Верхний гидрогеодинамический этаж

 

В верхний гидрогеодинамический этаж входят: водоносный локально-слабоводоносный четвертичный аллювиальный горизонт, водопроницаемые локально-водоносные четвертичные флювиогляциальный, эоловый и элювиально-делювиальный горизонты, слабоводопосный локально-водоносный шешминский терригенный комплекс, водоносная и водопроницаемая локально-водоносная Соликамские терригенно-карбонатные свиты, водоносная иренская карбонатно-сульфатная серия.

Водоносный локально-слабоводо но сны й четвертичный аллювиальный горизонт. Основными водосодержащими породами являются слои и линзы галечников, гравия, песков и супесей. Литологическая невыдержанность аллювиальных отложений, сложное строение речных долин, большие амплитуды колебаний высотных отметок поверхностей террас и их цоколей обусловливают существование нескольких самостоятельных водоносных пластов.

Аллювиальный горизонт относится к грунтовому типу и характеризуется в основном отсутствием напора подземных вод. Напор вод наблюдается лишь на участках, где водоносные слои перекрыты глинами и суглинками. Глубина залегания кровли аллювиального горизонта в большинстве случаев находится в пределах 1,5-15 м. Питание подземных вод происходит за счет атмосферных осадков, подтока из коренных отложений и, частично, путем инфильтрации из водохранилищ. Коэффициент фильтрации изменяется от сотых долей до нескольких десятков метров в сутки, но наиболее часто составляет 1—10 м/сут. Дебиты колодцев обычно 2000— 4000 м?/сут., одиночные водозаборные скважины имеют производительность от 10—15 до 100 м’/сут.

Грунтовые воды аллювиальных отложений отличаются значительными колебаниями минерализации и разнообразными гидрохимическими фациями. Преобладают гидрокарбона шо-кальцисвыс пресные воды с невысокой минерализацией 0,1—0,7 г/дм\ реже обычно в аллювиальных отложениях II и IV террас, встречаются гидрокарбонатно-кальциево-магние-вые пресные воды с минерализацией 87—550 мг/дм3. Встречаются воды и с более сложным химическим составом. В них отмечаются повышенные содержания сульфатов, хлоридов, нитратов калия и натрия с одновременным увеличением минерализации до 2 г/л. Появление таких вод объясняется бытовым загрязнением или влиянием подстилающих аллювий пород (гипсов и ангидритов иренской свиты).

Формула преобладающего химического состава:

Воды аллювиальных отложений широко используются для водоснабжения населенных пунктов, расположенных в долинах рек.

Водопроницаемый локально - водоносный четвертичный флювиогляциалъный горизонт связан с флювиогляциальными отложениями. Глубина залегания подземных вод достигает 10 м, наиболее же часто - 0,5—4,0 м. Коэффициент фильтрации варьирует от 0,2 до 9,0 м/сут. Питание вод происходит за счет атмосферных осадков. Разгрузка идет через редкие родники в речных долинах н путем фильтрации в подстилающие породы. Дебиты скважин, вскрывших горизонт, составляют 0,17-0,51 л/с (14,7-44,1 м3/сут.).

По химическому составу воды относятся к пресным гидро-карбонатным кальциевым и натриево-кальциевым с минерализацией 0,1—0,2 г/дм3.

Водопроницаемый локально - водоносный четвертичный эоловый горизонт приурочен к эоловым мелкозернистым кварцевым пескам, Коэффициент фильтрации песков 9,1— 10,5 м/сут. Грунтовые воды залегают на глубинах от 0,5 до 4—5 м. Питание горизонта за счет атмосферных осадков и подтока из аллювиальных отложений. Подземные воды гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые, пресные.

Водопроницаемый локально-водоносный четвертичный элювиально-делювиальный горизонт. Грунтовые воды находятся в супесях и скоплениях щебнисто-глыбового материала. Глубина их залегания зависит от рельефа местности и колеблется от 0,2 до 15-16 м. По химическому составу и минерализации подземные воды не отличаются от грунтовых вод аллювиальных отложений.

Слабоводоносный локально-водоносный шеигминский терригенный комплекс связан с отложениями шешминской свиты. Водовмещающими породами являются песчаники и трещиноватые алевролиты, водоупорами служат аргиллиты и глинистые алевролиты. Пестрый литологический состав шешминских отложений, невыдержанность водоносных пород по мощности и по площади определили сложное строение данного гидрогеологического комплекса.

По гидравлическим условиям и химическому составу подземных вод в шешминском водоносном комплексе выделяются две вертикальные зоны: 1) активного водообмена; 2) затрудненного водообмена.

Для первой зоны, расположенной выше эрозионного вреза, характерны трещинногрунтовые гидрокарбонатные кальциево-магниевые пресные воды с минерализацией от 0,131 до 1,0 г/дм (чаще 0,3—0,5 г/дм). Относительно высокая минерализация, фиксируемая в источниках г. Перми, его пригородов и крупных населенных пунктов, обусловлена бытовым загрязнением. В водах зоны активного водообмена отмечаются невысокие содержания фтора (0,18—0,24 мг/л), меди (до 0,01%), титана (до 0,03%), следы серебра. Формула преобладающего химического состава:

 

Подземные воды этой зоны являются основным источником водоснабжения населенных пунктов. Дебиты родников и скважин изменяются в широких пределах: от 0,01 до 28 л/с у родников и от 0,015 до 15 л/с у скважин.

 

Вторая зона залегает ниже базиса эрозии, она характеризуется трещинно-пластовыми высокоминерализованными жесткими водами с общей минерализацией 1—3 г/дм^. По химическому составу подземные воды очень разнообразны. Преобладают воды сульфатсодержащие (сульфатные, гидрокарбонатно-сульфатные, хлоридно-сульфатные) кальциевые, натриево-кальциевые и кальциево-натриевые. Сводная формула химического состава:

Питание подземных вод шешминского водоносного комплекса преимущественно атмосферное. Дебиты скважины изменяются от 0,1 до 43,6 л/с.

В пределах распространения Соликамского горизонта по гидрогеологическому режиму вод выделяются две водоносные терригенно-карбонатные свиты: водопроницаемая

локально-водоносная и водоносная. Водовмещающими в свитах являются известняки, доломиты, мергели, песчаники, алевролиты, водоупорными — аргиллиты и нетрещиноватые разности карбонатных пород. Фильтрационная способность пород невысокая: коэффициенты фильтрации чаще всего равны 1 - 1 Ом/сут.

Водопроницаемая локально-водоносная Соликамская терригенно-карбонатная свита приурочена к площадям выхода нижнесоликамских отложений на поверхность в сводовых частях Краснокамского вала и Межевской вилообразной зоны. Здесь подошва свиты занимает высокое гипсометрическое положение по отношению к уровню рек Камы и Чусовой. Возникли условия, при которых Соликамская водопроницаемая свита на одних участках оказывается полностью дренированной подстилающими закарстованными породами, а на других она является водоносной. Воды преимущественно трещинногрунтовые со свободной поверхностью. По химическому составу гидрокарбонатные магниево-кальциевые с минерализацией до 0,5 г/дм3. Практического значения для целей водоснабжения свита не имеет.

Водоносная Соликамская терригенно-карбонатная свита развита на остальной территории полигона практики, т. е. там, где Соликамский горизонт перекрыт породами шешминского горизонта, а также на площадях выхода верхнесоликамских отложений. В верхней части водоносной свиты, находящейся выше эрозионного вреза, распространены трещинно-грунтовые воды, обычно безнапорные, но иногда с местным напором. Воды пресные с минерализацией до 0,5 г/дм, относятся к гидрокарбонатному магниевокальциевому и кальциевому типам. Формула химического состава вод:

Ниже местных эрозионных врезов распространены напорные трещинно-пластовые воды. Па небольших глубинах преобладают пресные гидрокарбонатные магниево-кальциевые и гидрокарбонатные кальциево-натриевые воды с минерализацией до 0,5 г/дм3. С глубиной минерализация вод увеличивается до 4,5 г/дм, появляются сульфатные (хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные) натриево-кальциевые, кальциево-натриевые и натриевые воды.

Основным источником питания подземных вод служат атмосферные осадки. Разгрузка вод происходит в долинах рек в виде родников или скрытым переливом в иренский горизонт. Свита является водообильной: дебиты родников доходят до 240 л/с (преобладают дебиты 1 -15 л/с), дебиты скважин изменяются от 0,1 до 100 л/с (чаще 4,2—9,6 л/с). Воды свиты имеютбольшое практическое значение для питьевого водоснабжения; солоноватые воды могут использоваться как минеральные лечебно-столовые.

Водоносная иренская карбонатно-сульфатная серия развита только в местах выхода иренских пород на земную поверхность или при неглубоком их залегании от поверхности;

с погружением пород под более молодые отложения они становятся водоупором.

 

Водоносная серия содержит безнапорные трещинно-карстовые воды, циркулирующие по карстовым полостям в толще карстующихся пород. Различная степень трещиноватости и закарстованности пород определяет сильную изменчивость их фильтрационных свойств. Наибольшая водообильность пород серии наблюдается в зонах интенсивной трещиноватости, где активно идут процессы карстования. Дебиты родников варьируют от 0,1 до 200 л/с (преобладают 0,1-3,0 л/с), дебиты скважин — от 0,1 до 18,3 л/с.

По химическому составу подземные поды серии преимущественно сульфатные кальциевые

с высокой минерализацией (до 2,3 г/дм). На участках, где воды связаны с карбонатными породами, они имеют сульфатно-гидрокарбонатный состав с минерализацией менее 1,0 г/дм. На более глубоких горизонтах скважинами вскрываются сульфатно-хлоридные и хлоридные натриевые воды с минерализацией до 4,1 г/дм1.

Трещинно-карстовые воды питаются дождевыми и талыми водами, в некоторых местах они подпитываются водами Соликамского горизонта и речными водами. На полигоне встречаются все виды разгрузки подземных вод серии: родниковая, субаквальная (на дне рек и озер) и подземная (в другие водоносные отложения).