Режим подземных вод. Типы и факторы формирования режима

В соответствии с гидродинамической зональностью в недрах земли выделяются и разные типы гидродинамического режима подземных вод, под которым следует понимать характер движения воды, обусловленный величиной пластовых давлений и степенью гидродинамической закрытости водоносных систем. Обычно выделяют три типа гидродинамического режима.

1) Режим инфильтрационного типа, в пределах которого движение подземных вод происходит вследствие разности напоров в зоне современной инфильтрации и зоне разгрузки. Пдастовое давление подземных вод равно гидростатическому. При благоприятных условиях режим этого типа может существовать до глубины 5-6км. В этом случае важно только, чтобы была единая гидравлическая система и область питания превышала область разгрузки.

2) Режим элизионного (выжимающего) типа. Движение вод происходит вследствие их выжимания их пород, уплотняющихся под действием на них геостатическогодавления или возникающих геостатических напряжений 1000м. Пластовое давление, как рпавило, выше гидростатического, но значительно ниже литостатического

3) Режим глубинного типа характерен для водонапорных систем, залегающих в глубоких частях подземной гидросферы. Основными причинами движения вод в зоне действие этого режима является воздействие на них геостатического и тектонического давлений. Такое воздействие возможно лишь в условиях существенной изоляции глубинных водонапорных сисетм, ибо при наличии хорошего оттока жидкости внешнее давление воспринимается преимущественно скелетом породы. Пластовое давление может достигать значений геостатического давления и даже его превышать.

Таким образом, в настоящее время в земной коре выделяются несколько резко отличающихся по характеру пластовых давлений типов гидродинамического режима. В пределах каждого их этих типов режима законы движения подземных вод носят различный характер. В настоящее время наиболее изученным в этом отношении является инфильтрационный тип режима, в пределах которого выделяется два подтипа: режим грунтовых (безнапорных) вод и режим артезианских (напорных) вод.

ИЗУЧЕНИЕ РЕЖИМА ПОДЗЕМНЫХ ВОД МЕТОДОМ ГРАВИРАЗВЕДКИ

Одним из таких методов является гравиметрия. По высокоточным гравиметрическим наблюдениям можно регистрировать характер изменения гравитационного поля в верхней части геологического разреза, где основной плотностной границей является уровень подземных вод. Таким образом, проведя площадные гравиметрические наблюдения, получим данные об изменении техногенных условий по всей площади.

Опытные гравиметрические работы, выполненные нами с июня 1987 г. по май 1988 г. на Губахинском химическом заводе, позволили установить, что между изменениями силы тяжести и колебаниями уровня подземных вод существует функциональная зависимость и это обстоятельство открывает новое научное направление: на основании режимных высокоточных гравиметрических наблюдений определять изменения уровня подземных вод по всей площади, т.е. изучать влияние техногенных воздействий без бурения скважин.

Для получения наблюдений с высокой точностью нами предлагается проводить гравиметрические работы по методике измерения отдельных приращений (МИОП), которая позволяет получать по 3 средних отсчета на каждом пункте, учитывать отдельно смещение нуль-пункта для каждого приращения, начинать и заканчивать измерения на любом пункте, что особенно важно в период атмосферных осадков в виде дождя или снега.

2. Стационарное изучение режима подземных вод является одной из важных частей общего комплекса поисково-разведочных гидрогеологических работ. Наиболее важное значение это направление работ имеет при поисках и разведке промышленных месторождений подземных вод речных долин, трещинно-карстовых вод. (именно на месторождениях этой группы подземные воды имеют небольшую глубину залегания и их режим, как правило, тесным образом связан с режимом метеорологических и гидрологических факторов). В комплекс работ при этом должны входить: изучение режима уровня, дебита, химического и санитарно-бактериологического состава, а также температуры подземных и поверхностных вод.
Стационарное изучение режима подземных вод необходимо проводить по специально оборудованной наблюдательной сети в комплексе с изучением режима поверхностных вод. В эту сеть должны входить наблюдательные буровые скважины и гидрометрические'посты на родниках и реках.
При размещении стационарной наблюдательной сети по площади разведочного участка необходимо в каждом конкретном случае учитывать гидрогеологические особенности изучаемого месторождения (граничные условия фильтрационного потока в плане и разрезе), а также необходимость решения следующих основных задач:
а) определение по наблюдательным скважинам годовой амплитуды колебания уровня подземных вод продуктивного горизонта, минимальные и максимальные глубины их залегания и использование этих данных при опытно-фильтрационных работах;
б) изучение режима уровня поверхностных вод в реке по наблюдательным рейкам;
в) изучение с помощью специально оборудованных наблюдательных пьезометров условий взаимосвязи подземных и поверхностных вод, а также возможной связи подземных вод продуктивного горизонта со смежными водоносными горизонтами, распространенными на разведочном участке;
г) оценка величины естественного питания подземных вод продуктивного водоносного горизонта в различные сезоны года (по данным амплитуды колебания уровня подземных вод и величине недостатка насыщения пласта);
д) определение по данным режимных наблюдений расчетных гидрогеологических параметров продуктивного горизонта и русловых отложений реки, а также параметров взаимосвязи подземных вод различных водоносных горизонтов (коэффициентов пьезопроводности и уровнепроводности, фильтрации, значения сопротивления русловых отложений реки и т. д.);
е) изучение режима родникового стока путем определения сезонных и многолетних изменений дебита родников;
ж) изучение характера и степени изменения качества подземных и поверхностных вод в годовом и многолетнем разрезе (оценка режима качества подземных и поверхностных вод должна производиться по результатам изучения химического и санитарно-бактериологического их состава).

Первым методическим приемом является строгий учет граничных условий фильтрационного потока в плане и разрезе, которые по существу и определяют формирование режима в естественной обстановке. Граничные условия — это комплекс природных факторов, характеризующих связь продуктивного водоносного горизонта с окружающей геологической средой. К геологическим факторам следует отнести геолого-структурные условия залегания и литологический состав водовмещающих и разделяющих их водонепроницаемых пород. К гидрогеологическим факторам относятся: взаимоотношение продуктивного горизонта с'перекрывающими и подстилающими слоями, связь с другими водоносными горизонтами, а также с поверхностными водами; условия питания подземных вод и восполнение их ресурсов и запасов.
Вторым методическим приемом в размещении наблюдательной сети является метод аналогий, учитывающий опыт эксплуатации действующего вблизи разведочного участка водозаборного сооружения.
Во всем комплексе исследований режима подземных и поверхностных вод очень важным элементом, является частота замеров в опорных пунктах. В каждом конкретном случае выбор частоты таких замеров определяется характером решения перечисленных выше задач и их значением для оценки эксплуатационных запасов подземных вод, т. е. предусматривается непосредственно проектом поисково-разведочных гидрогеологических работ.

Поиск по сайту: