ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ОЦЕНКА

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ОЦЕНКА

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Глава 19

МЕТОДИКА РАЗВЕДКИ И ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ СРЕДНЕКЛЯЗЬМИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИИ

Среднеклязьминское месторождение относится к четвертому типу рассмотренной выше классификации (см. табл. 4) и в гидрогеологическом отношении представляет собой многопластовую систему, в которой э*гажно расположенные водоносные горизонты разделяются слабопроницаемыми породами. По природным условиям месторождение характерно для артезианских бассейнов платформенного типа. По степени сложности разведки месторождение можно отнести ко второй группе.

Разведка Среднеклязьминского месторождения подземных вод проводилась с целью выявления дополнительных источников водоснабжения группы крупных городов, расположенных, в восточной части Московской области, в связи с резким увеличением общей потребности в воде, истощением запасов в пределах участков действующих наиболее крупных водозаборов и невозможностью их дальнейшего расширения.

Для решения поставленных задач необходимо было выявить новые участки с гидрогеологическими условиями, благоприятными для организации крупных водозаборов с водоотбором в несколько сот тысяч кубометров в сутки. В пределах центральной части Московского артезианского бассейна, где расположено Среднеклязьминское месторождение, наиболее перспективными участками для создания крупных водозаборов с благоприятными условиями формирования эксплуатационных запасов подземных вод являются долины крупных рек, в первую очередь Оки, Клязьмы, Москвы и др. Выявление и разведка таких месторождений в районах, где гидрогеологическая обстановка нарушена под влиянием длительной эксплуатации подземных вод, базируются на материалах изучения общей гидрогеологической обстановки и анализа опыта эксплуатации, а также на проведении комплекса дополнительных исследований.

Гидрогеологические исследования в бассейне среднего течения р. Клязьмы на площади более 6 тыс. км² были проведены для решения следующих основных задач*: а) переоценки эксплуатационных запасов подземных вод на участках действующих водозаборов с целью разработки оптимального режима; б) выявления новых перспективных участков, где возможна интенсивная эксплуатация подземных вод в масштабах, позволяющих решить проблему водоснабжения целого ряда крупных водопотребителей без существенного нарушения окружающей природной среды.

Геологическое строение и гидрогеологические условия рассматриваемого месторождения типичны для центральной части Московского артезианского бассейна, где развита система этажно расположенных водоносных горизонтов и комплексов, разделенных слабопроницаемыми глинистыми отложениями (рис. 51, а).

Основными продуктивными водоносными горизонтами месторождения являются клязьминско-ассельский и касимовский, залегающие под чехлом рыхлых мезо-кайнозойских пород (рис. 52). Они приурочены к моноклинально залегающим известнякам и доломитам с относительно выдержанными прослоями мергелей и глин. Врдоносные горизонты погружаются на северо-восток под углом 3—4°. Моноклинальное залегание пород на отдельных участках осложняется флексурами, поднятиями, прогибами.

Продуктивные водоносные горизонты разделены выдержанной толщей аргйллитоподобных глин щелковского возраста; мощность которых Ш—15 м. В районе Губинского поднятия (юго-восточная часть месторождения), где эта толща приподнята на 30—40 м, отмечается усиление трещиноватости и соответственно повышенная проницаемость щелковских глин.

Клязьминско-ассельский водоносный горизонт распространен на большей части рассматриваемой территории. Он характеризуется значительной изменчивостью мощности (от нескольких метров на юге до 110 м на севере) и водопроаодимости (от 100 до 6000 м²/сут) водовмещающих пород. Отмечается связь водопроводимости с геолого-структурными факторами: тектоникой, геоморфологией, составом перекрывающих отложений и наличием в них долин размыва. В табл. 21 приводятся геолого-гидрогеологические данные основных водоносных горизонтов района месторождения.

На отдельных участках в южной части месторождения разделяющая мезо-кайнозойский водоносный комплекс и каменноугольные горизонты толща юрских глин размыта. Долины раз-

'* Работы выполнялись Министерством, геологии РСФСР и институтом ВСЕГИНГЕО.

1 — пески; 2 — глииы; 3 — известняки; 4 —доломиты: 5—7—уровни подземных ЕОД водоносных горизонтов: 5 — мезо-кайнозойского; 6 — клязьмниско-ассельского; 7 — касимовского. 8—9 — кривше изменения содержания Не: 8 — для С₃ksm, 9 — для C₃kl—Pia; ЗО — пьезометрический напор: // — стратиграфические границы

мыва и литологические «окна» выполнены здесь четвертичными и, мелрвыми песчаными отложениями. Севернее долины р. Клязьмы юрские глины имеют практически сплошное распространение. Как показали опытно-фильтрационные работы, в долинах рек глинистая толща характеризуется повышенной проницаемостью.

Таким образом, гидрогеологические условия Среднеклязьминского месторождения для изучения основных источников формирования эксплуатационных запасов подземных вод и подсчета запасов можно схематизировать в виде многослойной системы, состоящей из трех основных водоносных горизонтов и комплексов (мезо-кайнозойского, клязьминско-ассельского и касимовского) и двух разделяющих их слабопроницаемых толщ (юрских и щелковских глин). В таких условиях закономерности формирования эксплуатационных запасов подземных вод определяются главным образом характером взаимосвязи подземных вод этажно расположенных водоносных горизонтов друг с дру: гом, а также с поверхностными водами.

Анализ уровенных поверхностей выделенных водоносных горизонтов и комплексов показал, что в естественных условиях (до начала эксплуатации) на водоразделах наиболее высокое положение занимали уровни подземных вод мезо-кайнозойского комплекса, самое низкое — касимовского. В долине р. Клязьмы соотношение менялось на обратное: здесь уровни касимовского и клязьминско-ассельского горизонтов находились выше уровня первого от поверхности мезо-кайнозойского комплекса. Такое соотношение уровней указывает на наличие предпосылок для нисходящей фильтрации (питание подземных вод основных горизонтов карбона) в водораздельных частях месторождения и восходящей фильтрации (разгрузка подземных вод каменноугольных горизонтов в мезо-кайнозойский комплекс и речную сеть) в речных долинах. Благоприятным фактором для улучшения питания подземных вод различных водоносных горизонтов является наличие литологических «окон» в юрских глинистых отложениях, а также трещиноватых и опесчаненных разностей пород юрской и щелковской толщ. Подземные воды клязьминско-ассельского горизонта эксплуатируются с 1881 г., а касимовского — с 1935 г. Наиболее интенсивный рост водоотбора произошел в 50—60-е годы. В настоящее время в пределах месторождения расположены водозаборы городов Орехово- Зуева, Павловского Посада, Шатуры, Покрова и ряда других с общим отбором около 90 тыс. м³/сут из клязьминско-ассель- ского и 130 тыс. м³/сут из касимовского горизонтов.

В результате интенсивной эксплуатации подземных вод сформировались обширные деирессионные воронки в продуктивных клязьминско-ассельском и касимовском водоносных горизонтах с понижениями уровня в центре депрессии до 30—35 м. Влияние водоотбора распространилось почти на всю территорию изучаемого района, однако наибольшие изменения режима подземных вод отмечаются в юго-западной части района, где расположены крупные водозаборы. Анализ опыта эксплуатации показывает, что водозаборы работают в настоящее время при установившемся режиме (снижение уровней связано только с ростом водоотбора), что свидетельствует о компенсации роста водоотбора за счет усиления перетока подземных вод в продуктивные горизонты из питающего мезо-кайнозойского водоносного комплекса и поверхностных. водотоков. Вместе с тем столь значительный водоотбор за многолетний период не оказал .негативного влияния на окружающую среду. Лишь на отдельных участках в пределах литологических «окон» отмечено снижение уровня грунтовых вод на 1—2 м. Это позволило сделать выводы, что существенное увеличение водоотбора в Пределах новых площадей в восточной части рассматриваемого района вполне возможно и не должно существенно повлиять на изменение природной обстановки.