WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Первая часть четвертой главы посвящена анализу роста добычи артезианских вод за весь период эксплуатации СДАБ и сравнению общих объемов добытой воды с величиной упругих запасов, рассчитанных для каждого водоносного комплекса. Установлено, что в трех районах Дагестана - Ногайском, Тарумовском и Хасавюртовском - природный упругий запас апшеронской воды уже выработан полностью. В Бабаюртовском, Кизилюртовском и Кизлярском районах упругие запасы выработаны соответственно на 40, 15 и 9%.

Во второй части четвертой главы предлагается в условиях отсутствия мониторинга график зависимости изменения напора от времени привязать не к отдельной скважине, где зачастую имеется в наличии лишь единичный замер при бурении, а к населенному пункту, в котором могут находиться несколько артезианских скважин, пробуренных в разное время на один и тот же водоносный горизонт. Проанализировав, исходя из этих позиций, более 2000 скважин на территории Северо-Дагестанской равнины, были выявлены 78 пунктов, по которым были построены кривые зависимости изменения напора от времени. Графики зависимости уровня подземных вод от времени эксплуатации напорного пласта имеют характерную для многих месторождений Северного Дагестана закономерность: основное, максимальное снижение уровня происходит в первые 2-3 года эксплуатации месторождения, за это время срабатывается большая часть упругого запаса, далее темпы падения снижаются и редко где превышают значение 1м/год. Отдельно рассматривается изменение уровня подземных вод на больших водозаборах, приуроченных к крупным населенным пунктам: Кизляру и Хасавюрту.

Третья часть четвертой главы посвящена построению математических моделей апшеронского водоносного комплекса на территории Терско-Кумского междуречья и бакинского водоносного комплекса на Кумско-Сулакской площади. После упрощений структуры потока, схематизации основных источников формирования водного баланса, схематизации фильтрационной неоднородности, начальных и граничных условий, дается математическая формулировка задачи, сводящаяся к решению планового нестационарного уравнения упругого режима фильтрации

, (1)

где - коэффициент упругоемкости пласта, kx,ky - составляющие коэффициента фильтрации, h - эффективная мощность пласта.

В качестве начального распределения напоров Н0 (x,y) берется схематическая карта подземного стока апшеронского водоносного комплекса для естественных, не нарушенных эксплуатацией условий:

H ( x,y,t ) / t=0 = H0 ( x,y ) (2)

Граничные условия для внешних контуров L1, L2 и L3 будем считать постоянными:

H ( x,y,t ) / L, L, L = const (3)

Для южной границы L4 :

H ( x,y,t ) / L = (t) (4)

Каждая скважина внутри оконтуренной таким образом территории, для которой имеется достоверная информация по динамике пластовых давлений, рассматривается как внутренняя граница области ( l ). Граничные условия для них записываются следующим образом:

H (x,y,t ) / l = f (t). (5)

Функции (t) и f (t) суть линейные интерполяции, построенные на основе фактического материала по динамике пластовых давлений.

Решение задачи (1) - (5) ведется численным методом, по результатам расчётов строится карта современных абсолютных пьезометрических уровней апшеронского водоносного комплекса (рис. 1).

По аналогичной схеме строится математическая модель для бакинского водоносного комплекса на территории Кумско-Сулакской низменности и современная карта абсолютных пьезометрических уровней для Кумско-Сулакского междуречья (рис.2).

В четвертой части четвертой главы карты абсолютных пьезометрических уровней апшеронского и бакинского водоносных комплексов, построенные для естественных, не нарушенных эксплуатацией условий, совмещаются с современными картами подземного стока. Показывается, что максимальной депрессии в апшероне подвержена центральная часть рассматриваемой области и побережье Кизлярского залива: в отдельных точках градиент напора здесь составляет 60 и более метров. В направлении восток-запад происходит сдвиг всех пьезоизогипс: это говорит о том, что вся область фильтрации вовлечена в зону депрессии в той или иной степени. Изменяется и конфигурация пьезоизогипс: если при естественном режиме фильтрации линии тока имели явно выраженную северо-восточную направленность, то теперь на северо-западной, северной границах области, а также на востоке, где граница проходит по акватории Каспия, они меняют своё направление, разворачиваясь в сторону депрессионной воронки. Таким образом, в апшеронском водоносном комплексе налицо изменение вектора горизонтальной составляющей естественного фильтрационного потока.

