает 2 — 3 л/с на 1 км’. Весьма перспективна разведанная при поисках источников водоснабжения г. Иркутска присаянская свита, представленная обводненными слабосцементированными песчаниками мощностью до 150 м. Дебиты скважин, вскрывших отложения этой свиты, достигали 65, л/с при понижениях уровня воды всего лишь в пределах 1 — 5 м.
По химическому составу воды юрских отложений в субгеосинклинальной части Иркутского бассейна имеют преимущественно минерализацию, равную 0,3 — 0,5 г/л, однако весьма часто на общем фоне прес-. ных вод встречаются воды с минерализацией до 3 г/л и более, что связано с подтоком минерализованных вод из кембрийских отложений по тектоническим нарушениям.
В Канском артезианском бассейне юрские отложения имеют небольшую водообильность из-за преимущественного распространения глинистых разностей пород в разрезе толщи; здесь ресурсы пресных вод незначительны.
В настоящее время юрский водоносный комплекс эксплуатируется разрозненными по территории эксплуатационными скважинами (около 1000) для сельскохозяйственного водоснабжения с суммарным водоотбором около 0,6 — 0,7 мз/с, т. е. эксплуатационные ресурсы комплекса используются на 2%. Возможные дебиты групповых водозаборов в наиболее перспективной области развития юрских водоносных отложений достигают 0,1 м’/с.
.В ГКЗ эксплуатационные запасы вод юрских песчаников и алевролитов в количестве 0,26 м’/с утверждены только по одному участку в долине р. Ушаковки для водоснабжения г. Иркутска.
Водоносный комплекс отложений ордовика используется для водоснабжения городов 5Келезногорска, Братска, Усть-Кутска, однако по площади изучен весьма слабо. Водосодержащими являются трещиноватые песчаники и алевролиты. Зона наибольшей водообильности имеет мощность около двух-трех десятков метров; водопроводимость пород достигает 1000 — 1500 м2/сут при среднем значении около 200 —,300 iM2/оут. Пресные воды в породах ордовика развиты выше базиса эрозии, ниже уреза рек минерализация вод увеличивается до 1 — 6 г/л и более.
Модуль эксплуатационных ресурсов для большей части площади развития ордовикских отложений не превышает 1 л/с на 1 км’.
Современный водоотбор составляет 0,8 — 1 мз/с, т. е. эксплуатационные ресурсы используются менее чем на 1%. Наиболее крупный действующий водозабор, расположенный в пос. Чекановском (эксплуатируется водоносный горизонт в песчаниках ордовика), состоит из восьми скважин с суммарной производительностью 0,3 м’/с.
Утвержденные ГКЗ общие эксплуатационные запасы, приуроченные к отложениям ордовика и обеспеченные за счет привлечения поверхностных вод, составляют около 3 .м’/с; на
базе этих запасов проектируется удовлетворение перспективной потребности городов Братска и Тайшета.
Водоносные комплексы ордовикско-кембрийских о т л о ж е н и й занимают обширную территорию и представлены песчаниками, алевролитами, водоупорными аргиллитами и глинами. Данных для достаточно достоверной характеристики развития этих комплексов по площади, их водообильности и мощности водообильной трещиноватой зоны недостаточно. При расчетах эксплуатационных ресурсов этих комплексов значения коэффициента водопроводимости принимались равными в среднем около 150 м’/сут, при этом расчетные модули эксплуатационных ресурсов составили около 0,2 — 0,7 JI/c на 1 км2.
Потребление пресных подземных вод этих горизонтов не превышает 0,2 — 0,3 мз/с. Наибольшее количество воды (0,1 м’/с) из трещиноватых песчаников и известняков кембрия отбирается горизонтальной дреной в г. Железногорске. Общие утвержденные запасы подземных вод, приуроченных к трещиноватым породам кембрия, составляют 1 мз/с, причем основное их количество (0,8 мз/с) разведано в долине р. Орхи для водоснабжения г. Шелехово, где проектируется сооружение инфильтрационного водозабора.
Основным источником восполнения запасов рассмотренных водоносных комплексов в Ангаро-Ленском артезианском бассейне является инфильтрация атмосферных осадков, которая происходит в сравнительно короткий летний период. При концентрированном водоотборе экс-. плуатационные запасы обеспечиваются главным образом за счет сработки упругих запасов, которые из-за малых величин напоров для обеспечения крупного водоотбора потребуют рассредоточения сети водозаборных скважин, что в большинстве случаев явно нерентабельно. В связи с этим наиболее рационально для водоснабжения использование привлекаемых ресурсов, поверхностных вод, тем более, что все города в пределах бассейна расположены по берегам крупных рек.
Итак, проведенный обзор общих условий распространения эксплуатационных ресурсов в пределах Восточно-Сибирской гидрогеологической платформенной области показывает, что удовлетворение текущей и перспективной потребности в пределах Ангаро-Ленского артезианского бассейна не вызывает особых трудностей. Более сложной является проблема водообеспечения потребителей, расположенных в области развития многолетнемерзлых пород. Эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод здесь пока не оценены, а их разведка находится в начальной стадии. Очевидно, что месторождения подземных вод типа Талнахского и Ергалахского относительно редки. Вполне вероятно, что для районов развития многолетнемерзлых пород в будущем широкое распространение получит искусственное формирование запасов пресных подземных вод.
Источник
Гидрогеологические условия района
Гидрогеологическое районирование
В гидрогеологическом отношении район работ расположен на юге Восточно-Сибирской артезианской области, которая относится к гидрогеологическим структурам I порядка, и находится в пределах юго-западной части Ангаро-Ленского артезианского бассейна (гидрогеологическая структура II порядка). С запада и северо-запада к району работ примыкает Енисейская гидрогеологическая горноскладчатая область (гидрогеологическая структура I порядка).
Ангаро-Ленский артезианский бассейн включает в себя несколько более мелких гидрогеологических структур, таких как Канский и Ангарский бассейны.
Описываемый нами район находится на стыке Ангарского и Канского гидрогеологических бассейнов (гидрогеологических структур III порядка).
Район сложен разнообразными по возрасту и составу осадочными породами. На архейском кристаллическом фундаменте залегает нижний структурный ярус чехла, состоящий из терригенных и карбонатных пород нижнего кембрия с трещинно-пластовыми и трещинно-карстовыми солеными водами и рассолами. Выше залегают терригенные и карбонатные породы верхнего кембрия и ордовика, в которых развиты трещинно-пластовые пресные и соленые воды. В отложениях карбона и перми, распространенных в верхних частях разреза, содержатся трещинно-пластовые пресные воды. С юрскими отложениями, развитыми в центральных частях бассейна, связаны порово-пластовые пресные воды.
Гидрогеологическая характеристика района
По условиям залегания и характеру водовмещающих пород в пределах района можно выделить один горизонт подземных вод и четыре водоносных комплекса, выходящих на дневную поверхность.
Четвертичный водоносный аллювиальный горизонт (аlQ)
Аллювиальные отложения приурочены к долине р. Мура и её притокам, где они слагают пойму и надпойменную террасу. Пространственно с ними связан водоносный четвертичный аллювиальный горизонт. Водосодержащими породами служат гравийно-галечниковые отложения с песчаным заполнителем, слагающие нижнюю часть разреза четвертичных отложений. В кровле водоносного горизонта залегают супеси мощностью 2-4 м. На некоторых участках водоупорная кровля отсутствует.
В основании залегает толща суглинков мощностью 4-6 метров. Мощность водоносного горизонта четвертичных аллювиальных отложений в среднем 5-6 м.
Установлена тесная гидравлическая связь подземных вод с поверхностными. Подземные воды имеют свободный уровень. Местами, в связи с наличием водоупорных прослоев глин, грунтовые воды обладают напором. На пойме мощность водоносного горизонта 2-5 м, здесь грунтовые воды находятся на глубине 1-2 м от поверхности земли. В пределах первой надпойменной террасы мощность водоносного горизонта может составлять несколько метров.
По характеру циркуляции воды поровые и порово- пластовые.
По химическому составу воды аллювиального горизонта гидрокарбонатные кальциевые. По величине минерализации подземные воды пресные.
Питание подземных вод осуществляется за счёт инфильтрации атмосферных осадков, поверхностных вод в паводковый период. Разгрузка подземных вод осуществляется в речную сеть и в нижележащий водоносный горизонт.
Нижнеюрский водоносный комплекс отложений переяславской свиты (J1pr)
Этот водоносный комплекс приурочен к площади распространения пород одноименной переяславской свиты нижнеюрского возраста. В районе работ комплекс широко развит в водораздельных участках на левобережье Р. Муры, а на правом берегу — к востоку от ручья Челашан.
Водовмещающими породами являются песчаники и конгломераты, а также пласты трещиноватых алевролитов и каменных углей.
