Материал: Гидрогеологические условия Орловского участка Борского месторождения подземных вод

Гидрогеологические условия Орловского участка Борского месторождения подземных вод

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ

.1 Административное и географическое положение

.2 Геоморфология

.3 Гидрография

.4 Климат

. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА И УЧАСТКА

.1 Геологическая характеристика

.2 Гидрогеологическая характеристика

. ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД И САНИТАРНОЙ ОБСТАНОВКИ

.1 Характеристика качества поверхностных вод

.2 Характеристика качества подземных вод

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

.1 Диагностика опытного режима откачки

.2 Обоснование расчётной схемы для обработки опытно-фильтрационных работ

.3 Обработка опытной откачки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной работы является оценка гидрогеологических условий Орловского участка Борского месторождения подземных вод в качестве потенциального источника питьевого и хозяйственного водоснабжения г. Нижний Новгород.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- анализ гидрогеологических, геологических и физико-географических условий участка;

- характеристика качества подземных и поверхностных вод в соответствии СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» и ОСТ 41-05-263-86 Воды подземные. Классификация по химическому составу и температуре.

- определение гидрогеологических параметров целевого водоносного горизонта неоген-четвертичного водоносного горизонта по результатам опытно-фильтрационных работ;

- разработка рекомендаций для дальнейших работ по оценке запасов подземных вод Орловского участка Борского месторождения.

При решении поставленных задач были проведены следующие работы:

- анализ макрокомпонентного состава подземных вод с помощью треугольных диаграмм Ферре с использованием программы TriQuick (автор: Доливо-Добровольский Д. В., ИГГД РАН, 2012-2016);

- анализ качества подземных вод на предмет соответствия нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»;

- интерпретация опытно-фильтрационных работ с помощью программы AQUITEST (автор: Синдаловский Л.Н., СПГГИ, 1996).

При написании работы были использованы следующие материалы, полученные в результате проведения поисково-оценочных работ ПРЦ ГМСН, структурного подразделения ФГУГП "Волгагеология": журнал режимных наблюдении на водопосту р. Ватома, каталог эксплуатационных и поисково-разведочных скважин, журнал, опытной кустовой откачки (куст № 3).

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ

1.1 Административное и географическое положение

Борское месторождение подземных (МПВ) вод расположено на территории городского округа Бор, который по площади является одним из самых крупных в Нижегородской области и с юга непосредственно примыкает к Нижнему Новгороду (Рис. 1.). В географическом плане район расположен в междуречье рек Волги и ее левых притоков: Керженец и Ватома, находится в 20,0-48,0 км восточнее и юго-восточнее северной окраины Нагорной части г. Н. Новгорода, площадь участка порядка 400 км².

Населенные пункты расположены преимущественно в северо-западной части района. В других направлениях населенные пункты редки в следствие залесённости. Площадь территории, покрытой лесом более 50% от общей площади района. Плотность населения составляет 42.82 чел./км². Транспортное сообщение с г. Бор и г.Н. Новгород осуществляется по единственной шоссейной дороге, пересекающей территорию с востока на запад.

Орловский участок Борского МПВ Участок работ расположен в рамках топотрапеции О-36-XXXIII, на левом берегу р. Волги в междуречье р. Ватома и р. Керженец.

Рис. 1. Обзорная схема района работ. Масштаб 1:200 000

Опытно фильтрационные работы проводились не левом берегу р. Ватома, в 1,5 км выше д. Городищи. Режимные наблюдения за уровнем и составом подземных вод проводились по сети разведочно-поисковых и эксплуатационных скважин по всей площади Орловского участка, а уровень и состав поверхностных вод наблюдался на водомерном посту р. Ватома в непосредственной близости от куста № 3 Орловского участка.

.2 Геоморфология

Район работ расположен в пределах Унже-Ветлужской аллювиально-зандровой равнины. В пределах Орловского участка развиты 5 разновозрастные террасы р. Волги. Наибольшая ширина поймы р. Волга в устье р. Ватомы достигает 8 км. На остальной территории участка ширина пойменной террасы (aH) изменяется от 20-50 м до 1,5-2,0 км. Характерные абсолютные отметки поверхности 65-70 м. Превышение поверхности над урезом воды в межень составляет до 5-7 м. Имеются старицы и протоки, отмети в которых на 1,5-2,0 м выше отметок Волги. Ширин поймы р. Ватома изменяется от 100-200 м до 500-700 м, р. Керженец от 1 км (С-В Орловского участка) до 3 км в приустьевой части (Ю-В Орловского участка).

Первая надпойменная терраса (a¹III ln-os) Волги сохранилась на ЮЗ и ЮВ Орловского участка. Ширина террасы до 2,7-3,0 км. Характерные отметки 70 -72 м. Поверхность ровная, имеются старицы и заболоченные участки. На р. Керженец первая надпойменная терраса прослеживается в пределах всего участка. Ширина террасы 0,5-3 км.

Вторая надпойменная терраса (a²III mk-kt) Волги на Орловском участке имеет ширину от 4-5 км до 10 км. Отметки поверхности 75-80 м. На террасе имеются старичные озера, болота, мелиоративные каналы на разрабатывавшихся месторождениях торфа.

В левобережной части долины р. Керженца вторая надпойменная терраса сужается от 13,5 км (С-В Орловского участка) до 1 км в приустьевой части. Отметки поверхности 80-89 м. На террасе имеются озера, болота, мелиоративные каналы, месторождения торфа.

Третья надпойменная терраса (a³II čk-ms) развита в долинах р.р. Ватомы и Керженца. Уступ террасы более пологий, чем на Подолецкого участка. Высота уступа над второй террасой не превышает 10 м. Характерные отметки поверхности 90-93 м.

Четвертая надпойменная терраса (a⁴II kž) занимает водораздел р.р. Ватомы и Керженца и водораздел р.р. Керженца и Нюжмы. Характерные отметки поверхности 96-110 м.

Кроме террас, на территории участка развиты следующие формы рельефа: суффозионные понижения, песчаные бугры.

Среди денудационных процессов можно выделить карстообразование, тесно связанное с суффозией, и образование оползней в пределах речных террас

.3 Гидрография

Территория работ располагается в пределах Унже-Ветлужской аллювиально-зандровой равнины.

Орловский участок расположен в пределах III и IV надпойменных террас р. Волга. Поверхность территории участка пологоволнистая с абсолютными отметками от 80 до 110м.

Гидрографическая сеть хорошо развита. Главной дреной района является р. Волга. Она течет с востока на запад. В питании реки основная доля приходится на атмосферные осадки - 70%, доля подземного питания - 30%. Сток зарегулирован Горьковским водохранилищем. Среднегодовой расход воды у города Нижнего Новгорода - 2 970 м³/с. Русло реки слабоизвилистое, ширина колеблется от 450 м в межень, до 1000 м и более в паводок. Скорость течения составляет 0,6-0,7 м/с, средняя глубина 4-5 м. В пойменных участках реки много старичных озер глубиной до 2,5 м. Крупными притоками левобережья являются Узола, Линда, Везлома, Ватома, Керженец. Бассейны мелких рек - Везломы и Ватомы полностью входят в район работ, бассейны более крупных рек - Узолы, Линды и Керженца - входят в район работ своей нижней, приустьевой частью. В границах поисковых участков расположены реки Ватома.

Русло р. Ватома извилистое, шириной 5,0-7,0 м, глубиной 0,3-3,0 м, скорость течения 0,2-0,3 м/с. Расход воды в межень - 1,34 м³/с. Модуль стока в межень составлял 3,5 л/с км².

В связи с тем, что район проведения работ находится в зоне избыточного увлажнения, для него характерны болота верхового, низинного, реже переходного типов.

1.4 Климат

Климат района умеренно-континетальный, с четко выраженными сезонами года.

Зима длится с начала ноября по конец марта. Среднемесячная температура самого холодного месяца - января - составляет −11… −13 ºС. Минимальная -(-41) ºС. Снежный покров устанавливается в конце ноября и лежит обычно 150-160 дней. Высота снежного покрова к концу марта достигает примерно полуметра, а в лесу - 70-80 см. За зимний сезон по области выпадает около 160 - 200 мм осадков. Средняя глубина промерзания почвы 68 см, максимальная - 100 см.

Весна протекает относительно быстро. Повышение средней месячной температуры воздуха от марта к апрелю составляет обычно 9-10 ºС. Переход через 0 ºС происходит в начале апреля. Сход снежного покрова происходит обычно во второй декаде апреля. Количество осадков весной составляет по области 70-90 мм.

Лето умеренно-теплое, продолжается 70-90 дней с момента, когда средняя суточная температура поднимается выше +15 ºС. Среднемесячная температура самого теплого месяца в году - июля - составляет +19^оС, максимальная +37 ^оС. Осадки в течение года выпадают неравномерно, большая их часть выпадает в теплый период и преимущественно в летний сезон. Наибольшее количество осадков, 75-85 мм, обычно приходится на июль.

Осень наступает с переходом среднесуточных температур через отметку +15 ºС в сторону понижения, что случается обычно в конце августа - начале сентября. Среднемесячная температура падает от +10-11 ºС в сентябре до -3-4 ºС в ноябре Температура Устойчивый переход средней суточной температуры воздуха через 0 ºС в сторону понижения происходит в самом начале ноября. В целом за осенний сезон выпадает 110-130 мм осадков.

Господствующие ветра западные, юго-западные. Среднегодовая скорость ветра 11 м/с.

2. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА И УЧАСТКА

.1 Геологическая характеристика

В геологическим строении района работ представлены отложения вендского, девонского, каменноугольного, пермского, неогенового (Таблица 1) и четвертичного возрастов. На дневную поверхность коренные отложения не выходят, так как перекрываются четвертичными отложениями. Характеристика геологического разреза приводится до глубины залегания сакмарского яруса нижнего отдела пермской системы, так как он является региональным водоупором, разделяющим зоны активного и замедленного водообмена.

Пермская система

Пермская система представлена отложениями нижнего и верхнего отделов.

Нижний отдел представлен сакмарским ярусом (P₁s) сложен ангидритами плотными, с прожилками и гнездами гипса. Отмечаются редкие прослои доломитов светло-серых, мелкозернистых, огипсованных. Мощность достигает 126 м в северной части территории. Распространен повсеместно.

Верхний отдел представлен казанским, уржумским, северодвинским и вятским ярусами. Развит на всей территории участка.

Немединский горизонт (немединская свита, P₂nm), относящийся к нижнему подъярусу казанского яруса, сложен известняками с редкими прослоями доломитов и мергелей. Мощность колеблется от 1м до 35м, что объясняется размывом в предуржумское время в частности в районе устья р. Линда нет отложения этой свиты.

Породы уржумского яруса, в результате размыва в неоген-четвертичное время представлены только нижним подъярусом, отложения которого с размывом залегают на нижнеказанских отложениях. Уржумский ярус представлен уржумским горизонтом, которому соответствует уржумская серия, где выделяются нижнеуржумская и верхнеуржумская подсерии.

Нижнеуржумская подсерия (P₂ur₁) сложена в основном алевролитами, глинами с прослоями песчаников, мергелей, гнездами и линзами гипсов. Мощность растет в северном направлении и достигает 56м. Средняя мощность сокращена в результате размыва в четвертичное время и составляет 20-25 м.

Таблица 1.

Стратиграфическая колонка дочетвертичных отложений в районе работ

Верхнеуржумская подсерия (P₂ur₂) распространена только в северной части район а проведения работ. Отложения представлены глинами, мергелями с прослоями алевролитов, известняков и песчаников. Мощность отложений достигает 36м.

В состав северодвинского яруса входят: слободская и юрпаловская свиты (P₃sl-jur), нерасчлененные, а также нижняя и верхняя подсвиты путятинской свиты (P₃pt).

Отложения слободской и юрпаловской свит залегают с несогласием на отложениях уржумской серии и распространены только в северной части района. Отложения представлены глинами, алевролитами, мергелями, известняками Максимальная мощность составляет 20м.

Путятинская свита распространена в серенной части района. В пределах палеодолин отсутствует. Отложения данной свиты залегают с несогласием на отложениях юрпаловской свиты. На части территории отложения свиты расчленены на верхнюю и нижнюю подсвиты. В основании лежат песчаники и алевролиты, которые выше по разрезу сменяются глинами с прослоями алевролитов и мергелей. Мощность отложений достигает 49 м.

Вятский ярус в разрезе представлен нефедовский свитой (P₃nf). Нефёдовская свита развита в северо-западной части района. Отложения свиты залегают несогласно на отложениях путятинской свиты. Они представлены в основании песчаниками, красно-коричневыми, зеленовато-серыми, мелкозернистыми, с линзами и невыдержанными прослоями конгломератов. Выше по разрезу чередуются слои алевролитов и глин, с прослоями мелкозернистых песчаников, мергелей. Максимальная мощность отложений составляет 30 м.

Юрская система

Среди отложений юрского периода в районе работ развиты отложения ааленского и байосского (нижний подъярус) ярусов, а именно Пучеж-Катунский комплекс. Толща пестроцветных брекчий (b^sJ₂pk). Толща представлена фрагментарно в северной части района. Залегает с размывом на отложениях вятского яруса. Отложения представлены брекчиями полимиктовыми, состоящие из обломков пермских пород на алевролито-глинистом и глинисто-карбонатном цементе. Мощность достигает 65 м.

Неогеновая система представлена плиоцен-миоценовыми отложениями санчурской толщи, залегающими с несогласием на эрозионной поверхности пермских образований. Санчурская толща (N_1-2sn) представлена небольшими фрагментами в районе прадолины р. Волги и р. Керженец. В разрезе отложения представлены переслаиванием глин, алевролитов и песков, в основании с гравием и галькой. Мощность достигает 47м.

Четвертичная система

Отложения четвертичной системы (Таблица 2) наиболее широко распространены на участке работ и представлены широким рядом генетических типов отложений (Рис. 2.).

Аллювиальные эоплестоценовые отложения (аЕ) развиты у северо-восточных границ района проведения работ на левом берегу р. Керженец. Залегают на дочетвертичных отложениях и перекрываются маломощным чехлом элювиальных и делювиальных образований и фрагментами донской морены. Подошва аллювия эоплейстоцена залегает в диапазоне абсолютных высот 95-100м, кровля - 122-108 м. В основании разреза залегают пески глинистые, с гравием и галькой кристаллических пород, которые выше по разрезу сменяются песками мелкозернистыми, алевритовыми, глинистыми в различной степени, вплоть до перехода в суглинок песчаный. Разрез завершается суглинками, алевритовыми, песчанистыми и песками с гравием кристаллических пород мелкозернистые, в верхней части разреза алевритовые, глинистые в различной степени, охристые. Мощность отложений достигает 20 м.