Бурение скважин | Технология | Цены | Фото и видео | Техническая литература
    
   

Месторождения подземных вод на площади конусов выноса

 






Техническая литература



Станок для бурения БУР-50:
Бурение скважин
  ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТИПОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Месторождения подземных вод на площади конусов выноса

Этот тип промышленных месторождений подземных вод описываемой группы встречается в бассейнах напорных, вод, формирующихся в предгорной зоне в рыхлообломочных песчано-галечниковых образованиях конусов выноса. Этот тип месторождений характерен для предгорных зон некоторых горно-складчатых областей Советского Союза и встречается, главным образом, в Средней Азии, Казахстане и- на Кавказе. В последние годы месторождение описываемого, типа было обнаружено в Восточной Сибири в долине р. Чары. Впервые гидрогеологические условия бассейнов напорных вод в конусах выноса были изучены и описаны в Средней Азии О. К- Ланге.

При выходе крупных речных долин из горных районов на предгорную равнину поверхностные потоки формируют мощные толщи рыхлых аллювиально-пролювиальных образований. В разрезе эти отложения представлены переслаиванием песчано-галечниковых отложений и суглинков (глин). Эта. фильтрационная неоднородность в вертикальном разрезе определяет более целенаправленную постановку поисково-разведочных работ. Неоднородность механического состава пролювиальных толщ как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении создает условия для формирования в центральной и периферийной частях.площади конусов выноса подземных вод напорного типа. В бассейне обычно присутствует несколько напорных во-" доносных горизонтов, имеющих одну общую область питания.

В условиях формирования подземных вод на площади конусов выноса четко выражена горизонтальная гидрогеологическая зональность (рис. 20). В вершине конуса выноса, непосредственно примыкающей к краевой части горного сооружения, находятся область питания и зона глубокого залегания уровня грунтовых вод (до 80 м, реже до 120 м). Аллювиально-пролювиальные отложения представлены здесь преимущественно хорошо проницаемыми галечниковыми образованиями.

Гидрогеологический разрез

Рис. 20. Схема гидрогеологической зонадьности конусов выноса (по В. А. Гейнцу).

1 — отложения древнего конуса выноса (ташкентский комплекс); 2 — отложения современного конуса выноса (голодностепскнй комплекс); 3 — конгломераты глнннстые; 4 — суглинки, глнны; 5 — аллювиальные отложения главной рекн (региональная дрена); 6 — родниковый сток; 7 — естественная разгрузка подземных вод в форме испарения; 8—пнтанне; 9— уровень грунтовых вод; 10— напоры; 11— аллювиальные отложения. Зоны: I — регионального стока; II — формирования напора и естественной разгрузки (подзоны разгрузки: Па — открытой, 116 — русловой, Пв — интенсивной родниковой); III —питання и транзитного стока

Вторая зона, расположенная примерно в центральной части конуса выноса, характеризуется расчленением единого потока подземных вод на несколько этажно залегающих галечниковых, хорошо проницаемых горизонтов, в которых воды по мере погружения приобретают избыточный гидростатический напор. Общая мощность пролювиальных отложений, в этой части может достигать 500 и более метров.

В гидрогеологическом отно-" шении она характеризуется формированием напорного режима и естественной разгрузкой подземных вод. На этом довольно широком фронте фильтрационного потока четко выделяются три подзоны: Па — подзона интенсивной родниковой разгрузки, хорошо выраженная по площади в виде веерообразной поверхности; Пб — подзона русловой естественной разгрузки подземных вод на участках, где многочисленные современные русла реки (в дельтовой части) пропиливают слой слабо проницаемых покровных суглинков и обнажают водовмещающие галечниковые образования; ІІв — подзона скрытой разгрузки, проявляющейся в виде вертикального стока подземных вод' и их интенсивного испарения. В подзонах Па и 116 обычно формируются довольно крупные родники с суммарными расходами от 2 до 15 м3/с. Такие мощные родники указывают на большую регулировочную емкость водоносных галечников, а также на значительные эксплуатационные возможности описываемого типа месторождений подземных вод. Гидрогеологическая зональность подземных вод на площади бассейна является главной особенностью описываемого типа месторождений, которую необходимо учитывать при постановке поисково-разведочных работ. Подземные воды месторождений конусов выноса имеют, как правило, источники питания, постоянно действующие за счет инфильтрации: а) речных вод на площади вершины конуса выноса, где распространена довольно мощная зона аэрации, залегающая на больших глубинах; б) атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на площади конусов выноса; в) поверхностных вод ирригационных каналов.



Предполагается, что на некоторых конусах выноса в республиках Средней Азии может быть еще один источник, питания подземных вод — региональный подземный сток по зонам крупных тектонических нарушений, направленный со стороны примыкающих ..горных сооружений.

Как видно из этого описания, в мощной толще песчано-галечниковых отложений конусов выноса создаются весьма благоприятные условия для формирования крупных естественных ресурсов и запасов подземных вод. Обладая высокими коллек- торскими свойствами, песчано-галечниковые образования играют роль огромной емкости, в пределах которой создается значительное. природное подземное водохранилище. Месторождения подземных вод конусов выноса исключительно благоприятны для эксплуатации: в скважинах можно создавать большие понижения уровня и на отдельных участках организовывать интенсивный водоотбор системой взаимодействующих водозаборов, в том числе водозаборов ярусного типа с суммарными де- битами до 300 тыс. м3/сут и более. Наиболее характерные в гидрогеологическом отношении промышленные месторождения подземных вод конусов выноса распространены в республиках Средней Азии, где они были впервые встречены и изучены. Например, на территории Ферганской долины известна своими крупными эксплуатационными, запасами группа месторождений на площади Сохского и Исфаринского конусов выноса. На этих месторождениях эксплуатационные дебиты групповых водозаборов изменяются от 100 до 200 тыс. м3/сут, а общие прогнозные запасы составляют более 3 тыс. м3/сут. В Северной Киргизии вдоль Киргизского хребта на площади слившихся конусов выноса по фронту потока в 40—50 км были разведаны и оценены эксплуатационные запасы подземных вод (обеспеченные питанием) по сумме всех категорий около 1,2 млн. м3/сут. Часть этих запасов в настоящее время используется для водоснабжения и орошения. Крупные месторождения напорных вод конусов выноса были выявлены в Казахстане и в Южном Казахстане вдоль подножья хребтов Кунгей и Терский Алатау, а также на Северном Кавказе.

Исходя из рассмотренных особенностей гидрогеологических условий, при изучении месторождений подземных вод конусов выноса целесообразно сосредоточить внимание в зоне формирования напорного режима. Эксплуатационные-запасы подземных вод будут формироваться за счет естественных ресурсов и упругих запасов, а также в результате инфильтрации части поверхностных вод. Эксплуатационные запасы могут быть оценены гидродинамическим методом с помощью аналитических расчетов или моделирования.

В классификационной схеме, приведенной в табл. 4, выделен еще один подтип месторождений" подземных вод, приуроченный к площади внутридолинных конусов выноса и выявленный в процессе проведения поисково-разведочных работ в Средней Азии.

Месторождения подземных вод этого подтипа распространены не в пределах предгорных шлейфов, как это имело место в описанном выше подтцле, а непосредственно внутри речной долины. На тех участках, где река, вырываясь из горных теснин, выходит в широкую часть межгорной долины, образуется внутридолинный конус выноса пеедано-галечниковых образований, с которыми и связано формирование месторождения подземных вод.

Общие -гидрогеологические условия месторождений этого подтипа мало отличаютсй от условий предгорных конусов выноса: внутридолинные конусы выноса имеют меньшие площади распространения и значительно меньшую общую мощность водоносных песчано-галечниковых отложений (до 150 м), в периферийной части внутридолинного конуса выноса четко выражена зона интенсивной естественной разгрузки подземных вод, основным источником их питания являются поверхностные воды реки.

В настоящее время выявлено несколько таких месторождений, главным образом, в речной сети второго и третьего порядка Ферганской котловины. Месторождения внутридолинных конусов выноса встречены также в долинах рек Чирчик и Ангрен в Узбекистане. В гл. 22 на конкретном примере Сара-Булунского месторождения рассмотрены особенности разведки и оценки эксплуатационных запасов подземных вод, формирующихся на площади внутридолинного конуса выноса.