WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

р. Садак

-

44-75
59 (5)

-

р. Дема

12-65
35 (8)

32-110
66 (17)

75-90
83 (3)

Итого по бас. р. Кама-Волга

5-65
30 (10)

32-110
63 (24)

65-105
80 (10)

р. Салмыш

37-98
54 (5)

35-46
41 (2)

178-178
178 (1)

Примечание – в числителе глубина от-до; в знаменателе: среднее значение (количество скважин)

Все верхнепермские отложения, выходящие на дневную поверхность можно разделить на 2 группы. К первой группе относятся породы малокинельской, аманакской и большекинельской свит татарского яруса, которые изначально загипсованы не были. Отложения сокского и более древних возрастов, залегающие ниже, в связи с некоторой удаленностью от поверхности при формировании современного рельефа значительных изменений не претерпели, загипсованные породы в них осталась невыщелоченными. Следовательно, глубина залегания загипсованных пород первой группы напрямую зависит от мощности вышележащих отложений татарского яруса, которая по понятным причинам на водоразделах больше чем в долинах.

Ко второй группе относятся выходящие на поверхность сокские и более древние верхнепермские отложения, которые в момент своего образования были загипсованы. В период формирования современного рельефа произошло частичное выщелачивание сульфатных пород на разную глубину. Факт выщелачивания загипсованных пород в верхнеказанских отложениях, выходящих на дневную поверхность или залегающих близко к ней, убедительно подтверждается наличием в них характерного перехода: кавернозность в приповерхностной зоне, затем – каверны, заполненные кальцитом, и далее – невыщелоченный гипс. Причем, на водоразделах, мощность кавернозных пород больше, чем в долинах.

Объясняется это тем, что именно от характера рельефа зависит величина инфильтрационного питания и скорость фильтрации подземных вод. В совокупности все эти факторы определяют скорость выщелачивания растворимых пород, которая по данным А.Е. Орадовской зависит от скорости фильтрации.

На рассматриваемой территории скорости фильтрации равны: для долин – 0,005 м/сут, для склонов – 0,021 м/сут, для водоразделов –
0,028 м/сут. Более застойный характер движения подземных вод в долинах влияет на скорость отвода продуктов взаимодействия системы "вода-порода", что способствует сохранению повышенной минерализации подземных вод и, как следствию, снижению скорости выщелачивания гипса.

Благодаря этому в процессе продвижения потока подземных вод формируются три зоны: зона полного выщелачивания (пресных вод), зона постепенного увеличения засоленности и невыщелоченная зона, которым в нашем случае соответствуют водоразделы, склоны и долины, а сформировавшаяся в результате выщелачивания гипса глубина кровли загипсованных пород подчиняется той же закономерности, что и в отложениях первой группы: на водоразделах она больше, в долинах – меньше.

Таким образом, изучение условий распространения сульфатных пород в отложениях верхнего отдела пермской системы, выполненное на большом фактическом материале, показало, что положение кровли загипсованных отложений определяется рельефом местности. Максимальная глубина залегания кровли загипсованных отложений связана с водоразделами, минимальная – с долинами (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема зависимости глубины залегания загипсованных пород от элементов рельефа

Таким образом, на северо-западе Оренбургской области определяющую роль в формировании гидрохимической зональности подземных вод зоны активного водообмена играют процессы выноса сульфатов из сульфатсодержащих пород, протекающие под воздействием экзогенных процессов и новейших тектонических движений в условиях современного рельефообразования.

Четвертая глава характеризует закономерности формирования химического состава подземных вод рассматриваемого района.

В начале главы охарактеризована методика сбора и обработки информации. При анализе накопленного по рассматриваемой территории материала особое внимание обращалось на наличие в разрезе скважин загипсованности пород. Исследование фондовых материалов и образцов керна, показало, что гипс и ангидрит развиты в виде самостоятельных слоев, прослоев, линз, гнезд, желваков, а также в тонкодисперсном состоянии. Из общего количества рассмотренных скважин (более 1000) по 88 скважинам исследуемой территории имеются данные о наличии в разрезе загипсованности или об ее отсутствии. Полученные сведения были привязаны к бассейнам крупных рек. По этим данным был сформирован каталог загипсованности отложений, который послужил основой для дальнейших исследований.

Для определения наличия связи подземных вод с водами выщелачивания соленосных пород или гипсовых отложений, а также с водами нефтяных и газовых месторождений использовались коэффициенты rSO4/Cl и rNa/Cl. Анализ фактического материала показал, что подземные воды верхних водоносных комплексов исследуемой территории являются, как правило, водами выщелачивания гипсовых отложений и не связаны с пластовыми водами нефтяных и газовых месторождений. По всем водоносным комплексам средние коэффициенты rSO4/Cl и rNa/Cl больше 1.

Распределение химических анализов по генетическим типам Курнакова-Валяшко показало, что, на рассматриваемой территории в верхних водоносных комплексах преобладают подземные воды сульфатного типа, на втором месте воды гидрокарбонатного типа. Среди вод сульфатного типа в основном распространены воды сульфатно-натриевого подтипа. В аманакских и большекинельских отложениях наибольшим распространением пользуются воды магниевой группы, в нижележащих водоносных
комплексах – преимущественно кальциевой группы.

С целью изучения характера взаимосвязи минерализации подземных вод и содержания сульфат-иона был проведен расчет коэффициента корреляции между указанными величинами. В результате этого выявлено, что при росте минерализации подземных вод в диапазоне от 0,1 до 3,0 г/дм3 коэффициент корреляции между минерализацией и содержанием анионов SO4 равен 0,90, достоверность аппроксимации линии тренда 0,91 (рисунок 3). "Гипсовое" происхождение сульфат-иона косвенно подтверждает рост содержания катионов Ca, сопутствующий повышению концентрации анионов SO4, коэффициент корреляции между сульфат-ионом и содержанием катионов кальция равен 0,80.

Также по каждому возрасту были построены корреляционные зависимости между химическим составом и минерализацией подземных вод, анализ которых показал, что пресные воды по химическому составу преимущественно гидрокарбонатные по анионам и смешанные (с преобладанием кальция или магния) по катионам: в этих водах анионы с содержанием от 50 до 70 экв. % являются преимущественно гидрокарбонат-ионами, а при содержании более 70 экв. % – в подавляющем большинстве случаев гидрокарбонат-ионами.

В подземных водах с минерализацией от 1 до 3 г/дм3 химический состав претерпевает значительные изменения. Характерной особенностью этих вод является то, что анионы с содержанием выше 50 экв. % как правило являются сульфатами, а катионы с содержанием выше 50 экв. % – катионами кальция.

Подземные воды с минерализацией от 3 до 5 г/дм3 встречаются реже. По химическому составу они схожи с вышерассмотренными водами с

Рисунок 3 – Зависимость минерализации подземных вод от содержания в воде ионов SO4 и их влияние на концентрацию катионов Ca

минерализацией от 1 до 3 г/дм3, но в отличие от них наблюдается некоторое увеличение содержание ионов хлора и натрия за счет уменьшения магния.

Воды с минерализацией более 5 г/дм3 (21 проба из 724), как правило, с преобладанием ионов хлора (сульфатно-хлоридные или хлоридные, реже хлоридно-сульфатные) и повсеместно с преобладанием натрия в катионной части (от 55 до 97 экв. %).

Полученные зависимости полностью согласуются с известными сведениями (Е.В. Посохов, 1972) о том, что минерализация сульфатных кальциевых вод, образующихся при взаимодействии гипсов и загипсованных пород с атмосферными осадками, инфильтрующимися в них, не превышает 2,6-2,8 г/дм3, что определяется величиной растворимости гипса (2,09 г/дм3 в стандартных условиях).

Таким образом, на основе анализа полученных корреляционных зависимостей между химическим составом и минерализацией подземных вод в районе исследований, можно с уверенностью сделать вывод о том, что загипсованность пород имеется не только по скважинам, закартировавшим гипсы, но и в других опорных скважинах (из 724), где в литологической колонке последняя по тем или иным причинам не нашла отражение. На большей части территории загипсованность приурочена к отложениям казанского и уфимского ярусов. В западной и юго-западной части загипсованность пород вторичного происхождения имеется также в нижней части большекинельской свиты.

На основании выявленных закономерностей по характеру изменения химического состава подземных вод, связанных с гипсами, для скважин с содержанием сульфат-иона больше 60 экв. % и минерализацией больше 1 г/дм3 была построена карта, отражающая глубину распространения солоноватых подземных вод, связанных с гипсами.

В связи с непостоянной мощностью загипсованных отложений (от 1-5 до 100 м и более), различным характером загипсованности (вкрапления, прослои, слои) для выявления возможности влияния загипсованных отложений на химический состав подземных вод было проанализирована зависимость химического состава подземных вод от загипсованности отложений, которая рассматривалась по бассейнам крупных рек.

Проведенный анализ по каждой скважине показал, что даже при незначительном содержании гипсов в водовмещающих породах (небольшая мощность загипсованных пород или присутствие гипса в виде вкраплений) в подземных водах наблюдается характерное для таких вод повышение минерализации и смена анионного и катионного состава на сульфатный кальциевый. Убедительно данный вывод подтверждается при проведении в скважине двух опробований: первого – выше интервала загипсованности, а второго – в этом интервале или ниже.

Используя карту глубины залегания кровли загипсованных отложений и карту распространения солоноватых подземных вод, была построена карта, отражающая влияние загипсованных отложений на относительное залегание солоноватых подземных вод. Установлено, что на большей части территории глубина залегания солоноватых вод выше кровли загипсованных отложений на величину порядка 25 м, реже на 25-50 м. В западной части территории, в бассейне р. Савруша, солоноватые воды находятся выше кровли загипсованных пород на величину порядка 75-125 м. Связано это с тем, что здесь повышение минерализации и смена химического состава наблюдается вследствие ухудшения условий водообмена, так как в указанном районе глубина залегания загипсованных отложений максимальна, в то время как выше их развита мощная толща пород верхне- и нижнетатарского яруса.

На основании вышеизложенного можно констатировать, что региональная граница глубины распространения солоноватых вод в верхней гидродинамической зоне зависит от насыщенности пород сульфатами, степени их выщелачивания и интенсивности процессов водообмена. Она является надежным критерием поисков пресных и солоноватых вод.

В пятой главе раскрываются гидрогеологические предпосылки для организации хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения. Одной из важных задач в рассматриваемом районе, в связи с интенсивным развитием отраслей народного хозяйства, сопровождающемся потреблением значительного количества подземных вод, является охрана подземных вод от истощения и загрязнения.

При решении вопросов водоснабжения в районах со сложными условиями формирования химического состава подземных вод, к которым относится рассматриваемая территория, особую значимость приобретают вопросы целенаправленного проведения поисково-разведочных работ. Основные задачи при их проведении заключаются в выборе перспективных гидрогеологических подразделений, обосновании глубины и количества скважин, их производительности и др. Организация поисково-разведочных работ с использованием научно обоснованных поисковых критериев позволит получить положительные результаты.

В условиях быстрой смены химического состава воды по вертикали разреза главной задачей является обоснование глубины поисково-разведочных и эксплуатационных скважин на пресные и солоноватые (технические) воды. Необоснованное увеличение глубины скважин или форсированный отбор подземных вод может привести к перетокам солоноватых подземных вод в пресные горизонты.

Другая, не менее важная задача – обеспечение рационального водопользования – заключается в недопущении забора пресных подземных вод для целей производственно-технического водоснабжения объектов. Неправильная организация производственно-технического водоснабжения, в результате которого совместно с водами технического качества происходит забор пресных вод из вышележащих комплексов, значительно усиливает нагрузку на пресные воды зоны активного водообмена и в конечном итоге ведет к сокращению естественных ресурсов пресных подземных вод территории.

Как было показано выше, основным критерием для разделения границы пресных и солоноватых подземных вод в оренбургский части Бугульминского бассейна подземных вод является глубина залегания загипсованных отложений. Для осуществления рационального водопользования глубина проектируемых на пресную воду скважин должна быть меньше глубины появления загипсованных пород на величину не менее 20 м. Для вод технического качества интервал эксплуатации скважин должен находиться на 15-20 м ниже кровли загипсованных пород.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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