Гидрогеологические условия Петропавловского угленосного района

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Гидрогеологические условия Петропавловского угленосного района

07.04.2020

Все известные в районе литолого-стратиграфические образования, с докембрийских пород кристаллического массива и до современного овражно-балочного аллювия включительно, являются в той или иной степени обводненными.

Наибольшей водообильностью отличаются известняки турнейского и нижней части визейского ярусов, выходящие под водоносные палеогеновые и четвертичные отложения вдоль южной границы района. Приуроченный к этим известнякам выдержанный и мощный водоносный горизонт имеет пластовый трещинно-карстовый характер. В верхневизейских отложениях водоносны пласты известняков и песчаников.

Отложения намюра и среднего отдела карбона гидрогеологически изучены мало. Судя по литологическому составу этих отложений, обводненность их существенно не отличается от обводненности пород песчано-глинистой толщи визейского яруса.

В покрывающих карбон триасовых, юрских, палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложениях водоносные породы — галечники, рыхлые песчаники и пески — имеют значительные мощности и распространение и в большинстве случаев повышенную водообильность. Неоднородный литологический состав отложений данной толщи по площади и в стратиграфическом разрезе — от песков различного гранулометрического состава до илов и суглинисто-глинистых разностей — обусловливает полное или частичное разобщение водоносных пород на отдельные водоносные горизонты: триасово-юрский, бучакский, харьковский, сарматский, древнеаллювиальный и аллювиальный.

Воды всех горизонтов характеризуются сезонными колебаниями уровня. Максимальный уровень воды приходится на весенне-осенний период, минимальный — на зимний. Кроме того, на режим подземных вод оказывают влияние паводковые воды рек Самары и Волчьей. В меженный период долины рек и глубокие балки являются областью разгрузки подземных вод; в паводковый — воды рек создают подпор для отдельных горизонтов, что способствует пополнению их ресурсов. На визейский водоносный горизонт паводковые воды оказывают влияние с опозданием на 25—40 дней, на бучакский — с опозданием 10—20 и на харьковский 3—7 дней. Подземный поток направлен от водораздельных пространств к долинам рек с уклоном поверхности от 0,0003 до 0,003.

Воды всех водоносных горизонтов являются напорными. Исключение составляет сарматский водоносный горизонт, а также горизонты современных аллювиальных и древнеаллювиальных отложений. В последних наблюдаются местные напоры. Пьезометрические уровни водоносных горизонтов в пониженных местах рельефа устанавливаются от 1—1,5 м ниже поверхности земли до 2—4 м выше.

Водоносность кристаллических пород изучалась только в южной части района, где последние выходят на дневную поверхность или перекрыты кайнозойскими образованиями мощностью 100—120 м. Вскрытая мощность водовмещающих пород докембрия изменяется от нескольких до 70—80 м. Наименьшие мощности приурочены к возвышенным участкам кристаллического массива (район г. Синельниково и ст. Просяная), наибольшие — к зонам тектонических разломов и пониженным участкам поверхности кристаллических пород. Воды являются напорными (до 35—50 м), их уровень в скважинах колеблется от 3—11 м в долинах рек и тальвегах балок до 30—40 м на водораздельных пространствах. Дебит скважин составляет от 8—10 м3/час до нескольких десятков метров, а коэффициент фильтрации от 0,0001 до 0,1 м/час. Повышенная водообильность наблюдается в скважинах, пробуренных в таких долинах рек, где на кристаллических породах залегают водоносные аллювиальные отложения. Вода преимущественно пресная и широко используется для водоснабжения населения. На окраине с. Александровки скважиной встречена радоновая минеральная вода, обладающая высокими лечебными свойствами.

Водоносный горизонт известняков и доломитов турнейского и нижневизейского возрастов отличается неравномерной водообильностью. Дебит скважин изменяется от 0,18 до 230 M3/час при понижениях 7—18 м, а коэффициент фильтрации от 0,0008 до 10,5 м/час. Повышенная водообильность характерна для средней темно-серой пачки трещиноватых и кавернозных известняков, а также для зон тектонических разломов и известняков юго-восточной части района в целом. Воды описываемого горизонта обладают повышенной минерализацией. Сухой остаток составляет 1,5—2,9 г/л; к западу от г. Павлодара он увеличивается до 30 г/л. Общая жесткость достигает 16—28 мг*экв. Преобладающими являются воды сульфатно- и хлоридно-натриевые и натриево-кальциевые. Воды чистые, но технические свойства их неудовлетворительные: они вспениваются, способны отлагать твердый осадок, агрессивные.

Водообильность верхневизейских пород невысокая и неравномерная. Дебит скважин 0,036—2,3 м3/час при понижениях 31—37 м; коэффициент фильтрации 0,0062—0,025 м/час. Повышенная водообильность наблюдается в верхней, наиболее выветрелой и трещиноватой зоне отложений карбона, в особенности на площадях активной гидравлической взаимосвязи с вышележащими водоносными горизонтами. Эти воды высокоминерализованные: сухой остаток достигает 65,8 г/л

(к западу от г. Павлодара), составляя в среднем 13 г/л; минерализация повышается с глубиной и с востока на запад. Вблизи поверхности карбона, где происходит смешивание с более пресными водами покровных отложений, минерализация снижается до 0,1 —1,5 г/л. Общая жесткость колеблется от 3 мг-экв на востоке до 282 мг-экв в западной части района. По составу преобладают воды хлоридно-натриевые с содержанием натрия 1,0—4,0 г/л, иногда до 22,8 г/л и хлора от 11 до 40,4 г/л. Технические свойства вод неудовлетворительные.

Триасово-юрский водоносный горизонт распространен в северной части района, к северу от выходов угольных пластов визейского яруса. Водосодержащими породами являются галечники, песчаники и пески. Дебит скважин изменяется от 2 до 24 м3/час при понижении 11—12 м; коэффициент фильтрации от 0,015 до 4,7 м/час. Воды горизонта хлоридно-натриевого типа, высокоминерализованные, соленые и горько-соленые на вкус, местами с запахом сероводорода, слабоагрессивные, вспенивающиеся, могут отлагать большое количество твердого котельного осадка. Сухой остаток составляет 5,9—46,3 г/л. На участке между городами Павлоградом и Ново-Московском воды отличаются повышенным содержанием йода (0,002—0,0038 г/л) и брома (0,0138—0,0186 г/л).

Бучакский водоносный горизонт является одним из основных, обусловливающих сравнительно сложные горнотехнические условия вскрытия и эксплуатации углей в районе. Бучакские отложения залегают на размытой поверхности мезозойских отложений или непосредственно на продуктивной толще пород визейского яруса и распространены почти повсеместно. Мощность бучакских песков в западной и центральной частях района составляет 18—20 м, иногда до 30 м; на востоке постепенно уменьшается до полного выклинивания. Залегают пески на глубине 25—40 м в долинах рек и до 110 м на водоразделах. Дебит скважин составляет 2—10 м3/час при понижениях 19—22 м; коэффициент фильтрации 0,023—0,61 м/час. Пески бучакского горизонта мелко-и тонкозернистые, слабоглинистые; водоотдача песков слабая, почти повсеместно они обладают плывунными свойствами.

Воды горизонта хлоридно-натриевого типа. Сухой остаток изменяется от 0,7—2,0 г/л в восточной части района до 2,9—46,1 г/л в западной. Общая жесткость достигает 60 мг*экв, в среднем составляет 15 мг*экв, и так же, как и минерализация, постепенно уменьшается с запада на восток. Воды способны отлагать большие количества твердого котельного осадка; из-за высокой минерализации и жесткости для централизованного водоснабжения непригодны.

В харьковском водоносном горизонте по условиям залегания выделяются два подгоризонта вод: воды песчаников и воды песков.

Кварцево-глауконитовые песчаники харьковского яруса имеют мощность до 20—25 м; они характеризуются неравномерной водообиль-ностью, которая зависит от степени их окремненности и трещиноватости. Наибольшей водообильностью обладают песчаники на западе района, наименьшей — песчаники с глинистым цементом на востоке. Дебит скважин изменяется от 6 до 68 м3/час при понижении 13,5—16,6 м, а коэффициент фильтрации 0,05—0,77 м/час. По типу минерализации воды преимущественно хлоридно-сульфатно-натриевые; сухой остаток 0,12—18,2 г/л. Повышенной минерализацией воды обладают северо-западнее г. Павлограда; на всей остальной площади воды мягкие и полностью удовлетворяют требованиям ГОСТа для питьевых целей.

Пески харьковского яруса кварцевые, разнозернистые и среднезернистые; имеют довольно широкое площадное распространение, занимая центральную и частично западную части района. Максимальная мощность водосодержащих песков 28 м, средняя 8—11 м. В долине р. Самары пески частично размыты и залегают непосредственно под четвертичными образованиями. Гранулометрический состав песков: песчаной фракции до 88%, пылеватой 8% и глинистой 4%; среди песчаной фракции преобладают частицы крупностью от 0,25 до 0,5 мм.

Водообильность песков высокая и неравномерная. Дебиты скважин составляют 0,02—1,07 м3/час при понижении 8—17 а коэффициент фильтрации 0,0002—1,06 м/час. Пески с повышенной водообильностью (удельный дебит скважин выше 2 л/сек) распространены на юго-востоке района, а с удельным дебитом 0,5—2 л/сек — в центральной.

Воды песков сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевого типа. Среднее содержание сухого остатка 0,17—1,7 г/л; к востоку и северо-востоку содержание его постепенно увеличивается до 4 г/л. Общая жесткость изменяется от 6 до 9 мг*экв. Окисляемость вод незначительна: 0,2—8,6 мг/л. Воды песчаников и песков широко используются для местного и централизованного водоснабжения.

Сарматский водоносный горизонт приурочен к пескам нижней части яруса мощностью 5—8 м; к востоку мощность обводненных песков увеличивается до 15—20 м. Горизонт обладает незначительной водообильностью: дебит скважин от десятков литров до 8—9 м3/час при понижениях 2—10 м; коэффициент фильтрации 0,0004—0,64 м/час. Воды пресные до слабоминерализованных; сухой остаток 0,4—3,4 г/л. Вследствие слабой обводненности и ограниченного распространения горизонта (только на водоразделах) воды его для централизованного водоснабжения не используются.

Древнеаллювиальный водоносный горизонт в пределах района развит на небольшой площади в междуречье Самары и Волчьей. Водовмещающие отложения древнего аллювия представлены кварцевыми разнозернистыми, крупнозернистыми и гравелистыми песками мощностью от 3 до 18 м с повышенной водопроницаемостью. Дебит скважин 2—55 м3/час при понижениях 2,1—5,5 ж, а коэффициент фильтрации 0,033—6,4 м/час. Жесткость вод изменяется от 0,7 до 10 мг*экв, а на юго-востоке достигает 11—36 мг*экв. Технические свойства вод удовлетворительные на северо-западе района и неудовлетворительные на юго-востоке. Воды широко используются населением и отдельными предприятиями для хозяйственно-бытовых целей.

Подземные воды современного аллювия содержатся в верхней части преимущественно тонкозернистых песков. Дебит скважин в долине р. Самары составляет 0,6—23 м3/час при понижении 2,1—4,8 м; в долине р. Волчьей 0,9 м3/час при понижении около 2 м; коэффициент фильтрации песков 0,04—1,52 м/час. Воды преимущественно хлоридно-сульфатно-натриевые; содержание сухого остатка изменяется от 0,67 до 19,6 г/л (преобладает 2,0 г/л); общая жесткость 0,7—60 мг*экв; воды современного аллювия там, где в их кровле имеются водоупорные слои, в большинстве случаев чистые и используются для хозяйственных целей.

Централизованное водоснабжение будущих шахт и рабочих поселков может быть осуществлено за счет подземных вод турнейского, харьковского и древнеаллювиального водоносных горизонтов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: