Основные водоносные горизонты и комплексы в пределах территории Беларуси
Карта основных водоносных горизонтов и комплексов
Карта поверхности грунтовых вод Беларуси
Сожско-поозерский водоносный комплекс распространен в северной части страны. Глубина залегания его кровли изменяется от нескольких до 90 м при мощности водовмещающих отложений в среднем 10 – 20 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 3 до 55 м (в долинах рек – иногда выше поверхности земли). Коэффициент фильтрации пород изменяется от 3 до 10 м/сут. Удельные дебиты скважин составляют 0.02 – 3.5 л/с.
Днепровско-сожский водоносный комплекс распространен на большей части Беларуси, кроме Полесья. Мощность водовмещающих отложений в среднем (15 – 30 м). Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 1 – 6 м (в долинах рек) и до 30 – 35 м (на водоразделах. Коэффициент фильтрации пород изменяется от 0.2 до 50 м/сут при средних значениях 5 – 15 м/сут. Удельные дебиты скважин составляют 0.01 – 9.5 л/с.
Березинско-днепровский водоносный комплекс распространен почти повсеместно. Он отсутствует лишь на севере Беларуси. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 2.5 до 78 м. Гидростатический напор изменяется от 1 до 134 м. Коэффициент фильтрации изменяется от 0.2 до 26 м/сут, а удельный дебит скважин – от тысячных долей до 4.3 л/с.
Моренные отложения, разделяющие водоносные комплексы антропогена, отличаются невыдержанностью по мощности и по литологическому составу и представлены суглинками, супесями, часто с валунами, линзами и прослоями песков. Мощность морен составляет обычно 10 – 30 м, а в доледниковых долинах и экзарационных депрессиях увеличивается до 5- — 60 и даже 100 – 120 м. В долинах рек моренные отложения часто размыты и на участках фациального замещения суглинков и супесей песками образуются «гидрогеологические окна». При этом появляется гидравлическая связь межморенных водоносных комплексов между собой, а также – с грунтовыми водами.
Водоносный комплекс неоген-палеогеновых отложений распространен в южной части Беларуси (Брестский и Припятский бассейны и на Полесской седловине). Водовмещающие породы – обычно пески разного состава. Глубина до кровли комплекса изменяется от 1.6 до 50 м (на юге страны) и до 70 – 200 м (в центральной части). Напоры над кровлей вмещающих отложений изменяются от 15 до 80 – 142 м. Есть единичные случаи самоизлива из скважин в долинах рек (2 – 4.3 м выше земной поверхности). Удельные расходы комплекса изменяются от 0.006 – 0.02 до 2.0 – 0.7 л/с. Коэффициент фильтрации колеблется от 0.08 – 0.7 до 3.2 – 30 м/сут.
Водоносный комплекс верхнемеловых отложений развит почти на всей территории страны и отсутствует лишь на участках глубоких врезов древних долин крупных рек, а также – в белорусском Поозерье. Водовмещающие породы – трещиноватые и закарстованные мела, мергели, известняки. Глубина до кровли комплекса изменяется от 0 – 60 м на востоке до 110 – 240 м на западе и юго-западе Беларуси. Мощность водообильной части разреза не превышает 30 – 50 м. Пьезометрические уровни устанавливаются от земной поверхности ??? м в долинах рек до 10 – 15 м на остальной территории.
Водоносный горизонт альб-сеноманских отложений имеется везде на территории южной Беларуси. Водовмещающие породы – кварцево-глауконитовые пески. Пьезометрические уровни устанавливаются на отметках от 37 ниже земной поверхности до 18.8 м выше ее. Удельные расходы – 0.001 – 8 л/с. Коэффициенты фильтрации изменяются от 0.02 до 62 м/сут (чаще 1 – 20 м/сут). Воды пресные с минерализацией до 0.5 г/дм3.
Водоносный комплекс нижнемеловых (валанжин-аптских) отложений распространен приемущественно на юго-востоке страны. Водовмещающие породы – преимущественно разнозернистые пески. Глубина залегания кровли комплекса изменяется от 100 до 420 м. Мощность отложений колеблется от 2 до 40 – 70 м в Припятском бассейне. Воды – напорные, пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 5 до 10 м, в отдельных случаях наблюдается самоизлив.
Водоносный комплекс верхнеюрских отложений широко развит в пределах Беларуси. Водовмещающие породы – известняки, мергели, песчаники, пески. Глубина до кровли комплекса изменяется от 140 м (на востоке Беларуси) до 450 м (на Жлобинской седловине и в Припятском бассейне). Мощность водоносных пород достигает 104 м. Удельные дебиты скважин в восточной части комплекса не более 0.2 – 0.3 л/с, а на западе – 0.3 – 3.3 л/с и более. Коэффициент фильтрации достигает 0.07 – 7.2 м/сут. Подземные воды пресные с минерализацией до 0.5 – 0.9 г/дм3.
Водоносный комплекс средне-верхнеюрских отложений развит в Брестском и Припятском гидрогеологических бассейнах, западной части Белорусского массива…ю Оршанском бассейне и Жлобинской седловине. Представлен двумя водоносными толщами: верхней известняково-мергелистой и нижней – песчано-глинистой. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 4 – 22 м, напоры изменяются от 80 до 240 м, а удельные расходы скважин небольшие (до 0.25 л/с).
Перед тем как перейти к характеристике отложений, содержащих минеральные воды и рассолы, имеет смысл остановиться на карте мощности зоны пресных вод (фактически – глубины залегания подошвы пресных вод) в пределах Беларуси, изображенной ниже.
Схема мощности (подошвы залегания) зоны пресных вод Беларуси (м).
Мощность зоны пресных вод в пределах Беларуси изменяется менее чем от 150 до более чем 400м. На карте выделяются две области ее пониженной мощности. Первая расположена в северной части Беларуси в пределах Латвийской седловины и сочленяющихся с ней северных частей Белорусской антеклизы и Оршанской впадины. В первом приближении она простирается вдоль зоны дренирования реки Западная Двина. Она недостаточно изучена. Вторая зона простирается от восточного склона Белорусской антеклизы в пределы Оршанской впадины до долины Днепра. Ее северное окончание достигает линии Могилев – Бегомль, южнее которой она охватывает практически все междуречье рек Березины и Днепра. На юге эта зона простирается в пределы Припятского прогиба до среднего течения реки Припять. В пределах Припятского прогиба зона пониженной мощности слоя пресных вод простирается еще западнее — почти до долготы г. Туров.
Зона повышенной мощности слоя пресных подземных вод более 400 м выделена в западной части Беларуси в треугольнике городов Брест – Молодечно – Гродно. Севернее Бреста вдоль границы с Польшей она уже достигает 1000 – 1100 м, например, в скважине Вычулковская 201 в районе Бреста, на глубине 900 м минерализация пресных подземных вод по данным РУП «Белгеология» составляет около 400 мг/л.
Водо- и рассолоносный комплекс пермских и триасовых отложений развит преимущественно на территории Припятского и фрагментарно – Брестского гидрогеологических бассейнов. Кровля водоносных триасовых песчаных пород в Припятском бассейне вскрыта вскрыта на глубине от 120 до 700 м, перекрывающие их породы представляют региональный водоупор. Воды напорные, статические уровни устанавливаются на глубинах 15 – 100 м ниже земной поверхности. Водообильность отложений 10 – 45 м3/сут при понижении уровня воды в скважинах на 35 – 200 м при минерализации 10 – 78 г/дм3.
Пе6рмские отложения Припятского бассейна представлены преимущественно глинами. Подземные воды напорные с водообильностью 30 – 150 м3/сут. Минерализация вод и рассолов увеличивается с глубиной от 25 до 285 г/дм3.
Водо- и рассолоносный комплекс каменноугольных отложений развит в основном в Припятском гидрогеологическом бассейне. Подземные воды напорные. Притоки в скважинах колеблются от 50 до 450 м3/сут при понижениях 36 – 400 м. Мипнерализация колеблется от 12 до 281 г/дм3.
Надсолевой девонский водо- и рассолоносный комплекс связан с верхней частью стрешинского и практически всем объемом полесского горизонта. Глубина до кровли водовмещающих пород изменяется от 70 до 2000 м. Общая мощность девонских надсолевых пород может достигать 1000 м и более. Воды и рассолы высоконапорные с возрастанием напоров с запада на юг и юго-восток. Удельные дебиты изменяются от 0.006 до 3 – 5 м/сут. Минерализация изменяется от 0.3 – 2.0 г/дм3 (глубина 300 – 400 м) на северо-западе до 132 – 367 г/дм3 на юго-востоке бассейна.
Межсолевой водо- и рассолоносный комплекс соответсвует задонскому, елецкому и петриковскому оитолого-стратиграфическим горизонтам. Кровля пород комплекса залегает на глубинах 236 – 3870 м, общая мощность колеблется от 300 до 950 м. Рассолы – высоконапорные с минерализацией от 115 до 390 г/дм3. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 9 до 720 м.
Водоносный комплекс франских отложений северо-восточных районов Беларуси. Глубина залегания кровли отложений варьирует от 5 до 180 м. Водовмещающие породы – известняки, доломиты, песчаники и алевролиты общей мощностью от 15 до 137 м. Напоры над кровлей водовмещающих пород достигают 120 м. Дебиты отдельных скважин – (47 – 125 л/с) при понижении 1.5 – 35 м.
Водо- рассолоносный комплекс франских отложений юго-восточной части Беларуси. Водоносными отложениями подсолевой рассоловмещающей толщи относятся в основном карбонатные породы франского яруса общей мощностью 60 – 250 м.Притоки к скважинам колеблются от 0 до 900 – 1200 м3/сут. Глубина установивщихся статических уровней достигает 900 м.
Водо- и рассолоносный комплекс старооскольских и ланских отложений вскрыт в Припятском и Оршанском гидрогеологических бассейнах. Водовмещающими являются преимущественно пески, песчаники, мощностью до 200 м. Воды напорные. В Оршанском бассейне пьезометрические уровни достигают 35 м, удельные расходы скважин 0.001 – 3.6 л/с. В западной части Оршанского бассейна воды небольшой минерализации (0.4 – 0.5 г/дм3). С поргужением вмещающих пород в северо-восточном направлении минерализация достигает 3 г/дм3 на глубине 200 – 300 м. В Припятском бассейне эти отложения входят в состав подсолевого рассолоносного комплекса, содержащего высококонцентрированные хлоридные натриевые и кальциевые рассолы.
Водо- и рассолоносный комплекс витебских, пярнусских и наровских отложений эйфельского яруса распространен в пределах Белорусского гидрогеологического массива, в Припятском и Оршанском бассейнах. Кровля водовмещающих отложений, представленных преимущественно песчаниками, а также доломитами и известняками, залегает на глубине от 70 м на Белорусском массиве до 3500 м в Припятском бассейне при общей их мощности 7 – 200 м. Воды напорные, удельные расходы скважин колеблются от 0.003 до 0.7 л/с (Белорусский массив, Оршанский бассейн) и в интервале 0,0007 – 0.04 л/с (Припятский бассейн). Минерализация изменяется в широких пределах.
Водоносный комплекс ордовикских и силурийских отложений развит в северо-западном и юго-западном районах Беларуси. Водовмещающие отложения – трещиноватые известняки и доломиты. Глубина залегания кровли отложений 70 м на северо-западе и 450 м на юго-западе страны, мощность изменяется от 5 до 630 м. Этот комплекс содержин напорные воды (напор на кровлей комплекса 150 – 240 м). Удельные расходы скважин 0.01 – 4.9 л/с (чаще 0.05 – 0.3 л/с). Минерализация – от 0.2 – 0.6 до 43.3 г/дм3.
Водоносный комплекс нижнее-среднекембрийских отложений существует на северо-западе и юго-западе страны. Водовмещающие породы – песчаники и реже – пески, их кровля залегает на глубине от 160 – 190 до 620 – 730 м и более, а мощность составляет от 3 до 130 м. Воды напорные, расходы скважин составляют 0.4 – 13.3 л/с при понижениях 22 – 33 м, минерализация колеблется от ультрапресных гидрокарбогатных кальциевых (0.15 г/дм3) до хлоридных натриевых (6.3 г/дм3 и более).
Водо- и рассолоносный комплекс верхнепротерозойских отложений широко развит на территории Беларуси. Глубина до кровли водовмещающих пород изменяется от 10 м (Микашевичско-Житковичский выступ) до 4300 м в Припятском бассейне. Мощность водо- и рассолоносных отложений изменяется от 10 до 1000 м.
В пределах Белорусского гидрогеологического массива – воды пресные и ультрапресные. Мощность зоны пресных напорных вод осадочного чехла достигает 200 – 450 м. Минернализация изменяется от 0.2 до 1.0 г/дм3. Дебиты скважин достигают 90 – 170 м3/сут.
В Оршанском бассейне выделяются рифейский и вендский водоносные комплексы
Рифейский водо- и рассолоносный подкомплекс развит почти повсеместно в Оршанском бассейне при глубине залегания кровли водовмещающих отложений (преимущественно – песчаники) от 200 до 1100 – 1300 м. Мощность достигает 1000 м. Удельные дебиты скважин изменяются от 5 до 50 м3/сут. Воды в основном минерализованные при содержании солей 35 – 50 г/дм3 в центральной и юго-западной частях бассейна и до 170 г/дм3 на северо-востоке.
Вендский водо- и рассолоносный подкомплекс распространен на всей территории бассейна. Глубина до его кровли – от 120 м на западе до 800 м на северо-востоке. Удельные дебиты скважин колеблются от 5 – 9 до 90 – 172 м3/сут. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 1.3 до 130 – 140 м.
В Брестском гидрогеологическом бассейне верхнепротерозойские отложения подразделяют на образования валдайской и волынской серий. Глубина до кровли водовмещающих пород изменяется от 150 до 630 м. Мощность достигает 220 м. Подземные воды преимущественно пресные и слабрминерализованные (до 1 – 3 г/дм3), только в погруженных частях комплекса минерализацтя увеличивается до 15 – 20 г/дм3. Воды в основном напорные, пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 0 – 45 м.
В Припятском гидрогеологическом бассейне водовмещающими являются разнозернистые песчаники рифея, гляциогенные песчано-глинистые породы, туфы, песчаники и алевролиты венда. Общая мощность отложений достигает 800 м, они насыщены высоконапорными (от 170 до 1375 м) рассолами с минерализацией 200 – 465 г/дм3. Водообильность верхнепротерозойского комплекса изменяется от нуля до 660 м3/сут при понижении уровня 30 – 700 м.
Подземные воды архей-нмжнепротерозойских образований. Глубина до кровли фундамента изменяется от 80 м в сводовой части Белорусской антеклизы до 6200 м в Припятском прогибе. Водовмещающие породы – трещиноватые и выветрелые разности гнейсрв, сланцев, сиенитов, габбро. Воды напорные, дебиты скважин колеблются от 0.03 до 8.3 л/с при понижениях 14 – 54 м. При мелком залегании фундамента воды – пресные (0.1 – 0.4 г/дм3), с глубиной они сменяются на минерализованные и рассолы (14 – 51 г/дм3) в Брестском и Оршанском бассейнах, а в Припятском – крепкими рассолами (до 400 – 450 г/дм3.
Как извлекают подземную воду из ?
Подземная вода может быть получена путем бурения скважин, либо создания колодцев. Как известно, скважина представляет в простейшем случае трубу, смонтиованную в пробуренном отверстии (стволе скважины), вскрывшем водоносный пласт. В результате — кважина заполнена подземной водой. Эта вода может быть откачана насосом и доставлена на поверхность земли, либо изливаться в случае артезианской скважины. Мелкие колодцы могут осушаться когда зеркало грунтовых вод понижается во время сухих сезонов года.
При добыче воды из скважины происходит разгрузка водоносного пласта. Подземная вода может также разгружаться через скважину самоизливом (естественная разгрузка) в виде источников, родников, либо в болота, озера, или реки.
В некоторых случаях скважины называют артезианскими скважинами. В таких скважинах не требуется установка насосов для подъема воды на земную поверхность. Эти скважины вскрывают артезианские водоносные пласты (горизонты), представляющие собой «пирог» (сэндвич), в котором водонасышенная часть (водоносный пласт) заключена сверху и снизу между двумя толщами непроницаемых для воды горных пород. Вода поступает в артезианский водоносный горизонт через проницаемую область питания (Recharge zones), которая может располагаться на расстоянии нескольких километров в стороне от пробуренных скважин.
Recharge zones
Если скважина вскрыла артезианский пласт, то напор воды «выталкивает» ее из скважины по закону U-образного сообщающегося сосуда выше кровли самого водоносного горизонта в месте наблюдения. Если напор (давление) достаточно большой, то происходит самоизлив воды из устья скважины.
Может ли иссякнуть подземная вода?
Загряхнение подземных вод
Мы можем истощить запасы подземной воды, если отбирать больше воды из подземных источников, чем она может восполняться естественным путем. Например, в течение периодов сухой погоды питание водоносных горизонтов уменьшается. Если откачивать слишком много подземной воды в течение таких периодов, то уровень грунтовых вод может понизиться, при этом скважины могут «осушиться».
Подземная вода станет непригодной для использования, если она становится загрязненной. Такая вода становится больше опасной в качестве питьевой воды. В тех районах, где породы, перекрывающие водоносный пласт легко проницаемые – тогда загрязнители могут легко проникать в подземные воды. Подземная вода может быть загрязнена проникновением в пласт вредных веществ из свалок мусора, выгребных ям, из поврежденных подземных емкостей, используемых, например, в качестве хранилищ нефтепродуктов, от избыточного употребления удобрений, либо пестицидов на полях, как показано на следующем рисунке. Кроме того, в приморских странах при чрезмерном отборе подземной воды питьевого качества может происходить подток морских соленых вод, которые будут замещать пресную воду в подземных водоносных горизонтах.
Подземные воды
Однако, при аккуратном использовании подземной воды и предотвращении угрозы ее загрязнения подземные воды останутся важным природным источником для в ближайшем будущем.
Искусственное восполнение подземных вод
С целью не допустить истощение ресурсов подземных вод применяют искусственное восполнение ее запасов. Принципиальная схема такого восполнения приведена на рисунке. В скважину, пробуренную для закачки воды, в подземный горизонт подается пресная, либо очищенная вода, поступающая в проницаемые отложения этого водоносного горизонта.
Такая схема, например, предотвращает вторжение соленых морских вод в прибрежных районах некоторых стран. Она применяется и в Нидерландах.
Природные резервуары подземных вод. Многопластовые водные системы
В пределах осадочных бассейнов встречаются чаще всего многопластовые водонапорные системы. Пример такой системы показан, существующей в пределах белорусской части Подлясско-Брестской впадины приведен на рисунке. Основными водоносными отложениями здесь являются толщи четвертичных, меловых, юрских, кембрийских и протерозойских отложений. Возможно минеральные воды здесь будут встречены и в верхней части кристаллического фундамента, однако фундамент здесь изучен плохо глубоким бурением.
Отдельные водоносные пласты могут быть либо гидравлически изолированными друг от друга, либо иметь гидравлическую связь. В последнем случае между такими пластами будет иметь место водообмен, т.е. переток воды из одного пласта в другой. Как правило, химический состав подземных вод в пластах, имеющих гидравлическую связь будет также одинаковым, либо близким.
Гидрогеологический подземный резервуар, т.е. подземная водоносная система, — это не только коллектор, или хранилище подземных вод. Когда такой резервуар обладает сложным строением, в нем сочетаются коллекторы и водоупоры.
В пределах платформенных и складчатых регионов выделяют два этажа в строении земной коры:
В зависимости от соотношения структурно-гидрогеологических этажей и преоюладающего типа подземных вод выделяют два типа природных резервуаров подземных вод:
Гидрогеологические бассейны существуют в отрицательных геологических структурах – мульдах, впадинах, прогибах, синклиналях и прилегающих к ним склонах. Они содержат выдержанные водоносные пласты. Это огромные аккумуляторы подземных вод.
Гидрогеологические массивы относятся к положительным тектоническим формам – поднятиям складчатых сооружений, в которых слоистость существенно утратила гидрогеологическое значение, а водорпроницаемость пород определяется трешиноватостью и разрывными нарушениями. Глубина проникновения подземных вод в них ограничивается мощностью интенсивно трешиноватых пород (обычно 100 – 500 м).
Разновидности бассейнов и массивов отличаются по разным признакам: характеру распределения подземных вод, форме, происхождению и возрасту геологического тела, его положению, степени метаморфизации пород, напорам подземных вод и т.п.
По характеру распределения подземных вод выделяют бассейны порово-пластовых, трещинно-пластовых или жильно-трещинно-пластовых вод. Выделяют также массивы регионально-трещинных, трещинно-жильных, пластово-порово-трещинных или пластово-жильно-трещинных вод.
Бассейны, в которых гидрогеологическое значение слоистости и трещиноватости равноценно называют адартезианскими (латинское «ад» означает «близко», «при»). Соответственно массивы, сложенные дислоцированными осадочными породами с жильно-трещинными и пластово-трещинными водами, называют гидрогеологическими адмассивами.
По форме геологического тела выделяют мульдо- чаше-, каньоно- грабенообразные и моноклинальные бассейны пластовых вод. Среди массивов трещинных вод выделяют куполо-, сводо-, горстообразные и блоковые разновидности.
В зависимости от генезиса геологического тела выделяют:
Исходя из данных о происхождении геологического тела выделяют:
· Бассейны пластовых вод: платформенные – крупные депрессии ; межгорные – малые и средние впадины в пределах геосинклинальных складчатых систем; срединные – участки осадочного чехла устойчивых срединных частей геосинклинальных областей; краевые – крупные и глубокие прогибы в зоне сочленения платформы со складчатым регионом;
· Массивы трещинных вод: цокольные – выступы фундамента древних платформ; орогенные – горно-складчатые сооружения геосинклинальных систем; инъекционные – внедрившиеся и излившиеся магматогенные тела (дайки, покровы, лаколлиты и т.п.).
Возраст бассейнов пластовых вод оценивают по эпохе складчатости, создавшей фундамент, или по возрасту пород, слагающих чехол.
Среди бассейнов и особенно массивов различают равнинные, низкогорные, и высокогорные.
По характеру границ выделяют бассейны открытые, когда граница со смежными бассейнами условна и отчетливо не выражена и замкнутые, когда они со всех сторон изолированы массивами. Очевидно, в отношении массивов можно выделить сопряженные и изолированные массивы.
В настоящее время используют как понятия «бассейн пластовых вод», так и устаревающий термин «артезианский бассейн». Дополнительно к теминам понятия «бассейн пластовых вод» и «массив трещинных вод» используют в качестве дополнительных терминов понятия «напорный», как и «грунтовый» для раскрытия гидравлического механизма резервуара.
По признаку наличия, либо отсутствия напора подземных вод гидрогеологические резервуары делят на безнапорные (грунтовые и межпластовые), напорные (артезианские и глубинные) и напорно-безнапорные (субартезианские).
Питание и разгрузка поземных водоносных систем. В водоносных системах различают:
Питание подземных водоносных систем происходит в местах выхода водовмещающих пород на поверхность. Здесь атмосферные осадки просачиваются вглубь горных пород. Основное питание подземных вод для бассейнов пластовых вод происходит за счет инфильтрующихся вод с земной поверхности. Принято различать внешние и внутренние области инфильтрационного питания. В отличие от бассейна, массив имеет только внутреннюю область питания.
Природными дренами для подземных вод являются впадины, долины рек, озер, и дно морей. Внутри резервуаров дренирование осуществляется тектоническими разломами и зонами нарушений.
Область разгрузки состоит из очагов разгрузки – мест выхода воды. Места естественного излияния воды на поверхность называют источником, или родником. К искусственным очагам разгрузки относят горные выработки (карьеры, колодцы, скважины, системы водопонижения, например, при строительстве тоннелей и станций метро, мелиоративные каналы и т.п.), выводящие подземные воды.
Источник http://www.bygeo.ru/
Оставить комментарий
Вы должны быть авторизованы для комментирования.