Бурение скважин в Киеве и Киевской области      
Тел.: 093 597 31 10
От 140 грн/м. !

Умови живлення2

Умови  живлення  та  дренування  підземних 
вод
для водопостачання

 

Накопичені за останні роки матеріали, в основному, підтверджують встановлені раніше (К.І. Маков, Б.І. Куделін, А.Є. Бабінець, Ф.А. Руденко, К.Н. Варава та ін.) загальні риси динаміки підземних вод верхньої частини розрізу й дають можливість дещо їх уточнити.

У верхньому гідрогеологічному поверсі спостерігається інфільтраційний режим. Довжина шляху підземних вод для водопостачання від областей живлення до ділянок розвантаження не перевищує в ньому 10-60 км. Шляхи потоків нижнього поверху, відокремленого від верхнього потужними глинами тріасу, в десятки і сотні разів більші (≥200-600 км). При цьому стік верхнього поверху направлений від вододілів до долин річок. В нижньому – рух латеральний і вертикальний, причому роль останнього зростає з глибиною; низькоградієнтний генеральний потік спрямований до області головного розвантаження – западин Чорного та Азовського морів.

Водоносні горизонти четвертинних відкладів знаходяться у сфері дії фізико-географічних факторів, і їх живлення здійснюється, в основному, за рахунок безпосередньої інфільтрації атмосферних опадів, частково – за рахунок дренування нижчезалягаючих горизонтів. Давні алювіальні та флювіогляціальні відклади отримують значне живлення в долині Дніпра, складеній пісками, які легко фільтрують атмосферні опади. Під час паводків у товщу алювіальних і флювіогляціальних відкладів надходять і поверхневі води.  Вода з цих відкладів може використовуватись для водопостачання для задоволення технічних потреб.

Неогенові відклади на більшій частині площі залягають вище місцевих базисів ерозії, зберігаючись переважно на вододільних ділянках. Рух пов’язаних з ними підземних вод повністю контролюється гідрографічною мережею. Часткове їх живлення відбувається за рахунок напірних вод харківської серії в місцях відсутності водотривких порід, що їх розділяють.

Водоносний горизонт в межигірсько-обухівських або харківських відкладах є першим від поверхні міжпластовим водоносним горизонтом, який широко розповсюджений, залягає нижче ерозійного врізу, іноді використовується для водопостачання. В осьовій частині басейну гідрографічною сіткою викриті його верхи, а на північно-східному, східному та південно-західному крилах харківські відклади значно розмиті або викриваються долинами на повну потужність. Тому водоносний горизонт тут носить безнапірний характер, в той час як на решті площі він напірний. У північно-західній частині басейну водоносний горизонт майже повністю дренується в басейнах Десни та Дніпра, у східній – Сів. Донця та його лівобережних приток [17].

Товща водотривких мергелів та глин київської світи, що лежить в підошві міоцен-олігоценового водоносного комплексу для водопостачання, на більшій частині Дніпровського басейну має потужність 25-30 м. На правобережжі Дніпра вона більша, ніж на лівобережжі: відповідно 40-45 м проти 15-20 м. В долині Дніпра, нижче м.Києва, ці відклади розмиті.

Водоносний горизонт в бучацько-канівських відкладах еоцен-палеоцену, що залягає під київськими глинами й мергелями, є типовим артезіанським горизонтом, який часто використовується для водопостачання. Лише в долині Дніпра водотривкі відклади з поверхні розмиті і даний горизонт, об’єднуючись із четвертинними (переважно алювіальними) водоносними відкладами, стає безнапірним. В південно-західній, північно-східній і східній частинах басейну він викривається та інтенсивно дренується ерозійною сіткою. Живлення його відбувається на північно-східному крилі басейну за рахунок інфільтрації атмосферних опадів через алювіальні і флювіогляціальні  відклади.

К.І. Маков межею області живлення бучацько-канівського горизонту вважав лінію, що проходить північніше Городні й Конотопа, південніше Харкова, північніше м. Ізюм. На південь від неї води набувають стійкого напірного характеру [62]. У східній частині басейну стік підземних вод спрямований на південний схід, до долини Сів. Донця. На правобережжі Дніпра область живлення розташовується на схилі Українського масиву. Окрім інфільтрації атмосферних опадів поповнення запасів підземних вод для водопостачання  бучацько-канівського горизонту відбувається шляхом переливання напірних вод верхньокрейдяних відкладів у тих місцях, де перші залягають безпосередньо на тріщинуватих мергельно-крейдяних породах турон-маастрихту.

Мергельно-крейдяна товща туронсько-маастрихтського ярусів. Живлення водоносного горизонту відбувається за рахунок інфільтрації атмосферних опадів на вододільних ділянках північно-східної окраїни басейну, де мергельно-крейдяні відклади місцями виходять на поверхню або вкриті малопотужною товщею водопроникних порід. Рівні вод поступово знижуються від вододільних ділянок до долин річок. У східній частині (лівобережжя Сів. Донця) на вододільних ділянках мергельно-крейдяні породи залягають під потужною товщею неогену й палеогену, що погіршує умови живлення, а іноді, на вододільних ділянках, обумовлює їх безводність й непридатність для водопостачання. Дренується водоносний горизонт долинами Десни, Сейму, Псла, Сів. Донця та його лівобережних приток.

Сеноман-альбський (сеноман-келовейський) водоносний горизонт для водопостачання. Зниження п’єзометричних рівнів відбувається від області інфільтраційного живлення, розташованої на північно-східному крилі басейну, у південному, південно-західному й південно-східному напрямках – у бік долини Дніпра і басейну Дону. На південно-західному крилі басейну розвантаження підземних вод цього горизонту відбувається через вищезалягаючу товщу бучацько-канівських пісків в алювій Дніпра.

В центральній частині Дніпровського басейну (м.Яготин) та північно-західній частині південного крила (правобережжя Дніпра) батські глини середньої юри створюють потужний водотрив                  (> 60 м) регіонального характеру, що відділяє водоносні горизонти та комплекси крейди і палеогену (верхній поверх) від водоносних порід юри та тріасу (середній поверх). Але на південно-західному та західному (правобережному) крилах басейну водоносні горизонти орельської світи байосу, у зв’язку з доброю якістю для водопостачання підземних вод та меншою потужністю батських глин (до 56 м), відносять до зони інтенсивного водообміну [110]. Більш суттєво впливає на формування вертикальної зональності регіональний водотрив, складений строкатими глинами тріасу: він розділяє гідрохімічні зони прісних та солоних вод.

До нашого часу в значній мірі змінились погляди на характер динаміки вод глибоких горизонтів (від юри до девону) з приводу ролі в їх живленні прилеглих платформенних щитів. До початку 70-х років вважалось [113], що головна область живлення водоносних горизонтів палеозойських відкладів, як і мезозойських, знаходиться в північній частині Дніпровського басейну – на схилі Воронезького кристалічного масиву, а місцевими областями живлення є відкриті соляні куполи – Ромоданівський, Роменський та ін. Головною областю розвантаження є південна зона ступінчастих скидів западини, де палеозойські води розвантажуються у вищезалягаючі мезозойські та кайнозойські відклади, а підземні води останніх – у р. Дніпро на ділянці від Канева до Павлограда. Після виконання регіональних оцінок природних ресурсів підземних вод для ряду басейнів доведено [110], що роль притоку підземних вод зі сторони щитів у живленні напірних водоносних горизонтів для водопостачання досить невелика. Наприклад, за розрахунками В.М. Шестопалова та ін., живлення підземних вод сеноман-келовейських відкладів з боку Українського щита в північно-західній частині Дніпровського АБ не перевищує 5%. Інфільтраційне живлення підземних вод артезіанських басейнів водопостачання, таким чином, переважно відбувається в межах території цих басейнів. У формуванні ресурсів роль бокового притоку зі сторони прилеглих масивів незначна. Що стосується потоку підземних вод, сформованого на схилах Воронезької антеклізи, то тут основна область живлення напірних вод басейну співпадає з основною областю їх розвантаження, що відбувається завдяки  вертикальному водообміну між водоносними горизонтами.

Вертикальне перетікання між горизонтами є провідним фактором водообміну в північній частині Дніпровського басейну водопостачання. Формування витрат горизонтів підземних вод в бортових частинах басейну на 88-100% забезпечується вертикальним водообміном [110]. В центральній частині басейну приток по латералі із суміжного північно-східного крила складає 10-37,6 % від загального балансу по окремих горизонтах. Максимальним значенням латерального живлення характеризується горизонт буромської світи нижньо-верхньокрейдових відкладів.

Площі вододілів є областями живлення і переважаючого низхідного руху підземних вод для більшості горизонтів. Лише в центральній, найбільш зануреній, частині западини на глибинах більше 1200 м у тріасових і частково юрських відкладах зафіксовано переважання висхідного руху підземних вод в міжріччі Остер-Десна, що добре узгоджується з даними про підвищену мінералізацію і хлоридний натрійовий склад цих вод для водопостачання  [110].

Наявність в заглибленій центральній частині чисельних купольних структур, розривних порушень, фаціальних змін обумовлює складний характер руху вод, який відбувається як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямках.

Зменшення швидкості латеральної фільтрації відмічається із збільшенням глибин залягання горизонтів від бортів до центральної частини западини. Однак в долинах річок спостерігається помітне збільшення швидкості потоків для більшості горизонтів для водопостачання у бортових і центральних частинах западин [110]. Зміна напрямків вертикальної фільтрації відмічається у верхній і нижній частинах присхилових ділянок і частково, – в долинах річок. Швидкість висхідної фільтрації в слабопроникних відкладах під долинами річок звичайно вища за швидкість низхідної фільтрації в межах вододілів. В підземному живленні річок основну участь приймають олігоцен-четвертинний, еоценовий, турон-маастрихтський (93%) і частково (переважно в долині р.Дніпро) – сеноман-нижньокрейдовий (6%) водоносні горизонти. Частка юрського і тріасового комплексів складає всього близько 1% від загального підземного живлення річок [110]. Завдяки девонському та пермському солерідним водотривам в долинах річок, що співпадають з розломами, відбувається розвантаження під сольових вод. [67].

Тобто, в умовах Дніпровського АБ основні області живлення і розвантаження більшості напірних горизонтів, придатних для водопостачання, що розташовані на західному і східному схилах басейну, є областями основного водообміну цих горизонтів із тими що лежать вище. Область транзиту представляє собою область послабленого вертикального водообміну. В областях живлення, транзиту і розвантаження окремих водоносних горизонтів або комплексів відбувається формування природних ресурсів головним чином в результаті вертикального водообміну. Останній багато в чому визначає і  хімічний склад вод для водопостачання [110].

Залежно від умов водообміну і виходячи з уявлень про вертикальну гідродинамічну зональність підземних вод, у межах Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну можна виділити чотири зони: інтенсивного (активного), значного, утрудненого (уповільненого) й дуже утрудненого водообміну (табл. 3.1).

Очевидно, що підземні води ДДАБ мають складну гідродинамічну зональність [51], обумовлену розвитком природних водонапірних систем трьох типів: інфільтраційного, елізійного і термогідродинамічного. Інфільтраційні системи зон інтенсивного та значного водообміну розвинені в кайнозойських і мезокайнозойських водоносних комплексах, а також в неглибоко залягаючих (до 300 – 600 м) водоносних горизонтах палеозойських відкладів для водопостачання. Підземні води, які знаходяться тут в різних колекторах – порових, тріщинних і карстових, рухаються під дією гідростатичного напору, який визначається різницею гіпсометричних відміток між областями живлення і розвантаження водоносних горизонтів. Швидкості їх змінюються від 0,01 м/добу до 120 м/добу [99]. Водоносні ємності в зоні розповсюдження інфільтраційного режиму відрізняються доброю промитістю.

У водоносних комплексах, придатних для централізованого водопостачання, які залягають під потужними водотривкими товщами на глибинах більше 800…1000 м (зона утрудненого водообміну), отримали розвиток елізійні водонапірні системи. Підземні води, які знаходяться тут в основному в тріщинних і тріщинно-пластових колекторах, рухаються з дуже малими швидкостями, які іноді не перевищують n*10-3 м/рік. Швидкості руху підземних вод в процесі вертикального розвантаження по зонах тектонічних розривних порушень досягають n*100 - n*101 м/рік (Терещенко, 1966).

 

Таблиця 3.1. Схема гідродинамічної зональності Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну

Частини басейну

Гідро-динамічні зони

Водоносні горизонти у відкладах

 

Гідро-хімічні зони

Глиби-на заля-гання, м

Загаль-на міне-раліза-ція, г/дм3

Коефіц. метамор-фізації Na/Cl

Централь-на (гра-бен)

Інтенсивного водообміну

Q

N

Phr

HCO3Ca

100 -  200

До 1

> 1

Значного водообміну

Pkn+bc

K2s + K1

J3

HCO3–Cl–Na

Cl–HCO3–Na

Cl–Na

300 – 800

1 – 10

> 1

Утрудненого водообміну

J1 – 2

T

Cl–Na

Cl–Na–Ca

500 –
1500

10 – 100

0,85 – 1,0

Дуже утрудненого водообміну

P

C

D

Cl–Na–Ca

>1000– 1500

> 100

0,5 – 0,8

Півден-но-захід-ний схил

Інтенсивного водообміну

Q

N

P

K

HCO3–Ca

До
 180 – 350

До 1

> 1

Значного водообміну

 

J

T

HCO3–Na

180-500

До 5

 

Північно-східний схил

Інтенсивного водообміну

Значного водообміну

 

Q

N

P

K2 sn – t

K2 s+K1

J

T

C

HCO3–Ca

HCO3–Na

До 700

До 1, рідко
> 1

> 1

 

Термогідродинамічні водонапірні системи розвинені в найбільш занурених високотемпературних товщах палеозою, віднесених до зони дуже утрудненого водообміну, яка розташована під пермським регіональним водотривом (нижче 1500-1700 м). Ця гідродинамічна зона характеризується високими пластовими тисками, що обумовлює вертикальне перетікання підземних вод, придатних для водопостачання, із загальною тенденцією руху від заглиблених частин до периферії і розвантаженням в зоні південних крайових дислокацій, в зонах тектонічних порушень на північно-західних і північних окраїнах Донецької складчастої споруди, зоні поперечних тектонічних дислокацій по лінії с.с. Качанівка-Зачепилівка і на окремих ділянках локальних структур [110].

В цих умовах, в результаті термогідратації відбувається виділення з порід вод і флюїдів, міграція яких протікає в тріщинних колекторах з ще меншими, ніж в елізійних системах, швидкостями, і цілковито визначається тектонічними напругами в земній корі. В умовах, при яких розвантаження цих вод по тектонічних розломах утруднене, формуються локальні осередки надгідростатичного пластового тиску.

Загалом, на інтенсивність розвантаження підземних вод трьох нижніх гідродинамічних зон (див. табл. 3.1) впливають сучасні тектонічні рухи, амплітуда яких на Східно-Європейській платформі досягає 600 м. Ці коливання сприяють поглибленню дренованості водоносних комплексів для водопостачання і утворенню нових зон розвантаження підземних вод [40,110]. На контактах районів з різним напрямком рухів (підняття та опускання) виникають умови для інтенсивного перетікання підземних вод різних горизонтів. Особливо помітні ці явища на периферії Воронезької та Білоруської антекліз.

В гідродинамічно активних зонах розривних порушень між інфільтраційними, елізійними і термогідродинамічними системами встановлюється гідравлічний взаємозв’язок. Він проявляється у висхідному розвантаженні вод глибокого формування, які у верхній частині гідрогеологічного розрізу змішуються з водами неглибоко залягаючих водоносних горизонтів, які практично не використовуються при водопостачанні. Ці води звичайно відрізняються високими напорами, аномальним хімічним складом і підвищеною температурою [99].

Версия для печати
Все права защищены. Полное или частичное копирование материалов запрещено, при согласованном использовании материалов необходима ссылка на ресурс. 
ВебСтолица.РУ: создай свой бесплатный сайт!  | Пожаловаться  
Движок: Amiro CMS