КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ОБЛАСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

Многолетнемерзлые породы занимают около 47 % территории СССР и оказывают существенное влияние на условия формирования естественных ресурсов и запасов подземных вод. К сожалению, эта часть территории страны в мерзлотно-гидрогеоло- гическом отношении изучена пока слабо, хотя в последнее время накоплен некоторый опыт разведки пресных подземных вод, главным образом, в связи со строительством Байкало-Амурской железнодорожной магистрали.

По условиям распространения многолетнемерзлых пород и формирования пресных подземных вод можно выделить две подобласти: а) распространения так называемой сплошной многолетней мерзлоты, где мощность мерзлых пород весьма значительна (до 500 м и более, максимально до 1500 м); б) островного распространения мерзлых горных пород, на площади которых мощность вечной мерзлоты незначительная (менее 100 м).

Для первой подобласти закономерно формирование так называемых таликовых водоносных зон, распространенных под крупными речными долинами, озерами и по зонам крупных тектонических нарушений глубокого заложения. На площади второй подобласти мерзлые породы не оказывают столь существенного влияния на формирование водоносных горизонтов и естественных ресурсов Подземных вод, поэтому в пределах ее могут быть распространены некоторые из описанных выше типов подземных вод.

Учитывая специфические мерзлотно-гидрогеологические условия и степень изученности района, в области распространения вечной мерзлоты можно- в обобщенном виде выделить три промышленных типа месторождений подземных вод (табл. 5). В классификации учитываются условия формирования подземных вод по отношению к водонепроницаемым многолетнемерз- лым породам.

Месторождения подземных вод под.русловых таликовых зон по эксплуатационным возможностям представляют наибольший практический интерес. Этот тип месторождений распространен в долинах крупных современных рек или в котлованах крупных озер, поверхностные потоки которых никогда не промерзают зимой до дна и действуют постоянно.

Выделяются два подтипа месторождений (см. табл. 5). В работе Н. Н. Романовского |29] приводится довольно дробная классификация таликовых зон, которую можно использовать для детализации отдельных типов месторождений.

На месторождениях первого подтипа в результате постоянного теплового воздействия поверхностных вод под руслом реки иногда на большой глубине (до 50 м) образуются талые по-

роды, и в песчано-галечниковых образованиях формируется подземный поток грунтовых вод. Он, как правило, имеет активную гидравлическую связь с поверхностными водами. Эксплуатация грунтовых вод, приуроченных к подрусловым таликам, на некоторых месторождениях происходит в условиях интенсивной береговой инфильтрации, что в значительной степени повышает производительность каптажа; водозаборные сооружения в таких условиях могут иметь высокую степень обеспеченности, а дебиты отдельных групповых водозаборов достигают 60 тыс.м³/сут.

Месторождения второго подтипа встречаются на площади древних речных долин, имеющих периодический поверхностный сток в форме паводковых весенних расходов. Таликовая зона на таких месторождениях имеет сравнительно узкий фронт распространения — от 0,5 до 3 км, к которому приурочен фильтрационный поток грунтовых вод, имеющий переменный источник питания. Мощность водоносного горизонта может достигать 200 м. Это довольно значительное по объему природное подземное водохранилище. Особенность эксплуатации подобных месторождении заключается в периодической сработке на водозаборном участке емкостных запасов грунтовых вод с последующим их восполнением в период прохождения паводковых расходов поверхностных вод.

Этот подтип месторождений был открыт при поисках и разведке источника водоснабжения для одного из горнодобывающих предприятий на севере Красноярского края. На базе разведанных эксплуатационных запасов грунтовых вод подрусло- вых талибов древних долин концентрированным каптажам (обычно э'ю лииейпый ряд скважин, расположенный по оси древней долины вдоль таликовой зоны) организовано централизованное водоснабжение крупных объектов с общим водопо- треблением до 100 тыс.м³/сут. Особенности разведки и оценки запасов наземных вод месторождений этого подтипа рассмотрены в гл. 23. 3 последние годы" месторождение этого подтипа обнаружено в Читинской области в долине р. Чары, где разведаны довольно крупные запасы пресных подземных' вод для водоснабжения Удоканского горнодобывающего предприятия.

Не меньшее практическое значение имеют месторождения пресных подземных вод второго типа, приуроченные к площади мелких частично промороженных артезианских бассейнов.

Как отмечалось, подземные воды на месторождениях второго типа залегают под нижней границей вечной мерзлоты и, как правило, обладают гидростатическими напорами. Глубина залегания напорных подмерзлотных вод колеблется в больших пределах в зависимости от мощности зоны мерзлых пород и изменяется от 40 до 600 м.

Мерзлотно-гидрогеологические условия на месторождениях этого типа предопределяют особенности их разведки и эксплуатации. Здесь необходимо выбирать такую технологию и конструкции буровых скважин, которые предотвращали бы промораживание подземных вод непосредственно в разведочных скважинах, вскрывающих многолетнемерзлые породы.

На больших глубинах ввиду затрудненного водообмена водоносной структуры подмерзлотные воды на некоторых месторождениях имеют повышенную минерализацию и по составу непригодны для хозяйственно-питьевого водоснабжения (минерализация 3—5 г/л и более).

На базе использования эксплуатационных запасов напорных вод малых артезианских бассейнов с суммарной производительностью линейных водозаборов до 15 тыс. м³/сут можно осуществлять централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение объектов.

Для южных областей северо-восточной части СССР, где распространена островная вечная мерзлота небольшой мощности, в крупных артезианских бассейнах формируются значительные естественные ресурсы пресных подземных вод. Например, чя площади южной части Якутского бассейна мощная зо"я пленных подземных вод распространена в юрских отложениях. Эти воды вскрыты буровыми'скважинами в городах Якутске и Ви- люйске, а также в других крупных населенных пунктах. Напорные воды мезозойских отложений на площади этого бассейна широко используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Третий тип промышленных' месторождений представлен напорными межмерзлотными водами сквозных таликов, чаще всего приуроченных к зонам крупных тектонических нарушений глубокого заложения. Распространены эти месторождения преимущественно в горно-складчатых областях. В гидрогеологическом отношении межмерзлотные подземные воды сквозных таликов очень часто играют транзитную роль, связывая подмерзлотные подземные воды с надмерзлотными. Этот тип месторождений подземных вод характеризуется наличием линейно-вытянутых потоков. Наиболее часто водоносные сквозные талики можно встретить в области развития мощной толщи вечной мерзлоты, где они являются причиной ее прерывистости на отдельных участках. Напорные межмерзлотные воды аккумулируют в сквозных таликах относительно ограниченные естественные ресурсы: отдельные буровые скважины прн разведке имеют дебиты в среднем до 1500 м³/сут, а дебиты водозаборных сооружений могут достигать 8 тыс.м³/сут.