Горизонт это подземная

  • автор:

Подземные воды и грунтовые воды

Не все подземные воды – грунтовые. Отличие грунтовых вод от других видов подземной воды состоит в условиях их залегания в толще горных пород.

Название «подземные воды» говорит само за себя – это вода, которая находится в под землей, то есть в земной коре, в верхней ее части, причем находиться там она может в любом из своих агрегатных состояний – в виде жидкости, льда или газа.

Основные классы подземных вод

Подземная вода бывает разная. перечисли основные виды подземных вод.

Почвенная вода

Почвенная вода содержится в почве, заполняя промежутки между ее частицами, или поровое пространство. Почвенная вода может быть свободной (гравитационной) и подчиняться только силе тяжести, и связанной, то есть удерживаться силами молекулярного притяжения.

Грунтовая вода

Грунтовая вода и ее подвид, называемый верховодкой – это ближайший к поверхности земли водоносный горизонт, залегающий на первом водоупоре. (Водоупор, или водоупорный слой грунта — это почвенный слой, который практически не пропускает воду. Фильтрация сквозь водоупор или очень низкая, или же слой полностью водонепроницаем – например, толщи скальных грунтов). Грунтовая вода крайне непостоянна по многим факторам, и именно грунтовая вода влияет на условия строительства, диктует выбор фундамента и технологии при проектировании сооружений. Дальнейшая эксплуатация созданных руками человека построек также находится под неустанным влиянием меняющегося поведения грунтовой воды.

Межпластовая вода – находится ниже грунтовой воды, под первым водоупором. Эта вода ограничена двумя водоупорными слоями и может находиться между ними под значительным давлением, заполняя водоносный горизонт полностью. Отличается от грунтовой воды большим постоянством своего уровня, и конечно, большей чистотой, причем чистота межпластовой воды может быть следствием не только фильтрации.

Артезианская вода

Артезианская вода – так же, как и межпластовая, заключена между слоями водоупоров и находится там под давлением, то есть относится к напорным водам. Глубина залегания артезианских вод – примерно от ста до тысячи метров. Различные геологические подземные структуры, мульды, впадины и т.п., располагают к образованию подземных озер – артезианских бассейнов. Когда такой бассейн вскрывается при бурении шурфов или скважин, артезианская вода под давлением поднимается выше своего водоносного пласта и может дать очень мощный фонтан.

Минеральная вода

Минеральная вода — интересна для строителя, наверное, только в одном случае, если ее источник окажется на участке, хотя и не вся эта вода полезна для человека. Минеральная вода – это вода, содержащая растворы солей, биологически активных веществ и микроэлементы. Состав минеральной воды, ее физика и химия — очень сложный, это система коллоидов и связанных и несвязанных газов, и вещества в этой системе могут находится как недиссоциированными, в виде молекул, так и в виде ионов.

Грунтовые воды

Грунтовые воды – это первый от поверхности почвы постоянный водоносный горизонт, находящийся на первом водоупоре. Поэтому поверхность этого слоя – свободна, за редкими исключениями. Иногда над потоками грунтовых вод встречаются участки плотных пород – водонепроницаемая кровля.

Залегают грунтовые воды недалеко от поверхности, и поэтому очень зависят от погоды на поверхности земли – от количества атмосферных осадков, движения поверхностных вод, уровня водоемов, все эти факторы влияют на питание подземной воды. Особенность и отличие грунтовой воды от других видов – она безнапорная. Верховодка, или скопления воды верхнего водонасыщенного грунтового слоя над водоупорами из глин и суглинков с малой фильтрацией – это разновидность грунтовой воды, проявляющаяся временно, по сезонам.

На грунтовую воду и непостоянство ее состава, поведения и мощности горизонта влияют как природные факторы, так и деятельность человека. Горизонт грунтовой воды непостоянный, он зависит от свойств горных пород и их водосодержания, близости водоемов и рек, климата местности – температуры и влажности, связанных с испарением и т. далее.

Но серьезное и все более опасное влияние на грунтовую воду оказывает человеческая деятельность – мелиорация и гидротехническое строительство, подземные работы по добыче полезных ископаемых, нефти и газа. Не менее результативной в контексте опасности стала агротехника с применением минеральных удобрений, пестицидов и ядохимикатов, и конечно, промышленные стоки.

Грунтовая вода очень доступна, и если роют колодец или бурят скважину – то в большинстве случаев получают именно грунтовую воду. И свойства ее могут оказаться весьма негативны, поскольку эта водичка зависит от чистоты почвы и служит ее показателем. Все заражения от канализационных протечек, свалок, пестициды с полей, нефтепродукты и прочие результаты деятельности человека попадают в грунтовые воды.

Грунтовая вода и проблемы для строителей

Морозное пучение грунтов находится в прямой и непосредственной зависимости от присутствия грунтовой воды. Разрушения от сил морозного пучения могут быть огромны. При замерзании глинистые и суглинистые грунты получают питание в том числе и от нижнего водоносного горизонта, и в результате этого подсоса могут образовывать целые прослойки из льда.

Давление на подземные части сооружений может достигать огромных величин – 200 Мпа, или 3,2 тн/см2 далеко не предел. Сезонные подвижки грунтов на десятки сантиметров нередки. Возможные последствия действия сил морозного пучения, если их не предусмотрели или учли недостаточно, могут быть: выталкивание фундаментов из земли, затопление подвалов, разрушение дорожных покрытий, затопление и размывание траншей и котлованов и много еще разного негатива.

Кроме физического влияния, грунтовые воды способны разрушать фундаменты и химически, все зависит от степени их агрессивности. При проектировании эта агрессивность исследуется, проводятся как геологические, так и гидрологические изыскания.

Влияние грунтовых вод на бетон

Агрессивность грунтовых вод к бетону различают по типам, рассмотрим их ниже.

По общекислотному показателю

При водородном числе рН менее 4 агрессивность к бетону считают наибольшей, при значении рН более 6,5 – наименьшей. Но малая агрессивность воды вовсе не отменяет необходимости защиты бетона устройством гидроизоляции. Кроме того, имеется сильная зависимость влияния агрессии воды от видов бетона и его вяжущего, в том числе от марки цемента.

Выщелачивающие, магнезиальные и углекислотные воды

Все так или иначе разрушают бетон или способствуют процессу разрушения.

Сульфатные воды

Сульфатные воды относят к наиболее агрессивным к бетону. Ионы сульфатов проникают в бетон и реагируют с соединениями кальция. Образующиеся кристаллогидраты вызывают вспучивание и разрушение бетона.

Методы минимизации рисков от грунтовых вод

Но даже в тех случаях, когда имеется информация о неагрессивности грунтовых вод к бетону в данной местности, отмена устройства гидроизоляции подземных частей здания чревата хорошим уменьшением срока службы бетонных конструкций. Слишком большое влияние оказывают на природу, в том числе грунтовую воду и степень ее агрессии техногенные факторы. Возможность близкого строительства – это одна из причин подвижек грунта и как следствие, изменения поведения грунтовых вод. А химия и ее «накопление», в свою очередь, находится в прямой зависимости от близости сельскохозяйственных угодий.

Учет уровня грунтовых вод, а также сезонных изменений этого уровня – для частной стройки архиважен. Высокая грунтовая вода — это ограничение в выборе. От нее зависит если не вся, то огромная доля экономики индивидуального строителя. Без учета поведения и высоты грунтовой воды нельзя выбирать тип фундамента для дома, принимать решения о возможности устройства подвала и подвального помещения, устраивать погреба и канализационный септик. Дорожки, площадки и все благоустройство участка, включая и озеленение, также требуют на стадии проектирования серьезнейшего учета влияния грунтовой воды. Дело осложняется тем, что ее поведение находится в тесной связи со структурой и видами грунтов на участке. Воду и грунты надо изучать и рассматривать в комплексе.

Верховодка, как разновидность грунтовой воды, может создавать огромные проблемы, и не всегда сезонные. Если у вас песчаные грунты, а дом построен на высоком берегу реки, то сезонных верховодок вы можете и не заметить, вода уйдет быстро. Но если рядом озеро или река, и дом стоит на низком берегу, то даже при наличии песочка в основании участка вы будете на одном уровне с водоемом – как сообщающиеся сосуды, и в этом случае борьба с верховодкой вряд ли будет успешной, как и любая борьба с природой.

В случае, когда грунт – не песок, водоемы и реки далеко, но грунтовая вода очень высокая, ваш вариант – это создание эффективной дренажной системы. Каким будет ваш дренаж — кольцевым, пристенным, пластовым, самотечным или с использованием откачивающих насосов, решается индивидуально, и учесть надо многие факторы. Для этого надо иметь информацию о геологии участка.

В некоторых случаях дренаж не поможет, например, если вы находитесь в низине, а мелиорационного канала поблизости нет и воду отводить некуда. Также не всегда под первым водонесущим слоем оказывается безнапорный слой, в который возможно отвести верховодку, эффект от бурения скважины может быть и обратный – вы получите ключ или фонтан. В случаях, когда устройство дренажа не принесет результата, прибегают к устройству искусственных насыпей. Поднять участок на уровень, где грунтовые воды не достанут вас и ваш фундамент — затратное экономически, но иногда единственно верное решение. Каждый случай индивидуален, и решения хозяин принимает исходя из гидрогеологии своего участка.

Но в очень многих случаях вопрос решается именно дренажом, и важно правильно выбрать его систему и грамотно организовать водоотвод.

Узнать уровень грунтовой воды у себя на участке и отслеживать его изменения – с этими вопросами владельцы индивидуальных участков справляются самостоятельно. Весной и осенью обычно УГВ выше, чем зимой и летом, это связано с интенсивным снеготаянием, сезонностью атмосферных осадков, возможно с затяжными дождями в осенний период. Узнать уровень грунтовой воды можно, измерив его в колодце, шурфе или скважине, от водяного зеркала до поверхности грунта. Если пробить несколько скважин у себя на участке, по его границам, то несложно отследить сезонные изменения УГВ, а на полученных данных возможно принимать решения по строительству — начиная от выбора фундамента и систем водоотвода, и заканчивая планированием огородных посадок, разбивки сада, благоустройством, а также разработкой ландшафтного дизайна.

Грунтовые воды

Мне всегда было интересно, каким образом вода может находится под землёй, откуда она там берётся? Как формируются подземные реки, водоносные слои? И как так можно воткнуть гидрофор практически в любом месте земли и оттуда выкачать неограниченные кубометры воды?! Но этот интерес — как и желание быть космонавтом — никогда не провоцировал меня на действие, поиск ответов или чтение спецлитературы. И вот, спустя много лет начало строительства заставило меня, наконец, разобраться с этим вопросом! Я почувствовал не только праздный интерес, но и практическую необходимость удовлетворить своё любопытство. Теперь вот, делюсь с вами!

Теория

Для начала необходимо выяснить, что такое «подземные воды» в принципе. Подземные воды, судя из названия — это воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на несколько видов:

  • почвенные;

  • грунтовые;

  • межпластовые;

  • артезианские;

  • минеральные.

Перед тем, как перейти непосредственно к теме «Грунтовые воды», хочется написать пару слов об остальных видах.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое.

Межпластовые воды — нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением.

Артезианские воды — напорные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются в пределах определенных геологических структур (впадин, мульд, флексур и др.), образуя артезианские бассейны. При вскрытии буровой скважиной или шурфом артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта, иногда фонтанируют. Обычно эти воды залегают на глубине от 100 до 1000 метров.

Минеральные воды — это воды, содержащие в своем составе растворённые соли, микроэлементы, а также некоторые биологически активные компоненты. Это сложные растворы, в которых вещества содержатся в виде ионов, недиссоциированных молекул, газов, коллоидных частиц.

Теперь по теме.

Грунтовая вода — это вода первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность. Обычно над ней нет сплошной кровли из водонепроницаемых пород. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Грунтовые воды образуются за счёт насыщения атмосферными осадками, водами рек и озёр, притоком поверхностных вод. Область питания грунтовых вод обычно совпадает с областью распространения водоносного горизонта. Мощность горизонта непостоянна и зависит от свойств водосодержащих пород, расстояния до области разгрузки, интенсивности питания,

испарения, температуры, и даже хозяй-

ственная деятельность человека (строи-

тельство гидротехнических и гидро-

мелиоративных сооружений, откачка

воды и нефти из недр, добыча полезных

ископаемых, удобрение сельскохозяйст-

венных земель, промстоки и др.).

Главная характерная особенность

грунтовых вод, отличающая их от более

глубоких артезианских вод — отсутствие

напора.

В грунтовых водах есть ещё

подвид, так называемая «верховодка» —

сезонное скопление вод в верхнем

водонасыщенном слое грунта над водо-

упорными глинистыми или суглинис-

тыми породами.

Вода и стройка

Грунтовые воды относительно легкодоступны, их очень часто используют как непосредственно в строительстве, так и в дальнейшем в водоснабжении дома. Роют под них колодцы, бурят скважины. Но есть у грунтовых вод и значительные негативные свойства, которые могут испортить вам настроение, если не подготовиться.

Грунтовые воды являются показателем чистоты почв, и если рассматривать эти воды в качестве питьевых ресурсов — то нужно отметить, что именно эти воды подвержены многочисленным техногенным заражениям. Источником заражений могут являться возможные свалки, протечки канализационных систем, животноводческие фермы и загоны для скота и даже неудачно расположенная выгребная яма соседа. Если рядом сельхозполя, то пестициды и удобрения так или иначе попадут в грунтовые воды. Случаи аварийных разливов нефтепродуктов, думаю, даже упоминать не стоит…

Грунтовая вода зимой является первопричиной морозного пучения. Есть множество очевидных разрушительных проблем из-за наличия высокого уровня грунтовой воды (выталкивание из земли Архимедовыми силами герметичных ёмкостей (кессоны, подвалы), а если не вытолкнет, то нагрузит стенки значительными гидростатическими силами, размывание стенок котлованов и уменьшение несущей способности грунтов, затопление подвалов и т.д.). Кроме того грунтовые воды оказывают разрушающее влияние на бетон и другие строительные материалы на молекулярном уровне. При возведении сооружений грунтовые воды исследуют на агрессивность. Различают следующие типы агрессивности:

  • Общекислотная. Водородный показатель воды меньше 6. Повышается растворимость карбоната кальция. В зависимости от марки цемента и значений pH агрессивность воды различна: при pH < 4 наибольшая, при pH > 6,5 — наименьшая.

  • Выщелачивающая. Вода содержит более 0,4—1,5 мг экв. гидрокарбоната. Проявляется в растворении карбоната кальция и выносе из бетона гидроксида кальция. Степень агрессивности воды определяется растворимостью карбоната кальция. Вынос гидроксида кальция увеличивается в присутствии хлорида магния, который вступает в обменную реакцию с гидроксидом кальция, образуя хорошо растворимый хлорид кальция.

  • Магнезиальная. Вода содержит более 750 мг/л магния двухвалентного. Предел допустимой концентрации ионов магния зависит от марки цемента, условий, конструкции сооружения, содержания сульфатных ионов и изменяется в широких пределах: от 1,0 до 2,5 %.

  • Сульфатная. Вода содержит свыше 250 мг/л сульфатных ионов. Присутствующие в воде в больших концентрациях сульфатные ионы, проникая в бетон, при кристаллизации образуют кристаллогидрат сульфата кальция, являющийся причиной вспучивания и разрушения бетона.

  • Углекислотная. Вода содержит свыше 3—4 мг/л углекислоты. Растворение карбоната кальция под воздействием растворённого диоксида углерода с образованием легкорастворимого гидрокарбоната кальция провоцирует процесс разрушения бетона.

Высокий уровень грунтовых вод — весьма нежелательное явление! Оно ограничивает возможности застройщиков в выборе типа фундамента, в принятии решения о наличии подвала или цокольного этажа, в назначении сроков начала строительства. Сооружение погреба и канализационного септика так же связаны с уровнем грунтовых вод. Высокий уровень грунтовых вод помешает вам и в обустройстве участка, его озеленении. И если у вас нет нормальной асфальтированной дороги к дому — то даже в этом вопросе грунтовая вода, а в частности верховодка, наверняка даст о себе знать дорожной распутицей.

Возможно ли повлиять на уровень грунтовых вод?

Если грунт песчаный, то проблем с верховодкой возникнуть не должно — вся вода уходит глубоко под землю. Однако, если у вас дом на низком берегу реки или озера, то песчаный грунт не поможет — вам придётся считаться с законом сообщающихся сосудов, который создаст под домом такой же уровень воды, как и в водоёме. В этом случае с грунтовыми водами лучше не начинать борьбу, победа будет не на вашей стороне.

Если же у вас не песчаный грунт и вы находитесь в некотором отдалении от водоёмов, и при этом у вас высокий уровень грунтовых вод, что тогда? Дренаж! Только дренаж может повлиять на уровень грунтовых вод на локальном участке. И то, если эта вода — верховодка. Т.е. если есть возможность отвести воду самотёком или насосом куда-то ещё ниже, чем находится ваш участок (мелиорационный канал, кювета вдоль дороги, дренажная канава, проходящая вдоль границ участков, овраг). Если же ваш участок находится в низине и мелиорационный канал местные власти копать не собираются — то возможно два варианта. Первый — выяснить глубину залегания грунтовых вод (не верховодки). В некоторых случаях, при удачной геологии, под водоупорным слоем может оказаться водонесущий слой, в который и можно отводить верховодку. Для этой цели бурят несколько скважин на расстоянии 15-20м диаметром 25-30см до этого водоносного слоя и засыпают их щебнем. Правда, есть вероятность, что водоносный слой находится под некоторым давлением и из скважины ударит ключ, в результате воды на участке только прибавится… Тогда скважину нужно плотно забить жирной глиной и забыть про такой способ. Второй вариант — просто насыпать кубометры земли, пока участок не поднимется на достаточно безопасный уровень от грунтовых вод.

И всё же, в большинстве случаев, есть возможность обойтись просто дренажём! Дренаж — отдельная широкая тема, которой обязательно будет посвящена статья.

Как узнать уровень грунтовых вод?

Уровень грунтовых вод определяется весной, когда он наиболее высокий, когда таяние зимнего снега происходит очень интенсивно. Высокий уровень этих вод может быть и осенью в следствие затяжных дождей. Уровень определяется замером расстояния от поверхности грунта до зеркала воды в ближайших колодцах или в скважинах. Можно пробурить несколько скважин диаметром 20-30см на участке и пронаблюдать этот уровень непосредственно в месте предполагаемой застройки. Вот, к примеру, несколько фото, сделанных на месте стротиельства: 1 и 2 фото — март, уровень грунтовых вод 30см; 3 фото — май, глубина скважины 1,8м, до воды не дошли; 4 фото — сентябрь, глубина скважины 2,5м, на дне появилась вода.

При отсутствии на приусадебном участке центрального водопровода владельцы загородных домов вынуждены решать вопрос с водоснабжением самостоятельно. Использование подземных источников позволяет вести автономное существование с максимальным уровнем комфорта. Перед тем, как обустроить водозабор, частному застройщику важно иметь представление о расположении водоносных слоев, их характеристиках, методах поиска. В последующем это поможет определиться с выбором водоносного горизонта и постройкой соответствующего гидротехнического сооружения.

Классификация и особенности подземных вод

К подземным источникам относятся воды, располагающиеся в разных по своей структуре и глубине слоях земной коры. Как правило, водоносные горизонты находятся в рыхлых, зернистых или пористых породах, полостях и трещинах твердых пластов, способных аккумулировать влагу. Подпитываются они за счет талых вод, атмосферных осадков, просачивания воды из лож озер, русел рек и ручьев.

В зависимости от условий залегания поземных источников выделяют следующие их виды:

  • Почвенные.
  • Грунтовые.
  • Межпластовые.
  • Артезианские.

Почвенные воды — верховодка

Залегают в пределах метровой глубины, разливаясь в поверхностных слоях земли. В некоторых случаях верховодка может располагаться и гораздо ниже, но, не достигая горизонта грунтовых вод. Поскольку почвенные воды формируются из осадков и проникают в неглубокие слои их нельзя назвать полноценным водоносным слоем. Единственным достоинством данного горизонта является его легкая доступность.

Из недостатков верховодки можно выделить следующие:

  • Объем почвенных вод носит сезонный характер и связан с количеством осадков.
  • Нестабильность слоя – его насыщенность зависит от количества осадков выпавших за год. В периоды засухи вода может исчезать.
  • Низкая очистка воды. Малая толщина почвы не позволяет полноценно задерживать химические и органические примеси, влияющие на качество жидкости.
  • Высокая вероятность загрязнения удобрениями, гербицидами и пестицидами, применяемыми в сельском хозяйстве, продуктами из полигонов по сбору мусора и промышленными выбросами.

ВНИМАНИЕ! Верховодку можно использовать только для полива и бытовых нужд. Без дополнительного кипячения вода совершенно непригодна для питья из-за своего микробиологического и химического состава.

Как и верховодка, грунтовые воды относятся к первому водоносному горизонту. В отличие от первого вида такие источники располагаются на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое, в рыхлых или трещинных породах. Сверху они не перекрываются водонепроницаемым пластом. Пополнение происходит за счет просачивания осадков, таяния снегов, вод из рек, ручьев, озер, оросительных каналов.

  • Глубина залегания данного водоносного слоя составляет от 7 до 30 метров.
  • Толщина пласта от 1 до 3 метров.

ВАЖНО! Объем ресурса грунтовых вод менее зависим от уровня осадков. Однако в период весеннего таяния и обильных дождей он растет. В период засухи происходит его истощение, степень пополнения которого очень сложно оценить. Этот факт необходимо учитывать при бурении скважин на воду или копки колодца.

Поскольку, грунтовые воды залегают глубже, то они в некоторой степени проходят частичную фильтрацию и очистку. На химический и бактериологический состав воды оказывают влияние толщина грунта и его состав. В связи с этим рекомендуется регулярно производить анализ проб воды в специализированных государственных лабораториях.

В целом для бытовых нужд вода, добытая из первого горизонта, годится во всех случаях, тогда как для питья не всегда. Все зависит от условий расположения водозабора и его глубины. Чем глубже находится водоносный слой, тем чище поднимаемая из него вода.

Межпластовые

Межпластовые водоносные слои или второй водоносный горизонт располагаются между двумя водоупорными пластами грунта и характеризуются большей стабильностью объема. Пополняется горизонт за счет инфильтрации грунтовых вод сквозь толщу слабопроницаемых пород. В зависимости от условий движения выделяют два типа подземных вод:

  1. Циркулирующие в рыхлых породах (песчаные, галечные, гравийные).
  2. Аккумулирующиеся в скальных трещиноватых пластах (гранитных, известняковых, доломитовых).

Глубина залегания такого ресурса в недрах земли составляет от 30 до 100 метров. Просачиваясь через мелкие поры, трещины и каверны влага подвергается естественной природной очистке. В большинстве случаев она соответствует нормам определенным СанПиНом.

ВАЖНО! В зависимости от пород, через которые проходит влага, может происходить ее насыщение растворенным железом, солями кальция и магния, а так же другими элементами. В результате чего их концентрация может превышать предельно допустимые показатели (ПДК), определенные санитарными правилами и нормами. При превышении ПДК потребуется дополнительное оборудование для очистки воды.

Артезианские

Артезианский водоносный горизонт находится в более глубоких подземных слоях. Встречается он в специфических геологических структурах:

  • Впадинах.
  • Мульдах (пологие тектонические прогибы в форме чаши или корыта)
  • Флексурах (коленообразные изгибы слоистых пород).

Водоносный слой заключен в пористых или щелевых породах, находящихся между двумя водоупорными слоями (известняк, гранит, песчаник). Что делает пласт более защищенным от воздействия внешних факторов. Пополняется бассейн удаленно. Расстояние до источника подпитки может исчисляться десятками, а то и сотнями километров. Преодолевая такие расстояния, вода естественным путем очищается от примесей и загрязнений.

Глубина залегания артезианского горизонта от 100 до 1000 метров.

ИНТЕРЕСНО! Вогнутые и выгнутые геологические структуры, в пластах которых находятся артезианские водоносные слои, обуславливают постоянное статическое давление на горизонт. При бурении скважины уровень воды повышается, на много превышая уровень водоупорной кровли. В результате чего можно наблюдать фонтанирование.

К преимуществам артезианского горизонта относят:

  • Большие запасы.
  • Высокое качество и чистоту.
  • Пригодность для питья без дополнительной очистки
  • Стабильный не лимитируемый объем.

Из недостатков можно выделить:

  • Чрезмерная минерализация.
  • Сложность добычи.
  • Дороговизна устройства артезианского водозабора.

ВНИМАНИЕ! Согласно Закону Российской Федерации «О недрах» воды, находящиеся в артезианских водоносных горизонтах являются государственным стратегическим запасом.

Основные сооружения для добычи воды

В зависимости от расположения на участке водоносных горизонтов, их глубины, наличия средств, потребностей в воде и целей ее использования выбирают соответствующие способ добычи.

Колодцы

Для бытовых и сельскохозяйственных нужд используют колодцы глубиной до 5 метров. Для получения питьевой воды шахты углубляют до 10…15 метров. Это наиболее бюджетный и простой вариант обустройства водозабора. Наличие такого сооружения позволит решить вопросы:

  • с поливом огорода;
  • с наличием воды для технических и бытовых нужд;

ВНИМАНИЕ! Для питьевых целей воду из колодца можно употреблять исключительно после кипячения.
При копке шахты учитывайте объем воды, который способен выдать колодец. На нужды семьи в среднем берется объем порядка 250 литров. Рекомендуется для более легкой добычи воды использовать такое вспомогательное устройство как специальный водный насос.

Скважины

Получить чистую питьевую воду позволяют только скважины. Ствол, уходящий в глубоко (до 50 метров) в подпочвенный песчаный горизонт, будет самым оптимальным вариантом обеспечения загородного дома водой. Чистота поднимаемой на поверхность влаги объясняется тем, что суглинки и песок, сквозь который она попадает в водоносный слой, служат отличным фильтром.

  • Срок эксплуатации скважин на песок ограничен из-за истощения данного водного горизонта либо заиливания скважины. Как правило, служат такие сооружения в среднем 8…10 лет.
  • Артезианские водозаборы служат до 50 и более лет, так как объем водоносных пластов неограничен. Вода в них высокого качества.

Для водоснабжения загородного дома используют в основном скважины на песок. В сравнении с артезианскими водозаборами, они менее затратны. К тому же их можно пробурить своими силами, не используя дорогостоящие машины.

Карта глубин в Московской области

карта залегания артезианских водоносных слоев в Московской области

Напорные слои

Под определением напорные воды имеются в виду глубоко залегающие водные жилы, как бы зажатые водоупорными слоями земной коры, что образует давление, создает напор. Это артезианские водоносные горизонты. Они присутствуют в тектонических разломах, даже образуют целые подземные бассейны, в некоторых местах имеются очаги выхода на поверхность, от этого зависит мощность напора водного потока. Когда артезианская скважина сделана, при повышенном напоре поток воды легко минует водоупорную кровлю и даже возможно фонтанирование из скважины.

Преимущества и недостатки

Преимущество в качестве воды, недостаток в том, что мероприятие требует больших затрат и поэтому пригодно только как вариант для большого поселения. Однако, для большого поселения такое сооружение будет менее затратно, поскольку в отличие от колодца, откуда придется качать воду электронасосом, здесь затраты энергии будут существенно меньше и скважина помимо удобства быстро себя окупит.

Безнапорные слои

Грунтовые воды, свободно разливающиеся по зазорам в почвенных слоях, глубже полутора метров, межпластовые воды, не имеют какого-либо напора, называются соответственно безнапорными водами, так как не сдавлены слоями горных пород. Только при залегании в виде линзообразных участков могут характеризоваться малым местным напором.

Они проходят по трещинам скальных участков земной коры, разливаются между почвами рыхло-зернистого типа. Наблюдаются в богатых водоносных участках нашей планеты, испещренных сеткой рек и ручьев.

Необременительный доступ к таким водам наряду с ненадежностью этих источников в смысле санитарных норм делает оптимальным данный вид для использования как дополнительный. Также этот вариант будет уместен в случае, если речь идет о необходимости создания забора воды для нужд небольшого количества людей или же при недостатке средств дачного поселения, препятствиях в получении разрешения и регистрации артезианской скважины.

Главное же отличие напорных водоносных горизонтов от безнапорных заключается в том, что напорные воды могут образовывать точки выхода на поверхность, пробиваясь в виде ключей и родников, встречаясь чаще всего в разломах, оврагах, у подножий гор.

Способы определения глубины залегания

  1. Растения с избыточной потребностью во влаге отлично показывают местонахождение водоносных слоев. Даже в периоды сильной засухи, произрастая на таких изобильных подземными водами местах, они сохраняют пышность и насыщенный зеленый цвет.
  2. По разновидности этих влаголюбивых растений определяют заглубление водоносных жил. Например, присутствие камыша указывает на то, что вода может быть на глубине от метра до трех, заросли рогозы показывают наличие подземных вод на метровой глубине, черный тополь предполагает воду на глубинах от полуметра и до трех. Полынь растет на местах прохождения водоносных жил на три-семь метров вглубь, а люцерна до десяти метров. Березняки и ольха тоже могут быть индикаторами присутствия водоносных слоев, тогда как сосна говорит совершенно об обратной ситуации.
  3. Для определения, насколько глубоко залегают водоносные жилы, с успехом используют ручное бурение. Этот метод хорош для земель с мягкими почвами. Бур вводят в землю и последовательно на каждом этапе заглубления осматривают грунт на предмет влаги.

Там, где вода находится в ближайшем доступе, подойдет колодец, в местах же, где водоносные жилы залегают глубоко, лучшим вариантом будет скважина.

Колодец делается глубиной 10-15 м, тогда как скважина вбивается в почву на глубину существенно более чем 15 м, ее размер может доходить и до полусотни метров. Скважины сравнительно небольшой глубины можно поставить и своими силами, тогда как если речь идет о большей глубине 30-50 м, то здесь в ход идут уже буровые установки.

Скважина дает более качественную воду и является более стабильным источником акваресурса.

Колодец же более доступен, но дает менее качественную воду. К тому же, возможность добычи воды с помощью колодца есть не везде, тогда как поставить скважину будет более универсальным методом водозабора.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Характеристика межпластовых вод как источника водоснабжения

межпластовый вода сточный

Межпластовые подземные воды залегают между двумя водоупорными слоями (рис.1.1.), из которых один — нижний — является водонепроницаемым ложем, а другой — верхний — водонепроницаемой кровлей. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от десятков и сотен до тысячи метров и более. Наличие водонепроницаемой кровли препятствует попаданию воды в межпластовые слои из расположенных выше горизонтов. Пополнение межпластовых вод может происходить лишь в местах выклинивания водоносного горизонта на поверхность. Обычно зоны питания залегают на значительном (сотни километров) расстоянии от места водозабора. Чем больше это расстояние, тем надежнее защита межпластовых вод от поступления загрязнений с поверхности. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины.

В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или безнапорными. Их отличительная особенность — залегание ниже одного, двух или нескольких слоев водоупорных пород и отсутствие питания с поверхности непосредственно над ними. В каждом межпластовом водоносном горизонте различают область питания, где горизонт выходит на поверхность, область напора и область разгрузки, где вода изливается на поверхность земли или дно реки, озера в виде восходящих ключей. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы (песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями.

При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Безнапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания.

1-водоупорные слои; 2-горизонт грунтовых вод; 3-горизонт межпластовых безнапорных вод; 4-горизонт межпластовых напорных вод; 5-колодец, питающийся грунтовой водой; 6-скважина, питающаяся из межпластового безнапорного горизонта; 7- скважина, питающаяся из межпластового напорного (артезианского) горизонта.

Рисунок 1.1- Залегание межпластовых вод

Условия формирования и залегания (наличие водоупорного перекрытия, большое расстояние от мест выклинивания, значительная глубина залегания) определяют главную особенность межпластовых вод — постоянство количественных и качественных характеристик. Именно постоянство физических свойств и химического состава является важнейшими показателями санитарной надежности межпластового водоносного слоя. Какие-либо изменения хотя бы одного из показателей качества межпластовой воды являются сигналом о поступлении в ее слой воды из размещенных выше горизонтов, то есть сигналом о возможном загрязнении.

Надежно перекрытые межпластовые воды отличаются от грунтовых невысокой температурой (5-12 °С), постоянным физико-химическим составом, постоянным уровнем и значительным дебитом. Они прозрачные, без цвета, часто — без запаха и какого-либо привкуса. Концентрация минеральных солей в них выше, чем в грунтовых водах, и зависит от химического состава породы, в которой они накапливаются и передвигаются. Межпластовые воды — пресные, но могут иметь разную степень минерализации, вплоть до высокоминерализованных. Степень минерализации определяет другие показатели качества межпластовой воды (в частности, вкус и привкус) и коррелирует с содержанием хлоридов, сульфатов, солей жесткости (кальция и магния) и т. п. Межпластовые воды преимущественно щелочные (pH > 7) благодаря наличию гидрокарбонатов щелочных и щелочно-земельных металлов. Иногда могут содержать много железа (II) в виде гидрокарбонатов, марганца (II) в виде сульфатов, сероводорода. Последний образуется в межпластовых водах в результате химических превращений некоторых минеральных солей: восстановления сульфатов, разложения сульфидов металлов по реакции

FeS2 + 2СО2 + 2Н2О = H2S + S4- + Fe(HCО3)2

при взаимодействии сернокислых солей, растворенных в воде, с битумозными глинами, торфом, нефтью и т. п. Иногда в межпластовых водах выявляют аммонийные соли, которые, как и сероводород, имеют исключительно минеральное происхождение. При отсутствии свободного растворенного кислорода в глубоких межпластовых водах создаются условия для восстановления нитратов в нитриты и аммонийные соли. Поэтому относительно высокое содержание в межпластовых водах сероводорода и аммиака иногда бывает естественным и не свидетельствует об их загрязнении. В природных биогеохимических провинциях, связанных с залежами полиметаллических руд, межпластовые воды могут содержать значительное количество тех или иных микроэлементов, в частности мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома и др. Межпластовые воды Бучакского водоносного слоя (Полтавская область Украины) отличаются высоким содержанием фтора. Разумеется, что такие воды невозможно использовать для хозяйственно-питьевого водоснабжения без специальной обработки.

Безусловным преимуществом межпластовых вод является почти полное отсутствие микробной контаминации. Благодаря длительной фильтрации и наличию водоупорной кровли, защищающей межпластовые воды от загрязнения, они почти не содержат микроорганизмов, тем более патогенных. Такие межпластовые воды эпидемически безопасны и не нуждаются в обеззараживании.

Межпластовые воды, в связи с условиями их формирования и залегания, надежностью перекрытия водоупорными слоями, постоянством состава и достаточно большим дебитом, имеют явные преимущества перед другими источниками водоснабжения и с гигиенической точки зрения заслуживают высокой оценки. В большинстве случаев они обладают высоким качеством — им присущи положительные органолептические свойства, физиологически благоприятный минеральный, в том числе микроэлементный, состав, отсутствие или очень низкое содержание вредных (токсических) химических веществ, эпидемическая безопасность. Поэтому их используют без предварительной обработки.

Санитарные достоинства глубоких подземных вод очень велики: они редко требуют дополнительного улучшения качества, обладают сравнительно устойчивым химическим составом и природной чистотой в бактериальном отношении, характеризуются высокой прозрачностью, бесцветностью, отсутствием взвешенных веществ и приятны на вкус.

Химический состав подземных вод формируется под влиянием химического (растворение, выщелачивание, сорбция, ионный обмен, образование осадка) и физикохимического (перенос веществ фильтрующих пород, смешение, поглощение и выделение газов) процессов. В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Недостатком их часто является высокое солесодержание и, в ряде случаев повышенное содержание аммиака, сероводорода и ряда минеральных веществ — фтора, бора, брома, стронция и др. Наибольшее значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют фтор, железо, соли жесткости (сульфаты, карбонаты и бикарбонаты магния и кальция). Реже встречаются бром, бор, бериллий, селен, стронций.

Характерной особенностью межпластовых вод является отсутствие в них растворенного кислорода. Тем не менее микробиологические процессы оказывают существенное влияние на их состав. Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, железобактерии образуют конкреции железа и марганца, которые частично растворяются в воде; некоторые виды бактерий способны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака. Химический солевой состав различных горизонтов подземных вод колеблется, их минерализация достигает иногда высоких пределов, и тогда они непригодны для водоснабжения населенных мест.

Чем дальше отстоит место водозабора (буровая скважина) от границы зоны питания или разгрузки и чем лучше защита от проникновения вышележащих вод, тем характернее и постояннее химический состав межпластовых вод. Постоянство солевого состава воды — важнейший признак санитарной надежности водоносного горизонта. На формирование состава подземных вод оказывают большое влияние естественные и искусственные факторы. Изменения в солевом составе воды глубоководной артезианской скважины должны рассматриваться как признак санитарного неблагополучия. Причиной таких изменений может быть:

  • а) поступление воды из вышележащего горизонта, в частности грунтовых вод, при недостаточной плотности изолирующего слоя, затекании вдоль стенок скважины, через заброшенные колодцы, при разработке карьеров, при нерациональной эксплуатации горизонта, отборе воды, превышающем его водообильность, сопровождающееся изменением минерализации;
  • б) фильтрация речной воды через промоины в водоупорном ложе русла;
  • в) загрязнение через устье скважины.

В некоторых случаях возможно и бактериальное загрязнение воды. Одной из причин загрязнения подземных вод являются промышленные сточные воды, которые инфильтрируются из накопителей, хвосто- и шламохранилищ, золоотвалов и т.п. в случае неудовлетворительной их гидроизоляции. Инфильтрация промышленных загрязнений наблюдается и с полей фильтрации, которые до недавнего времени использовались для обезвреживания промышленных сточных вод. Проникновению сточных вод через водоупорные горизонты способствуют поверхностно-активные вещества, присутствующие в большинстве промышленных сточных вод.

При эксплуатации скважины в определенной части водоносного горизонта в результате присасывающего действия водоподъемных устройств развивается зона пониженного давления воды. Степень понижения зависит от мощности водоподъемника, высоты давления в горизонте до его эксплуатации и водообильности горизонта. Наибольшего значения понижение давления достигает вокруг скважины, постепенно снижаясь по мере удаления от нее. Объем водоносной породы, на котором сказывается присасывающее влияние водоподъемника при его работе, получил вследствие характерной формы название «воронка депрессии». Наличие и размеры воронки депрессии изменяют гидрогеологические условия в водоносном горизонте, снижая его санитарную надежность, так как появляется возможность притока воды из выше- и нижележащих водоносных горизонтов через трещины и гидравлические окна в разделяющих их водоупорных пластах.

Территория на поверхности земли, соответствующая границе воронки депрессии, в наибольшей мере может служить источником загрязнения подземных вод, что учитывается при организации зон санитарной охраны водоисточника.

Межпластовые воды вследствие защищенности от поверхностного загрязнения, постоянства состава и достаточно большого дебита высоко оцениваются с санитарной точки зрения и при выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения имеют преимущество перед другими водоисточниками. Весьма часто межпластовые воды могут использоваться для питьевых целей без предварительной обработки. Единственным принципиальным ограничением выбора их в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения является недостаточная водообильность горизонта по сравнению с намечаемой мощностью водопровода.

ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ

В пределах бассейна дебиты скважин обычно не превышают 14,4-24,80 м3/час при понижении уровня на 2,8—6,0 м от статического.

Подземные воды сенон-туронского водоносного горизонта характеризуются малой минерализацией и относятся к типу гидрокарбонатно-кальциевых вод.

В бассейне, где по зонам тектонических разломов происходит разгрузка высокоминерализованных вод палеозойских отложений, подземные воды сенон-туронского водоносного горизонта нередко обогащаются хлоридами натрия и приобретают четко выраженные черты хлоридно-натриевых вод с минерализацией до 4,2—6,4 г/л и более.

Так, например, в долинах р. Птичи, к югу от г. Глусска, в результате подтока минерализованных вод палеозойских отложений, подземные воды сенон-туронских отложений имеют относительно высокую минерализацию, достигающую 4,2 г/л и более (табл. 18) и относятся к типу хлоридно натриевых вод.

В скважине Речицкого района, расположенного вблизи зоны тектонических разломов, ограничивающих Припятскую впадину с севера, подземные воды сенон-туронских отложений относятся к хлоридно натриевому типу с минерализацией 6,4 г/л. Повышенная минерализация подземных вод сенон-туронских отложений наблюдается также в долине Случи, к югу от дер. Милевичи Лунинецкого района, в долине Припяти к югу от г. Петрикова, в долине Словечно к западу от ст.

Словечно и в ряде других пунктов, что свидетельствует о значительном влиянии разгружающихся минерализованных вод палеозойских отложений на формирование химического состава и общей минерализации подземных вод сенон-туронских отложений.

В санитарном отношении подземные воды сенон-туронского водоносного горизонта характеризуются высокими показателями, позволяющими считать качество этих вод безупречным.

В юго-восточных районах Могилевской, на востоке Гомельской и на западе Брестской областей водоносный горизонт сенон-туронских отложений играет большую роль в водном хозяйстве названных районов. Небольшая глубина залегания (50—100 м), относительно высокая водообильность и вполне удовлетворительное качество подземных вод сенон-туронского горизонта позволяют отнести его, на территории указанных районов, к числу основных водоносных горизонтов.

На территорииСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна и южного склона Белорусского гидрогеологического массива юрские отложения представлены пестрым комплексом пород, в составе которых выделяют две литологически различные толщи: нижнюю — песчано-глинистую и верхнюю известняково-мергелистую. Песчано-глинистая толща мощностью от 6—8 до 100 м, сложена в основном глинами с прослоями песков и слабосцементированных песчаников.

Известняково-мергелистая толща мощностью от нескольких метров до 140 м имеет менее широкое распространение и сложена известняками и мергелями, с подчиненными прослоями песков и песчаников в верхней части разреза. Водовмещающими породами этой толщи являются трещиноватые разности песчаников и мелко-, среднезернистые пески. Мощность водовмещающих отложений колеблется в широких пределах, но в изменении ее не наблюдается той закономерности, с которой связано изменение общей мощности юрских отложений, обусловленное геоструктурными особенностями района. Резкие колебания мощности водовмещающих отложений вызываются фациальными изменениями юрских отложений, в результате которых водовмещающие отложения нередко уменьшаются в мощности или вовсе выклиниваются, замещаясь глинами. Вследствие частого выклинивания водоносных прослоев они не образуют сколько-нибудь выдержанного по простиранию водоносного горизонта. В пределах Припятско-Днепровского артезианского бассейна, подземные воды, заключенные в различных стратиграфических горизонтах юрских отложений, имеют спорадическое распространение и в отличие от западных районов водосодержащие породы характеризуются значительно меньшей водообильностью.

В местах глубокого погружения юрских отложений, как например, в восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, где юрские отложения погружаются на глубину до 320 м и более, подземные воды могут иметь более высокую минерализацию.

Триасовые отложения, представленные в основном глинами, являются практически безводными.

На территории Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна они играют роль регионального водоупора, разделяющего подземные воды мезозойских и палеозойских отложений.

В отдельных пунктах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна в разрезе триасовых отложений были встречены маломощные и слабоводообильные водоносные прослои невыдержанного распространения.

В пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна подземные воды пермских отложений залегают на глубине от 471,5 до 923 м от поверхности земли. Погружение водоносных горизонтов, как и всей толщи пермских отложений, наблюдается с северо-запада на юго-восток; в этом направлении увеличивается и их мощность. У северо-западной границы распространения мощность их не превышает 135—200м.

Водосодержащие толщи песков и песчаников пермских отложении были опробованы в шести поисково-разведочных скважинах, расположенных в разных районах Припятской впадины. Подземные воды, заключенные в этих горизонтах, имеют высокую минерализацию, которая в зависимости от глубины залегания опробованных горизонтов изменялась от 38 до 145 г/л (табл. 24) и относится к типу хлоридно-натриевых вод (рассолов).

Водообильность водоносных горизонтов пермских отложений очень малая. При испытании скважин, доведенных до водоносных горизонтов, водовмещающими отложениями которых являются пески и песчаники, дебиты их не превышают 3,0—5,9 м3/час при понижении уровня на 60—55 м от статического. Пьезометрические уровни находятся на глубине 35—50 м от поверхности земли или на отметках 76,4—110,8 м абс. высоты.

Питание подземных вод пермских отложений происходит в краевых частях их распространения, в пределах западной и южной частей Белорусского гидрогеологического массива, а также на северной, окраине Украинского гидрогеологического массива за счет поступления подземных вод из вышележащих водоносных горизонтов. Каменноугольные отложения распространены на севере и северо-западе Украины, где они выполняют наиболее глубокую часть Припятско-Днепровского артезианского бассейна. Залегают отложения карбона на размытой поверхности, верхнего девона или непосредственно на кристаллических породах фундамента и перекрываются мощной толщей песчано-глинистых отложений перми и мезо-кайнозоя. Мощность карбона в зависимости от рельефа поверхности подстилающих пород верхнего девона изменяется в широких пределах. На солянокупольных поднятиях она варьирует от 0,0 до 100,0 м; в межкупольных понижениях мощность их достигает 679—1472 м и более. В общем же изменение мощности карбона наблюдается с запада на восток и от периферии к центру впадины.

В составе каменноугольных отложений в пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна выделяются средний и нижний отделы. Питание подземных вод карбона осуществляется по периферии бассейна за счет перетекания подземных вод из вышележащих водоносных горизонтов перми и мезо-кайнозоя.

Отложения фаменского яруса верхнего девона на территории распространены в пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна и северо-западной части Украины. Литологически они делятся на три толщи: надсолевую, верхнесолевую и межсолевую. Надсолевая толща представлена преимущественно глинами с подчиненными прослоями мергелей, доломитизированных известняков и доломитов. В нижней части надсолевой толщи встречаются прослои и пропластки гипса. Общая мощность надсолевых отложений колеблется от 20—150 до 550—750 м. Фильтрационная способность глин очень мала и в связи с этим прослои известняков и доломитов, залегающие в толще глин, являются безводными или содержат слабоводообильные горизонты.

В северо-западной части Припятской впадины водоносность надсолевых отложений отмечена лишь в самых верхних ее горизонтах. Водообильность верхних горизонтов надсолевой толщи в указанных пунктах оказалась ничтожно малой.

В юго-восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, непосредственно над солью залегает пачка серых песчаников с прослоями алевролитов и глин, обводненность надсолевых отложений больше, чем в северо-западной ее части. Подземные воды надсолевых отложений в этой части прогиба были опробованы в районе городов Мозыря, Ельска, Наровли и некоторых других пунктах.

Малой водообильностью надсолевые отложения характеризуются и в юго-восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна.

В северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, где надсоленосные отложения залегают на небольшой глубине (60 — 120 м) и относительно промыты и выщелочены, подземные воды этих отложений имеют обычно малую минерализацию и относятся к типу гидро-карбонатно- кальциево-магниевых или хлоридно-гидрокарбонатно-суль-фатно-натриево- кальциевых вод, с минерализацией от 0,318 до 1,214 г/л. По мере погружения надсоленосных отложений под мощную толщу каменноугольных отложений промытость их становится меньшей и в связи с этим приуроченные к ним подземные воды переходят в высококонцентрированные рассолы, минерализация которых резко возрастает с глубиной.

Верхнесоленосная толща сложена каменной и калийной солями с тонкими прослоями зеленовато-серых глин, реже мергелей и глинистых известняков. Прослои песчаников встречаются главным образом в восточной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна. Прослои глин, мергелей, глинистых известняков и песчаников в толще солей занимают обычно подчиненное значение, но на Заозерной структуре, а также в районах, расположенных к северу и северо-западу от Наровли и Ельска, терригенные и карбонатные породы составляют до 40—50% и более от общей мощности соленосной толщи.

Соленосные отложения являются водонепроницаемыми породами и поэтому с гидрогеологической точки зрения они вместе с надсоленосными отложениями могут рассматриваться как совершенный водоупор, достаточно выдержанный на всей площади Припятско-Днепровского артезианского бассейна. Взаимосвязь подземных вод, залегающих выше и ниже этого водоупора, может осуществляться лишь по тектоническим разломам или в прибортовых частях впадины, где соли выклиниваются и заме¬щаются терригенными и карбонатными, хорошо водопроницаемыми породами .

На территорииСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна подземные воды из отложений верхнесолевой толщи получены в Мозырской опор ной скважине и в нескольких поисково-разведочных скважинах н: Ельской структуре.

В терригенных прослоях, залегающих в нижни; горизонтах верхнесоленосной толщи, заключены рассолы хлоридно натриевого и хлоридно-кальциевого состава, с минерализацией около 314—335 гл.

Характерной особенностью подземных вод низов верхнесолевой толщи является относительно малая степень их метаморфизации, чтс свидетельствует о связи рассолов с подземными водами вышележащих водоносных комплексов. Рассолы содержат большое количество брома йода, стронция и других микроэлементов.

Подземные воды верхней соленосной толщи имеют довольно высокую температуру, изменяющуюся не только с глубиной, но и по площади распространения.

Питание подземных вод верхней соленосной толщи происходит, по-видимому, в прибортовых частях впадины, где соли замещены хорошо водопроницаемыми терригенными и карбонатными породами, а также по зонам тектонических разломов, по которым происходит водообмен и перетекание подземных вод из вышележащих водоносных комплексов.

Межсолевая толща в северо-западной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, представлена в верхней своей части в основном ангидритами с подчиненными прослоями серых крепких доломитов, реже плотных известняков мощностью до 97,0 м.

В нижней части — плотными доломитами, доломитизированными, часто кавернозными известняками и ангидритами с редкими прослоями глин и песчаников общей мощностью 9,1 — 84,0 м.

Подземные воды фаменского яруса верхнего девона на территории Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна не образуют сколько-нибудь выдержанных по мощности и простиранию водоносных горизонтов. Они залегают в виде линз и маломощных, часто выклинивающихся по простиранию прослоев разной мощности среди водонепроницаемых глин, солей и мергелей. Водоносные прослои и линзы, приуроченные к одним и тем же стратиграфическим горизон¬там, часто залегают на различных уровнях, в распределении которых не наблюдается никакой закономерности. Подземные воды, заключенные в рассматриваемых толщах, характеризуются различным химическим составом и минерализацией, изменяющейся по мере погружения этих отложений под мощную толщу каменноугольных отложений.

На территорииСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна отложения франского яруса литологически делятся на три толщи: верхнюю—‘ соленосную (ливенский и евлановский горизонты), среднюю — карбонатную, сложенную доломитами, доломитизированными известняками и ангидритами с прослоями глин (евлановский, воронежский, петинский, семилукский и верхнещигровский горизонты) и нижнюю терригенную толщу, представленную песками и песчаниками нижнещигровского (швентойского) горизонта.

Соленосная толща франского яруса, являющаяся нижней соленос-ной толщей в разрезе верхнего девона Припятско-Днепровского артезианского бассейна, играет роль регионального водоупора, разделяющего подземные воды нижних горизонтов франского яруса и вышележащих отложений фаменского яруса верхнего девона.

Карбонатная толща франского яруса на территории Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна залегает под соленосной толщей и поэтому носит название подсолевых отложений. Глубина залегания ее колеблется в весьма широких пределах, на северо-западной окраине бас¬сейна она варьирует от 79 до 233 м. В центральной его части глубина залегания этих отложений колеблется от 1614—2382 до 2344—2683 м. Мощность подсолевых отложений изменяется в меньших пределах.

В пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна карбонатная толща франского яруса содержит подземные воды и высококонцентрированные рассолы разного химического состава. Минерализация подземных вод и рассолов увеличивается по мере погружения их от периферии к осевой части артезианского бассейна. В северо-западной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна, где глубина залегания отложений франского яруса не превышает 190—233, подземные воды относятся к типу гидрокарбонатных.

В пределахСеверной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна водоносность швентойско-тартуских отложений малоизучена. Имеющиеся материалы позволяют указать, что гидрогеологические условия швентойско-тартуских отложений характеризуются весьма слабым или почти полным отсутствием водообмена с земной поверхностью, в связи с чем здесь формируются только высококонцентрированные рассолы разного химического состава и минерализации.

Швентойско-тартуский водоносный комплекс в пределах Северной части Припятско-Днепровского артезианского бассейна был опробован в интервале 2565—2578 и 2660—2665 м. На указанных глубинах содержатся высококонцентрированные рассолы хлоридно-натриевого и хлоридно-кальциевого типа с минерализацией до 354 г/л и температурой более 50° С.

Рассолы содержат большое количество брома (3821 мг/л), йода (31,0 мг/л) и стронция (1704 мг/л). При откачке, приток воды при понижении уровня на 441,0 м от статического не превышал в скважину составлял 12 мг/час при понижении уровня на 280 м от статического. В других скважинах, приток воды при понижении уровня на 441,0 м от статического не превышал 2,4 м3/час. Эти рассолы могут представлять интерес как сырье для химической промышленности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *