Описание водоносных горизонтов. Ход работы. Вариант карта

• Название: Ход работы. Вариант карта
• Анкор: Описание водоносных горизонтов
• Дата: 24.04.2022
• Размер: 141.44 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_2-3.docx
• Тип: Закон; #494172

Цель работы: изучить основные источники, процессы и факторы формирования химического состава подземных вод предложенной территории, а также основные гидрохимические закономерности.

Ход работы.

ВАРИАНТ 7. КАРТА N-40

Задание: Определить, какие водоносные горизонты и комплексы относятся к зонам активного, затрудненного и весьма затрудненного водообмена; какие источники, процессы и факторы формирования химического состава подземных вод наиболее значимы для каждой зоны; проследить все виды зональностей; выявить взаимосвязь между составом подземных вод и водовмещающих горных пород.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Лист N-40 – Уфа имеет координаты 52–56° в. д. и 54–60° с. ш. Геологические карты составлены на практически всю территорию Республики Башкортостан, на запад Челябинской и север Оренбургской областей и частично на юго-восточную оконечность Республики Татарстан. Западная часть листа принадлежит к Волго-Уральской антеклизе Русской плиты, восточная – к складчатому сооружению Урала Им соответствуют две орографические области – Русская равнина и Уральское горное сооружение. Первая включает приподнятые денудационные области (Уфимское плато и Общий Сырт) и денудационный рельеф Предуралья – Белебеевско-Стерлибашевскую возвышенность, Камско-Бельское, Присакмарское и Юрюзано-Айское понижения. Уральский кряж подразделяется здесь на приподнятые горные массивы, остаточные горы Западного и Восточного склонов, пенеплен Южного Урала и косоприподнятый пенеплен Зилаирского плато. В гидрографическом отношении на площади листа N-40 выделяются три крупные речные системы: Волги, Урала и Оби. Большинство рек представляют первую систему, гораздо меньшее количество водотоков относится к бассейну р. Урал, очень незначительная их часть (крайний восток листа) – к системе р. Обь. Речной сток формируется за счет снеговых (60–80 %) и дождевых (2–12 %) осадков, а также подземных вод (13–38 %). Среднемноголетние меженные величины модулей стока изменяются от 4–5 дм3/с км2 (реки Уфа и Сим) до 0,2–0,06 дм3/с км2 (реки Сакмара и Таналык). Наиболее крупные озера располагаются в западной части листа: оз. Кандры-куль и оз. Асли-куль с площадью водного зеркала соответственно 12 и 18 км2. В Предуралье широко развиты старичные (на первых надпойменных террасах крупных рек), а также карстовые озера. Климат района континентальный со значительными различиями между Предуральем и Уралом. Так, среднегодовая температура воздуха в окрестностях г. Белорецк составляет + 0,4 °С, у г. Стерлитамак + 2,8 °С. Наиболее холодным месяцем года является январь (абсолютный минимум температуры – 50 °С), самым теплым – июль (абсолютный максимум + 40 °С). Период с положительными среднесуточными температурами воздуха продолжается 6–7 месяцев. Устойчивый снежный покров держится с первой (второй) декады ноября по первую–вторую декаду апреля; наибольшая его мощность отмечается в предгорной и горной частях территории (до 1,43 м при средних значениях 0,5–0,8 м). Максимальное количество атмосферных осадков выпадает на Урале и в высоком Предуралье (до 700–900 мм в год). На остальной площади их годовое количество в основном составляет 400–600 мм, на крайнем юго-востоке – 300–400 мм.

ВОДОНОСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Водоносный четвертичный аллювиальный горизонт (2aQ) основное распространение имеет в пределах долин крупных рек, где их ширина достигает 1 км и более. Представлен аллювиальными отложениями: песками, гравием, галечниками. В основании разреза, как правило, залегают валуны или гравийники. Мощность ВГ изменяется от первых метров до 40–50 м (долины рек Белая, Уфа, Сим, Инзер, Урал). Коэффициенты водопроводимости ВГ увеличиваются от верховий рек к устьям и изменяются от 10–50 до 5000–8000 м2/сут. Преимущественно водопроводимость характеризуется показателями в пределах от 100 до 500 м2/сут. Воды безнапорные, реже – субнапорные, напор часто носит временный, сезонный характер и формируется за счет подпора со стороны реки. Глубина залегания подземных вод в пределах первой террасы от 1–2 до 5–8 м, в пределах второй и более высоких террас от 10 до 20 м. Водообильность ВГ различная. Удельные дебиты скважин составляют от десятых долей дм3/с до 50–100 дм3/с (долины рек Белая, Уфа, Урал, Инзер). Воды преимущественно пресные, реже солоноватые или соленые гидрокарбонатного, сульфатно-гидрокарбонатного и сульфатного кальциево-магниевого, магниево-кальциевого и кальциево-натриевого состава с общей жесткостью от 3–5 до 10–15 мг-экв/дм3. Химический состав ПВ зависит от состава поверхностных вод, чья доля в водах горизонта по гидрохимическому балансу достигает 70–95 %. Ресурсы ВГ формируются в основном за счет привлечения поверхностного стока и, в меньшей степени, за счет грунтового потока и инфильтрации атмосферных осадков через проницаемые верхние слои зоны аэрации. Данная ситуация характерна особенно для второй надпойменной террасы, где глубина залегания подземных вод составляет более 5 м. Доля речных вод тем больше, чем лучше гидравлическая связь подземных и поверхностных вод и выше проницаемость русловых отложений. Большое влияние на степень взаимосвязи оказывает кольматация (заиливание русла), которая увеличивается в маловодные годы и меженные периоды, что приводит зачастую к «отрыву» уровня поверхностных вод от подрусловых. Подземные воды горизонта играют основную роль в водоснабжении городов и промышленных предприятий региона. Производительность многих водозаборов, работающих на утвержденных запасах подземных вод, достигает 300 тыс. м3/сут.

Относительно водоупорный элювиально-делювиальный четвертичный горизонт (3edQ) имеет наибольшее развитие среди гидрогеологических подразделений, так как приурочен к покровным отложениям, распространенным на водораздельных и склоновых пространствах. Мощность горизонта изменяется от первых метров на склонах до первых десятков метров у оснований. Горизонт сложен суглинками, песчанистыми глинами с включением щебня или слабоокатанных обломков коренных пород. В случае наличия в разрезе линз и прослоев песков горизонт способен содержать в себе линзы подземных вод либо «верховодку», которые формируются за счет инфильтрации атмосферных осадков через верхнюю часть разреза. Практического значения воды горизонта не имеют, так как ресурсы ограничены как в плане, так и в разрезе.

Относительно водоупорный среднеплиоцен-нижнеэоплейстоценовый горизонт (3N22–Q1) приурочен к отложениям, образовавшимся в период акчагыльской морской трансгрессии, когда в пониженные участки рельефа на платформенную часть с юга и юго-запада проникало море. После отступления моря и постепенного возобновления поверхностного стока, в понижениях начали откладываться речные образования, частично размывшие более ранние отложения. В итоге разрез горизонта представлен как морскими, так и континентальными терригенными образованиями. Позже, в результате неотектонических движений, гипсометрически отложения горизонта оказались выше днища долин в «подвешенном» состоянии (без взаимосвязи с гидросетью). Поэтому формирование ресурсов подземных вод горизонта возможно лишь в областях его развития с поверхности, при условии наличия слабопроницаемых пород в верхней части разреза, либо в долинах рек, при условиях гидравлической взаимосвязи с водами четвертичного горизонта или поверхностными водотоками, что довольно редко. В целом горизонт является водоупорным либо, при незначительных мощностях, относительно безводным, но водопроницаемым. Мощность горизонта составляет от 20 до 50 м. Практического значения для целей централизованного водоснабжения подземные воды, содержащиеся в горизонте, не имеют.

Относительно водоупорный верхнемиоценовый–нижнеплиоценовый горизонт сложен кинельской свитой, аллювиальными отложениями в палеоврезах крупных рек. В условиях глубокого и продолжительного вреза (до 40 м) в долинах рек откладывались мощные толщи глин, гравийно-галечных отложений и песков. Общая мощность горизонта меняется от 0 до 200 м. Подземные воды горизонта встречаются при условиях их взаимосвязи с коренными отложениями. Как правило, эти подземные воды обладают напором, до самоизлива. Мощность водоносных слоев достигает 30 м, чаще 5–10 м. Водопроводимость составляет около 20–50 м2/ сут. По степени минерализации и качеству это в основном солоноватые и соленые сульфатные кальциевые воды с жесткостью до 20–35 мг-экв/дм3, так как питание их происходит в условиях затрудненного водообмена. Практическое значение для централизованного водоснабжения подземные воды горизонта имеют лишь для с. Верхнеяркеево (Илишевский район РБ), где действует водозабор с производительностью 1700 м3/сут.

Относительно водоупорный миоценовый комплекс (3N1) представлен глинами с линзами и прослоями песков, углей, реже гравия. Развит локально во впадинах в южной части Предуральского прогиба (Бельского ПАБ), к которым приурочены буроугольные месторождения. Мощность комплекса составляет от 50 до 120 м. В разрезе комплекса имеются как выдержанные, так и невыдержанные водоупорные глинистые слои, которые подстилают линзы и прослои нередко водоносных углей, песков. Водоносные породы имеют низкие фильтрационные свойства (коэффициенты фильтрации составляют тысячные и сотые доли и реже 1–6 м/сут). Воды часто напорные, удельные дебиты скважин составляют 0,01–0,2 дм3/с. По минеральному составу это пресные и солоноватые гидрокарбонатные и сульфатные различного катионного состава подземные воды. Практического значения для водоснабжения данные воды не имеют.

Водоносный нижне-среднеюрский комплекс (8J1–2) локально распространен в южной и юго-восточной части листа в бассейне р. Таналык (Уральская СГСО). Общая мощность комплекса достигает 225 м. Водоносными являются прослои песков, гравия, галечников и конгломератов. Воды безнапорные или субнапорные с водопроводимостью от 3–5 до 50 м2/сут, удельные дебиты скважин составляют от 0,7 до 30 дм3/с. По составу воды пресные гидрокарбонатные кальциево-магниевые. В юго-восточной части РБ (Хайбуллинский район) комплекс используется как для централизованного, так и для нецентрализованного водоснабжения. Дебиты эксплуатационных скважин составляют 40–60 м3/сут, а на Самарском месторождении (запасы утверждены ТКЗ в 2008 г.) дебит разведочно-эксплуатационных скважин на порядок выше. Основными источниками питания комплекса являются инфильтрующиеся атмосферные осадки и ресурсы смежных (прежде всего вышележащего четвертичного аллювиального горизонта) водоносных гидрогеологических подразделений.

Водоносный нижнетриасовый горизонт (2Т1) развит локально в южной части Бельского ПАБ. Представлен терригенными породами мощностью от 100 до 300 м и более (конгломератов и песчаников), выполняющими грабенообразные понижения и слагающими одиночные холмы в правобережье р. Белая в ее среднем течении. Подземные воды вскрыты на глубинах от 5–10 до 30–40 м и нередко имеют напорный характер, до самоизлива на дневную поверхность. Водообильность, за счет значительной мощности и емкостных характеристик горизонта, хорошая. Удельные дебиты скважин составляют от 0,1–1 до 5–10 дм3/с, а дебиты родников 10–20 дм3/с. Водопроводимость пород характеризуется показателями от 50 до 200–400 м2/сут. По составу воды пресные гидрокарбонатные кальциево-магниевые. Основным источником питания горизонта являются атмосферные осадки. Подземные воды горизонта имеют большое практическое значение в южной части РБ (Мелеузовский, Куюргазинский районы), где имеется ряд водозаборов для централизованного водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий (г. Кумертау, пос. Маячное, КумАПО и др.) с суммарным водоотбором до 30 тыс. м3/сут.Водоносный татарский комплекс (8P3t) выделяется в платформенных условиях на междуречье Ик–Дема (до западной границы Бельского ПАБ) на северо-западе Оренбургской области (Сыртовский артезианский бассейн) в условиях горизонтального и спокойного залегания терригенных пород. Водоносными являются пласты песчаников, алевролитов, реже известняков. Мощность и количество пластов непостоянны, обычно их 2 или 3, а мощность меняется от 10 до 20 м. Водоносные пласты разделены водоупорными аргиллитоподобными глинами мощностью до 12–18 м. Глубина залегания подземных вод изменяется от 3–9 до 20 м. Воды безнапорные, дебиты естественных выходов подземных вод комплекса от 0,1 до 2 дм3/с. По минеральному составу воды пресные (минерализация обычно не превышает 0,5 г/дм3) гидрокарбонатные кальциево-магниево-натриевые, с общей жесткостью до 7 мг-экв/дм3. Питание комплекс получает в областях своего развития с поверхности за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка приурочена к склоновым частям водоразделов и долинам рек и ручьев. Подземные воды татарского комплекса широко используются в областях его развития (западные районы РБ) для водоснабжения населенных пунктов, причем эксплуатируются как естественные выходы ПВ, так и скважины.

