| ||
Бурение | Технология | | Оборудование | Цены | Фото и видео | Техническая литература | ||
![]() | Западно-Сибирская гидрогеологическая область |
|
Техническая литература: Колодцы Словарь по гидрогеологии А-Г Словарь по гидрогеологии Д-О Словарь по гидрогеологии П-Я Станок для бурения БУР-50: ![]() | Гидрогеология СССР
Оглавление Западно-Сибирская гидрогеологическая область Западно-Сибирская гидрогеологическая область занимает площадь,, равную 2,5 млн. км', и является одним из крупнейших артезианских бассейнов мира, в котором аккумулируются огромные ресурсы подземных вод. Особенности геологического строения и физико-географической зональности области обусловили приуроченность основных ресурсов пресных и солоноватых вод к водоносным горизонтам и комплексам мезо-кайнозойских отложений. Эти же особенности предопределили и неравномерное распределение на рассматриваемой территории ресурсов подземных вод. Естественные ресурсы подземных вод Западно-Сибирской гидрогеологической области составляют приблизительно 4800 м'/с, из них 90% образуется в зоне умеренного и избыточного увлажнения центральной и северной (кроме Заполярья) частей области, занимающих примерно 60% площади. В зоне недостаточного увлажнения на юге Западной Сибири охватывающей около 25% площади, расположенной южнее 60-й Ф 3 параллели, естественные ресурсы определяются в объеме 350 м /с. Естественные ресурсы в предгорных зонах Западно-Сибирской области образуются в основном в водоносных комплексах олигоценовых, эоценовых и меловых отложений, выходящих здесь на дневную поверхность. К центру бассейна эоценовые и меловые породы погружаются под толщу чеганских глин, и подземный сток формируется в четвертичных, неогеновых и олигоценовых породах.Модуль среднегодового подземного стока постепенно увеличивается в направлении с юга на север от 0,1 до 4 л/с на 1 км', величина минимального среднегодового модуля увеличивается в том же направлении от 0,1 до 3 л/с на 1 км'. Наименьшие значения модулей характерны для зоны недостаточного увлажнения юга, наибольшие — для .зоны избыточного увлажнения центральной части области (Обь-Енисейское междуречье), севернее которой величины модуля подземного стока уменьшаются до 1,5 л/с на 1 км', а в Заполярье — до 05 л/с на 1 км'. Закономерное изменение модуля естественных ресурсов наблюдается и в направлении от водоразделов к долинам рек. На Тобол-Ишимском, Ишим-Иртышском междуречьях и на Приобском плато значения модуля подземного стока колеблются от менее 0,1 до 0,3 л/с на 1 км', на озерно-аллювиальной Кулундино-Предалтайской равнине модуль составляет 0,5 — 1 л/с на 1 км'. В пределах широких долин крупных рек модуль изменяется от 0,3 — 0,5 (Тобол, Ишим) до 1,5 (Иртыш) и 3 л/с на 1 км' (Исеть, Уй, Пышма и др.). ![]() Эксплуатационные ресурсы пресных и солоноватых подземных вод Западно-Сибирской гидрогеологической области оценены на наиболее изученной в гидрогеологическом отношении площади, расположенной южнее 60' с. ш. К северу от этой параллели территория области нахо.дится в зоне развития многолетнемерзлых пород мало обжитой и слабо изученной, поэтому оценка ресурсов подземных вод здесь в настоящее время не представляется возможной. По общим гидрогеологическим условиям на этой территории перспективными для водоснабжения являются надмерзлотные и межмерзлотные воды таликов под руслами рек и озерами. Значительные ресурсы образуются в таликах, связанных с поверхностными водами. По-видимому, в нижних течениях крупных рек (Обь, Пур, Таз, Енисей) отдельные участки богаты подземными водами. Подмерзлотные воды в мезо-кайнозойских отложениях в одних районах пригодны для водоснабжения, в других — имеют повышенную минерализацию. Оценка эксплуатационных ресурсов подземных вод проведена в южной группе артезианских бассейнов Западно-Сибирской гидрогеологической области — Тобольском, Среднеобском, Среднеенисейском, Иртышском, Верхнеобском — на площади около 1 млн. км' для основных водоносных горизонтов и комплексов, заключенных в четвертичных неогеновых. палеогеновых, меловых и юрских отложениях. На этой территории естественные ресурсы равны примерно 1200 м3/с, а эксплуатационные ресурсы пресных и солоноватых подземных вод оценены в объеме 1300 м'/с. Из этого количества на долю пресных вод приходится 65%, с минерализацией до 3 г/л — 20%, от 3 до 10 г/л и больше — 15%. Наибольшие эксплуатационные ресурсы подземных вод заключены в водоносных комплексах палеогеновых (380 м'/с) и в едином комплексе четвертично-палеогеново-меловых отложений (530 м'/с). В четвертиных и неогеновых породах ресурсы оценены соответственно в 180 и 110 м'/с, в меловых и юрских отложениях суммарно в количестве 90мз/с (табл. 9). Модули эксплуатационных ресурсов основных водоносных горизонтов изменяются от менее 0,1 до 7 л/с на 1 км'. На преобладающей части оцененной площади артезианских бассейнов развиты преимущественно водоносные горизонты палеогеновых отложений, модули которых не пре.вышают 2 л/с на 1 км', в юго-восточной части Среднеобского бассейна, где основные водоносные горизонты в кайнозойских и меловых породах гидравлически связаны между собой, величина модулей эксплуатационных ресурсов находится в пределах 1—7 л/с на 1 км~. Формирование эксплуатационных ресурсов в каждом из оцениваемых водоносных комплексов происходит по-разному. Ресурсы преимущественно безнапорных вод четвертичных и неогеновых образований формируются за счет осушения пласта и инфильтрации атмосферных осадков, при этом восполняемая часть составляет около половины эксплуатационных ресурсов. В палеогеновых породах эксплуатационные ресурсы формируются в процессе сработки естественных запасов (гравитационных и упругих), перетекания из вышележащих водоносных комплексов и в меньшей мере за счет естественных ресурсов: на восполняемые ресурсы приходится 20 — 25%. В меловых отложениях воды высоконапорные, в связи с чем основным источником формирования эксплуатационных ресурсов является сработка упругих запасов, а в краевых частях артезианских бассейнов — естественные ресурсы. При оценке эксплуатационных ресурсов учитывалось 25% естественных ресурсов. При этом доля участия естественных ресурсов в формировании эксплуатационных ресурсов различных водоносных комплексов и артезианских бассейнов неодинаковая. Так, на севере и северо-востоке Среднеобского бассейна величина восполняемых ресурсов составляет 40—60% от эксплуатационных и соответствует 6—8% среднегодовой суммы атмосферных осадков. В то же время восполнение эксплуатационных ресурсов подземных вод меловых отложений, залегающих ниже зоны активного водообмена, весьма приближенно оценивается 0,5 — 1% от атмосферных осадков для площади глубокого залегания пород северной части рассматриваемой территории и 6 — 7% — для восточной части, где инфильтрация происходит непосредственно в единый водоносный комплекс четвертично-палеогеново-,меловых пород. В пределах оцениваемой площади эксплуатационные ресурсы распределены неравномерно. Наиболее обеспечена ресурсами юго-восточная часть Западно-Сибирской области (Томская область, восточная часть Новосибирской области, юг Красноярского края), где основные водоносные горизонты приурочены к четвертичным, неогеновым, палеогеновым и меловым отложениям. Районы с ограниченными ресурсами подземных вод расположены на юге бассейна (Омская область, западная часть Новосибирской области, центральная часть Алтайского края, Северный Казахстан). Подземные воды этих районов,приуроченные к отложениям палеогена и мела, имеют преимущественно повышенную минерализацию. В пределах Западно-Сибирской гидрогеологической области формируются главным образом два типа месторождений .подземных вод: речных долин и артезианских бассейнов платформенного типа. В долинах Оби и Бии водозаборы эксплуатируют водоносные горизонты четвертичных, неогеновых и палеогеновых пород, гидравлические взаимосвязанных, а верхние водоносные горизонты в четвертичных образованиях связаны с поверхностными водами. Формирование эксплуатационных ресурсов в этих условиях происходит в основном за счет речных вод. В зоне, прилегающей к Уралу, водозаборы эксплуатируют водоноСные горизонты эоценовых и меловых отложений, приуроченных к эрозионно-тектоническим депрессиям. -' Режим работы водозаборов здесь неустановившейся, но некоторые из них, размещенные на участках обводненных тектонических нарушений, действуют в условиях установившейся фильтрации. Производительность водозаборов не превышает 100 л/с и обеспечивается притоком воды, вызванным осушением грунтового потока и сработкой напора водоносных горизонтов, инфильтрацией атмосферных осадков, выпадающих в областях питания, под'током трещинных вод со стороны Урала, перетеканием через перекрывающие относительные водоупоры и поступлением по тектоническим нарушениям. Несмотря на значительные ресурсы подземных вод Западной Сибири использование их небольшое. Современный отбор пресных и солоноватых вод ориентировочно составляет 40 м'/с (3% от эксплуатационных ресурсов) . В большей степени подземные воды эксплуатируются в Алтайском крае, Новосибирской, Свердловской и Челябинской областях. Полностью за счет подземных вод удовлетворяются нужды небольших городов и поселков с потребностью от 10 до 50 л/с и отдельных более крупных городов (Семипалатинск, Серов, Ирбиит, Барнаул, Бийск и др.), где расход воды составляет от О,З до 1 м'/с. Отбор подземных вод осуществляется в основном одиночными скважинами, реже групповыми водозаборами. Большее число водозаборов работает около 10 лет, а водозаборы в Семипалатинске и Славгороде — по 20 — ЗО лет. Несмотря на достаточно продолжительный срок эксплуатации, наблюдения за режимом работы водозаборов не проводились, за небольшим исключением. В связи с этим анализ формирования эксплуатационных ресурсов в условиях существующего водоотбора, приведенный выше, основывается на данных ограниченного числа водозаборов. Перспективная потребность в подземных водах городского населения на территории Западно-Сибирской гидрогеологической области удовлетворяется неравномерно. В ее восточной части подземные воды могут обеспечить с большим резервом перспективную потребность народного хозяйства в воде. В зоне сочленения с Уральской складчатой областью потребность в воде в 1980 г. достигнет б0 — 70% от эксплуатационных ресурсов подземных вод и ряд городов на юге зоны окажется не обеспеченным подземными водами. На юге рассматриваемой области водоснабжение только г. Кустаная и небольших населенных пунктов может базироваться на подземных водах. Недостаток ресурсов пресных подземных вод на юге Западной Сибири вызывает необходимость использования солоноватых и соленых вод после их опреснения. Наиболее перспективными для этой цели являются водоносные горизонты в отложениях палеогена и мела, из которых можно получить одиночными водозаборами до 1 л/с и групповыми — от 10 до 500 л/с. Суммарные эксплуатационные ресурсы вод с минерализацией 3 — 10 г/л оцениваются в объеме около 200 м'/с, из них почти три четверти заключены в олигоценовых отложениях. Изученность ресурсов подземных вод по Западно-Сибирской гидрогеологической области низкая. Запасы, утвержденные ГКЗ и ТКЗ, составляют около 23 м'/с, что соответствует примерно 2% эксплуатационных ресурсов. По отдельным административным областям, полностью или частично входящим в пределы Западной Сибири, изученность колеблется от 0,4 до 21%. Наиболее исследованы ресурсы на территориях, входящих в Семипалатинскую (21% ), Свердловскую и Курганскую (12% ) области, меньше — в Новосибирскую, Тюменскую области, Алтайский и Красноярский края, Северный Казахстан (от 1 до 4%), еще меньше — в Омскую и Томскую области (0,4%) и совсем не изучены ресурсы на площади, принадлежащей Кемеровской области. Распределение утвержденных запасов по основным водоносным горизонтам приведено в табл. 9. Перейдем к характеристике эксплуатационных ресурсов подземных вод основных водоносных горизонтов и комплексов. Водоносный горизонт в четвертичных отложениях, имеющий наибольшее практическое значение, приурочен главным образом к аллювиальным образованиям речных долин и междуречья Обь — Иртыш. В восточной части Среднеобского бассейна аллювий нередко залегает на обводненных породах неогена и олигоцена, составляя с ними единую насыщенную водой толщу. Водоносный аллювий состоит из песков, местами гравелистых и с галькой, перекрытых суглин-- ками и глинами. Мощность водоносного горизонта увеличивается от 10 м в равнинной части до 50 м и более в предгорьях. Воды аллювия обычно пресные, но в зоне континентального засоления минерализация увеличивается до 3 г/л и больше. Водопроводимость речных отложений в долинах Тобола и Ишима не превышает 50 м'/сут, в долине Иртыша колеблется от 20 до 250 м'/сут, в верхнем и среднем течении Оби — от 30 до 350 м%ут. Самая высокая водопроводимость, равная 500 — 1200 м%ут, прослеживается на междуречье Бия — Катунь. Модуль эксплуатационных ресурсов в аллювии до 1 л/с на 1 км2 характерен для долин Тобола и Ишима, 1,5 л/с на 1 км' — для Иртыша, Оби, Алея, 3 — 4 л/с на 1 км' — для междуречья Бия — Катунь, до 10 л/с на 1 км2 для долины Енисея. Эксплуатационные ресурсы образуются главным образом за счет естественных ресурсов и осушения пласта. Естественные ресурсы в общем объеме эксплуатационных составляют от 40% (междуречье БияКатунь) до 80% (долины Тобола, Ишима). Модуль восполняемых ресурсов изменяется от 0,7 л/с на 1 км' в долинах Тобола, Ишима, до 15 л/с на 1 км' в долинах Оби, Алея и до 3 л/с на 1 км' на междуречье ) О Бия — Катунь. Эти значения модуля восполнения соответствуют 1 — 8/о ежегодного количества осадков или величине, составляющей в среднем около 80% от величины среднегодового модуля подземного стока. В процессе водоотбора из горизонта возможно увеличение эксплуатационных ресурсов за счет привлечения речных вод и уменьшения испарения, при региональной оценке эти дополнительные ресурсы не учитывались. Эксплуатационные ресурсы вод аллювиального водоносного горизонта оценены в большинстве случаев совместно с нижележащими водоносными комплексами. Для аллювия как самостоятельного горизонта ресурсы оценены по небольшим участкам речных долин Тобола, Ишима, Иртыша и Оби в количестве 180 м'/с, из них почти половина является восполняемыми. Распределение ресурсов подземных вод с различной минерализацией приведено в табл. 9. При эксплуатации вод четвертичных отложений производительность групповых водозаборов достигает 200 л/с и больше Водоносный горизонт четвертичных отложений, составляющий с водосодержащими.олигоценовыми породами единый водоносный комплекс, распространен на левобережье Оби. От нижележащих меловых обводненных пород этот комплекс отделен глинами, которые к востоку фациально замещаются песчаными породами и на междуречье Обь — Чулым и правобережье Чулыма образуется единая толща водоносных пород четвертичного, палеогенового и мелового возраста. Подземные воды в этих комплексах заключены в песчаных, песчано-гравелистых и песчано-глинистых породах. На левобережье Оби мощность водонасыщенной толщи составляет 30 — 70 м, водопровода- мосты пород изменяется от 8 до 500 м%ут. Модуль эксплуатационных ресурсов находится в пределах 1 — 5 л/с на 1 км', среднее значение его около 2 л/с на 1 км2. Эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод четвертичных и олигоценовых пород примерно составляют 150 мз/с, из них около 20% восполняемых. Восполняемая часть ресурсов составляет не менее 6- 8% от атмосферных осадков или 30 — 40% от естественных ресурсов. Единый водоносный комплекс четвертичных, палеогеновых и меловых пород на правобережье Оби имеет мощность от 60 до 150 м, водопроводимость его достигает 700 — 1000 м'/сут и более, уменьшаясь к периферии артезианского бассейна. Модуль эксплуатационных ресурсов изменяется от 2 до 7 л/с на 1 км'. Эксплуатационные ресурсы пресных вод комплекса оцениваются приблизительно в 360 м'/с, из них 80 — 85% формируются за счет естественных запасов и только 15 — 20% за счет подземного стока. Восполняемые ресурсы не превышают 5 — б% от общего количества атмосферных осадков. В о д о н о с н ы й г о р и з о н т в неогеновых отложениях представляет практический интерес лишь в юго-восточной части Западно-Сибирской гидрогеологической области, на остальной территорий он либо спорадически распространен, либо имеет повышенную минерализацию и используется для децентрализованного водоснабжения. В 'восточной части Иртышского и в Верхнеобском бассейнах в глинистой неогеновой толще прослеживается несколько водоносных горизонтов, приуроченных к прослоям и линзам тонко- и мелкозернистых песков, а вблизи Алтайских гор разнозернистых песков с гравием и галькой. Эти водоносные горизонты гидравлически связаны с вышележащими горизонтами четвертичных образований, а на севере Иртышского бассейна и с подстилающими отложениями в породах олигоцена. Минерализация вод в основном меньше 1 г/л, но на юго-западе площади развития горизонтов достигает 9 г/л. Мощность водоносных горизонтов колеблется от 3 до Водопроводимость песков кочковской свиты вблизи областей пи- Водоносный комплекс верхней алеогеновых отло- На значительной площади распространения водоносный комплекс Подземные воды в олигоцене приурочены к пескам от мелко- до По минерализации подземные воды пестрые. Пресные воды раз- Водопроводимость верхнепалеогеновых песков в Тобольском бас- Модуль эксплуатационных ресурсов комплекса изменяется от ве- Формируются эксплуатационные ресурсы за счет сработки напора,- Эксплуатационные ресурсы водоносного комплекса верхнепалеоге- Эксплуатация водоносного комплекса может осуществляться во- Водоносный комплекс среднего палеоген а распространен преимущественно в пределах Тобольскдго артезианского бассейна. Здесь в районе сочленения с Уралом отмечается тесная гидравлическая связь между водоносными 'горизонтами эоценовых и меловых отложений. К востоку от Урала меловые отложения погружаются под более молодые образования, в связи с этим возрастает минерализация заключенных в них вод и основным водоносным горизонтом становится эоценовый. Подземные воды среднепалеогенового комплекса приурочены к опокам и песчаникам, которые по мере погружения в восточном направлении замещаются глинистыми водоупорными породами. В зоне, прилегающей к Уралу, и по долинам рек подземные воды имеют свободный уровень. С погружением пород воды становятся напорными, величина напора достигает 200 м. Мощность опокового горизонта в речных долинах и на западной окраине бассейна изменяется от нескольких метров до 20 м, в центральных частях междуречий — от 30 до 70 м. Водопроводимость опок и песчаников эоцена в долинах рек достигает 500 — 700 м2/сут, на междуречьях — не более 20 м'/сут. Единый водоносный комплекс в эоценовых опоках, песчаниках, меловых песчаниках и песках приурочен к западной границе бассейна и небольшим участкам у южной границы (правобережье Ишима), его мощность возрастает к востоку от нескольких метров до 200 м и боль-. ше. Водопроводимость пород неравномерная, она изменяется от единиц до 560 м%ут, преобладают величины до 50 м'/сут. Наибольшая водо- проводимость характерна для пород, выполняющих эрозионно-тектонические впадины у восточного склона Урала. Минерализация подземных вод как в эоценовых, так и в эоцен- меловых породах преимущественно меньше 3 г/л, пресные воды встречаются на севере и западе Тобольского бассейна, солоноватые (3- 10 г/л) преобладают на юге и востоке. Оценка эксплуатационных ресурсов на юге Иртышского бассейна в пределах Северного Казахстана выполнена для вод с минерализацией до 10 г/л, на остальной территории — до 3 г/л. Модули эксплуатационных ресурсов водоносных эоценовых и эоцен-меловых отложений находятся в пределах 0,1 — 1,5 л/с на 1 км2, увеличиваясь в направлении с юга на север. Значения модуля больше 0,5 л/с на 1 км' характерны для придолинных участков и эрозионно-тектонических депрессий, от 0,1 до 0,5 л/с на 1 км' — для междуречий. За счет сработки естественных запасов величина модуля изменяется в пределах 0,02 — 0,45 л/с на 1 км'. Эксплуатационные ресурсы подземных вод в южной части бассейна формируются главным образом в процессе сработки естественных запасов, в центральной и северных частях больше половины ресурсов (60 — 70%) образуется за счет естественных ресурсов, которые учитывались в пределах 20 — 70% от среднегодового подземного стока. В процессе эксплуатации пополнение запасов подземных вод может происходить за счет притока поверхностных вод. Эксплуатационные ресурсы подземных вод эоценовых отложений в целом определены в количестве 60 м'/с, на площади выхода их на дневную поверхность — 20 мз/с. Восполняемая часть ресурсов около 10 м'/с (см. табл. 12). Водозаборы вблизи Уральских гор могут иметь производительность от 50 до 100 л/с, восточнее и южнее этого района условия питания ухудшаются и производительность водозаборов снижается до 5 — 10 л/с, лишь в долинах крупных рек, вскрывающих водоносные породы среднего палеогена, увеличивается восполнение ресурсов и производительность может достигать 50 — 100 л/с, а на севере описываемой территории — 300 л/с. Водоносный комплекс меловых отложений имеет большое значение для водоснабжения в Тобольском, Иртышском, Среднеобском и Среднеенисейском артезианских бассейнах. В окраинных зонах бассейнов, где отсутствует региональная водоупорная кровля, водоносные горизонты меловых пород гидравлически связаны с водоносными комплексами палеогена вдоль Урала, комплексами палеогена и четвертичных отложений в Среднеобском бассейне. К центру Западно-Сибирской гидрогеологической области подземные воды меловых пород постепенно погружаются под мощные водоупоры, обусловливающие высокие напоры и затрудненные условия восполнения запасов, и становятся высокоминерализованными и непригодными для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Ресурсы подземных вод меловых отложений изучены слабо. На юге Иртышского, юго-востоке Среднеобского и юге Среднеенисейского бассейнов водоносный комплекс имеет самостоятельное значение. Водовмещающими породами служат песчано-гравийно-галечные отложения, слабосцементированные песчаники. Мощность обводненной части пород изменяется в пределах 5 — 80 м, напоры воды достигают 150 — 200 м. При погружении меловых пород в северном и северо-западном направлениях происходит изменение состава песков от гравелистых на юге до тонкозернистых глинистых на севере, увеличивается мощность водоносного комплекса до 200 м и более, растет величина напора, минерализация воды достигает 10 г/л. Водопроводимость пород колеблется в пределах 40—200 м'/сут, наибольшее значение отмечается на правобережье Иртыша на юге Иртышского бассейна. Модуль эксплуатационных ресурсов увеличивается от 0,01 — 0,5 л/с на 1 км2 в Иртышском до 0,5 — 2,5 л/с на 1 км' в Среднеобском и Среднеенисейском бассейнах. Эксплуатационные ресурсы образуются в основном при сработке упругих запасов. Восполнение ресурсов при расчетах учтено только на территории Среднеобского и Среднеенисейского бассейнов, где условия питания водоносного комплекса наиболее благоприятны. На юге Иртышского бассейна питание атмосферными осадками с учетом испарения близко к нулю. Эксплуатационные ресурсы вод самостоятельного водоносного комплекса меловых пород определены в объеме 80 м'/с, из них пресных вод — 60 м'/с, с минерализацией до 3 г/л — 20 м3/с. Сооружаемые водозаборы на данный водоносный комплекс могут иметь дебиты от 10 до 100 л/с. Водоносный комплекс юрских пород выходит на дневную поверхность или залегает неглубоко на юго-востоке Среднеобского и на юге Среднеенисейского артезианских бассейнов. На остальной территории Западной Сибири воды залегают на большой глубине, увеличивающейся к центру бассейна до 2500 м. Водоносные горизонты в песчаниках, углях, алевролитах имеют мощность 10 — 85 м и напор от 10 до 125 м и больше. До глубины 200- 300 м воды пресные. Средние значения водопроводимости пород составляют 55 м'/сут, модулей эксплуатационных ресурсов — 05 л/с на 1 км2. Эксплуатационные ресурсы около 10 м3/с, на восполняемую часть приходится 30 — 40%. В процессе отбора воды ресурсы образуются в результате сработки напора, частично осушения пласта и за счет естественных |
|