Аналогичное смещение пьезоизогипс наблюдается и в бакинских отложениях на всей территории междуречья Кума-Сулак, но конфигурация пьезоизогипс изменяется, в основном, в Терско-Кумской области: как и в апшероне, линии тока разворачиваются в сторону образовавшейся депрессии. Следовательно, в бакинских отложениях на площади Кума-Терек также имеет место изменение горизонтальной составляющей естественного фильтрационного потока. Иная ситуация в Терско-Сулакском междуречье: хотя смещение пьезоизогипс здесь также имеет место, однако депрессионная воронка не образуется. Одними из основных факторов, способствовавших этому, являются: близость областей питания, наличие поверхностного стока и хорошая гидродинамическая связь с нижележащим водообильным апшеронским водоносным комплексом, обладающим в этой части бассейна наибольшей мощностью.

Совмещение двух современных карт абсолютных пьезометрических уровней для водоносных комплексов бакинских и апшеронских отложений показал, что для всех точек оконтуренной области уровень в бакинском водоносном горизонте не ниже уровня артезианских вод в апшеронских пластах, а на большей части площади намного выше. Это говорит о том, что движение происходит в направлении сверху-вниз, из бакинских горизонтов в апшеронские. Наибольшие градиенты напора приходятся на центральную часть и побережье Кизлярского залива ( 20 и более метров). Таким образом, можно сделать вывод об изменении направленности вертикальной составляющей фильтрационного потока подземных вод на территории Терско-Кумского междуречья: если до начала разработки артезианского бассейна основная часть апшеронских напорных вод разгружалась в грунтовые воды на всей рассматриваемой площади, то в настоящее время разгрузка осуществляется в полном объёме через открытые артезианские скважины, а направление вертикальной фильтрации изменилось на противоположное.

Рис. 1. Схематическая карта абсолютных пьезометрических уровней

апшеронского водоносного комплекса. 1- 1964год, 2- 2002год.

Рис. 2. Схематическая карта абсолютных пьезометрических уровней

бакинского водоносного комплекса. 1 1964 год, 2 2002 год.

В первом разделе пятой главы производится оценка величин деформации эксплуатирующихся песчаниковых пластов водоносного комплекса плиоцен-четвертичных отложений, которые, несмотря на существенные депрессии, характеризуются незначительными размерами. Однако частое переслаивание глинистых пород с водовмещающими песчаниковыми пластами создает хорошие предпосылки для дренирования вод из глинистых прослоек и, соответственно, уплотнения глинистых и суглинистых пород. Оценка величины оседания глинистой толщи бакинских и апшеронских отложений позволила построить схематическую карту оседания дневной поверхности территории Северного Дагестана под воздействием многолетней эксплуатации подземных вод артезианского бассейна.

Рис. 3. Схематическая карта оседания дневной поверхности СДАБ.

1 изолинии оседания поверхности земли в см.

Далее определяются направления и размеры возможного подтопления прибрежных площадей при прогнозируемых оседаниях дневной поверхности на севере Дагестана. Показывается, что величина сдвига морской границы в западном направлении может изменяться от 180м на севере области до 2160м на отдельных участках прибрежной зоны. Величина площади предполагаемого затопления составляет примерно 240 тыс.км2.

В разделе третьем пятой главы анализируется возможность взаимосвязи между повсеместным снижением напоров в водоносных горизонтах плиоцен-четвертичных отложений и процессом опустынивания территорий Северного Дагестана. То обстоятельство, что вертикальная составляющая скорости фильтрации, как отмечалось выше, изменила свое направление на противоположное, свидетельствует о том, что грунтовые воды перестают получать подпитку от напорных вод плиоцен-четвертичного комплекса из-за депрессии в последнем. Падение избыточных напоров до нуля в ближайших к поверхности водоносных горизонтах наблюдалось в некоторых населенных пунктах уже в 70-е годы: это время можно считать точкой отсчета, начиная с которой уровень грунтовых вод неуклонно снижается, причем скорость падения уровня и площадь, на которую это явление распространяется, находятся в прямо пропорциональной зависимости от масштабов образовавшейся депрессии в напорных пластах плиоцен-четвертичных отложений. По результатам расчетов для территории дагестанской части Терско-Кумского междуречья строится схематическая карта абсолютных величин снижения уровня грунтовых вод, которая, будучи совмещена со схемой глубин залегания уровня грунтовых вод [8], дает картину изменения уровня грунтовых вод за период эксплуатации бассейна. Наиболее значительные снижения уровня грунтовых вод приурочены к северным частям Ногайского и Тарумовского районов: на северо-западе, в районе Южносухокумска, абсолютные значения снижения уровня грунтовых вод достигают 90 и более сантиметров; цифра 70 см охватывает почти весь район Прикумской зоны поднятий, а значение 50 см характерно для всей области, находящейся над депрессией. Эти же районы отмечаются как наиболее неблагополучные в смысле техногенного загрязнения пресных подземных вод продуктами нефтепромысла в процессе бурения и эксплуатации нефтяных месторождений.

Резюмируя сказанное, можно сделать вывод, что опустынивание территорий Северного Дагестана может быть напрямую связано с повсеместным снижением уровня грунтовых вод, которое, в свою очередь, стало следствием развития региональной депрессии в напорных водоносных горизонтах плиоцен-четвертичных отложений в результате столетнего периода эксплуатации СДАБ. Такие природные факторы, как удаленность территории от основных областей питания, особенности рельефа дневной поверхности, климата и геологического строения, малые скорости фильтрации, а также техногенные факторы, как наличие множества эксплуатирующихся водозаборов, "перехватывающих" подземный сток и продолжающееся падение напоров, не позволяют рассчитывать на быстрое восполнение запасов естественным потоком подземных вод и потому процесс снижения уровня грунтовых вод принимает необратимый характер.

В пятой части пятой главы на примере Махачкала-Тернаирского месторождения показано, что многолетнее техногенное воздействие на природные геотермальные системы приводит к тому, что 1) качество термальных вод перестает удовлетворять высоким требованиям, предъявляемым к ним для использования в бальнеологии, горячем водо- и теплоснабжении; 2) ухудшение качества термальных вод усугубляет существующую в настоящее время проблему их участия в загрязнении окружающей среды; 3) большие объемы добычи создают угрозу значительного локального оседания дневной поверхности.

В заключительной части пятой главы дается геоэкологическая оценка стабильности территории Северного Дагестана. Отмечается, что увеличение антропогенной нагрузки на природную водообменную экосистему СДАБа привело к чрезмерному нарушению её устойчивости, её способности к саморегуляции. В целом площадь Терско-Сулакского междуречья, несмотря на большие объемы добычи артезианских вод, наименее подвержена катастрофическим изменениям (исключение составляет зона Махачкала-Тернаирского месторождения), так как близость областей питания, большой ресурсный потенциал водосодержащей толщи пока ещё компенсирует отбор. Оседание поверхности земли представляет опасность, прежде всего, для прибрежных земель, которым грозит затопление, а также городам, таким как Махачкала и Кизляр, где вследствие оседания могут быть разрушены наземные сооружения. Даже незначительные смещения пластов могут стать причиной нарушения целостности водохранилищ и других важных инженерных объектов, расположенных в Терско-Сулакской зоне. Что касается дагестанской части Терско-Кумского междуречья, то здесь геоэкологическая ситуация однозначно характеризуется как нестабильная. Во-первых, налицо истощение запасов артезианских вод, возникновение депрессии в водоносных горизонтах плиоцен-четвертичных отложений. Во-вторых, следствием возникновения региональной депрессии стало изменение гидродинамической картины стока, в том числе изменение направленности скоростей вертикальной и горизонтальной фильтрации, и начало процесса деформации толщи, проявляющееся на поверхности оседанием земли. Из-за особенностей рельефа дневной поверхности вдоль побережья моря от р.Кумы до устья Терека, в результате деформирования толщи и усадки грунта, могут быть затоплены значительные площади земли. Следствием изменения направленности вертикальной составляющей скорости фильтрации стал повсеместный ущерб, нанесенный вертикальному площадному стоку напорных вод в вышележащие водоносные горизонты и, соответственно, в грунтовые воды. Воды хазарских и хвалынских отложений под воздействием нового градиента напора, поступают в бакинские отложения, повышая минерализацию содержащихся там пресных вод, тем самым ухудшая их качество и делая непригодными для питьевого водоснабжения. Таким же путем проникают с поверхности земли, сначала в грунтовые воды, потом в более глубокие артезианские воды антропогенные загрязнители. Одними из основных источниками техногенного загрязнения артезианских вод вредными компонентами являются нефтеразведочная, нефтедобывающая и сельскохозяйственная деятельность человека. Северо-западная часть Терско-Кумской области Дагестана, район Южносухокумска, наиболее уязвимы в плане подобного проникновения. Интенсивность процесса опустынивания также возрастает в северо-западном направлении, охватывая полностью Ногайский район и северную часть Тарумовского района.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»