Факторы водообильности пород водоносных комплексов зоны активного водообмена

По современным понятиям обводнены или водоносны практически все породы, даже если они и выполняют роль водоупора (Пиннекер, 1980). Но любая порода в зависимости от коллекторских и фильтрационных свойств способна содержать и проводить воду лишь в определенном количестве.

Коллекторские и фильтрационные свойства пород обусловлены их межзерновой пористостью и трещиноватостью. Несмотря на то, что размеры пор по сравнению с другими типами пустот в породе обычно весьма малы, их суммарный объем не только не уступает, но во многих случаях благодаря большому количеству значительно превышает суммарный объем других типов пустот. Основные запасы подземных вод в большинстве случаев содержатся в порах. В то же время не менее 50-70% общего количества пустот в породе содержат связанную воду, что обусловлено наличием тупиковых пор и каверн, действием капиллярных сил и в меньшей степени сил поверхностного натяжения. Поэтому запасы подземных вод, содержащиеся в порах, особенно в водоносных комплексах, сложенных прочными породами, играют незначительную роль.

Наибольшая роль в формировании водообиль-ности таких пород принадлежит трещинам различного генезиса, которые являются не только вместилищем подземных вод, но и основными их проводниками.

В рыхлых отложениях коллекторские и фильтрационные свойства находятся в прямой зависимости от гранулометрического состава. Водоотдающая способность пород по вышеуказанным причинам также различна (Шерстнев, 2002).

Способность пород в определенном количестве содержать и проводить воду определяется в первую очередь их механическим составом и физико-механическими свойствами и оценивается количественными гидрогеологическими показателями, такими как дебиты родников, скважин, модули подземного стока и др., мы называем их водообильностью (Шерстнев,1985).

Водообильность пород в водоносных комплексах зоны активного водообмена в первую очередь определяют минералогический состав и строение отложений (структура, текстура), их состояние (сцементированные, несцементированные, гранулометрический состав,

прочность), мощность слоев, изменения коллекторских и фильтрационных свойств на контактах разнородных толщ, взаимоотношение водоносных пород с подстилающими и перекрывающими их отложениями, т.е. комплекс факторов, зависящий от условий формирования ( генезиса ) пород. Все они могут быть объединены в литолого-генетическую группу факторов водообильности пород.

Структурно-геологическую группу факторов водообильности пород образуют различного рода пликативные структуры или их элементы и разного рода разломы земной коры (Шерстнев, 1983).

Трещины бортового отпора, характер и степень расчлененности рельефа образуют геоморфологическую группу факторов водо-обильности пород.

К тектонической группе факторов водо-обильности пород мы относим неотектониче-ские и современные тектонические движения земной коры, их характер и интенсивность.

В метеорологическую группу факторов во-дообильности пород мы включаем один фактор: распределение атмосферных осадков по территории развития водоносных комплексов.

Все факторы обуславливают латеральные изменения водообильности пород.

Водоносные породы одного литологического состава и мощности, равно как и водоносные комплексы определенного состава и мощности, обладают только им присущей во-дообильностью (Шерстнев, 1985), которая носит площадной региональный характер. Только на границах разнородных водоносных пластов или комплексов она имеет локальный линейный характер. Изменения водообильности по площади водоносных пластов или комплексов регионального же плана происходят под воздействием тектонической группы факторов или метеорологического фактора, или их совокупности.

Влияние остальных групп факторов на латеральные изменения водообильности пород носят площадной локальный характер и ведут к образованию участков повышенной водо-обильности, или водообильных зон (Шерстнев, 2002). Исключением из этого правила яв- ляется расчлененность рельефа. Установлено, что более высокая плотность орографической сети, обуславливает меньшую водообильность соответствующих участков территории (Ahmed et al.,1984).

Факторы, влияющие на водообильность водоносных пластов и комплексов в зоне активного водообмена, и характер их проявления представлены в обобщенном виде в табл. 1.

Понятия «региональный» и «локальный» мы в настоящей статье применяем, чтобы показать различия в площадных размерах. Это деление достаточно условно, т.к. градация, на основе которой объекты могут быть отнесены к локальным или региональным, не разработана.

Таблица 1. Факторы, влияющие на водообиль-ность водоносных пластов и комплексов в зоне активного водообмена и характер их проявления

Характер проявления по площади	Группа	Факторы
Региональный	Литологогенетическая	Минералогический   со став
		Строение отложений
		Состояние отложений
		Мощность отложений
	Тектоническая	Неотектонические  дви жения земной коры
		Современные движения земной коры
	Метеорологическая	Распределение атмосферных осадков по территории развития водоносных комплексов
Локальный	Структурно-геологическая	Пликативные структуры
		Разломы
	Геоморфологическая	Трещины бортового отпора
		Расчлененность рельефа
	Литологогенетическая	Контакт    разнородных толщ

Главными факторами, влияющими на во-дообильность пород, несомненно, являются тектонические. Именно они предопределяют место размещения рыхлых отложений различной степени дисперсности (Лунев, 1967,1996) и раскрытость трещин в прочных, сцементированных отложениях.

В условиях слабой гидрогеологической изученности территории, зная особенности геологического, структурно-тектонического, геоморфологического ее строения и распределение по территории осадков, можно выделять площади с различной водообильностью пород. И наоборот, обладая знаниями о водообильно-сти пород на территориях, можно с определенной степенью достоверности характеризовать ее структурно-тектоническое строение.

Таблица 2. Подземный сток в различных структурно-тектонических условиях

Реки	Структурно-тектонические условия	Модуль подземного стока, л/с км2
Правые    притоки Тулвы у д. Тюмис и Гремяча	Крутое крыло поднятия	6,5
Иширь	Прогиб	1,7
Усикса и Игатка	Поднятие	6,1
М.Нюня	Моноклиналь	1,7
Константиновка	Моноклиналь	1,7
Печменка, Асюлка, Атняшка и др.	Поднятие	3,5
Аклупга, Тюндюк	Моноклиналь	1,0
Бардыбашка	Поднятие	5,7
Лариха	Поднятие	6,3
Гуменка и Корму-ниха	Моноклиналь	1,4

В качестве примера таких возможностей можно привести исследования Г.А. Максимовича и Г.К. Михайлова (1966), в которых установлено, что локальные структурные поднятия, в особенности тектонически активные в настоящее время, характеризуются повышен- ной трещиноватостью пород по сравнению с прилегающими участками. Примерно в равных климатических и литологопетрографических условиях модуль подземного стока на таких поднятиях в 2-3 раза выше, чем на соседних моноклинальных участках (табл.2).

С помощью разработанного ими метода оценки водообильности пород по модулю подземного стока на территории Прикамья успешно проводился поиск локальных структурных поднятий, перспективных на нефть.

Для изучения структурно-тектонического строения территории по водообильности пород важно найти такие гидрогеологические показатели, которые максимально полно и точно будут его характеризовать.