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 |
- 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.
Тимано-Уральская гидрогеологическая складчатая область
Эксплуатационные ресурсы подземных вод Тимано-Уральской области изучены неравномерно. Наименее исследованы районы, расположенные севернее 60° с. ш., где величины ресурсов определены по предположению на основании данных по отдельным скважинам и источникам. По территории, находящейся между Полярным кругом и побережьем Северного Ледовитого океана, материалов для оценки эксплуатационных ресурсов подземных вод не имеется. Естественные ресурсы подземных вод подсчитаны для всей территории Тимано-Уральской области.
Таблица 18
Ресурсы подземных вод Тимано-Уральской гидрогеологической складчатой области
| Район, водоносный горизонт, комплекс | Площадь оценки ресурсов, тыс, кма | Ресурсы подземных вод, м8/с | Модуль эксплуатационных ресурсов, л/с на 1 км2 | Использование подземных вод | Утвержденные ГКЗ, ТКЗ эксплуатационные запасы | ||||
| естественные | эксплуатационные | М3/С | % от эксплуатационных ресурсов | М3/С | % от эксплуатационных ресурсов | ||||
| всего | восполняемые | ||||||||
| Уральская система палеозойских и протерозойских, | 194 | 840 | 150 | 100 | 0,05 — 3 | 10 | 7 | 22 | 15 |
| в том числе карбонатных пород | | — | 120 | | 2,5 — 3 | | | | |
| Тиманская система четвертич-но-неогеновых, пермских, карбоновых, девонских, протерозойских пород | 66 | 190 | 100 | 80 | 0,5 — 2 | | | 0,7 | 0,7 |
| Печорская система Ижма-Печорский и Болыпе-земельский бассейны келло-вей-батских отложений и четвертичных пород | 173 | 220 | 70 | 30 | 0,5 — 1 | | | 0,5 | |
| Предуральский артезианский бассейн, в том числе | 77 | 200 | 80 | 60 | — | 1,3 | 1,6 | 0,8 | 1 |
| четвертично-неогеновых отложений | 5 | | 5 | | 1 — 1,5 | | | | |
| верхнемеловых отложений | 8 | — | 10 | — | 1 — 2 | | | | |
| триасовых и пермских отложений | 56 | | 55 | | 0,5 — 1 | | | | |
| девонских, карбоновых, силурийских пород | 8 | — | 10 | — | 1-2 | | | | |
| Всего по Тимано-Ураль-ской области | | 1450 | 400 | 270 | | 11 | 3 | 24 | 6 |
В целом по Тимано-Уральской гидрогеологической складчатой области эксплуатационные ресурсы составляют около 400 м3/с, из них около 250 — 300 м3/с приходится «а долю восполненных. Суммарный водоотбор не превышает 10 — 15 м3/с, а утвержденные запасы составляют около 25 м3/с. Распределение ресурсов подземных вод в пределах Уральской, Тиманской и Печорской гидрогеологических систем показано в табл. 18.
Эксплуатационные ресурсы подземных вод в Уральской и Тиман-- ской системах сосредоточены главным образом в разновозрастных карбонатных породах ограниченных структур, в пределах Печорской системы — межгорных артезианских бассейнов, где ресурсы приурочены к терригенньгм верхнемеловым, среднеюрским триасовым и пермским отложениям.
Обеспеченность ресурсами подземных вод Тимано-Уральской области крайне неравномерная. Промышленно развитые районы Южного Урала наименее обеспечены ресурсами подземных вод.
Уральская гидрогеологическая система
Территория Урала бедна ресурсами подземных вод. Подземные, воды, как правило, сосредоточены в верхней зоне выветривания горных пород до глубины 30 — 60 м и имеют безнапорный характер. Наиболее водообильные участки приурочены к локальным зонам тектонических нарушений, контактам различных пород и небольшим бассейнам трещинно-карстовых вод. Подземные воды Урала преимущественно пресные, за исключением юго-восточной окраины, где минерализация их повышается до 1 — 3 г/л.
В пределах Урала выделяется пять основных водоносных зон тре-щиноватости, отличающихся литологическим составом пород и степенью их обводненности: в карбонатных, вулканогенно-осадочных, интрузивных, терригенных и метаморфических образованиях. Кроме пяти основных водоносных зон трещиноватости большое значение для организации водоснабжения на Южном Урале имеют подземные воды четвертичных аллювиальных отложений долины р. Урала и ее притоков.
Естественные ресурсы подземных вод Урала оцениваются по всей площади примерно в 840 м3/с. В соответствии с изменением общих геолого-структурных, гидрогеологических и физико-географических условий значения среднемноголетних модулей подземного стока изменяются от 0,3 до 10 л/с на 1 км2. Закономерное уменьшение модулей наблюдается с севера на юг и с запада на восток от 5 до 0,3 л/с на 1 км2, что связано с возрастанием засушливости климата в южном направлении, большей увлажненностью и широким распространением карбонатных пород на западном склоне Урала.
Эксплуатационные ресурсы подземных вод Урала составляют около 150 м3/с, из них около 80% приурочено к карбонатным породам. Эксплуатационные ресурсы формируются в основном за счет восполняемых (см. табл. 18). В процессе эксплуатации водозаборов увеличение эксплуатационных (ресурсов можно ожидать главным образом .в долинах рек, в местах, где они пересекают карбонатные породы или тектонические нарушения.
Модули эксплуатационных ресурсов подземных вод Урала изменяются в широких пределах — от 0,05 до 3 л/с. Наиболее высокие значения модулей, равные 2,5 — 3 л/с на 1 км2, характерны для карбонатных пород, модули в терригенно-осадочных и эффузивно-метаморфических породах колеблются в основном в пределах 0,1 — 0,5 л/с на 1 км2, на площади распространения метаморфических и интрузивных пород величины модулей не превышают 0,1 л/с на 1 км2. В зависимости от лито-логического состава пород изменяется и величина модуля, формирующегося за счет осушения пласта; для карбонатных пород она составляет 0,5 — 0,6 л/с на 1 км2, для остальных пород — 0,01 — 0,05 л/с на 1 км2.
Для территории Центрального Урала, который представляет собой типичную горную страну, эксплуатационные ресурсы не оценивались. Дебиты родников здесь в основном небольшие (ОД — 0,5 л/с), на отдельных участках трещиноватых зон они достигают нескольких литров в секунду, а в карстовых районах — нескольких сотен литров в секунду.
Современное использование подземных вод на Урале не превышает 5 — 10% от эксплуатационных ресурсов (см. табл. 18)/что связано в основном с незначительной водообильностью большего числа водоносных горизонтов. Кроме того, значительная часть ресурсов подземных вод приурочена к слабонаселенньш северным районам Урала, где отсутствуют потребители, в то время как промышленно развитые области Среднего и Южного Урала бедны ресурсами подземных вод. .
Подземные воды используются преимущественно для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Водоносные горизонты вскрываются главным образом одиночными скважинами и в меньшей мере групповыми водозаборами. Групповые водозаборы с дебитом от 10 до 300 л/с приурочены преимущественно к месторождениям подземных вод ограниченных структур с трещияно-карстозыми водами, зон тектонических нарушений и контактов литологически и петрографически разнородных пород.
Месторождения ограниченных структур с трещинно-карстовыми водами расположены обычно в межгорных депрессиях и приурочены к меридионально вытянутым полосам известняков, контактирующих со слабопроницаемыми породами. Ширина полос известняков колеблется в больших пределах — от нескольких сотен метров до 20 км. Водовме-щающие породы обычно перекрыты песчано-глинистыми четвертичными отложениями, мощность которых изменяется от долей метра до 50 м.
Основным источником питания подземных вод карбонатных пород в ненарушенных условиях являются атмосферные осадки и воды соседних слабопроницаемых пород, для которых известняки являются естественной дреной. При эксплуатации вод известняков водозаборами, расположенными на водоразделах, эксплуатационные запасы обеспечиваются в основном естественным питанием. Если же полоса известняков пересекается рекой, эксплуатационные запасы, как правило, определяются расходом этой реки, так как для этого типа месторождений характерна хорошая связь подземных и поверхностных вод. Отбор подземных вод в придолинных частях карбонатных массивов изменяется от нескольких десятков литров в секунду до 1000 л/с. Уровень подземных вод в таких водозаборах имеет сезонные колебания, связанные с сработкой естественых запасов подземных вод известняков и перекрывающих их рыхлых отложений в меженный период, с последующим их восполнением в паводок. Расходы водозаборов, заложенных на водоносных известняках, слагающих водоразделы, как правило, составляют несколько десятков литров в секунду. Режим работы их близок к установившемуся, если расход не превышает естественного питания подземных вод.
Трещинно-жильные месторождения подземных вод приурочены к некарбонатным породам. Для этого типа месторождений характерно незначительное площадное распространение, высокие фильтрационные свойства пород и небольшие естественные запасы подземных вод. На водораздельных трещинно-жильных месторждениях расход водозаборов определяется величиной естественных ресурсов и не превышает 50 л/с. Если трещинно-жильные зоны пересекаются рекой, имеющей гидравлическую связь с подземными водами, расход водозаборов формируется в основном за счет поверхностных вод и режим их имеет те же закономерности, что и на инфильтрационных водозаборах в придолинных месторождениях трещинно-карстовых вод. Расходы водозаборов на таких участках изменяются от 50 до 400 л/с.
Из краткого описания типов месторождений подземных вод, эксплуатируемых в пределах Урала, видно, что. они имеют неравномерное распределение по площади. Большая часть наиболее крупных месторождений, приуроченных к трещино-закарстованным породам, расположена на западном склоне Урала и частично на восточном. Второй особенностью этих месторождений является их относительно небольшие эксплуатационные возможности. В связи с этим большое число городов и промышленных объектов лишено источников подземных вод и использует в основном поверхностные воды. К таким городам относятся Челябинск, Свердловск, Нижний Тагил, Златоуст и др. В более благоприятных гидрогеологических условиях находится крупнейших город Урала — Магнитогорск, для водоснабжения которого используются подземные воды известняков.
Более обеспечены города Оренбургской области, расположенные в долинах р. Урала и ее притоков, где современные хозяйственно-питьевые нужды полностью обеспечиваются подземными водами.
По отношению к эксплуатационным ресурсам Урала разведанные , и утвержденные ГКЗ и ТКЗ запасы подземных вод составляют не более 15%. Однако в пределах промышленной части Урала изученность подземных вод относительно высокая, здесь разведана или эксплуатируется большая часть наиболее перспективных месторождений с тре-щинно-карстовыми водами. Большая часть утвержденных запасов относится к этому типу месторождений подземных вод.
Перспективная потребность большего числа крупных городов Урала обеспечена подземными водами не более чем на 10 — 20%. Только отдельные города (Магнитогорск, Орск, Первоуральск и др.), куда могут быть поданы подземные воды известняков или аллювиальных . отложений р. Урала и ее притоков, могут быть ориентированы на использование подземных вод. Одним из перспективных источников подземных вод, использование которого в отдельных случаях может решить проблему водоснабжения небольших городов, является шахтный водоотлив. В.. настоящее время из шахт откачивается примерно столько же воды, сколько отбирается для хозяйственно-питьевого водоснабжения групповыми водозаборами и одиночными, скважинами. Около половины общего количества этой воды имеет качество, отвечающее требованиям ГОСТ к хозяйственно-питьевым водам. В основном же подземные воды Урала могут быть рекомендованы для снабжения сельского хозяйства. Ниже приводится краткая характеристика основных водоносных горизонтов, распространенных на территории Урала.
Водоносный горизонт четвертичных аллювиальных отложений выделен в качестве основного на Южном Урале в долине р. Урала и ее притоков. Аллювиальные отложения представлены песчано-гЗлечниковыми породами, характеризуются выдержанностью по площади, значительной мощностью и хорошими фильтрационными свойствами. Подземные воды долин Урала и Сакмары можно использовать для водоснабжения крупных городов и промышленных объектов, а более мелких притоков — для удовлетворения потребности в воде сельского населения.
Наиболее водообильны карбонатные отложения протерозойского и палеозойского (до перми) возраста, занимающие около 20% территории Урала. Распространены карбонатные породы преимущественно на западном склоне Урала, где они залегают в виде регионально вытянутой полосы. (В Центральном Урале и на его восточном склоне карбонатные породы залегают узкими полосами, зажатыми между метаморфическими породами, или образуют отдельные массивы. Водопроводи-мость карбонатных пород колеблется в широких пределах — от 50 до 1000 м2/сут. На большей площади их распространения возможно устройство водозаборов производительностью 50 — 100 л/с, на закарстован--ных участках, расположенных около рек, расходы водозаборов увеличиваются до нескольких сотен литров в секунду.
Вулканогенно-осадочный водоносный комплекс пород силура, девона и карбона (зелено-каменная толща) широко распространен в пределах Тагило-Магнитогорского синклинория и на восточном склоне Урала. В одо проводим ость пород, как правило, незначительная и не превышает 50 м2/еут. В линейно-вытянутых зонах повышенной трещи-новатости пород водопроводимость возрастает до 600 м2/сут. Подземные воды вулканогенно-осадочного комплекса могут быть, использованы в основном для сельскохозяйственного водоснабжения при производительности одиночных скважин не более 1 л/с.
Терригеиные отложения палеозоя представленные песчаниками, конгломератами, сланцами, аргиллитами, развиты на западном и восточном склонах Урала. В целом водопроводимость терри-генных отложений небольшая (20 — 50 м2/сут), в пределах линейно-вытянутых зон повышенной трещиноватости и в долинах рек водопроводимость достигает 200 м2/сут. На этих участках подземные воды могут быть получены скважинами с производительностью до 10 л/с, на остальной территории — не более 2 л/с.
Метаморфические образования верхнего протерозоя — кембрия распространены в основном в пределах Центрального Урала и частично на восточном склоне. Породы характеризуются незначительной водоносностью, их водопроводимость изменяется в основном от 5 до 20 м2/сут, повышаясь ,в зонах повышенной трещиноватости до 300 м2/сут. В пределах этих зон могут быть заложены водозаборы с производительностью до 20 л/с, на остальной площади возможа эксплуатация одиночных скважин с расходом не более 1 л/с.
Интрузивные породы развиты главным образом на восточном склоне Урала. Подземные воды приурочены в основном к периферическим, контактовым зонам массивов, где водопроводимость пород, достигает 400 м2/сут, центральные части интрузий практически безводны. В периферических зонах интрузивных массивов производительность групповых водозаборов достигает 30 л/с.
Тиманская гидрогеологическая система
В границах этой системы выделяется пять основных водоносных горизонтов в отложениях четвертичного, пермского, карбонового, девонского и протерозойского возраста, содержащих в основном грунтовые или слабонапорные воды. Около половины территории Тимана занимают известняки и доломиты нижней перми и карбона, примерно 25% площади — известняки, доломиты, песчаники и аргиллиты девона. Сред-нечетвертичные — неогеновые озерно-аллювиальные пески с гравийно-галечниковыми прослоями распространены на юго-восточной ожраине бассейна. Метаморфические сланцы, кварциты и гнейсы протерозойского возраста выходят на поверхность в ядрах отдельных антиклинальных структур.
Наиболее перспективным для использования является водоносный горизонт в известняках и доломитах пермо-карбона, водопроводимость которых составляет 400 — 500 м2/сут. В пределах этого горизонта могут быть заложены водозаборы с производительностью в несколько сотен литров в секунду. На большей площади распространения остальных водоносных горизонтов возможные дебиты групповых водозаборов не превышают нескольких десятков литров в секунду.
Тиманская гидрогеологическая,система характеризуется значительными естественными ресурсами подземных вод, которые формируются в основном в коренных породах; перекрывающие четвертичные отложения на Тимане имеют незначительную водообильность. Общая величина естественных ресурсов подземных вод в пределах изученной части достигает 190 м3/с (см. табл. 18). Среднее значение модуля подземного стока равно 3 л/с на 1 км2, наибольшая величина модуля, составляющая 4 — 4,5 л/с на 1 км2, наблюдается на участках распространения закарстованных известняков карбона и нижней перми, а также на возвышенных участках, сложенных трещиноватыми породами протерозоя.
Эксплуатационные ресурсы подземных вод основных водоносных горизонтов в пределах изученной части Тиманского бассейна составляют 90 — 100 м3/с, из них около 80% приходится на восполняемые. Модули эксплуатационных ресурсов изменяются от 1 до 2 л/с на 1 км2,, наименьшие значения, равные 0,5 — 0,8 л/с на 1 км2, отмечаются на площади распространения протерозойских пород.
В настоящее время подземные воды Тимана используются для водоснабжения в очень небольшом объеме. В самом крупном городе Тимана — Ухте для водоснабжения используются в равной мере поверхностные и подземные воды девонских известняков и песчаников. Перспективная потребность в воде этого города также может быть удовлетворена за счет подземных вод, при этом разведанное и утвержденное в ГКЗ количество воды составляет около 50% от потребности.