Водоносный казанский комплекс (8P2kz) развит в западной части Башкирии (Камско-Вятский АС, Камско-Бельский АБ) и в северо-западной части Оренбургской области (Сыртовский АБ). Водоносными породами являются переслаивание песчаников, алевролитов, реже конгломератов и известняков. Водоупорными являются аргиллиты и аргиллитоподобные глины. Характер соотношения водоносных и водоупорных пород создает условия для существования межпластовых вод на различных гипсометрических уровнях. В комплексе насчитывается до семи водоносных слоев, причем каждый слой имеет свой уровень с разрывом до 10–20 м. Выше вреза гидросети воды безнапорные, в долинах – субнапорные и напорные. Питание комплекс получает за счет инфильтрации атмосферных осадков, а в пределах речных долин «верхние» слои часто имеют гидравлическую связь с поверхностными водотоками. Разгружаются подземные воды многочисленными родниками с дебитами от 2–5 до 50–100 дм3/сут. Дебиты скважин составляют от 1–5 до 20 дм3/с. Водопроводимость характеризуется величинами от 30–40 м2/сут на водораздельных пространствах до 600–800 м2/сут в долинах. Минерализация подземных вод обычно не превышает 0,5 г/дм3. По макрокомпонентному составу воды в основном гидрокарбонатного кальциево-магниевого либо смешанного по катионам состава. Воды комплекса широко используются для централизованного и нецентрализованного водоснабжения населенных пунктов путем каптажа родников и малых групповых или одиночных скважинных водозаборов производительностью 1–3 тыс. м3/сут. Суммарная производительность водозаборов характеризуется величиной до 35 тыс. м3/сут.

Водоносный уфимский комплекс (8P1u) широко распространен и занимает значительную часть долины р. Белая в нижнем ее течении, а также в долинах рек Ик, Усень, Сюнь. Представлен преимущественно терригенной толщей мощностью от 100 до 324 м. Подземные воды комплекса приурочены к прослоям песчаников, алевролитов, мергелей и известняков. Мощность каждого прослоя от 1–5 до 10–15 м. В составе комплекса выделяются от 2–3 до 5 водоносных слоев. Глубина залегания каждого из них изменяется от 5–10 до 40–60 м и более. В пределах положительных структур воды безнапорные, при значительных глубинах залегания воды обладают гидростатическим напором. Водопроводимость терригенных разностей водоносных пород невысокая – от единиц до 20 м2/сут при удельных дебитах скважин 0,02–0,5 дм3/с. Более высокие значения водопроводимости (100–260 м2/сут при удельных дебитах скважин до 3,3 дм3/с) характерны для известняков. Дебиты родников от 0,5–3 дм3/с (из песчаников и алевролитов) до 30–40 дм3/с (известняки). Питание комплекса получают за счет атмосферных осадков и, в меньшей мере, за счет поглощения родникового стока из пород казанского яруса в пределах водоразделов, а также из водоносного аллювиального четвертичного горизонта в долинах рек. Из-за частого присутствия в разрезе загипсованных пород подземные воды имеют повышенную минерализацию, а мощность зоны пресных вод составляет 20–50 м. Воды комплекса в основном пресные и слабосолоноватые, гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатные различного катионного состава. В нижней части разреза, вблизи контакта с гипсами кунгурского яруса, воды часто имеют минерализацию 3–5 г/дм3, общую жесткость до 30–45 мг-экв/дм3.Подземные воды комплекса широко используются для водоснабжения населенных пунктов, сельхозобъектов, частных хозяйств. Производительность водозаборов составляет 0,5–1 тыс. м3/сут, иногда 1–6 до 14 тыс. м3/сут (Туймазинское МПВ, Усеньский на северо-западе РБ).

Водоносный уфимский–татарский сложный комплекс (8P1u–P3t). В Предуральском краевом прогибе (область Бельского ПАБ) пермские (послекунгурские) подразделения с высокой степенью фациальной изменчивости и невыдержанной мощности, в результате тектонических движений и соляной тектоники дислоцированы. В разрезе присутствует несколько не выдержанных в разрезе и по площади водоносных слоев, объединенных в единый комплекс. Сложен он преимущественно терригенными образованиями с подчиненными прослоями карбонатных пород, приуроченных к нижней части разреза. Мощность комплекса достигает 600–800 м. В мульдах воды нередко распространены практически на всю мощность, что связывается не только с высокой степенью проницаемости пород, но и с неполной «ограниченностью» мульд, создающей условия для горизонтального движения подземных вод [158]. Минерализация комплекса от 0,3 до 0,5 г/дм3, в нижней части разреза, в зоне затрудненного водообмена достигает 1–3 г/дм3. По составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые с общей жесткостью до 5–6 мг-экв/дм3. В нижних водоносных слоях состав вод меняется на сульфатный кальциевый с минерализацией до 3–10 г/дм3. Воды комплекса выше гидрографической сети и на водоразделах безнапорные, при их более низком гипсометрическом положении и вниз по разрезу они приобретают напор.Комплекс широко используется для хозяйственно-питьевого централизованного и нецентрализованного водоснабжения населенных пунктов южной части РБ (города Стерлитамак, Ишимбай, Кугарчи и др.).

Водоносный верхнекунгурский горизонт (2P1k2) распространен на участках выхода на дневную поверхность или при неглубоком (50–80 м) залегании галогенных (реже карбонатных) пород, при условиях их закарстованности и трещиноватости, и гипсометрическим контролем гидросети. Подземные воды вскрываются на глубинах от 20 до 50–80 м (реже до 100 м). Воды выше гидрографической сети безнапорные, пресные либо солоноватые, ниже они приобретают напор и повышенную минерализацию. Горизонт локально развит в Бельском ПАБ и имеет довольно широкое распространение в Юрюзано-Сылвенском ПАБ. Водопроводимость характеризуется показателями от 10–250 до 1300 м2/сут, повышенные величины типичны для закарстованных пород. Дебиты родников изменяются от 1–5 до 30–50 дм3/с. Питание горизонт получает с поверхности за счет инфильтрации и, нередко, инфлюации через карстовые воронки атмосферных осадков, а в пределах речных долин за счет перетекания из вышележащих водоносных горизонтов. Подземные воды верхнекунгурского горизонта имеют минерализацию от 0,5 до 3 г/дм3 и сульфатно-гидрокарбонатный либо гидрокарбонатно-сульфатный кальциевый и магниево-кальциевый состав. Практическое значение для хозяйственно-питьевых целей воды горизонта имеют лишь на северо-востоке Башкирии (Месягутовский район), где имеется водозабор с суммарным водоотбором около 1 тыс. м3/сут. Большое значение воды горизонта имеют в качестве минеральных источников. Так, широкую известность получил минеральный источник с. Красноусольский «Горький Ключ», вода из которого используется в качестве лечебно-столовой в промышленном розливе. Утвержденные запасы минеральных подземных вод этого источника составляют 86,4 м3/сут.

Водоупорный кунгурский горизонт (4P1k). Мощная гипс-ангидритовая толща ниже зоны трещиноватости и закарстованности является региональным водооупором на обширной части платформенной части листа, за исключением Юрюзано-Сылвенского ПАБ и восточной окраины Бельского ПАБ. Мощность водоупорного горизонта изменяется от 55–100 м в северо-западной части до 1000–2200 м в южной части. Значение этого водоупора велико, так как он разделяет либо два гидрогеологических этажа, либо зоны свободного и затрудненного водообмена. Водоносный московский–артинский комплекс (8C2m–Р1ar) характеризуется чрезвычайной сложностью и неоднородностью. В Предуральском прогибе частая смена водоупорных и водоносных пород определяет сложную гидравлическую связь. Водопроводимость отложений от 10–30 до 300–400 м2/сут, дебиты родников от долей до 20 дм3/с, удельные дебиты скважин 0,05–5 дм3/с. Оптимальные дебиты водозаборных скважин (50–80 м) до 10 дм3/с; глубина уровней вод 5–20 м (до 50 м); производительность водозаборов 1–2,5 тыс. м3/сут. Отложения артинского, сакмарского и ассельского ярусов нижней перми выходят на поверхность в восточной части Бельского ПАБ и в Юрюзано-Сылвенском ПАБ. Западнее отложения ярусов полого погружаются под мощную толщу отложений верхней перми и вскрываются буровыми скважинами на глубинах от 1300 до 1700 м и более. Водоносными являются трещиноватые известняки, доломиты, песчаники, мергели, алевролиты, редко гипсы (небольшая пачка северо-восточнее c. Красноусольский). Относительными водоупорами служат аргиллиты и пачки тонкого переслаивания аргиллитов, алевролитов и мергелей. Мощность отдельных литологических разностей от долей метра до нескольких десятков метров.По долинам овражно-балочной и гидрографической сети наблюдаются многочисленные выходы подземных вод в виде родников и заболоченностей. Абсолютные отметки их выходов сильно варьируют, изменяясь от 210–260 до 400–500 м, иногда не превышают 200 м. Родники чаще рассредоточенные, нисходящего и восходящего типов. Минимальные дебиты составляют 0,05–0,1 дм3/с, максимальные до 25 дм3/с. Дебиты родников, приуроченных к алевролитам и глинистым сланцам, редко превышают 0,8 дм3/с, чаще всего они составляют 0,2–0,4 дм3/с. В отложениях сакмарского яруса зафиксированы родники с дебитами 15 дм3/с. Подземные воды верхних водоносных прослоев безнапорные. Глубина залегания вод, вскрытых скважинами, колебалась от 3,5 до 18 м, а на водоразделах она может достигать 25–30 м и более. Можно считать, что глубина залегания подземных вод в среднем составляет 10 м, а глубина распространения вод, пригодных для питья, равна 50 м. Водообильность скважин также весьма различна: дебиты картировочных и других скважин, при понижении уровня воды на 8,3–5 м от статического составили 0,17–2,3 дм3/с, удельные дебиты картировочных скважин колебались от 0,02–0,1 до 0,4 дм3/с. Коэффициенты фильтрации пород составили 0,3–9 м/сут. По химическому составу воды в основном гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые. Минерализация в родниках составляет 0,3–0,7 г/дм3, в скважинах 0,5–1 г/дм3, общая жесткость 4–15 моль/м3. Реже, в зоне активного водообмена, встречаются гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатные кальциевые или магниево-кальциевые воды с минерализацией 1–2 г/дм3, общей жесткостью 19–31 моль/м3. Подземные воды комплекса довольно широко используются для централизованного и нецентрализованного водоснабжения.

Водоносный визейский–башкирский комплекс (8C1v–C2b). Отложения каменноугольной системы в пределах платформы выходят на поверхность в ядрах Усольской и Арларовской антиклинальных складок II порядка и в осевых частях Уразбаевской и Хлебодаровской антиклинальных структур высокого порядка. Отложения представлены известняками и доломитами в разной степени трещиноватыми и закарстованными. Среди отложений встречаются стяжения, конкреции и линзы кремней и сульфатных пород.Преобладающую роль в водоносном комплексе карбона имеют трещинно-карстовые воды, глубина залегания которых на водоразделах достигает 100 м. Дебиты родников от десятых долей до 7–10 дм3/с. Расходы самых крупных родников: Берхомут, Аскен-Куль и Агуйский составляют 560–880, 770–2120 и 300–400 дм3/с соответственно. Источник Берхомут находится в зоне Хлебодаровского разлома на контакте карбонатных каменноугольных и терригенных нижнепермских пород. По долине р. Ташла и её притокам зафиксированы выходы подземных вод из известняков визейского яруса, с дебитами 40 и 20 дм3/с. Подземные воды пресные, с минерализаци-ей 0,2–0,4 г/дм3, гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые, с жёсткостью до 5,5 моль/м3. Отдельные крупные источники (Берхомут, Аскен-куль) используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Стерлитамак (суммарный водоотбор составляет около 60 тыс. м3/сут). Одиночные и малые групповые водозаборы снабжают водой небольшие населенные пункты и предприятия.

Водоносный франский–турнейский комплекс 8(D3f–C1t) содержит высо-конапорные воды. В скв. 9ф (Южно-Табынка) получен дебит 28,93 дм3/с при минерализации 4,63 г/дм3. В скв. 154 (Кинзебулатово) из турнейского яруса получен дебит 2,7 дм3/с при уровне до 1830 м, в скв. 4 (Иштуганово) приток составил 0,005 дм3/с. В нефтяных скв. 154 (Кинзебулатово) и скв. 308ф (Ишимбай), вскрывших водоносные отложения турнейского яруса в интервалах 2203–2385 м и 2701–2752 м, минерализация равна соответственно 193 и 290,7 г/дм3, удельный вес 1,133 и 1,183 г/см3. Состав воды хлоридный натриевый. Вода, вскрытая скв. 4 (Иштуганово) в турнейских известняках в интервале 686–1430 м, имеет минерализацию 203 г/дм3, rNa/rCl = 0,66. При испытании интервалов 1910–1927 м и 1978–1993 м в скв. 7 (Хлебодаровка) получены притоки соответственно 23,4 и 8,5 м3/сут при уровнях 360 и 500 м. Вода хлоридно-кальциевого типа с удельным весом 1,077 и 1,108 г/см3, с запахом сероводорода.В разрезе франского и фаменского ярусов преобладают известняки с прослоями аргиллитов, глин, мергелей. Пористость пород от 2 до 3,8 %. В структурно-поисковых скважинах, вскрывших отложения верхнего девона, испытания проводились чаще всего в породах зилаирской свиты. Воды высоконапорные, дебиты притоков пластовой воды в пределах от 0,006 дм3/с(скв. 3, Бакрак) до 0,606 дм3/с (скв. 57, Балыш). Минерализация от 0,47

до 207,16 г/дм3. В скв. 101 (Подгорное) на глубине 2144–2224 м опробована вода из отложений фаменского яруса с удельным весом 1,126 г/см3, минерализацией 155,8 г/дм3, rNa/rCl = 0,88. В скв. 8 (Сосновка) и cкв. 4 (Асташ) из терригенных отложений зилаирской свиты фиксировались самоизливы соответственно из интервалов 0–351 м, 290–324 м и с глубины 1281,9 м. Дебиты в них 0,058–0,133 и 0,3 дм3/с. Тип воды по Сулину – ГКН. Практического значения воды комплекса для хозяйственно-питьевого водоснабжения не имеют.

Водоносный рифейско-среднедевонский комплекс 8(R–D2). Пористость «такатинских» песчаников не превышает 17,6 %, проницаемость не более 19,37 мД. Средняя пористость карбонатов 1,45–2,29 %. Притоки пластовой воды незначительные. В скв. 3 (Иштуганово) дебит притока – 0,1 дм3/с, в скв. 9 (Табынка) – 0,61 дм3/с, в скв. 154 (Кинзебулатово) – 0,04 дм3/с при понижении уровня до 1500 м. Общая минерализация соответственно 45,93; 106,6 и 149 г/дм3, состав воды хлоридный натриевый. При свабировании в скв. 5 (Саратовская) и скв. 7 (Хлебодаровская) соответственно в интервалах 4386–4397 м и 2405–2442 м при уровнях 1918 м и 1245 м получены притоки с дебитами 0,2 и 1,6 м3/сут. Минерализация воды в скв. 57 составляет 672,4 г/дм3.Отложения живетского яруса сложены известняками, прослоями глинистыми, трещиноватыми; нижняя часть разреза представлена песчаниками и алевролитами. Пористость песчаников от 6 до 25 %. Проницаемость в пределах от 25 до 3000 мД. Максимальный дебит пластовой воды, равный 0,79 дм3/с, наблюдался в скв. 11а (Уразбаево), минерализация 5,21 г/ дм3, тип воды по Сулину – СН. Водопроявления отмечались при испытании пластоиспытателями в скважинах на Уразбаевской, Хлебодаровской, Воскресенской и Салиховской площадях. Тип воды по Сулину – ХК. В скв. 154 (Кинзебулатово) из известняков живетского яруса в интервале 2442–2443 м получен приток 0,11 дм3/с при уровне 900 м, а в интервале 2455–2455,5 м – 0,7 дм3/с при уровне до 1500 м. В скв. 8 (Хлебодаровская) в интервале 2251–2264 м испытывались на приток чеславские известняки. Зафиксирован приток воды (удельный вес 1,125 г/см3) с дебитом 11,2 м3/ сут при уровне 956 м. В эйфельском ярусе девона на глубине 2–3 км рассолы (230–290 г/ дм3) содержат хлористого кальция 11–15 % экв; коэффициент rNa/rCl для них равен 0,8–0,84, а rCl-Na/r Mg – 2,8–3,9 (скв. 12, Карлы; скв. 300, Ишимбай). Значительно более метаморфизованные рассолы (CaCl2 от 20 до 71 % экв. rNa/rCl = 0,24–0,76, а rCl-Na/r Mg 6,3–16,8) установлены в комплексе нижнекаменноугольных–среднедевонских осадков (глубина 1,6–3,2 км) на Табынской (скважины 3, 11, 12, 35) и Воскресенской (скв. 19) площадях. В ряде скважин средне- и верхнедевонские рассолы на глубинах 1,7–3 км имеют минерализацию от 149,2 г/дм3 (скв. 154, Кинзебулатово) до 276,4 г/ дм3 (скв. 94, Северо-Араслановское месторождение), rNa/rCl со-ответственно равно 0,98 и 0,94. Следует отметить, что воды представляют собой смесь фильтрата промывочной жидкости и пластовых вод.Отложения силура вскрыты и опробованы на Белоглинской нефтяной площади. Весьма сокращённо силур был выявлен в скважинах на Иштугановской, Воскресенской и Смаковской площадях. К северу от Воскресенской площади отложения силура выклиниваются. Они представлены доломитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами и подразделяются на четыре пачки. Вскрытая мощность достигает 195 м (скв. 3). При свабировании интервалов 4555–4571 м (II и I пачки) и 4422–4424,4 м (III пачка) в скв. 3 получены притоки (в первом случае фильтрат со следами пластовой воды) с дебитами соответственно 0,233 и 12 м3/сут при уровнях 2066 и 1018 м. Вода хлоридная кальциево-натриевая, с сухим остатком 191,5 г/дм3, rNa/rCl = 0,39. Бавлинская серия сложена аргиллитами, песчаниками, алевролитами и конгломератами. Отложения залегают на глубине до 4000 м. Пористость песчаников и алевролитов составляет 10–13 %. При испытании скв. 6 (Кургашлы) и скв. 52 (Салихово) пластоиспытателями были получены дебиты соответственно 0,009 и 0,34 дм3/с. Тип воды по Сулину – ХК и ХМ, общая минерализация 5,69 и 172,9 г/дм3. В скв. 5 (Шихан) минерализация рассолов бавлинской свиты на глубине 2,9–3,9 км составила 193 г/дм3, метаморфизация их невысокая (CaCl2 17 % экв, rNa/rCl = 0,78).Нестратифицированные гидрогеологические подразделения распространены в пределах Уральской СГСО. В соответствии с «Методическими рекомендациями…» в пределах гидрогеологических массивов складчатой области выделяются следующие таксоны.

Водоносная каменноугольная зона экзогенной трещиноватости (10С) имеет распространение в юго-восточной части листа, в пределах Тагило-Магнитогорской ГСО, в виде нешироких полос вдоль хребтовых и межгрядовых понижений или вдоль долин рек, выходя на выположенные водораздельные пространства. Представлена зона преимущественно карбонатными трещиноватыми и нередко закарстованными породами. Мощность зоны трещиноватости достигает величин от первых десятков метров до 100–150 м. Наилучшие характеристики отмечаются в карбонатных толщах, особенно в долинах рек, где при благоприятных условиях, по отношению к речному стоку, часть его «перехватывается». Водопроводимость здесь достигает от 360 до 1750 и даже 4000 м2/сут. Дебиты скважин составляют от 1 до 25 дм3/с, реже до 60–67 дм3/с. В терригенных разностях зоны водопроводимость на порядок ниже – от 13 до 130 м2/сут, при дебитах скважин от 0,4 до 4,2 дм3/с. Воды зоны пресные с минерализацией около 0,5 г/дм3, гидрокарбонатно-хлоридного или хлоридно-гидрокарбонатного, реже хлоридно-сульфатного различного по соотношению катионов состава. Воды, как правило, безнапорные. Основные источники питания – атмосферные осадки и привлекаемые ресурсы поверхностных водотоков (в пределах долин рек). Подземные воды широко используются для водоснабжения населенных пунктов, в том числе г. Магнитогорск (три месторождения с утвержденными запасами 226,5 тыс. м3/сут.) и г. Учалы.

Водоносная девонско-каменноугольная зона экзогенной трещиноватости (10D–С) развита в пределах Западно-Уральского ГМ (зона внешней складчатости). Карбонатные толщи распространены преимущественно в центральной части на площади от широты р. Юрюзань до р. Мал. Ик. Для них характерны многочисленные родники с высокими дебитами (от нескольких десятков до нескольких сот дм3/с). Дебиты скважин достигают 10–50 дм3/с. Мощность зоны не превышает 100 м. В северной и южной частях зоны преобладает терригенная флишоидная фация. Дебиты родников здесь изменяются от 1–5 до 20–30, редко до 100 дм3/с, а дебиты скважин 2–10 дм3/с. Подземные воды пресные, с минерализацией до 0,5 г/дм3 (чаще до 0,3 г/дм3), гидрокарбонатные кальциевые. Макрокомпонентный и микрокомпонентный состав зачастую соответствует природным питьевым водам первой категории качества без особой водоподготовки. Несмотря на хорошие количественные и качественные характеристики, воды практически не используются для водоснабжения, прежде всего из-за малой заселенности и удаленности от возможных потребителей. Зона перспективна для отбора подземных вод с целью промышленного розлива вод питьевого качества, либо резервирования источников водоснабжения как альтернативных в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций.

Водоносная среднедевонско-нижнекаменноугольная зона экзогенной трещиноватости (10D2–C1) развита в восточной части площади листа (Тагило-Магнитогорская ГСО и Восточно-Уральский ГМ), где занимает сравнительно большие территории. Имеет разнообразный литологический состав вулканогенно-осадочных пород и степень трещиноватости, однако при этом гидрогеологические параметры этих разностей отличаются незначительно. Воды безнапорные. Водопроводимость пород оценивается величинами от 16 до 130–140 м2/сут. Дебиты многочисленных родников изменяются, преимущественно, в пределах от 0,01 до 2,5 дм3/с, реже от 3–7 до 12–20 дм3/с. Воды, как правило, пресные с минерализацией до 0,5, иногда 0,5–1 г/дм3 с различным анионным и катионным составом. Мощность зоны достигает 100 м, преимущественно 50–80 м.Подземные воды зоны достаточно широко используются для водоснабжения населенных пунктов. Водоотбор на одиночных и малых групповых водозаборах изменяется от 50 до 3000 м3/сут.

Водоносная нижне-среднедевонская зона экзогенной трещиноватости (10D1–2) имеет развитие в центральной, водораздельной, части Тагило-Магнитогорской ГСО в виде выдержанной узкой (10–15 км) полосы. Характеризуется сравнительно низкими показателями водообильности и гидрогеологическими характеристиками, прежде всего из-за своей приуроченности к водораздельным пространствам. Лучшие характеристики отмечаются в придолинных частях зоны, где ресурсы подземных вод по-полняются за счет привлекаемого поверхностного стока. В центральной и северной части воды пресные гидрокарбонатные кальциевые или смешанного катионного состава. В южной части (засушливая область Башкирского Зауралья) за счет засоления верхней части разреза воды становятся солоноватыми и даже солеными, преимущественно гидрокарбонатно-хлоридного и смешанного по катионам состава. Мощность зоны не превышает 70–80 м.Подземные воды используются для нецентрализованного водоснабжения и большого практического значения не имеют.

Водоносная силурийско-нижнекаменноугольная зона экзогенной трещиноватости (10S–C1) развита в южной части Центрально-Уральского ГМ, где сложена в основном вулканогенными образованиями силура, девона и нижнего карбона. Все образования сильно дислоцированы и изменены. Многообразие состава пород определяет и различную степень их трещиноватости, что в свою очередь влияет на гидрогеологические характеристики зоны трещиноватости. В целом водообильность пород невелика. На выровненных водораздельных пространствах родники имеют незначительные дебиты – до 0,2 дм3/с, т. к. крутые и обрывистые склоны водоразделов и хребтов характеризуются поверхностным стоком, и уровень подземных вод на водоразделах оказывается оторванным от уровня вод в породах окружающих предгорий. Т. е. водораздельные поверхности и склоны являются водосбором, откуда воды стекают в межгорные понижения и долины ручьев и рек. В пределах последних уровень залегания подземных вод изменяется от первых метров до 15 м, водообильность характеризуется многочисленными родниками с дебитом от 0,5 до 2,5 дм3/с. Коэффициенты фильтрации составляют 10–30 м/сут. Повышенная водообильность (дебиты родников достигают 50 дм3/с) приурочена к приразломным зонам и зонам контактов с интрузивными породами. Минерализация подземных вод достаточно пестрая: от ультрапресных (по родникам на широтах севернее г. Баймак) до соленых (в южной части развития водоносной зоны). По анионному составу воды гидрокарбонатные и гидрокарбонатно-сульфатные, реже хлоридно-гидрокарбонатные с различным катионным составом. Мощность зоны трещиноватости изменяется в пределах от 30 до 80 м (реже до 100 м). Подземные воды используются для водоснабжения ряда небольших населенных пунктов.

Водоносная силурийско-девонская зона экзогенной трещиноватости (10S–D) имеет распространение в восточной части Центрально-Уральского ГМ в виде узкой (3–5, реже 10 км) полосы. Зона сложена трещиноватыми известняками, доломитами, с прослоями глинистых сланцев, песчаников, алевролитов мощностью от 50 до 150 м. Дебиты родников составляют преимущественно 0,5–3 дм3/с, редко до 10 дм3/с и более. Максимальные удельные дебиты скважин составляют до 5 дм3/с. Воды пресные, гидрокарбонатные, кальциевые и кальциево-магниевые, используются для централизованного и нецентрализованного водоснабжения с суммарным водоотбором около 3 тыс. м3/сут.

Водоносная нижнепалеозойская зона экзогенной трещиноватости (10PZ1) распространена на площади Зилаирского синклинория. Водоносны трещиноватые сланцы, песчаники, аргиллиты мощностью 50–150 м. Выходы родников многочисленны, но с незначительными дебитами, в основном до 0,3 дм3/с (редко до 1 дм3/с). Водопроводимость не превышает 20 м2/сут, обычно до 10 м2/сут. Дебиты скважин также небольшие: 0,5–1 дм3/с (редко 3–4 дм3/с). По составу воды гидрокарбонатные, хлоридно-гидрокарбонатные кальциево-магниевые, пресные с минерализацией до 0,5 г/дм3.Подземные воды используются для нецентрализованного водоснабже-ния. Суммарный суточный водоотбор по одиночным водозаборам составляет 20–200 м3/сут.

Водоносная среднерифейская–нижнепалеозойская зона экзогенной трещиноватости (10RF2–PZ1) занимает обширную площадь Центрально-Уральского ГМ, включает в себя сильнодислоцированные и трещиноватые метаморфические толщи (кварциты, кварцевые песчаники, сланцы и др.). Зона трещиноватости в них достигает 75–100 м, в среднем около 30–50 м. Подземные воды на склонах и в понижениях развиты повсеместно, за исключением крутых и обрывистых склонов. В водораздельной части подземные воды приурочены лишь к зоне трещиноватости. Глубина залегания подземных вод изменяется от 1–15 до 30–80 м. Воды, как правило, безнапорные. Напорные воды приурочены к зонам разломов, при условии глубокого (до 100 м и более) залегания их под корой выветривания. Родники имеют дебиты от 0,01 до 12 дм3/с, чаще от 0,1–0,3 до 4–5 дм3/с. Дебиты поисковых скважин: 0,06–1,4 дм3/с при понижениях от 2,5 до 14 м. Минерализация вод в северной и центральной части меняется от 0,04 до 0,07 г/дм3, реже до 0,2 г/дм3. В южной части минерализация увеличивается до 0,2–0,4 г/дм3, при сульфатно-гидрокарбонатном, хлоридно-гидрокарбонатном кальциево-натриевом и натриево-кальциевом составе.Подземные воды используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов путем каптирования родников (реже с помощью колодцев, скважин).Водоносная зона экзогенной трещиноватости в породах палеозойских интрузий основного и ультраосновного состава (10νPZ). Интрузии основного и ультраосновного состава развиты в пределах горных массивов Крака, частично – на юге Зилаирского плато и протягиваются цепью вдоль западной границы Магнитогорского мегасинклинория. Среди интрузий преобладают серпентиниты, перидотиты, пироксениты, реже габбро и амфиболиты. В рельефе интрузиям соответствуют понижения (с чертами мелкосопочника) с плавными переходами от вершин к склонам. Глубина зоны трещиноватости в среднем 50–70 м, реже до 100 м. Глубина залегания подземных вод не превышает 25 м. Дебиты скважин составляют от 0,15 до 6 дм3/с при понижениях от 3 до 30 м. Водопроводимость пород изменяется от 4 до 24 м2/сут. Лучшие показатели приурочены к долинам рек и ручьев. Родники, как правило, рассредоточенные с дебитами от тысячных долей до 0,2 дм3/с, в долинах до 3 дм3/с. Минерализация подземных вод обычно не превышает 0,5 г/дм3, по макрокомпонентному составу воды гидрокарбонатные магниевые, реже гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые.Воды используются в основном для нецентрализованного водоснабже-ния. Водотбор из одиночных скважин составляет от 30 до 100 м3/сут.

Водоносная зона экзогенной трещиноватости в породах палеозойских интрузий кислого и среднего состава (10γPZ). Развитие зона получила в восточной части изучаемой территории и приурочена к интрузивным массивам (Ахуновский, Петропавловский и др.). Граниты массивов в центре крупнокристаллические, а по периферии имеют гнейсовидную текстуру. Диориты в массивах среднезернистые. Трещиноватость распространяется до глубин 50–60 м от поверхности. Частота трещин выше в периферийных частях массивов, что обусловливает и повышенную водообильность пород. Дебиты скважин в центральных частях массовов не превышают 0,1 дм3/с, а на периферии они близки к 5 дм3/с. Подземные воды залегают на глубинах от 1 до 15 м. Водопроводимость пород не превышает 10 м2/ сут. Минерализация подземных вод обычно до 0,3 г/дм3, тип вод – гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриевый, общая жесткость до 5 мг-экв/дм3. Воды используются для водоснабжения нескольких населенных пунктов (Ахуново, Кидаш и др.) с суммарным водоотбором из одиночных водозаборов от 20 до 380 м3/сут.

Распределение естественных ресурсов пресных подземных вод по площади листа N-40 довольно неравномерное. Наибольшие ресурсы пресных подземных вод приурочены к долинам крупных рек, где они формируются в аллювиальных отложениях четвертичного возраста (четвертичный аллювиальный ВГ) за счет привлечения поверхностного стока рек, а также к трещиноватым и закарстованным карбонатным породам раннепермского, каменноугольного и девонского возраста (долины рек Уфа, Юрюзань) в пределах Юрюзано-Сылвенского ПАБ и восточной окраины Бельского ПАБ, и областью границы последнего с Западно-Уральским ГМ.

ФОРМИРОВАНИЕ СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, ПРОЦЕССОВ И ИСТОЧНИКОВ

Зона интенсивного водообмена на платформе и в Предуральском прогибе охватывает толщу (до 250 м) преимущественно терригенных фильтрационно­анизотропных пермских и более молодых пород, залегающих выше основных эрозионных врезов. В закарстованных карбонатных осадках карбона и девона на Западном склоне Урала, нижней перми на Уфимском плато, интенсивно дислоцированных карбонатно-терригенных отложениях, выполняющих верхнепермские мульды в прогибе, нижняя граница опускается до 300 м ниже базисов эрозии и мощность достигает 600 м. Скорость движения вод – десятки и тысячи м/ год, время водообмена – десятки–сотни лет.

Зона замедленного водообмена повсеместно расположена ниже днищ долин основных рек Волго­Уральского бассейна. На платформе и в прогибе объединяет толщу (50–350 м) пермских отложений (до кровли галогенного Кунгура), а в Западно­Уральской складчатой зоне – каменноугольные и девонские породы (200–350 м). Питание за счет перетоков из верхней зоны, разгрузка в долины рек и нижележащую зону. Скорость движения вод – метры в год, время водообмена – тысячи лет. Воды инфильтрогенные.

Зона весьма затруднённого водообмена включает терригенно­карбонатные комплексы нижней перми, карбона и девона (на Западном склоне Урала) до глубины 1,5–2 км. Миграция вод происходит преимущественно по проницаемым зонам литолого-фациального и тектонического генезисов. Присутствуют местные области питания и разгрузки в положительных и отрицательных морфоструктурах соответственно. Скорость движения вод (рассолов) – доли метров в год. Водообмен происходит за десятки и первые сотни миллионов лет и затухает с глубиной. Возраст подземных вод до 100–160 млн лет.

По минеральному составу и содержанию биологически активных минеральных компонентов платформенная и складчатая площади листа N-40 значительно различаются. В пределах платформы распространены солоноватые, соленые минеральные воды преимущественно сульфатного, гидрокарбонатно-сульфатного кальциевого, сульфатно-натриевого, реже хлоридно-сульфатного и хлоридного с разнообразным по содержанию катионов состава без биологически активных компонентов. Минеральные воды с биологически активными компонентами представлены в платформенной части сероводородными водами (крайняя восточная часть Бельского ПАБ, Юрюзано-Сылвенский ПАБ). Значительно реже здесь встречаются радоновые и железистые воды. Состав подземных вод зависит и от минерального состава водовмещающих пород, и от времени циркуляции в условиях окислительной и слабовосстановительной обстановки. Зачастую минеральные воды, выходящие через естественные водопункты, представляют собой «раствор» из минеральных вод зоны затрудненного водообмена и пресных вод зоны свободного водообмена, образующийся по мере продвижения первых, в условиях гидростатического давления, к поверхности или к областям дренирования (Красноусольские минеральные источники). В гидрогеологических массивах и складчатых областях широкое развитие имеют солоноватые и соленые сероводородные (сульфидные) и гидрокарбонатно-хлоридные натриевые минеральные воды. Промышленные подземные воды приурочены к зоне весьма затрудненного водообмена. Глубина их залегания в платформенных условиях составляет от 1,2 до 2,2 км. По составу промышленных компонентов это в основном йодо-бромные рассолы с содержанием (г/дм3): йода – более 10, брома – 350, реже стронция – 300, лития – 5.

ВЫВОД: в ходе лабораторной работы № 2-3 были изучены основные источники, процессы и факторы формирования химического состава подземных вод территории N-40 – Уфа, а также основные гидрохимические закономерности.