Материал: Гидрогеологические условия Орловского участка Борского месторождения подземных вод

Нижнее звено неоплейстоцена представлено аллювиальными образованиями, отложениями ильинского горизонта (павловская свита), донского горизонта (криушинский ледниковый комплекс), ледниковыми отложениями (основная морена) и мучкапским и окским горизонтами.

Аллювиальные образования (aI) встречаются в тальвеге прадолины мучкапско-окского времени, заполняют карстовые полости и впадины, образованные в пермских отложениях. Отложения представлены песками коричневато-серыми, темно-серыми, серыми, кварцевыми, разнозернистыми, глинистыми в различной степени, с обломочным материалом пермских осадочных пород.

Ильинский горизонт. Павловская свита (aIpv) залегает на поверхности размыва дочетвертичных образований и перекрыта аллювием надпойменных террас. Представлена в основании разреза песками с гравием и галькой, завершают разрез суглинки. Мощность отложений до 27 м.

Донской горизонт. Криушинский ледниковый комплекс. Флювиогляциальные отложения времени наступления ледника (fIkš) встречаются на севере северо-западе района, залегают с несогласием на аллювии ильинского горизонта о дочетвертичных отложениях. Частично перекрываются фрагментами донской морены. Представлены песками кварцевыми, разнозернистыми, в различной степени глинистыми с гравием и редкой галькой. В разрезе отмечаются линзы суглинков песчаных, c гравием, галькой и валунами, мощностью до 25 м.

Таблица 2.

Стратиграфическая колонка четвертичных отложений в районе работ

Рис.2. Карта четвертичных отложений района работ

Ледниковые отложения. Основная морена (gIkš). Морена слагает крупнохолмистые гряды, валы, и массивы, имеющие субширотное и субмеридиональное направление. Залегает несогласно на поверхности аллювиальных отложений плейстоцена и ильинского горизонта, а также донских флювиогляциальных отложений. Образования представлены сложнопостроенной толщей, в которой валунно-галечные и песчано-гравийные образования чередуются с линзами песков и суглинков. Пески красно-коричневые, коричневато-желтые, полимиктовые, разнозернистые, глинистые в различной степени. Суглинки коричневые, красно-коричневые, песчаные, с гравием и галькой. Мощность образований достигает 27 м.

Мучкапский-окский горизонт (aImč-ok) выполняют прадолины субширотного и субмеридионального направлений врезанные в дочетвертичные образования. Перекрываются отложениями лихвинского горизонта. Разрез сложен песками с линзами и прослоями глин, в основании с гравием и галькой. Мощность отложений достигает 34 м.

Среднее звено представлено аллювиальными отложениями лихвинского (кривичская свита), калужского и чекалинского-московского горизонтов.

Лихвинский горизонт. Кривичская свита (aIIkr) залегает с несогласием на поверхности дочетвертичных образований и аллювии мучкапского-окского горизонтов, перекрывается аллювием надпойменных террас. Отложения представлены песками с линзами суглинков, алевритами, переходящими в глины. В основании пески с гравием и галькой. Мощность отложений до 33 м.

Калужский горизонт (a⁴IIkž) слагает четвертую надпойменную террасу, залегает с несогласием на аллювии лихвинского, калужского, ильинского горизонтов.

Представлен горизонт, в основном, песками с линзами и прослоями суглинков и глин, в основании с гравием и редкой галькой. Мощность отложений до 26 м.

Чекалинский-московский горизонты (a3čk-ms). Отложения третьей надпойменной террасы залегают на поверхности размыва дочетвертичных образований и аллювии лихвинского горизонта, представлены песками с гравием, суглинками с прослоями песков и алевритов. Мощность до 28 м.

Верхнее звено представлено аллювиальными отложениями микулинского-калининского, ленинградского-осташковского горизонтов, а также эоловыми образованиями.

Микулинский-калининский горизонты (a²IIImk-kl) слагают вторую надпойменную террасу р. Волга, залегают несогласно на дочетвертичных отложениях и аллювии лихвинского горизонта, отложения представлены песками с линзами суглинков, в основании с гравием и галькой. Мощность до 29 м.

Ленинградский-осташковский горизонты (a¹IIIln-os) слагают первую надпойменную террасу залегают на поверхности размыва дочетвертичных отложений и аллювии лихвинского горизонта. Разрез представлен песками, в основании с гравием и галькой, завершают разрез глины и суглинки. Мощность отложений до 25 м.

Эоловые образования (vIII) развиты на поверхности надпойменных террас, где образуют дюны. Отложения представлены песками. Максимальная мощность отложений 17м.

Аллювиальные отложения пойменных террас голоценового возраста(aH) развиты повсеместно. Отложения представлены песками, глинами, в основании с гравием и галькой. В разрезе встречаются линзы и прослои суглинков, глин, торфов. Мощность до 28 м.

Палюстринные отложения голоценового возраста (plH) широко развиты на территории района залегают на аллювиальных отложениях поймы, первой и второй надпойменных террас. Представлены торфами низинного типа болот. Мощность торфов 2-7 м.

Район работ расположен в зоне сочленение Токмовского свода, который структурно принадлежит к Волго-Уральской антеклизе, и Московской синеклизы.

Территория исследования расположена северо-восточнее Окско-Волжской системы дислокаций, граница которой протягивается вдоль современного русла р. Волги и характеризуется моноклинальным падением кровли сакмарского яруса в северо-восточном направлении с отметки 0 м до (-30-50)м, что совпадает с направлением падения фундамента.

В истории неотектонического развития выделяются два крупных этапа:

ранненеоплейстоценовый, в результате которого, после поднятия сформировался врез до отметки 40 м. Поднятие имело пульсирующий характер, что выразилось рядом уступов в коренном ложе.

средне-поздненеоплейстоценовый. В результате нового поднятия сформировались уступы аллювиальных террас в долинах рек, где помимо пойменных насчитывается до четырех надпойменных террас. Амплитуда составила порядка 30 м.

Суммарная амплитуда неотектонических движений положительная и составляет около 30 м в пределах низин.

2.2 Гидрогеологическая характеристика

гидрогеологический месторождение подземный водоснабжение

Территория исследования расположена в пределах Ветлужского артезианского бассейна. Гидрогеологический разрез до первого от поверхности регионального водоупорного горизонта представлен отложениями четвертичной, неогеновой, юрской и пермской систем. В согласии со стратиграфическим принципом, также по водообильности выделяются следующие подразделения:

-неоген-четвертичный аллювиальный водоносный комплекс (N-aQ);

нефёдовский относительно водоносный горизонт (P₃nf);

котельничский водоносный комплекс (P₃kt);

верхнеуржумский относительно водоносный горизонт (P₂ur₂);

-нижнеуржумский относительно водоупорный горизонт (P₂ur₁);

-нижнеказанский водоносный горизонт (P₂kz₁);

сакмарский водоупорный горизонт (P₁s).

В пределах района работ значение для хозяйственного водоснабжения имеют подземные воды неоген-четвертичного аллювиального комплекса.

Неоген-четвертичный аллювиальный водоносный комплекс (N-aQ) объединяет отложения разного возраста: от современных до нижнечетвертичных, а также частично сохранившихся неогеновых. Подземные воды формируют единый грунтовый поток. Водоносный горизонт залегает первым от поверхности и подстилается слабопроницаемыми отложениями котельнической и уржумской серии, которые представлены алевролитами, глинами и мергелями. На отдельных участках, приуроченных к зонам трещиноватости, водоупорные свойства слоя нарушены, что обеспечивает водообмен между данным аллювиальным комплексом и нижележащими горизонтами, что подтверждается геохимическими аномалиями в пробах грунтовых вод. Абсолютные отметки поверхности горизонта колеблются от 17 м до 60 м.

Водовмещающая толща представлена в основном песками кварцевыми разнозернистыми, в нижней части - крупнозернистыми с включением гальки и гравия. В верхней части комплекса преобладают пески мелкозернистые, в различной степени глинистые, содержащие линзовидные прослои суглинков и супесей, иногда встречается погребенный торф. Коэффициент фильтрации в связи с неоднородностью гранулометрического состава песков в разрезе колеблется от 1,6 до 49,4 м/сут. Наибольший коэффициент фильтрации обеспечивают средне- и крупнозернистые пески мучкапско-окского горизонта (коэффициент фильтрации 20,0-49,7 м/сут).

Глубина залегания подошвы комплекса и его мощность непостоянны и зависят от особенностей строения эрозионной поверхности донеогеновых отложений, рельефа местности, а также дренирующего влияния речной сети. Максимальная мощность составляет 71,5 м, а в бортах долины она сокращается до 14,8-27,3 м. Водоносный комплекс безнапорный, уровень грунтовых вод залегает на глубинах от 0,0-1,7 до 21,0 42,8. Абсолютные отметки уровней изменяются от 94,5-80,4 м до 75,9-64,1 м.

Комплекс в целом характеризуется высокой водообильностью. Дебиты скважин при откачках колебались от 1,2-3,0 до 33,3-57,4 л/с, удельные дебиты - от 0,14-1,1 до 6,4-9,5 л/с. Коэффициенты водопроводимости достигали 1985,0-2813,0 м²/сут. Максимальная водообильность связана со средне- и крупнозернистыми песками русловых и стрежневых фаций аллювия в центральной части прадолины мучкапско-окского времени. На флангах прадолины, а также местами в пределах поймы и надпойменных террас долины р. Волги аллювиальные отложения менее водообильны: удельные дебиты составили 0,14-3,8 л/с (единично 5,7 л/с), коэффициент водопроводимости 22,0-899,5 м²/сут.

Химических состав вод довольно однородный: среди анионов преобладает гидрокарбонат-ион (64-100%), среди катионов - кальций. Воды пресные с минерализацией 0,1-0,5 г/л, преобладающие значения 0,1-0,2 г/л. В пределах населенных пунктов нередко подземные воды верхней части водоносного комплекса, каптированные колодцами, загрязнены нитратами, хлоридами, содержание которых иногда превышает ПДК. Минерализация загрязненных вод увеличивается до 0,6-1,0г/л.

Не отдельных участках в результате разгрузки вод уржумских и нижнеказанского горизонтов, анионный состав вод меняется на гидрокарбонатно-сульфатный и сульфатный. Минерализация достигает 2,5 г/л.

Наличие торфяных массивов в пределах территории обуславливает присутствие в грунтовых водах железа и сероводорода, содержание последнего носит эпизодический характер. Содержание железа изменяется от 0,2 до 4, 68 мг/л.

Питание комплекса осуществляется преимущественно за счёт атмосферных осадков. Локально происходит разгрузка нижележащих горизонтов. Комплекс также связан с речными водами, питающими его во время паводков. Основной дреной является р. Волга.

Подземные воды неоген-четвертичного аллювиального водоносного комплекса являются перспективным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения на левобережье р. Волги. Наиболее крупным водопотребителем грунтовых вод является г. Бор, для централизованного водоснабжения которого разведаны и утверждены ГКЗ запасы подземных вод по категориям А+В в количестве 64,0 тыс. м³/сут. Эксплуатация Ивановского водозабора началась в 1982 г. По состоянию на 01.01.2007 г. в работе находятся 12 скважин, средний суточный водоотбор по ним составляет 27,3 тыс. м³/сут, понижение уровня в центре водозабора составляет 6,8 м.

Водоснабжение остальных населенных пунктов в районе работ базируется на неразведанных запасах подземных вод. Эксплуатация осуществляется одиночными скважинами глубиной 30,0-71,7м и колодцами.

Непрерывный покров нефёдовский относительно водоносный горизонт (P₃nf) формирует только в северной части территории, где его отложения занимают водоразделы притоков рр Линды и Керженца. Они вскрываются скважинами на глубине до 24 м, на абсолютных отметках 104,2-81,8 м. Отложения выходят на дневную поверхность в цоколе надпойменных террас р. Керженец. В кровле горизонта залегают глинистые отложения, которые частично изолируют его от вышележащего четвертичного водоносного горизонта. Подошва горизонта представлена глинистыми отложениями северодвинского горизонта, которые являются для него относительным водоупором, за исключением зон повышенной трещиноватости на отдельных участках междуречий. Абсолютные отметки подошвы горизонта изменяются от 94,4 до 73,2-70,0 м.

Водоносными являются песчаники полимиктовые, в основном мелкозернистые, на глинистом цементе, алевролиты от песчанистых до песчаных, реже мергели и глины с прослоями алевролитов и песчаников. Водовмещающие породы залегают на разных гипсометрических отметках, невыдержанны по латерали, представляют собой пачки и линзы водоносных пород среди относительно водоупорных. Их суммарная мощность составляет 3,0-7,0 м при общей мощности горизонта до 16 м.

Подземные вод в основном напорные, за исключением периферии, где они имеют свободную поверхность и являются субнапорными. Величина напора варьирует от 2,8 до 21,0 м. уровни подземных вод располагаются на глубинах 5,8-12,0 м, на абсолютных отметках 116,2-84,0 м.

Воды весьма пресные, гидрокарбонатные магниево-кальциевые, с минерализацией 0,3 г/л.

Питание нефёдовского горизонта происходит за счет инфильтрации вод из -неоген-четвертичного водоносного комплекса водоносного комплекса. Разгрузка осуществляется в - котельничский водоносный комплекс. Подземные воды практически не используются местным населением.

Котельничский водоносный комплекс (P₃kt)

Широко распространен в северной части района работ. Комплекс отсутствует в пределах погруженных частей погребенных долин р. Волги, он слагает только правый борт долин с абсолютными отметками подошвы 80-90 м. На водоразделах комплекс перекрыт неогеновыми и нефёдовскими отложениями, а на остальной территории он залегает непосредственно под толщей неоген-четвертичных осадков. Наибольшие глубины до кровли установлены в пределах северных водоразделов и составляют 30,4-48,8 м.

Верхним и нижним водоупором служат глинисто-песчаные и карбонатно-глинистые отложения. Водоупоры зачастую отсутствуют.

Водоносные породы представлены песчаниками, песчаными и трещиноватыми алевролитами, мергелями, известняками, глинами аргиллитоподобными трещиноватыми с прослоями песчаников и карбонатов. Водовмещающие породы разделены прослоями глин и глинистых алевролитов. Суммарная мощность водовмещающих пород изменяется от 3,45 до 6,1 м при мощности комплекса 17,2-71,0 м. Вследствие того, что водоносные породы залегают на разных гипсометрических уровнях, глубина залегания уровня подземных вод колеблется в широком диапазоне значений: от 0,0-1,0м до 61,6-83,0 м, что соответствует абсолютным отметкам 164,6-79,0 м.

Подземные воды пластово-поровые и трещинные, в основном напорные. Вскрываются колодцами на глубине 0,0-16,1 м, абсолютные отметки грунтовых вод при этом изменяются от 126,0 до 79 м с тенденцией снижения к долинам рек и границам свиты. Величина напора над кровлей водосодержащих пород достигает 50,0-80,0 м в депрессионных зонах её северной части. Водообильность отложений слабая по причине неравномерной трещиноватости и фильтрационной неоднородности алеврито-песчаных слоёв. Удельные дебиты скважин варьируют от 0,002 до 0,4 л/с. Водопроводимость колеблется от 0,07 до 52,0 м²/сут.

Минерализация подземных вод в пределах комплекса составляет 0,3-0,4 г/л. По типу они гидрокарбонатные магниево-кальциевые или гидрокарбонатные смешанного катионного состава.

Питание водоносного комплекса осуществляется путём перетекания из выше- и нижележащих отложений. На водоразделах водоносный комплекс является потенциальным источников питания подземных вод подстилающих отложений.

Вода комплекса используется местным населением для хозяйственно-питьевых нужд. Эксплуатация осуществляется одиночными скважинами глубиной 25-95 м.