1.6. Гидрогеологические условия
Описание гидрогеологических условий и водохозяйственной обстановки территории Елабужского муниципального района и муниципального образования «город Елабуга» приведено по результатам работ, выполненных по теме: «Поисковые работы на Елабужско-Менделеевской площади», Казань, 2004.
В соответствии с гидрогеологическим районированием для Государственного водного кадастра рассматриваемая территория расположена в пределах Восточно-Русского сложного бассейна пластовых и блоково-пластовых вод и непосредственно приурочена к Камско-Вятскому артезианскому бассейну второго порядка.
Гидрогеологическое расчленение разреза проведено с учетом геологических и структурных особенностей строения и в соответствии со сводной легендой Средне-Волжской серии листов Государственной гидрогеологической карты России масштаба 1:200000. На рассматриваемой территории выделены (сверху-вниз) следующие гидростратиграфические подразделения (рис. 2):
Водоносный нижнечетвертично-современный аллювиальный горизонт – аQI-IV;
Слабоводоносный эоплейстоценовый аллювиальный комплекс (аQЕ);
Водоносный (слабоводоносный) локально водоупорный плиоценовый терригенный комплекс – N2;
Водопроницаемый локально водоносный уржумский карбонатно-терригенный горизонт – P2ur;
Водоносный верхнеказанский карбонатно-терригенный комплекс - P2kz2;
Водоносный нижнеказанский карбонатно-терригенный комплекс - P2kz12-3;
Водоупорный локально нижнеказанский карбонатно-терригенный комплекс - P2kz11;
Водоносный шешминский терригенный комплекс - P2ss;
Водоносный стерлитамакско-соликамский комплекс – P1st- P2sk;
Водоупорный тастубский сульфатно-карбонатный комплекс (P1ts).
Водоносный нижнечетвертично-современный аллювиальный горизонт – аQI-IV
Горизонт приурочен к аллювиальным отложениям пойменной и надпойменных террас рр. Кама, Вятка и их притоков. Водовмещающими породами являются пески разнозернистые, супеси, в подошве гравий, галечники. Горизонт представляет собой слоистую напорно-безнапорную песчаную толщу с разделяющими их относительно водоупорными прослоями (суглинки, глины). Мощность водовмещающих пород изменяется от 2 до 8 м.
Водоупором четвертичного водоносного горизонта являются водонепроницаемые породы нижнеказанского подъяруса либо глины плиоценовых отложений в пределах палеоврезов.
Поверхность вод аллювиальных отложений имеет свободный или субнапорный характер. Высота напора обычно составляет 1-5 м, реже - 8 м.
Области питания и распространения горизонта совпадают, основное питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и паводковых вод. Разгрузка горизонта происходит в долины рек и ручьев.
Водообильность горизонта весьма изменчива, что связано с колебаниями мощностей и изменением литологического состава водовмещающих пород. Удельные дебиты скважин колеблются в пределах 0,006-2 л/с, чаще 0,1-0,5 л/с, дебиты родников составляют 0,08-0,7 л/с, чаще 0,1-0,2 л/с. Коэффициенты фильтрации песков изменяются от 0,3 до 10 м/сут. Водопроводимость горизонта составляет первые десятки м2/сут.
По химическому составу воды аллювиального горизонта преимущественно гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные магниево-кальциевые с минерализацией 0,3-0,5 г/л, жесткостью 3,8-5,9 ммоль/л.
Практического значения для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения горизонт не имеет ввиду слабой защищенности от загрязнения с поверхности.
Слабоводоносный эоплейстоценовый аллювиальный комплекс (аQЕ)
Водоносный комплекс распространен отдельными изолированными участками. Водоносными являются пески кварцевые, в различной степени глинистые, в отдельных разрезах фациально замещенные алевритами.
Водоносный комплекс на всей площади своего распространения залегает первым от поверхности.
По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые с минерализацией 0,22-0,75 г/л, жесткостью 4,5-10,0 ммоль/л. Величина рН изменяется от 7,2 до 8,3, окисляемости – от 0,96 до 8,8 мгО2/л.
Повышенные значения жесткости и окисляемости свидетельствуют о попадании в подземные воды загрязняющих компонентов.
Питание водоносного комплекса происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Дренаж осуществляется речной и овражно-балочной сетью.
Для централизованного водоснабжения эоплейстоценовый комплекс не используется вследствие ограниченного распространения и слабой водообильности.
Водоносный (слабоводоносный) локально водоупорный плиоценовый терригенный комплекс – N2
Водоносный комплекс приурочен к эрозионным палеоврезам рр. Камы, Вятки и их палеопритоков. На рассматриваемой территории комплекс не имеет сплошного распространения, представлен глинами серыми, темно-серыми, алевритами, песками. Мощность отдельных водосодержащих слоев – от 6,0 до 11 м (водозабор «Западный» г. Елабуги). Кровля комплекса находится на абсолютных отметках от 78 до 162 м, подошва – до -90 м.
Основное питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также за счет разгрузки прорезаемых палеодолиной пермских водоносных горизонтов.
Водообильность комплекса сильно изменяется от склонов палеоврезов до переуглубленного палеорусла, где она достигает максимальных величин. Удельные дебиты скважин равны 0,1-0,56 л/с, дебиты родников изменяются в пределах 0,1-1,2 л/с.
По химическому составу воды плиоценового комплекса гидрокарбонатные магниево-кальциевые, реже смешанные по катионам с минерализацией 0,3-0,4 г/л. Жесткость вод не превышает 4,2-7,0 ммоль/л.
Воды комплекса используются для местного водоснабжения.
Рисунок 2. Схематическая гидрогеологическая карта территории Елабужского муниципального района М 1:220000
Водопроницаемый локально водоносный уржумский карбонатно- терригенный горизонт–P2ur
Приурочен к уржумскому горизонту нижнетатарского подъяруса. Распространен локально в виде останцев либо узких грядовых полос на водоразделах, значительно расчлененных овражно-балочной сетью.
Мощность отложений горизонта достигает 68 м, мощность водовмещающих прослоев составляет 10-20 % от общей. Водоупорная кровля практически отсутствует, в подошве залегают плотные глины верхнеказанского подъяруса. Статические уровни располагаются на глубине 0–18 м, понижаясь к местным дренам. Воды безнапорно-субнапорные, напоры обычно не превышают 3-5 м.
Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка происходит с помощью родников и путем перетока вод в нижезалегающий водоносный верхнеказанский карбонатно-терригенный комплекс.
Дебиты родников колеблются в пределах 0,05-3,8 л/с. Состав вод гидрокарбонатный кальциевый либо магниево-кальциевый с минерализацией 0,4-0,56 г/л. Жесткость вод не превышает 3,9-6,3 ммоль/л.
Для целей водоснабжения подземные воды комплекса практически не используются.
Водоносный верхнеказанский карбонатно- терригенный комплекс-P2kz2
Приурочен к отложениям верхнеказанского подъяруса верхней перми. Распространен на водоразделах и склонах речных долин.
Водовмещающими породами являются песчаники, известняки, трещиноватые или кавернозные, реже доломиты и мергели. В толще пород водоносного комплекса насчитывается до 4-8 водосодержащих прослоев мощностью 1-14 м. Суммарная эффективная мощность составляет 15-25 м. Водоносный комплекс на всей территории залегает выше или на уровне урезов современных рек в зоне активного водообмена.
Воды комплекса безнапорные или субнапорные, напоры составляют 0,8-26 м. Удельные дебиты скважин невелики и составляют 0,02-1,1 л/с.
Состав вод гидрокарбонатный, реже сульфатно-гидрокарбонатный, кальциевый, магниево-кальциевый, иногда смешанный по катионам, с минерализацией 0,3-0,48 г/л, редко 0,9 г/л.
Воды комплекса практически не используются местным населением для хозяйственно-питьевого водоснабжения ввиду слабой водообильности.
Водоносный нижнеказанский карбонатно-терригенный
комплекс- P2kz12-3
Комплекс приурочен к отложениям пачек 2 и 3 нижнеказанского подъяруса и «среднеспириферовому» известняку, залегающему в кровле пачки 1.
Комплекс распространен почти повсеместно, за исключением переугубленных частей палеодолины р. Камы и ее притоков.
Нижнеказанские отложения характеризуются значительным разнообразием фаций, что часто обуславливает изменчивость литологического состава пород. Водопроницаемые и водоупорные породы не выдержаны по простиранию, имеют резко изменчивую мощность.
Водопроницаемыми породами служат известняки трещиноватые, кавернозные, пористые, органогенные. Мощность известняков меняется от 0,1 до 2,8 м.
В средней и верхней фациальных пачках водопроницаемыми породами являются песчаники, реже алевролиты, мощностью 1-3,8 м, реже до 8,4 м. Водопроницаемые породы залегают среди плотных глин и алевролитов, обусловливая субнапорный характер подземных вод.
Питание комплекса на участках выхода его на поверхность (в сводах структур, склонах долин рек) осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. В пределах водоразделов и их склонов комплекс подпитывается за счет перетоков вод из верхних водоносных толщ, в долинах рек – за счет восходящей разгрузки из более глубоких водоносных комплексов. Нижним водоупором служат «лингуловые глины» и глинисто-алевролитовые породы 3 пачки.
Водообильность комплекса весьма изменчива даже в пределах небольших участков. Это в решающей степени связано с фациальной изменчивостью водовмещающих пород, а также с геолого-структурными особенностями их залегания. Установлено, что повышенная водообильность нижнеказанских отложений наблюдается вдоль склонов современных и древних эрозионных врезов, а также вдоль склонов положительных структур или на крыльях прогибов. В общем случае водообильность комплекса выше там, где нижнеказанские отложения залегают на относительно небольшой глубине от поверхности. Удельные дебиты скважин составляют 0,2-3 л/с, дебиты родников в пределах рассматриваемой территории колеблются от 0,08 до 1,5 л/с.
Состав вод гидрокарбонатный, сульфатно-гидрокарбонатный, реже сульфатный, хлоридно-сульфатный, смешанный по катионам с минерализацией 0,3-0,6 г/л, редко 0,6-1,4 г/л. Жесткость вод, преимущественно, составляет 4,8-7,1 ммоль/л.
Нижнеказанский водоносный комплекс практически не используется для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения.
Водоупорный локально водоносный нижнеказанский
карбонатно-терригенный комплекс- P2kz11
Приурочен к «лингуловым глинам» первой фациальной пачки нижнеказанского подъяруса.
Комплекс сложен плотными жирными глинами, алевролитами, редко с прослоями известняков и песчаников, залегающих линзообразно. Прослои водосодержащих пород обводнены. Водоупорные породы довольно выдержаны.
«Лингуловые глины» разделяют водоносный нижнеказанский терригенно-карбонатный комплекс от водоносного шешминского терригенного комплекса, в котором часто встречаются подземные воды с повышенной минерализацией и жесткостью. Мощность водоупорных пород составляет 10-20 м.
Водоносный шешминский терригенный комплекс– P2ss
Водоносный комплекс приурочен к шешминскому горизонту уфимского яруса верхней перми и базальной части первой пачки нижнеказанского подъяруса. Кровля шешминского горизонта в пределах Елабужского поднятия залегает на абсолютных отметках 120–125 м. Толща характеризуется значительным разнообразием фаций с часто изменяющимся литологическим составом пород.
Отложения представлены переслаиванием песчаников, глин и алевролитов. Водовмещающими являются трещиноватые песчаники, преимущественно коричневых тонов. Структура тонко- и мелкозернистая, редко среднезернистая. Текстура неяснослоистая, цемент песчано-глинистый, в нижней части разреза чаще глинистый. Всего в полном разрезе комплекса выделяется до 17 прослоев песчаника мощностью от 4-6 м до нескольких десятков сантиметров. Общая мощность песчаников составляет 20-25 м. Относительными водоупорами являются алевролиты и глины. Питание комплекса осуществляется за счет перетекания из вышележащих пород, разгрузка - в региональные эрозионные врезы. По характеру циркуляции и условиям залегания подземные воды комплекса пластово-поровые и пластово-трещинные, чаще всего напорные. Гидростатические напоры по мере увеличения глубины вскрытия комплекса в долинах рек возрастают.
Обводненность комплекса изменчива, удельные дебиты скважин составляют от 0,06 до 4,2 л/с, чаще - 0,1-1,0 л/с. Повышенная водообильность комплекса наблюдается вдоль склонов положительных структур, а также на участках, тяготеющих к глубоким эрозионным врезам.
Родниковый сток из шешминского комплекса - наиболее интенсивный. Дебиты родников составляют 1,5-2,6 л/с.
В разрезе комплекса наблюдается вертикальная гидрогеохимическая зональность. В пределах верхней пачки на рассматриваемой территории преобладают пресные гидрокарбонатные кальциевые и кальциево-магниевые воды, умеренно жесткие с минерализацией до 800 мг/л. Вниз по разрезу их состав меняется на гидрокарбонатно-сульфатный и хлоридно-сульфатный, а минерализация достигает 2-3,5, реже 7 г/л, жесткость доходит до 25 ммоль/л, кроме того, резко повышается концентрация бора (до 10 и более ПДК).
Подземные воды верхней пачки шешминского водоносного комплекса широко используются для водоснабжения. Однако опыт эксплуатации водозаборов, каптирующих шешминский водоносный комплекс показал, что при сосредоточенном водоотборе, превышающем естественные ресурсы подземных вод комплекса, происходит подтягивание солоноватых вод из нижних горизонтов, что приводит к повышению их минерализации и жесткости.
Водоносный стерлитамакско-соликамский сульфатно-карбонатный комплекс (P1st-P2sk)
Водоносный стерлитамакско-соликамский сульфатно-карбонатный комплекс распространен повсеместно под толщей шешминских отложений. На отдельных участках кровля комплекса прорезана тальвегом палеодолин и перекрывается плиоценовыми отложениями. Комплекс представлен доломитами, известняками, мергелями с прослоями трещиноватых гипсов и ангидритов, а также прослоями пестроцветных глин и песчаников. Водообильность довольно однородная, удельные дебиты скважин составляют от 1,0 до 2,8 л/с, воды напорные. Статические уровни устанавливаются на абсолютных отметках 60-65 м. Основное направление потока происходит в сторону от купола к прогибам и согласуется с тектоническим строением территории.
По химическому составу подземные воды изменяются от гидрокарбонатно-сульфатных, кальциево-магниевых до хлоридно-сульфатных, кальциево-магниевых с минерализацией от 1,6 до 6,9 г/л.
Воды стерлитамакско-соликамского комплекса широко используются для водоснабжения г. Елабуги и близлежащих населенных пунктов и эксплуатируются как одиночными скважинами, так и групповыми водозаборами, часто совместно с пресными водами шешминских отложений (водозабор «Западный»), реже неогеновых.
Водоупорный тастубский сульфатно-карбонатный комплекс (P1ts)
Тастубские отложения распространены практически повсеместно. Представлены монолитными ангидритами, доломитами с прослоями гипсов и известняков, практически безводны. Они образуют довольно мощную и выдержанную водоупорную толщу, отделяющую подземные воды четвертичных, неогеновых, верхнепермских и стерлитамакских отложений нижней перми, от нижележащих высоконапорных минерализованных вод ассельского яруса нижней перми. Кровля тастубских отложений залегает на глубине 200-300 м. Мощность водоупорной серии колеблется от 20 до 40 м и более. В толще водоупорных отложений иногда прослеживаются зоны трещиноватости и закарстованности, с которыми связаны нарушения сплошности водоупора, образующие локальные зоны перетоков минерализованных вод в верхние горизонты. Появление таких зон приводит к образованию гидрохимических аномалий, но в целом тастубские отложения являются надежным водоупором регионального плана.
Вывод:
На рассматриваемой территории развита слоистая водоносная толща со сложным внутренним строением, в состав толщи входят водоносные комплексы, в которых локализованы ресурсы пресных и солоноватых подземных вод. С учетом особенностей природной ситуации по сложности гидрогеологических и гидрогеохимических условий территория муниципального образования относится к III группе.
Наиболее перспективными элементами гидрогеологического разреза для организации источника хозяйственно-питьевого водоснабжения являются водоносный нижнеказанский карбонатно-терригенный комплекс и верхняя часть разреза шешминского водоносного комплекса.
|
