Основные особенности гидрогеологических условий Смоленской области
Большая часть территории Смоленской области располагается в периферической зоне западного склона Московского артезианского бассейна. Южная ее часть входит в зону северного склона Днепровско-Донецкого артезианского бассейна. Подземный сток вод коренных отложений, согласно уклону пластов, в основном питает эти бассейны. По мнению Е. Я. Шабловского [35], не исключено, что, благодаря за-карстованности и трещиноватости карбонатных толщ коренных пород, разгрузка находящихся в них вод может происходить и в сторону Прибалтийского артезианского бассейна. Территория области является, таким образом, не только водоразделом крупных речных систем, но и зоной распределения подземного стока в различные крупные артезианские бассейны.
Основная часть подземных вод заключена в толще коренных отложений, представленных на территории области рифейской, кембрийской, девонской, каменноугольной, юрской, меловой и третичной системами. В их составе преобладают известняки, доломиты, мергели, мел, опоки, песчаники и разной зернистости пески, т. е. породы, обладающие, как правило, высокой водопроницаемостью и значительной водо-вместимостью. Общая мощность коренных осадочных пород достигает 800-1200 м и более.
Отложения четвертичного периода, мощность которых составляет в среднем 40—50 м, достигая в ряде мест 150 м и более, содержат также практически повсеместно слои пород, способные накапливать значительное количество воды. Эти слои представлены обычно песчано-гравийным материалом и различной зернистости песками.
|
|
|
Глины в толще отложений всех систем образуют как местные, так и сплошные водоупоры, разделяя водоносные комплексы на самостоятельные горизонты и подгоризонты.
Накопление подземных вод и их сток в толще осадочных пород всех систем зависят прежде всего от особенностей распределения пород, обладающих различными свойствами, условиями залегания водоносных и водоупорных пластов. Характерной чертой геологического строения территории области является отсутствие в верхней толще осадочных пород, включающей четвертичные, третичные, меловые, юрские, каменноугольные отложения и часть подстилающих их отложений верхнего девона, сплошных глинистых водоупоров. Водоупоры имеют в этой толще лишь локальное распространение. Благодаря этому водоносные комплексы в этой толще осадочных пород взаимосвязаны между собой. Так как они объединены условиями питания, то имеют и сходный состав воды.
Пространственная невыдержаность водоупоров, залегающих на разной глубине верхней толщи осадочных пород, способствует широкому распространению «окон» поглощения и фильтрации, стекающих по поверхности вод вглубь. Неразрывность связи водоносных горизонтов верхней толщи девона и кроющих их пород обуславливает не только постоянный водообмен поверхностных, грунтовых и межпластовых вод, но и влияет на скорость выщелачивания водорастворимых минералов и их вынос. Все это привело к формированию в данной толще осадочных пород постоянно возобновляющихся пресных вод.
|
|
|
Отложения девонской и каменноугольных систем имеют в целом хорошо выраженное плавное падение к востоку - северо-востоку в Московскую впадину с уклоном 1-2 м/км. Юрские и меловые отложения имеют падение пластов к югу и юго-западу с уклоном 2—3 м/км. Сток подземных вод в этих отложениях имеет в связи с этим хорошо выраженную направленность, что не характерно для стока подземных вод в залегающих над ними водоносных горизонтах.
Сток подземных вод в четвертичных отложениях определяется в некоторой степени уклонами поверхности коренных пород. Поверхность их неровная, сильно размыта, приподнята в целом в центральной и восточной частях. Ближе к дневной поверхности в движении подземных вод четвертичной толщи усиливается роль гидрографической сети. Но дренирование водоносных горизонтов четвертичной толщи реками обычно хорошо выражено лишь в среднем и нижнем их течениях.
|
|
|
Рассмотренную толщу осадочных отложений с прерывистостью водоупорных горизонтов, обеспечивающей инфильтрацию атмосферных осадков и водообмен между водоносными комплексами, выделяют как зону активного водообмена. Глубина ее на территории области изменяется на водоразделах с запада на восток в основном от 100—150 до 250—300 м. И лишь на северо-западе области эта зона распространяется до глубины 30—40 м.
Все инфильтрационно связанные между собой водоносные горизонты этой зоны содержат воды гидрокарбонатного класса кальциевой группы с минерализацией, не превышающей обычно 1 г/л. Общая жесткость их редко превышает 7-8 мг-экв. По содержанию основных компонентов (НС03 , S04 \ C1~, Ca' +, Mg" ') наблюдается небольшая сезонная изменчивость. Отмечается постепенное нарастание содержания их в воде и с увеличением глубины залегания водоносных горизонтов. Водообилие водоносных горизонтов этой зоны зависит от степени их дренированности, пористости, трещиновато-сти, мощности пластов и условий их залегания. Водообилие водоносных горизонтов обычно нарастает с глубиной. Так, межморенный и подморенный водоносные горизонты более обильны по сравнению с грунтовыми водами в надморенных отложениях. Меловые и каменноугольные водоносные горизонты обильнее третичных и четвертичных. Наиболее водообильны в этой зоне горизонты верхнедевонского водоносного комплекса.
|
|
|
С глубиной чаще встречаются водоносные горизонты с напорными водами, а также увеличивается напор воды в них. В целом зона активного водообмена включает более 30 водоносных горизонтов безнапорных, слабо- и высоконапорных вод.
Годовая амплитуда колебания температуры подземных вод этой зоны заметно выражена обычно до глубины 25-30 м, где она изменяется от 1,5 до 3°С. Среднегодовая их температура составляет 6—8°С. На глубине 30-35 м, а иногда и глубже, амплитуда температуры вод изменяется в пределах 3-Г'С, среднегодовая температура составляет здесь 5-6° С. На глубине от 50 до 200 м температура вод находится в пределах 7-10°С.
Ниже зоны активного водообмена находится зона замедленного водообмена. Для этой зоны характерны солоноватые и соленые воды, в верхней части сульфатно-хлоридные и хлоридно-сульфатные с относительно высоким содержанием всех основных катионов - кальция, магния и натрия. В нижней части этой зоны распространены воды хлоридного класса, в катионном составе которых преобладают натрий и калий. Содержание солей варьирует в больших пределах от 2,0-2.5 до 50-55 г/л.
Эта зона приурочена к основной толще девонских пород, мощность которой изменяется в широких пределах - от 160-180 м на западе до 470—520 м на востоке области. Нижний водоупорный слой ее представлен глинистыми сланцами, залегающими на глубине 475-825 м. В толще пород этой зоны преобладают известняки, доломиты, песчаники и пески. Водоупорные породы, представленные глинами, локальны и не отличаются значительной мощностью. Однако их наличие обуславливает гидрохимическую обособленность верхней и нижней частей этой зоны, в связи с чем соленость их заметно различается. В верхней части мощностью от 130 до 255 м соленость колеблется в основном от 2,5 до 5 г/л, в нижней — от 10 до 55 г/л. В основном столь существенные изменения солености по глубине позволили Е.А. Шабловскому разделять эту зону на две самостоятельные зоны [35]. Температура воды в пределах рассматриваемой зоны изменяется по глубине незначительно - от 10-12°С до 15-18°С. Насыщение вод этой зоны солями произошло в результате выщелачивания кристаллов соли, включенных в сульфатно-доломитовые слои пород. Кроме значительного содержания ряда основных компонентов, воды этой зоны богаты отдельными микроэлементами - бромом, йодом, бором, стронцием. Состав солей и наличие микроэлементов определяют бальнеологические свойства этих вод.
Нижнюю зону застойных (реликтовых) вод образуют хлоридно-натриевые воды высокой минерализации (рассолы). Залегают они в самых низких участках основания осадочного чехла, где наиболее распространены сульфатно-галогенно-карбонатные породы среднего девона, песчаники нижнего кембрия и верхнего протерозоя. Общая мощность этой зоны колеблется от 500 до 680 м.
Зона изолирована водоупорным слоем от расположенных выше водоносных герцинидов. Высокая насыщенность хлористым натрием вод этой зоны связана с наличием здесь мощных залежей каменной соли (до 30—50 м и более). Пластовые залежи соли распространены, по всей 
видимости, на широком пространстве северо-восточной части Смоленской области и смежных районов Тверской области.
Общая минерализация воды в этой зоне колеблется от 80 г/л б верхней части до 130—220 г/л в нижней. Среди основных компонентов преобладают хлор, натрий, калий. Из микроэлементов в значительных количествах содержатся бром, йод, бор.
Температура воды этой зоны изменяется от 15 до 22'С. Рассолы имеют бальнеологическое и промышленное значение.
Наиболее изучены подземные воды первой из рассмотренных зон и особенно грунтовые и межпластовые воды четвертичного комплекса. Пресные воды этой зоны имеют наибольшее хозяйственное значение в связи с тем, что они повсеместно используются для водоснабжения населения питьевой водой, а также в значительной степени для технических нужд. С этими водами связаны и многие процессы, протекающие в ландшафтах.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 1541; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!