По типу фильтрации подземные воды относятся к пластовым, по классу — к трещинно- пластовым.
Мощность водоносного комплекса может достигать 90 м.
В районе работ подземные воды комплекса скважинами не вскрывались, но за его пределами дебиты гидрогеологических скважин составляли от 1 до 5 л/с при понижениях уровней 10-15 м. По степени минерализации воды пресные, с содержанием солей 0,2-1,0 г/л, по химическому составу, в основном, гидрокарбонатные кальциевые.
Так, по данным опытных гидрогеологических работ на Абанском месторождении углей, расположенном юго-западнее района, воды часто напорные, иногда самоизливающиеся. Дебит скважин при самоизливе достигает нескольких литров в секунду. Воды пресные с минерализацией до 0,5 г/л. По химическому составу гидрокарбонатные.
Верхнепермский водоносный комплекс отложенийстрелкинской свиты (Р2st)
Этот водоносный комплекс приурочен к площади распространения пород одноименной стрелкинской свиты верхнепермского возраста. В районе работ комплексшироко развит на правом берегу р. Мура в верхних частях склонов и водоразделов. Водовмещающими породами являются песчаники с галькой и гравием, туфопесчаники и трещиноватые алевролиты.
Мощность водоносного комплекса может достигать 180- 190 м.
По типу фильтрации подземные воды относятся к пластовым, в зоне разломов — трещинно-жильным, по классу — к порово-трещинно-пластовым и трещинножильным.
В районе работ подземные воды комплекса скважинами не вскрывались, но за его пределами дебиты гидрогеологических скважин составляли от 0,1 до 1 л/с. При небольших глубинах вскрытия подземные воды комплекса по степени минерализации пресные, с содержанием солей 0,3-0,5 г/л, по химическому составу, в основном, гидрокарбонатные кальциевые и натриевые.
Нижнепермский водоносный комплекс отложений бургуклинской свиты (Р1br)
Этот водоносный комплекс приурочен к площади распространения пород одноименной бургуклинской свиты нижнепермского возраста. В районе работ комплекс широко развит в центральной, западной и южной частях описываемой территории. На правом берегу р. Мура породы этого водоносного комплекса слагают нижние части склона реки и её долину, перекрытую четвертичным аллювиальным водоносным горизонтом. На левобережье р. Муры нижнепермский водоносный комплекс отложений бургуклинской свиты распространяется в пределах склонов реки и, частично, водораздельных пространствах.
В пределах этого водоносного комплекса и расположена деревня Ирба, организация будущего водоснабжения которой и является основной задачей курсовогопроекта.
Водовмещающими породами являются песчаники и трещиноватые алевролиты с прослоями углей.
Основание пород водоносного комплекса вскрыто и изучено на правом берегу р. Муры, где мощность разреза составила 114 м.
В целом мощность водоносного комплекса может достигать 140 м.
По типу фильтрации подземные воды комплексаотносятся к пластовым и трещинно-пластовым, в зоне разломов — трещинно-жильным, по классу – к порово-трещинно-пластовым и трещинно-жильным.
Средне-верхнекаменноугольный водоносный комплекс отложений катской свиты (C2-3kt)
Этот водоносный комплекс приурочен к площади распространения пород одноименной катской свиты. В пределах района отложения комплекса развиты на левом берегу р. Мура к западу и юго-западу от с. Ирба. Водовмещающими породами являются песчаники и трещиноватые алевролиты с прослоями углей.
В целом мощность водоносного комплекса может достигать 140-150 м.
По типу фильтрации подземные воды комплекса относятся к пластовым, в зоне разломов – трещинно-жильными, по классу – к порово-трещинно-пластовым и трещинно-жильными.
В районе работ подземные воды комплекса скважинами не вскрывались. За пределами района наиболее высокой водообильностью обладают песчаники, пески и угольные прослои. В верхней части разреза водоносные горизонты безнапорные или слабо напорные и вскрываются на глубинах близких к земной поверхности. Дебиты скважин составляют 1-2 л/с и более.
Порово-трещинно-пластовые скопления подземных вод комплекса характеризуются в основном невысокой минерализацией – до 0,5 г/л, реже до 1 г/л. Преобладающим в их составе являются гидрокарбонаты кальция и натрия.
Область питания верхних частей разреза местная. В питании более глубоких горизонтов значительная доля принадлежит удаленной области питания. Основное питание водоносного комплекса происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и инфлюации поверхностных вод.
Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 753 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник