СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………. 2
..
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ
1.1. Административное и географическое
3
положение……………………………….
1.2.
4
Геоморфология……………………………………………………………………..
1.3.
5
Гидрография………………………………………………………………………..
1.4.
6
Климат………………………………………………………………………………
2. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА И УЧАСТКА
2.1. Геологическая характеристика…………………………………………………… 7
2.2. Гидрогеологическая характеристика…………………………………………….. 15
3. ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД
И САНИТАРНОЙ ОБСТАНОВКИ
3.1. Характеристика качества поверхностных вод…………………………………... 21
3.2. Характеристика качества подземных
22
вод………………………………………...
4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
4.1. Диагностика опытного режима
26
откачки………………………………………….
4.2. Обоснование расчётной схемы для обработки опытно-фильтрационных
28
работ
4.3. Обработка опытной
32
откачки………………………………………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………
36
…
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………… 38
!3
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………
…
!4
40
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).
!5
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 юговосточнее 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
Керженец.
!6
в междуречье р. Ватома и р.
Рис. 1. Обзорная схема района работ. Масштаб 1:200 000
!7
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.
1.2. 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.
!8
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
1.3. Гидрография
Территория работ располагается в пределах Унже-Ветлужской аллювиальнозандровой 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%.
Горьковским водохранилищем.
Сток зарегулирован
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.
!9
В связи с тем, что район проведения работ находится в зоне избыточного
увлажнения, для него характерны болота верхового, низинного, реже переходного
типов.
!10
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
+19оС, 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.
!11
2. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА И УЧАСТКА
2.1. 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
!12
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
!13
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 (P3sljur), 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 (bsJ2pk). 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
Неогеновая система представлена плиоцен-миоценовыми отложениями
санчурской толщи, залегающими с несогласием на эрозионной поверхности пермских
!15
образований. Санчурская толща (N1-2sn) 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.
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 мучкапскоокского 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.
!16
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
!17
aH
!
ие № 1 к отчету о
ижнего Новгорода,
!12
Ледниковые отложения. Основная морена (gIkš). Морена слагает
к ру п н охол м и с т ы е г р я д ы , ва л ы , и ма с с и в ы , и м е ю щ и е суб ш и р от н о е и
субмеридиональное направление. Залегает несогласно на поверхности аллювиальных
отложений плейстоцена и ильинского горизонта, а также донских флювиогляциальных
отложений. Образования представлены сложнопостроенной толщей, в которой валунногалечные и песчано-гравийные образования чередуются с линзами песков и суглинков.
Пески красно-коричневые, коричневато-желтые, полимиктовые, разнозернистые,
!13
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 микулинскогокалининского, ленинградского-осташковского горизонтов, а также эоловыми
образованиями.
Микулинский-калининский горизонты (a 2 IIImk-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
!14
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.
!15
2.2. Гидрогеологическая характеристика
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.
!16
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 мучкапскоокского 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
!17
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
!18
абсолютных отметках 116,2-84,0 м.
Воды ве сьма пре сные, 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 карбонатноглинистые отложения. Водоупоры зачастую отсутствуют.
Водоносные породы представлены песчаниками, песчаными и трещиноватыми
алевролитами, мергелями, изве стняками, 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
!19
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.
Верхнеуржумский относительно водоносный горизонт (P 2 ur 2 )имеет
ограниченное распространение на бортах погребённых долин. Общая мощность
горизонта не превышает 36м.
Водовмещающими породами являются песчаники, мергели и известняки,
залегающими прослоями (мощностью до 3-5 м). Верхний и нижний водоупор
представлены глинистыми отложениями выше- и нижележащих пород; могут
отсутствовать. Более высокое положение гипсометрическое горизонта относительно
нижнеуржумского способствует более активному растворению гипсов в разрезе.
Горизонт может содержать пресные воды.
Питание водоносного горизонта осуществляется путём перетекания из
котельнического и неоген-четвертичного комплексов, а разгрузка - в нижележащий
горизонт.
Почти на всей площади территории исследований кровля нижнеуржумского
относительно водоупорного горизонта (P2ur1) размыта в различной степени, что
сказывается на его мощности. Она колеблется от 9,2 до 38,8 м.
Литологический состав пород горизонта характеризуется значительной
изменчивостью, как в разрезе, так и по латерали. Сложен он преимущественно глинами,
алевролитами, с маломощными (до 1,5м) прослоями песчаников, редко мергелей,
залегающих на разных гипсометрических уровнях, с включениями гипсов.
Подземные воды приурочены к прослоям песчаников, мергелей, трещиноватых
!20
алевролитов и, редко, глин, мощностью от 0,4 до 1,5 м. Суммарная мощность
водовмещающих пород не превышает 4,5 м. коэффициент фильтрации варьирует от 0,1
до 2,6 м/сут. Максимальные значения характерны для зон повышенной трещиноватости
на границах активных неотектонических блоков.
По характеру залегания воды горизонта напорные, трещинно-поровые. Величина
напора над кровлей горизонта достигает 52,2 – 62,0 м. Пьезометрические уровни
зафиксированы на глубинах от 1,6 до 10,3 м. Абсолютные отметки пьезометрической
поверхности изменяются от 66,3 до 88,0м.
Водообильность слабая, неравномерная. Удельный дебит изменяется от 0,004 до
1,3л/с. Величина водопроводимости составляет 1,0-11,7 м2/сут.
Воды горизонта слабосолоноватые, с минерализацией от 1,2 до 2,0 г/л. Состав
вод сульфатный, преимущественно кальциевый, что обусловлено загипсованностью
разреза.
Питание осуществляется в основном за счет перетекания из неогенчетвертичного комплекса. Основной дреной является р. Волга.
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения не используется.
Нижнеказанский водоносный горизонт (P2kz1), объединяющий однотипные по
проницаемости нижнеказанские обводненные отложения, распространен повсеместно.
Его слагают известняки и доломиты, участками кавернозные, неравномерно
трещиноватые, с прослоями глин, тяготеющих к нижней части разреза, а также мергели.
Карбонатные породы включают линзы и прослои гипса. Водоупорная кровля
представлена относительно водонепроницаемыми глинами и алевролитами уржумских
отложений. По единичным скважинам кровля горизонта вскрыта на глубине 41,2-98,1
м. Подстилающий водоупор сложен гипсово-ангидритовой толщей сакмарского яруса.
По условиям залегания воды горизонта напорные. Величина напора составляет
79,0-91,0 м. Пьезометрический уровень залегает на глубине 3,1-10,5м. Дебиты скважин
составляют 0,4-9,81л/с, удельные дебиты – 0,004-1,74л/с, водопроводимость – 2,8-356,0
м2/сут.
Воды сульфатные и хлоридно-сульфатный с минерализацией 1,0-2,2 г/л. На
прилегающей территории минерализация достигает 5,1 г/л.
В пределах района работ сакмарский водоупорный горизонт (P 1 s)
распространены повсеместно. Представлены они, преимущественно, ангидритами,
!21
гипсами с редкими маломощными прослоями доломитов. По своим фильтрационным
свойствам толща водонепроницаемая, является региональным водоупором,
разделяющим зону активного и замедленного водообмена.
!22
3. ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД И
САНИТАРНОЙ ОБСТАНОВКИ
Формирование химического состава подземных и поверхностных вод на
территории Орловского участка Борского МПВ происходит под воздействием
совокупности факторов: климатических, геоморфологических, геологических и
антропогенных.
Для характеристики качества подземных и поверхностных вод отбирались
пробы воды из эксплуатационных и поисково-разведочных скважин, расположенных по
всей площади рассматриваемого участка и пробы воды в створах поисково-разведочных
скважин из реки Ватома.
Отбор проб был произведен дважды: в первой декаде сентября и в третьей
декаде мая 2009 года.
3.1. Характеристика качества поверхностных вод
Вотообор из р. Ватома производился на водомерном посту, в непосредственной
близости от куста № 3 Орловского участка. По результатам опробования
поверхностные воды р. Ватома относятся к гидрокарбонатному классу, натриевокальциевой группе, весьма пресные, от мягких до умеренно жестких (1,5-3,68 ммоль/л).
По водородному показателю (pH) воды нейтральные [16].
Формула Курлова для вод р. Ватома:
М 0,16
НСО3 70 SО4 22 Cl 8
Na+K 42 Ca 39 Mg 19
pH 7,0
По результатам наблюдений в весенний период (пробы были отобраны 17 мая),
выявлено снижение содержания гидрокарбонатов в пользу сульфатов и рост
содержания ионов кальция за счет ионов натрия и калия. Дата отбора проб на графике
режимных наблюдений (Рис. 6.) выпадает на период, когда пик половодья был пройден,
и уровень воды практически достиг
меженного минимума. Изменение
макрокомпонентного состава подземных вод в пользу сульфатов и кальция, вероятно,
свидетельствует в пользу питания реки подземными водами.
!23
Зафиксировано превышение ПДК содержания железа общего, окисляемости
перманганатной, нефтепродуктов. (Приложение 2), что вероятнее всего является
следствием антропогенного воздействия на среду.
3.2. Характеристика качества подземных вод
Неоген-четвертичный водоносный горизонт.
По макрокомпонентному составу подземные воды данного водоносного
горизонта относятся к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, I типу и
сульфатному классу, кальциевой группе, II типу по классификации О.А. Алекина [4].
Точечно встречаются воды гидрокарбонатного класса кальциево-натриевой, натриевомагниевой группы и натриевой, II типа, хлоридного класса кальциевой подгруппы, II
типа. Распределение и изменчивость катионного и анионного состава можно наблюдать
на треугольных диаграммах (Рис. 3.).
а
!
б
!
Рис.3. Треугольники Ферре для анионов (а) и катионов (б), отражающих
макрокомпонентный состав вод неоген-четвертичного водоносного горизонта
а – в верхнем треугольнике диаграммы представлены воды гидрокарбонатного класса,
в правом нижнем – сульфатного класса, в центральный попала проба с водой хлоридного
класса;
б – в верхнем треугольнике расположены пробы воды кальциевой группы, в центральном
воды смешанного катионного состава (кальциево-натриевой и натриево-магниевой группы), в
нижнем левом натриевой подгруппы.
Гидрокарбонатный класс вод наиболее широко распро странен на
рассматриваемом участке, воды от весьма пресных до собственно пресных
!24
(минерализация от 0,07 до 0,9 г/л), слабокислые или слабощелочные (pH 5,8-8,2), от
мягких до жестких (общая жесткость от 0,4 до 9,04 мг-экв/л). В данном классе доля
HCO3 в пробах варьирует от 41 до 93 экв -%, содержание SO4 достигает – 37 экв -%, а Cl
– 29 экв-%.
!25
Преобладающим катионом является Са, его содержание колеблется от 44 до 72
экв-%, далее по частоте встречаемости следует Mg – от 8 до 43 экв-%, и Na от 0 до 36
экв-%.
Типовая формула Курлова имеете следующий вид:
М 0,2
HCO3 74 SO4 16 Cl 10
Ca 54 Mg 24 Na 22
pH 7
Сульфатный класс вод распространен в южной части площади и небольшими
ареалами в центральной и восточной частях. Воды от весьма пресных до
слабосолоноватых (минерализация от 0,2 до 1,3 г/л), нейтральные или слабощелочные
(pH 7,1 - 8), от мягких до очень жестких (общая жесткость от 0,9 до 16,2 мг-экв./л).
Здесь и далее классификации по минерализации, жесткости, водородному показателю
дана по нормативам ОСТ 41-05-263-86 [5] Содержание сульфатов в данном классе
колеблется от 57 до 93 экв-%.. На втором месте по содержанию в ряду анионов стоит
HCO3 до 32, а на третьем Cl – до 16 экв-%.
Типовая формула Курлова для сульфатных вод:
М 0,58
SO4 77 HCO3 19 Cl 5
Ca 73 Mg 17 Na 10
pH 7,6
Сульфатный класс вод приурочен к зонам разгрузки вод пермских отложений
(зонам повышенной трещиноватости и литологическим окнам).
Отдельной скважиной, возле п. Керженец, вскрываются воды хлоридного класса.
Воды весьма пресные и пресные, минерализация 0,04 – 0,23 г/л, общей жесткостью
0,24 – 2,91 мг-экв./л.
Формула Курлова для вод хлоридного класса имеет следующий вид:
М 0,58
SO4 59 HCO3 30 Cl 11
Ca 70 Mg 17 Na 13
pH 7,6
В целом, качество подземных вод неоген-четвертичного водоносного горизонта
по радиологическим показателям, микробиологическим и показателям антропогенного
воздействия удовлетворяет требованиям к питьевой воде СанПиН 2.1.4.1074-01 [12],
[13].
!26
При сравнении проб воды, отобранных в первой декаде сентября и в третьей
декаде мая следует отметить незначительное снижение минерализации (в пределах 0,3
г/л) и смещение долей в катионном составе в пользу Na+K, его концентрация растет в
пределах 5%. Катионный состав остаётся выдержанным, микрокомпоненты изменяются
незначительно, в пределах нормативных показателей. [ссыль а отчет]
Как видно из Приложения 1 качество вод неоген-четвертичного водоносного
горизонта на Орловском участке в целом удовлетворяет требованиям СанПиНа
2.1.4.1074-01 «Вода питьевая», за исключением следующих параметров: содержания
железа общего, марганца, локально сульфатов (приуроченных к зонам повышенной
проводимости уржумского относительно водоупорного горизонта), показателю общей
жесткости и минерализации. Повышенное содержание железа может быть следствием
частичного питания целевого водоносного горизонта из верховых болот,
расположенных на водоразделе. Превышение по остальным компонентам является
следствием антропогенного влияния.
Нижнеуржумский относительно водоупорный горизонт
Характеристика качества подземных вод горизонта дается по одной пробе,
отобранной из поисково-разведочной скважины 5 Н в кусте 3. Воды горизонта
принадлежат к сульфатному классу магниево-кальциевой группе (по О. А. Алекину [4]),
слабосолоноватые, от жестких до очень жестких (7-35,5 ммоль/л), нейтральные по
водородному показателю (pH).
Типовая формула Курлова для уржумского относительно водоупорного горизонта:
М 2,7
SO4 94 HCO3 3 Cl 3
Ca 56 Mg 30 Na 14
pH 7,5
Нижнеказанский водоносный горизонт
Характеристика качества подземных вод нижнеказанского водоносного горизонта
приведена по архивным данным [7]. Воды горизонта относятся к сульфатному классу,
натриевой и кальциевой группе. По минерализации воды умеренносолоноватые, по
водородному показателю (pH) нейтральные.
Формула Курлова для сульфатного класса кальциевой подгруппы подземных вод:
М 4,0
SO4 82 Cl 10 HCO3 8
Ca 50 Na 34 Mg 16
pH 7,9
!27
Воды нижнеказанского водоносного горизонта не соответствуют требованиям
СанПиН 2.1.4. 1074-01 по следующим параметрам: содержание железа, марганца и
минерализации.
Таким образом, воды неоген-четвертичного водоносного горизонта по своим
гидрогеохимическим параметрам могут быть использованы в целях водоснабжения,
поскольку они удовлетворяют большинству нормативных требований к питьевой воде
СанПиНа 2.1.4.1074-01, но необходимо учесть следующие нюансы:
– провести дополнительные работы для оценки объёмов и качества воды, поступающих
по зонам повышенной проводимости из ниже лежащих относительно водоупорных и
водоносных пластов пермских отложений;
– провести мероприятия по устранению повышенного содержания железа, марганца,
сульфатов и снижению общей жесткости.
!28
4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
4.1. Диагностика опытного режима откачки
Определение параметров водоносного неоген-четвертичного водоносного
горизонта на участке куста 3 проводились по результатам кустовой откачки из
скважины 3Р, оборудованной на среднюю зону
целевого комплекса (N-aQ). Куст 3
расположен в северо-западной части Орловского участка, в левобережье р. Ватома, в 1,5
км выше д. Городищи.
Продолжительность откачки – 163 часа (6, 8 сут). Для
обеспечения необходимого дебита использовался погружной насос
отбора воды и
ЭЦВ-8-40-60.
Перед запуском откачки скважина 3Р была прокачана эрлифтом для удаления из ствола
и фильтровой колонны шлама.
В кусте 3 (Рис. 4.)центральная скважина (скв. 3Р) и по две скважины в каждом
луче (скв. 1Н, 2Н, 6Н и 7Н) оборудованы на среднюю, наиболее водообильную зону
целевого водоносного комплекса, кроме того, одна скважина оборудована на верхнюю
зону (скв. 4Н), одна скважина – на нижнюю зону целевого комплекса (скв. 3Н), одна
скважина (скв. 5Н) – на подстилающий нижнеуржумский относительно водоупорный
горизонт и одна скважина (скв. 8Н вблизи уреза воды в р. Ватоме) оборудована на
верхнюю часть целевого комплекса в пойменных отложениях р. Ватомы (Рис. 5.).
Р.
в/п
8Н
2Н
Вс
ма
то
а
В
тр
еч
ны
й
1Н
3Н
3Р
ч
4Н
м 100
50
0
Па
р
ал
ле
ль
ны
й
6Н
7Н
ч
лу
5Н
лу
!
Рис. 4. Схема расположения скважин куста 3
!29
Рис. 5. Разрез куста №3.
!31
На конец откачки понижение в центральной скважине составило 2,86 м., в
наблюдательных от 0 до 1,08 м. Более подробные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты опытной откачки из скважины №3Р
№ скв.
Расстояние от
rc, м
центральной скв., м
Н стат.
Н динам.
S, м
(перед началом
(перед
(понижение)
откачки), м
остановкой
насоса), м
1Н
29,58
0,108
3,01
3,85
0.84
2Н
89,25
0,108
0,26
0,81
0.55
3Н
6,13
0,108
3,25
3,24
-0.01
4Н
8,06
0,108
3,26
4,34
1.08
5Н
4,38
0,108
2,70
3,11
0.41
6Н
31,17
0,108
3,66
4,48
0.82
7Н
68,60
0,108
4,90
5,52
0.62
8Н
91,43
0,108
2,45
2,38
-0.07
3Р
0, 136
0,273
2,50
5,36
2.86
Дебит,
м3/сут
1700,16
Дебит откачки составил 1700 м3/сут, измерялся от одного до восьми раз каждые
сутки объемным методом, объем резервуара 652 м3, время заполнения более 30 секунд.
Сброс воды осуществлялся на понижения рельефа.
При интерпретации откачки использовалось Приложение №14 [8].
4.2. Обоснование расчётной схемы для обработки опытно-фильтрационных
работ
Для обработки откачки была использована программа AQUITEST (автор
программы: Синдаловский Л. Н., СПГГИ, 1996 г.).
При интерпретации откачки, в качестве расчетной, была принята схема
«Двухслойный пласт (б)», где один горизонт менее проницаемый, чем другой. Фильтр
!32
находится в нижнем, более проницаемом, горизонте. В верхнем горизонте расположен
уровень грунтовых вод. Данная схема позволяет учесть особенности литологического
строения, а именно глинистые пески с прослоями суглинков и торфов, залегающие в
верхней части разреза и хорошо промытые пески разнозернистые с гравием и галькой в
средней части. Схема «Двухслойный пласт (б)» применяется только в рамках обработки
откачки.
Исходя из графиков режимных наблюдений (Рис .6.), не обнаружено
гидравлической связи между р. Ватома и целевым водоносным горизонтом во всех
наблюдательных скважинах, за исключением скважины 8Н, которая находится на
пойменной террасе данной реки. Это объясняется геологическим строением террасы:
прослой суглинков мощностью 5 м. в цоколе террасы экранирует водоносный горизонт.
В связи с этим, в расчетной схеме влияние реки не учитывалось.
87
84
82,5
15.11.2007
25.10.2007
17.10.2007
04.10.2007
скв. 8Н
25.09.2007
23.08.07
13.08.07
02.08.07
12.07.07
12.07.07
27.06.07
05.06.07
28.05.07
18.06.07
скв. 6н
14.09.2007
скв. Дата
5н
21.05.07
07.05.07
27.04.07
20.04.07
13.04.07
03.04.07
22.03.07
12.03.07
19.02.07
01.03.07
скв. 4Н
03.09.2007
скв. 3Н
08.02.07
29.01.07
19.01.07
09.01.07
25.12.06
14.12.06
23.11.06
скв. 1Н
!
04.12.06
81
14.11.2006
Уровень, м
Уровни в мБС
85,5
р.Ватома
Рис. 6. Орловский участок, куст 3. Графики изменения уровня подземных вод и
поверхностных вод р. Ватомы (по данным [14]).
Скв. 4Н, 8Н - верхняя часть, скв. 1Н, 6Н - средняя часть и скв. 3Н - нижняя часть
неоген-четвертичного аллювиального водоно сного комплекса; скв.5Н нижнеуржумский относительно водоупорный горизонт
В рамках расчетной схемы были построены графики временного и
комбинированного прослеживания для скважин №№ 1Н, 2 Н, 4 Н, 6 Н, 7 Н.
!33
При сопоставлении графиков комбинированного временного прослеживания
было обнаружено, что отклонение графиков отдельных скважин от асимптоты (Рис. 7)
происходит раньше, чем наступает квазистационарный режим работы скважин (Рис 10,
11.), что подтверждает площадное перетекание, а не срабатывание реки в качестве
границы I/-III рода. Если бы русло реки являлось контуром обеспеченного питания, то
расхождение графиков от асимптоты происходило практически одновременно с
выходом скважин на квазистационарный режим работы. Учитывая этот факт, в
расчетной схеме водоносный горизонт был задан изотропным и неограниченным в
плане.
!
Рис. 7. Графики площадного прослеживания для скв №№ 1Н, 2Н, 6Н, 7Н.
В перекрестье белых линий точка расхождения графиков отдельных скважин.
П ол у ч е н н ы е г р а ф и к и , в ц е л ом , от веч а ют ож и д а е м ы м г р а ф и ка м
комбинированного и временного прослеживания, за исключением участка III (Рис.8).
Этот участок не выражен, так как время откачки было недостаточным для сработки
запасов смежного водоносного горизонта и дальнейшего развития депрессионной
воронки.
!34
а
б
S
III
I
II
lg t
Рис. 8. Закономерности изменения уровня при откачках в условиях двухслойного пласта
с перетеканием из верхнего слоя: а – полученные по данным откачки (на примере скв.
№ 6Н), б – ожидаемые, исходя из расчетной схемы. [3].
Следовательно, при обработке опытной откачки невозможно определить
параметры смежного с основным водоносного горизонта, за исключением фактора
перетекания.
!35
4.3. Обработка опытной откачки
Графики временного прослеживания скважин обрабатывались попарно, согласно
их удаленности от центральной скважины (№№1-6, №№2-7). Наблюдательная скважина
4Н обрабатывалась отдельно. В ходе опытно фильтрационных работ гидравлическая
связь между целевым горизонтом и подстилающими отложениями не проявилась. Это
можно диагностировать исходя из данных по скважине 3Н, которая оборудована на
нижнюю часть неоген-четвертичного водоносного горизонта, отделенную прослоем
суглинков. В скважине 5Н, оборудованной на подстилающий, относительно
водоупорный уржумский горизонт, наблюдается снижение уровня, которое вероятнее
всего связано с наличием перетекания воды по затрубью.
Определение фильтрационных параметров для модельных графиков временного
и комбинированного прослеживания осуществлялось методом подбора.
В рамках расчетной схемы для целевого водоносного горизонта получены следующие
параметры:
- коэффициент водопроводимости Т, м2/сут;
- коэффициент пьезопроводности, а*, м2/сут;
- фактор перетекания В, м.
!
Рис. 9. График временного прослеживания для наблюдательных скважин №№ 1Н, 6Н
!36
!
Рис. 10. График временного прослеживания для наблюдательных скважин №№ 2Н, 7Н
!
Рис.11. График временного прослеживания для центральной скважины № 4Н
!37
Таблица 4
Сводная таблица гидрогеологических параметров, полученных по результатам
обработки опытной откачки в программе AQUITEST
Параметры
Временное прослеживание
№№ Скважин
Т, м2/сут
а*, м2/сут
В, м
2Н, 7Н
865
9,75*104
420
1Н, 6Н
865
9,75*104
350
4Н
930
5,50*104
300
Исходя из принятых параметров для неоген-четвертичного водоносного
горизонта, рассчитаны следующие величины:
k=
Т
m
, где
k – коэффициент фильтрации, м/сут;
m – мощность основного водоносного горизонта, м.
Таким образом:
k = 865/25, 4 = 34 м/сут.
µ*=
Т
a*
, где
µ* – коэффициент упругой водоотдачи пласта.
µ*=865/(9,75*104)= 8,9 *10-4
η*=
µ*
m
, где
η* – коэффициент упругоёмкости породы, м-1.
η*= 8,9 *10-4/25,4=0,35*10-4м-1.
!38
Таким образом, по результатам интерпретации данных, полученных при
проведении кустовой откачки из скважины 3Р (куст № 3), Орловского участка Борского
месторождения подземных вод, были получены следующие параметры для целевого
неоген-четвертичного водоносного горизонта и смежного с ним горизонта того же
возраста:
Таблица 5
Сводная таблица гидрогеологических параметров,
полученных по результатам расчётов
Целевой горизонт
Смежный горизонт
T, м2/сут a, м2/сут k, м/сут µ*
865
9,75*104 34
η*, м-1
B
8,9 *10-4 0,35*10-4м-1 420/350/300
Также была выявлена необходимо сть более длительных опытнофильтрационных работ, поскольку это позволит решить ряд важных задач, а именно:
− составление адекватной схематизации гидрогеологических условий для неогенчетвертичного водоносного горизонта по всей площади Орловского участка, которая
может быть использована в рамках гидродинамического метода оценки запасов
подземных вод;
−
определение параметров смежных водоносных и относительно водоупорных
горизонтов для обоснования объёма привлекаемых ресурсов и проявления возможной
гидравлической связи с р. Ватома;
− прогнозирование подтока слабо - и умеренносолоноватых вод из нижележащих
отложений пермского возраста и определение его влияния на качественный состав вод
целевого неоген-четвертичного водоносного горизонта.
!39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе написания данной работы был проведен анализ химического состава
подземных вод неоген четвертичного водоносного горизонта и смежных с ним
водоносных и водоупорных горизонтов. По его результатам воды были разделены на
классы (гидрокарбонатный, сульфатный и хлоридный) и группы в соответствии с
классификацией Алекина и ОСТ 41-05-263-86 [5], была отмечена изменчивость их
состава. Также была произведена оценка качества подземных вод и соответствие их
нормативной документации, а именно СанПиН 2.1.4.1074-01 [15].
По результатам оценки химического состава подземных вод на Орловском
участке Борского месторождения подземных вод, воды неоген четвертичного
водоносного горизонта признаны пригодными для использования в целях питьевого и
хозяйственного водоснабжения при соблюдении следующих рекомендаций:
− необходимы дополнительные исследования для оценки качества и объёма
подземных вод нижележащих пермских отложений, которые поступают в целевой
водоносный горизонт по зонам повышенной трещиноватости и
разбавляют его
жесткими, слабо - и умеренно солоноватыми водами сульфатно-магниевого состава;
−
необходимы мероприятия по снижению содержания в подземных водах
неоген-четвертичного водоносного добавок и показателей, содержание которых не
укладывается в нормы СанПиН 2.1.4.1074-01 [15], а именно железа, марганца,
сульфатов и снижению общей жесткости.
Помимо оценки качества, по данным опытной откачки были получены
следующие параметры для целевого водоносного горизонта: коэффициент
водопроводимости - 865 м2/сут; коэффициент пьезопроводности -9,75*104 м2/сут;
коэффициент фильтрации 34 м/сут; коэффициент упругой водоотдачи пласта 8,9 *10^4;
коэффициент упругоёмкости породы 0,35*10^4 м-1 и фактор перетекания В, который
варьирует от 300 до 420 м в зависимости от положения фильтровой колонны и
удалённости наблюдательной скважины от центральной для смежного водоносного
горизонта.
Результаты анализа интерпреттации кустовой откачки дают основания
рекомендовать проведение дополнительных опытно-фильтрационных работ более
длительного характера, поскольку на даный момент остаются нерешёнными
следующие задачи:
!40
−составление адекватной схематизации гидрогеологических условий на
территории Орловского участка Борского месторождения подземных вод для
последующего использования её в гидродинамическом методе оценки запасов
подземных вод;
−определение параметров смежных водоносных и относительно водоупорных
горизонтов для обоснования объёма привлекаемых ресурсов и проявления возможной
гидравлической связи с р. Ватома;
−прогнозный расчёт притока в неоген-четвертичный водоносный горизонт
некондиционных подземных вод из нижележащих отложений пермского возраста.
!41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.
А.Е. Орадовская, Н.Н. Лапшин. Санитарная охрана водозаборов подземных вод.
М., «Недра», 1987.
А.М. Белоозерова, Г.С Кулинич. Геологическое строение бассейнов реки Волги
2.
и нижнего течения реки Оки в районе г. Горького. ФГУ «ТФИ по Приволжскому
округу», 1959 г
3.
4.
5.
В.А. Мироненко, В. М. Шестаков Теория и методы интерпретации опытнофильтрационных работ М: «Недра», 1978
О. А. Алекин, Основы гидрохимии,Л., «ГИМИЗ», 1953 г.
ОСТ 41-05-263-86 Воды подземные. Классификация по химическому составу и
температуре, ВСЕГИНГЕО, 1986 г
Приложение № 1 (карта четверичных отложений) к отчету о поисках и оценке
6.
запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных
ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.
Приложение № 14 (Каталог скважин предшествующих исследователей) к отчету
7.
о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего
Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.
Приложение № 14 (Журнал опытной кустовой откачки) к отчету о поисках и
8.
оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода,
выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.
Приложение № 16 (Каталог эксплуатационных и поисково-разведочных
9.
скважин) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для
водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007
гг.
Приложение № 26 (Каталог химических анализов проб воды, отобранных из
10.
скважин пробуренных ПРЦГМСН,) к отчету о поисках и оценке запасов
подземных вод для водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ
ГМСН в 20005-2007 гг.
!42
Приложение № 27 (Каталог анализов бактериологических показателей
11.
поверхностных вод) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для
водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007
гг.
Приложение № 28 (Каталог анализов бактериологических показателей
12.
подземных вод) к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для
водоснабжения г. Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007
гг.
Приложение № 30 (Результаты радиологических исследований водных проб)
13. к отчету о поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г.
Нижнего Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.
Приложение № 33 (Режимные наблюдения. Водопост на р. Ватома) к отчету о
14. поисках и оценке запасов подземных вод для водоснабжения г. Нижнего
Новгорода, выполненных ПРЦ ГМСН в 20005-2007 гг.
СанПиН 2.1.4.1074-01. «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству
15. воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Минздрав России, 2001
16.
Т. Н. Орлова, Д. А. Базлов, В. Ю. Орлов Химия природных и промышленных
вод, Я., ЯрГУ, 2013.
!43
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Начало
Нормирование результатов химического анализа подземных вод неоген – четвертичного
водоносного горизонта относительно СанПиН 2.1.4.1074-01.[15]
Гидрокарбонатный тип
Показатели
Единицы
измерения
Кол-во
проб
Нормативы
(ПДК),
не более
Минимальное
значение
Максимальное
значение
2
3
4
5
6
7
1
А. Токсикологические показатели
1
Фтор (F)
мг/л
3
1.5
<0.04
0.18
2
Бор (B)
мг/л
3
0.5
<0.2
0.2
3
Мышьяк (As)
мг/л
3
0.05
<0.01
0.01
4
Алюминий (Al)
мг/л
3
0.5
0.06
0.09
5
Селен (Se)
мг/л
3
0.01
<0.0002
0.0002
6
Бериллий (Be)
мг/л
3
0.0002
<0.00005
0.00005
7
Свинец (Pb)
мг/л
3
0.03
<0.005
0.005
8
Стронций (Sr)
мг/л
3
7
<0.5
5
9
Ртуть (Hg)
мг/л
3
0.0005
<0.0005
0.0005
10
Никель (Ni)
мг/л
3
0.1
<0.1
0.1
11
Молибден (Mo)
мг/л
3
0.25
<0.01
0.01
12
Кобальт (Co)
мг/л
3
0.1
<0.1
0.1
13
Нитраты (по NO3)
мг/л
6
45
<1.11
2.22
Б. Показатели химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды
14
Железо общ. (Fe)
мг/л
6
0.3
3.8
13.4
15
Медь (Cu)
мг/л
3
1
<0.02
0.04
16
Цинк (Zn)
мг/л
3
5
<0.005
0.005
17
Марганец (Mn)
мг/л
3
0.5
0.46
1.54
18
Водородный
показатель
ед. рН
6
6-9
6.9
7.8
19
Минерализация
мг/л
6
1000
117
218
20
Жесткость общая
ммоль/л
6
7
1.2
7.71
21
Сульфаты (SO4)
мг/л
6
500
2.47
246.1
22
Хлориды (Cl)
мг/л
6
350
7.09
35.45
23
Нитриты (NO2)
мг/л
6
3
<0.02
0.12
24
Нефтепродук-ты.
суммарно
мг/л
6
0.1
<0.05
0.16
!44
В. Органолептические свойства
25
Мутность
мг/л
6
1.5
0
>2
26
Цветность
градусы
6
20
0
30
27
Запах t 20ºC
баллы
6
2
0
0
28
Запах t 60ºC
баллы
6
2
0
1
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Продолжение
Нормирование результатов химического анализа подземных вод неоген – четвертичного
водоносного горизонта относительно СанПиН 2.1.4.1074-01.[15]
Сульфатный тип
Показатели
Единицы
измерения
Кол-во
проб
Нормативы
(ПДК).
не более
Минимальное
значение
Максимальное
значение
2
3
4
5
6
7
1
А. Токсикологические показатели
1
Фтор (F)
мг/л
2
1.5
0.28
0.49
2
Бор (B)
мг/л
2
0.5
<0.2
0.2
3
Мышьяк (As)
мг/л
2
0.05
<0.01
0.01
4
Алюминий (Al)
мг/л
2
0.5
0.09
0.27
5
Селен (Se)
мг/л
2
0.01
0.0002
0.0002
6
Бериллий (Be)
мг/л
2
0.0002
<0.0005
<0.0005
7
Свинец (Pb)
мг/л
2
0.03
<0.005
<0.005
8
Стронций (Sr)
мг/л
2
7
1.61
3.96
9
Ртуть (Hg)
мг/л
2
0.0005
<0.0005
<0.0005
10
Никель (Ni)
мг/л
2
0.1
<0.01
<0.01
11
Молибден (Mo)
мг/л
2
0.25
<0.01
<0.01
12
Кобальт (Co)
мг/л
2
0.1
<0.1
<0.1
13
Нитраты (по NO3)
мг/л
3
45
0
<1.11
Б. Показатели химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды
14
Железо общ. (Fe)
мг/л
6
0.3
2.18
6.8
15
Медь (Cu)
мг/л
3
1
0.02
0.04
16
Цинк (Zn)
мг/л
3
5
<0.005
<0.005
17
Марганец (Mn)
мг/л
3
0.5
0.5
0.78
18
Водородный
показатель
ед. рН
6
6-9
7.1
7.96
19
Минерализация
мг/л
6
1000
180
883
20
Жесткость общая
ммоль/л
6
7
3
13.18
!45
21
Сульфаты (SO4)
мг/л
6
500
82
506.97
22
Хлориды (Cl)
мг/л
6
350
3.4
6.81
23
Нитриты (NO2)
мг/л
6
3
0
<0.002
24
Нефтепродук-ты.
суммарно
мг/л
6
0.1
0
0.11
В. Органолептические свойства
25
Мутность
мг/л
6
1.5
>2
6.72
26
Цветность
град
6
20
0
15
27
Запах t 20ºC
баллы
6
2
0
0
28
Запах t 60ºC
баллы
6
2
0
1
!46
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
Нормирование результатов химического анализа поверхностных вод р. Ватома
относительно СанПиН 2.1.4.1074-01.[15]
№№
пп
1
Наименование
определений
Ед. изм.
2
Колво
опр.
Норма по
СанПиН
2.1.4.1074-01
Содержание вещества в пробах
воды
минимальное
максимальное
3
4
5
6
7
мг/л
2
45
1,77
2,22
А. Токсикологические показатели
1
Нитраты (по NO3)
Б. Показатели химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды
2
Общая
минерализация
мг/л
2
1000
152,0
230,81
3
Сульфаты (SO4)
мг/л
2
500
27,98
82,30
4
Хлориды (Cl)
мг/л
2
350
7,23
10,43
5
Нитриты (NO2)
мг/л
2
3,0
<0,002
0,224
6
Железо общ. (Fe)
мг/л
1
0,3
7
Нефтепродукты
мг/л
1
0,1
<0,05
0,71
8
Жесткость общая
ммоль/л
2
7,0
1,5
3,68
9
Водородный
показатель
ед. рН
2
6-9
6,6
7,0
10
Окисляемость
перманганатная
мгО2/л
2
5,0
10,08
27,20
3,4
В. Органолептические свойства воды
11
Запах при t 20ºC
баллы
2
2
б/з
б/з
12
Запах при t 60ºC
баллы
2
2
б/з
б/з
13
Цветность
градусы
2
20
желтоватая
желтая
14
Мутность
мг/л
2
2,5
прозр.
мутная
!47
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв