Определение гидрогеологических параметров на участках недр, эксплуатируемых одиночными водозаборами в западной части Западно-Сибирского мегабассейна

Определение гидрогеологических параметров проводилось в процессе выполнения работ по оценке запасов пресных подземных вод (ОЗППВ). Объектами ОЗППВ являлись участки недр, эксплуатируемые одиночными автономными водозаборами, географически расположенные в северо-восточной части Свердловской области. Одиночные автономные водозаборы в основном состоят из 1 -3 скважин [1], которые обеспечивают хозяйственно-питьевое и производственное водоснабжение и размещены в непосредственной близости от потребителя.

Гидрогеологические условия объектов исследования определяются принадлежностью территории к Западно-Сибирскому гидрогеологическому мегабассейну (ЗСМБ). По условиям залегания, формирования подземных вод, палеогидрогеологии и геодинамической эволюции в пределах ЗСМБ выделяются три сложных наложенных друг на друга резервуара 1 порядка: палеозойский гидрогеологический бассейн, мезозойский гидрогеологический бассейн, кайнозойский гидрогеологический бассейн. Водозаборными участками эксплуатируются подземные воды верхнемеловых отложений, которые приурочены к первому гидрогеологическому комплексу кайнозойско-меловой системы бассейнов. В свою очередь, исходя из особенностей неотектоники, морфоструктуры, гидрогеологии и криогенеза, изучаемая территория относится к южной группе бассейнов стока (северо-западной части Тобольского бассейн стока) и располагается в зоне отсутствия многолетней мерзлоты, с достаточным увлажнением [2].

По литолого-фациальному и стратиграфическому принципам на рассматриваемой территории выделяются следующие этажно расположенные водоносные горизонты и комплексы, разобщенные между собой водоупорными отложениями: слабоводоносный локально-водоносный плиоцен-четвертичный комплекс (N 2 -Q), водоносный верх-непалеоцен-нижнеэоценовый (серовский) горизонт ( Р 1-2 sr), водоупорный локально-водоносный кампан-палеоценовый комплекс (K 2 km - Р 1 tl), водоносный верхнемеловой горизонт (K 2 ).

На рассматриваемых участках эксплуатационным является водоносный верхнемеловой горизонт (К 2 ). Породы горизонта, за исключением долины р. Туры, повсеместно перекрыты водоупорной толщей талицких глин, что определяет напорный характер подземных вод. Воды горизонта пластово - трещинные и пластово-поровые. Водовмещающие отложения приурочены к кварцевым и кварц - глауконитовым пескам и песчаникам. В подчиненном количестве в разрезе участвуют глины, опоки, диатомиты.

Водообильность горизонта неравномерна. Снижение водообильности обусловлено малой мощностью отложений на выступах фундамента или же их заглинизированностью в депрессиях. Дебиты скважин составляют 86-216 м3/сут при понижениях 6,0-27 м. Глубина залегания уровня подземных вод колеблется от 2,7 до 20,3 м. На участках погружения горизонта под толщу талицких глин напоры достигают 55,2 м. Коэффициент водопро-водимости составляет 36-80 м2/сут. Химический состав подземных вод также свидетельствует о принадлежности их трещинным подземным водам гранитных массивов, так как в них практически отсутствуют хлориды, которые встречаются повсеместно в значительном количестве в подземных водах верхнемелового горизонта в Зауралье. Минерализация составляет от 0,10 до 0,1 г/дм3, воды преимущественно гидрокарбонатные с различным катионным составом. Отмечается увеличение минерализации воды с юго-запада на северо- восток по мере погружения верхнемелового горизонта под толщу талицких глин.

В состав гидрогеологических исследований для оценки запасов пресных подземных вод входит стандартный комплекс работ, где основная роль отводится опытно-фильтрационным работам. Для получения гидрогеологических параметров проводятся опытные работы в виде длительных кустовых откачек. В настоящее время на автономных одиночных водозаборах выполнить такой вид работ весьма затруднительно по следующим причинам: имеется уже сложившаяся схема и режим эксплуатации водозаборов существующими скважинами, количество которых составляет 1-3 (реже 4-5); расстояния между скважинами значительно меньше мощности каптируемого горизонта; обеспечение потребителей непрерывной подачей воды в течение суток не позволяет отключать скважины на длительный период времени [3].

В связи с такими условиями методика исследований сводится к выполнению одиночных откачек продолжительностью до 3-6 часов.

Таблица 1

Гидрогеологические параметры

Анализ полученных данных показал, что даже при таком ограничении временных условий возможно наблюдение стационарного режима фильтрации и получение достоверных гидрогеологических параметров, необходимых для выполнения оценочных работ. Подтверждающим фактором является достаточно хорошая сходимость результатов, полученных при кратковременных откачках на автономном одиночном водозаборе (скв. 2) и длительной откачке, выполненной в районе исследования на аналогичном по геолого - гидрогеологическим условиям крупном водном объекте, предназначенном для централизованного водоснабжения п. Восточный Серовского района (скв. 1 и 1а), (табл. 1).