Восточно-Сибирская гидрогеологическая область

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.

ф' ф

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.