Министерство геологии СССР всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (всегингео) гидрогеология СССР сводный том выпуск 3 ресурсы подземных вод СССР и перспективы их использования редактор

Вид материала

Книга

Содержание Восточно-Сибирская гидрогеологическая область Таблица 10 Ресурсы подземных вод Ангаро-Ленского артезианского бассейна (южная часть) Гидрогеологические складчатые области Кавказская часть складчатой области

Подобный материал:

• Методическое сопровождение работ по ведению мониторинга состояния недр, 2202.08kb.
• Строительные нормы и правила защита горных выработок от подземных и поверхностных вод, 2534.15kb.
• Г. А. Мавлянова на правах рукописи удк (553. 79: 546. 14) 575. 1 Бакиев саиднасим алимович, 926.06kb.
• Кнебель М. И., Кириленко К. Н., Литвиненко Н. Г., Максимова, 7467.82kb.
• Вопросы геологии, петрологии и металлогении метаморфических комплексов Востока ссср,, 1661.26kb.
• Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, 784.13kb.
• Разработка теоретических основ квалиметрии, 530.26kb.
• Учебное пособие по дисциплине «Гидрогеомеханика» для студентов специальности 080300, 951.39kb.
• А. А. Богданов отделение экономики ан СССР институт экономики ан СССР, 5421.75kb.
• Ливанова Т. Л 55 История западноевропейской музыки до 1789 года: Учебник. В 2-х, 10455.73kb.

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 м³/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 км²; естественные ресурсы составляют приближенно 700 м³/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 м³/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-пла-стовые 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 м³/с. Общая величина естествен­ных ресурсов подземных вод Алданского щита около 600 м³/с.

Эксплуатационные ресурсы из-за крайне слабой изученности тер­ритории Восточно-Сибирской области оценены только для Ангаро-Лен-ского 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_удолинах 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 ли-толого-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 осушенная емкость летом полностью восполняется за счет аккумуляции поверхностного стока. Такие условия характерны для ряда речных до­лин, выполненных мощной толщей аллювиально-ледниковых валунно-галечных 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 м³/с.

Подземные воды Талнахского месторождения приурочены к древ-неаллювиальной 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. Экс- плуатационные запасы обеспечиваются лишь в малой степени сработ-кой 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-Ленско-го артезианского бассейна — наиболее хорошо изученной части Восточ­но-Сибирской гидрогеологической области.

Средние значения минимальных модулей подземного стока Ангаро-Ленского артезианского бассейна изменяются в интервале от 0,5 до 1,5 л/с на 1 км². Общие естественные ресурсы бассейна находятся в пре­делах 500 — 700 м³/с

Для южной и юго-западной частей бассейна на площади 230 тыс. км² оценка эксплуатационных ресурсов выполнена гидродинамическим методом; на остальной же площади (135 тыс. км²), 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 м³/с при модуле эксплуатационных ресурсов в южной и юго-западной частях его, равном 0,9 л/с на 1 км², на осталь­ной территории — 1,4 л/с на 1 км².

Современное использование подземных вод очень невелико, общий водоотбор не превышает 2 м³/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 инфильтра-ционного 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 м³/с, из них около 7 м³/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 м³/с, из них около ПО м³/с приурочено к отложениям ордо­вика, 30 м³/с — к отложениям верхнего и среднего кембрия, 30 м³/с — к комплексу ордовикских и кембрийских отложений и 30 м³/с — к от­ложениям юры. Около 10 м³/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.


Таблица 10

Ресурсы подземных вод Ангаро-Ленского артезианского бассейна (южная часть)

Водоносный горизонт, комплекс	Площадь оценки ресур­сов, тыс. км2	Эксплуатационные ре­сурсы подземных вод, ма/сут	Модуль эксплуатацион­ных ресурсов, л/с км2	Использование подземных вод	Утвержденные ГКЗ и ТКЗ запасы под­земных вод
М3/С	% от эксплуа­тационных ресурсов	мп/с	% от эксплуа­тационных ресурсов
Водоносные комплексы неогено­вых, силурийских, протерозой­ских, архейских отложений	20	10	0,08 — 0,8
Водоносный комплекс юрских от­ложений	35	30	0,3 — 3	0,6 — 0,7	1 — 2	0,3	1
Водоносный комплекс ордовик­ских отложений	80	110	1,0	0,8 — 1,0	1 .	3	3
Водоносный комплекс ордовик­ско-кембрийских отложений	25	30	0,2 — 0,7	0,2-0,3	1	1	3
Водоносный комплекс кембрий­ских отложений	70	30	0,1-1
Всего	230	210	0,9	2	1	4	2

Примечание. Естественные ресурсы южной части бассейна равны 200 — 250 м³/с, воспол­няемая часть эксплуатационных ресурсов составляет примерно 10% от естественных.


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 водопроводи- мости их изменяется в диапазоне 5 — 50 м²/сут. Эксплуатационные ре­сурсы юрских отложений здесь невелики, модули эксплуатационных ресурсов не превышают 0,1 — 0,3 л/с на 1 км².

В субгеосинклинальной части Иркутского бассейна мощность юр­ских отложений возрастает до 600 м; напоры воды достигают 300 м и более; коэффициент водопроводимости увеличивается до 500 м²/сут. Величина модуля эксплуатационных ресурсов достигает 2 — 3 л/с на 1 км². 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 прес­ных 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 водоот-бором около 0,6 — 0,7 м³/с, т. е. эксплуатационные ресурсы комплекса используются на 2%. Возможные дебиты групповых водозаборов в наи­более перспективной области развития юрских водоносных отложений достигают 0,1 м³/с

В ГКЗ эксплуатационные запасы вод юрских песчаников и алев­ролитов в количестве 0,26 м³/с утверждены только по одному участку в долине р. Ушаковки для водоснабжения г. Иркутска.

Водоносный комплекс отложений ордовика исполь­зуется для водоснабжения городов Железногорока, Братска, Усть-Кут-ска, однако по площади изучен весьма слабо. Водосодержащими яв­ляются трещиноватые песчаники и алевролиты. Зона наибольшей водообильности имеет мощность около двух-трех десятков метров; во-допроводимость пород достигает 1000 — 1500 м²/сут при среднем значе­нии около 200 — 300 м²/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 км².

Современный водоотбор составляет 0,8 — 1 м³/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 м³/с.

Утвержденные ГКЗ общие эксплуатационные запасы, приурочен­ные к отложениям ордовика и обеспеченные за счет привлечения по­верхностных вод, составляют около 3 м³/с; на базе этих запасов проектируется удовлетворение перспективной потребности городов Братска и Тайшета.

Водоносные комплексы ордовикско-кембрийских отложений 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 м²/сут, при этом расчетные модули экс­плуатационных ресурсов составили около 0,2 — 0,7 л/с на 1 км².

Потребление пресных подземных вод этих горизонтов не превыша­ет 0,2 — 0,3 м³/с. Наибольшее количество воды (0,1 м³/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 м³/с, причем основное их количество (0,8 м³/с) разйедано 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 сра-ботки 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, проведеннный 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 ре-. сурсы 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.


ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СКЛАДЧАТЫЕ ОБЛАСТИ


Карпатско-Крымско-Кавказская гидрогеологическая складчатая область


Рассматриваемая область характеризуется исключительным разно­образием природных условий. Естественные ресурсы подземных вод подсчитаны для всей территории области и составляют около 1900 м³/с, почти 70% этих ресурсов сосредоточено в горных районах. Эксплуата­ционные ресурсы области оцениваются в 520 — 530 м³/с, в том числе 380 м³/с восполняемых. Суммарный водоотбор составляет около 130 м³/с, а утвержденные в ГКЗ и ТКЗ запасы по сумме всех катего­рий — около 200 м³/с.

Эксплуатационные ресурсы по площади распределены весьма неравномерно. Наибольшие эксплуатационные ресурсы формируются в пределах артезианских бассейнов межгорных и предгорных впадин и конусов выноса предгорных равнин, меньшими ресурсами -характери­зуются артезианские бассейны платформенного типа. В собственно гор­ных районах наиболее водообильные участки приурочены к закарсто-ванным известнякам и молодым лавам. В отдельных районах большое значение имеют подземные воды аллювиальных отложений речных долин.

В целом для большего числа городов (даже очень крупных) под­земные воды являются надежным источником водоснабжения. Однако в ряде районов (Ростовская область, район Кавказских минеральных вод, Черноморское побережье Краснодарского края, Приазовье, Кер­ченский полуостров, Восточный Азербайджан, Каспийское побережье Дагестана) вопросы водоснабжения должны решаться путем привле­чения подземных вод из других районов Карпатской и Крымско-Кав­казской складчатой области.

Описание области дается по двум гидрогеологическим районам первого порядка: Крымско-Кавказскому и Карпатскому. Первый район в свою очередь подразделяется на два района второго порядка: Кавказ­ский и Крымский.


Кавказская часть складчатой области


На территории кавказской части гидрогеологической области вы­деляются горно-складчатые сооружения Большого и, Малого Кавказа, представляющие собой бассейны трещинных, трещинно-пластовых, тре-лцинно-карстовых вод и трещинно-жильных вод зон тектонических на­рушений и контактов. К межгорным и предгорным зонам приурочены артезианские бассейны и системы конусов выноса.

В целом по кавказской части складчатой области эксплуатацион­ные ресурсы оценены в количестве около 500 м³/с, из них 350 м³/с при­ходится на восполняемые. Родниковый сток в качестве эксплуатацион­ных ресурсов учтен только по территории Армении, а ресурсы подзем­ных вод речных долин на южном склоне Большого Кавказа учтены только в размере утвержденных запасов. В целом эксплуатационные ресурсы горных районов и речных долин в пределах рассматриваемой части области значительно превосходят приведенные величины. .

Наиболее богаты эксплуатационными ресурсами артезианские бассейны складчатых областей (Араратский, Алазань-Агричайскйй, Куринский и др.) и системы конусов выноса предгорных шлейфов (Кусарская равнина). Эксплуатационные запасы месторождений этих двух типов составляют 360 м³/с, около 80 м³/с приходится на артезиан­ские бассейны платформенного типа (Азово-Кубанский и Восточно-Предкавказокий).

По условиям формирования эксплуатационных ресурсов подземных вод в пределах кавказской части складчатой области можно выделить следующие крупные зоны: Предкавказскую, горных хребтов Большого и Малого Кавказа, Закавказскую межгорную зону; характеристика ре­сурсов подземных вод этих зон приведена в табл. 11.

Предкавказская зона включает два крупных артезианских бассейна платформенного типа: Азово-Кубанский и Восточно-Предкав-казский (Терско-Кумский). и разделяющее их Ставропольское поднятие, западный и восточный склоны которого являются областями пита­ния указанных бассейнов. Основные водоносные горизонты в пределах Азово-Кубанского и Восточно-Предкавказского бассейнов приурочены главным образом к песчаным прослоям мощной песчано-глинистой тол­щи чатвертичного и неогенового возраста. Общая мощность толщи 700 — 800 м. Оценка эксплуатационных ресурсов приведена только для хорошо разведанной части водоносных слоев до глубин, не превышаю­щих 250 — 350 м.

В различных частях рассматриваемых бассейнов наибольшее зна­чение для эксплуатации имеют прослои, приуроченные к различным горизонтам четвертичного и неогенового возраста.

Все оцениваемые горизонты напорные. Мощность отдельных во­доносных прослоев колеблется от 20 до 30 м. Водопроводимость изме­няется в широких пределах, в среднем составляя по Азово-Кубанскому бассейну 150 — 250 м²/сут, а по Восточно-Предкавказскому — 50 — 150 м²/сут.

В долинах рек Кубани, Дона, Маныча и других самостоятельное значение имеют подземные воды четвертичных аллювиальных отложений, представленных лравийно-галечниковыми и песчаными образованиями.

На территории Ставропольского поднятия (за исключением перифе­рических частей артезианских бассейнов) основной водоносный горизонт приурочен к мелкозернистым пескам и прослоям песчаников и известня­ков сарматского яруса неогена. Коэффициенты водопроводимости этого горизонта в среднем составляют 70 — 80 м²/сут.

Общие естественные ресурсы подземных вод всех напорных горизон­тов как по Азово-Кубанскому, так и по Восточно-Предкавказскому арте­зианским бассейнам составляют около 70 м³/с в каждом.

При региональной оценке эксплуатационных ресурсов учитывались естественные ресурсы только оцениваемых водоносных прослоев. Они рассчитывались по величине инфильтрации атмосферных осадков в об­ласти питания и суммарному родниковому стоку -в пределах Ставро­польской возвышенности и были приняты равными 12 — 14 м³/с для Азо­во-Кубанского и около 6 — 7 м³/с для Восточно-Предкавказското бассей­нов. Таким образом, коэффициент использования естественных ресурсов составляет 0,1 — 0,20 (ом. табл. 11).

Подсчитанные эксплуатационные ресурсы в основном формируются за счет сработки естественных запасов водоносных прослоев, залега­ющих на глубине до 100 м (65% в Азово-Кубанском и 80 — 85% в Восточно-Предкавказском бассейнах). Для водозаборов, расположен­ных в долинах рек, гла!вным образом Кубани, существенным источником формирования эксплуатационных ресурсов может служить привле­каемый поверхностный сток, однако этот источник при оценке эксплуата­ционных ресурсов не учитывался. В то же время привлечение поверх­ностного стока может существенно повысить эксплуатационные запасы подземных вод на отдельных участках, причем не только четвертичного горизонта, непосредственно связанного с реками, но и нижележащих во­доносных прослоев неогена, что объясняется невыдержанностью разде­ляющих глинистых прослоев и перетеканием подземных вод при эксплу­атации из горизонтов четвертичного возраста в неогеновые. Это положе­ние хорошо иллюстрируется фактическими данными эксплуатации под­земных вод четвертичного и неогенового горизонтов на одном крупном водозаборе, расположенном в юго-западной части Азово-Кубанского бассейна, в долине р. Кубани.