Характеристика подземных вод Тургайского бассейна

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Характеристика подземных вод Тургайского бассейна

27.04.2020

В пределах основных месторождений бассейна гидрогеологическими работами выявлены водоносные горизонты, приуроченные к осадочным породам четвертичного, палеогенового, мелового и юрского возраста, а также к комплексу скальных пород туринской серии и палеозоя. Краткая характеристика этих горизонтов сводится к следующему.

К широко развитым на месторождениях четвертичным делювиальным супесям и суглинкам приурочены воды спорадического распространения— так называемая верховодка. Породы этого возраста содержат воднорастворимые соли (углекислый кальций, гипс и хлориды), вследствие чего воды являются очень пестрыми по химическому составу: от пресных до соленых и горько-соленых. Преимущественно они хлоридные натриевые, иногда гидрокарбонатные натриево-кацьцие-вые, с общей минерализацией от 0,3—0,5 до 3—9 г/л и жесткостью от б до 42 мг-экв/л. Верховодка характеризуется непостоянным режимом и весьма слабой водообильностью. Тем не менее она широко используется местным населением путем многочисленных колодцев индивидуального пользования, суточный расход которых редко превышает 3—5 м3.

В западной и особенно в южной частях месторождения Кушмурун развиты грунтовые воды в песчано-глинистых образованиях первой надпойменной террасы р. Убаган, которые также имеют пестрый химический состав; общая минерализация их иногда достирает 32 г/л, чаще 1—2 г/л. Предельный суточный водозабор из колодцев в хозяйственнопитьевых целях на ж.-д. ст. Кушмурун не более 2—5 м3. В зимний период в некоторых колодцах вода исчезает. Водообильность горизонта невелика, в связи с чем он не имеет практического значения для централизованного водоснабжения.

На Черниговском месторождении в древнечетвертичных отложениях поймы Убагана встречены аллювиальные, самоизливающиеся горько-соленые на вкус воды, имеющие узколокальное развитие. Дебит скважины при опытной откачке составил 5,7 л/с при понижении статического уровня на 6,3 м от поверхности земли. Общая минерализация воды 77,96 г/л, жесткость 385 мг-экв/л.

На Эгинсайском месторождении аллювиальные отложения представлены плотными, иловатыми глинами, которые в основании содержат линзы песчанистых глин с галькой опок. Водоносность этих отложений крайне ничтожна: дебиты скважины составляют десятые доли литра в секунду, а коэффициенты фильтрации — десятые и сотые доли метра в сутки. Вода хлоридная натриевая, минерализация от 8—10 до 50 г/л, вследствие чего она непригодна для использования в хозяйственно-питьевых целях.

Грунтовые воды в эоловых четвертичных отложениях развиты на юге месторождения Кушмурун. Они приурочены здесь к небольшому массиву пылеватых тонкозернистых песков, характеризующихся слабой водоотдачей и водопроницаемостью (коэффициенты фильтрации не более 2 м/сут). В целом массив обладает небольшими запасами воды с минерализацией 0,4—0,6 г/л при жесткости 7—8 мг-экв/л. Практически эти воды используются мало, если не считать нескольких колодцев, которые каптируют эти воды в питьевых целях. Суточный дебит колодцев 5—7 м3.

Среди палеогеновых отложений водоносными являются верхнеолигоценовые пески, развитые на месторождениях Кызылтал и Приозерном, а также отложения эоцена, которые распространены в покровной толще большинства месторождений бассейна.

В восточной части Приозерного месторождения и к северу от него узкой полоской вдоль восточного берега оз. Убаган присутствуют верхнеолигоценовые водоносные пески с прослоями железистых песчаников и линзами грубозернистых песков и гравия. Средняя мощность их 10 м, максимальная — 20 м. Уровень воды в песках находится на глубине 8—10 м от поверхности земли. Они обладают хорошей водопроницаемостью и характеризуются средним коэффициентом фильтрации 1,8 м/сут. В долине р. Убаган эти подземные воды дренируются многочисленными источниками и мочажинами. Суммарный среднегодовой расход источников, разбросанных на расстоянии 10—15 км, составляет 12—15 л/с; некоторые из них имеют максимальный расход 3—8 л/с. Следует отметить, что режим этих источников непостоянный; он всецело зависит от количества ежегодно выпадающих атмосферных осадков. В отдельные годы максимальный дебит источников в 2—4 раза превосходит приведенный средний. Удельный дебит скважин по данным откачек от 0,14 до 0,8 л/с. Вода гидрокарбонатная кальциевая; общая минерализация 0,1—0,3 г/л при жесткости около 3 мг-экв/л; имеет хорошие вкусовые качества и может быть использована для питьевого водоснабжения.

В районе Савинковско-Кызылтальской впадины олигоценовый водоносный горизонт представлен светло-серыми и желтыми разнозернистыми кварцевыми песками, переслаивающимися с белой песчанистой глиной. Они залегают обычно на глубине от 2 до 33 м и распространены на обширной площади; мощность их изменяется от 4 до 12,5 м. В отдельных случаях содержащиеся в песках воды приобретают небольшой напор (до 4 м). Дебит скважин и родников составляет 0,01 — 0,3 л/с. Обычно воды пресные (минерализация 0,1—0,3 г/л, жесткость 4 мг-экв/л), хорошего вкусового качества. На участках, где эти пески залегают более глубоко, вода имеет солоноватый вкус. Так, на Савинковском месторождении этой впадины, где они располагаются на глубине до 48 м, сухой остаток в воде повышается до 2 г/л. Следует отметить, что в районе Савинковско-Кызылтальской впадины олигоцено-вые воды являются единственным возможным источником питьевого водоснабжения небольших предприятий и населенных пунктов. На других буроугольных месторождениях описываемого бассейна (Кушмурун, Харьковском, западной части Эгинсай, Черниговском, Былкулдак и др). указанные олигоценовые пески отсутствуют или являются сухими, В процессе вскрытия и разработки буроугольных месторождений эти водосодержащие пески могут быть эффективно осушены с помощью иглофильтровых установок или дренажных канав.

Отложения эоцена (кремнистые и глинистые опоки, опоковые песчаники) вмещают пластово-трещинные воды со свободной или напорной поверхностью. Мощность водоносного горизонта достигает у восточного контура месторождения Кушмурун 40 м; в западной и южной частях месторождения опоки размыты. На Приозерном месторождении суммарная мощность опок и песчаников в восточной части 35—40 м, а в западной части уменьшается до нескольких метров. Такая же картина наблюдается на месторождении Эгинсай, где полная мощность опок и песчаников в восточной части составляет 30 м, а в западной 10—12 м. На других месторождениях описываемого угольного бассейна, как Убаганской (Харьковском, Черниговском и др.), так и Приишимской групп, образования эоцена обводнены очень слабо или безводны (месторождения Жаныспай, Кызылтал, Орловское, Савинковское, Мхатовское и др.). Здесь преимущественно развиты опоковые глины.

В зависимости от гипсометрической отметки местности и мощности пород кровли уровень опоковых вод даже в пределах одного месторождения залегает на различной глубине — от нескольких метров до нескольких десятков метров. Например, в восточной части Приозерного месторождения он располагается на глубине 60—65 м, а в западной — всего на 3—44 м от поверхности земли; на месторождениях Эгинсай от 7 до 23,5 м, а Кушмурун от 3—4 до 5—18 м. При небольшой глубине залегания в долине р. Убаган эти воды имеют удовлетворительные питьевые качества (минерализация 1—2 г/л, жесткость 2—40 мг-экв/л) и представляют практический интерес как источник питьевого водоснабжения. Так, более 15 лет они эксплуатируются для нужд ст. Кушмурун с общим водозабором до 25—30 л/с. На водоразделах, где опоковый горизонт перекрыт мощной толщей чеганских глин и других пород (месторождения Жаныспай, Орловское), воды его имеют большую минерализацию.

Водоносность пород весьма неодинакова. Средний удельный дебит скважин 0,7 л/с, а коэффициент фильтрации около 6,5 м/сут, хотя на отдельных участках удельный дебит изменяется от 0,2 до 1,7 л/с, а коэффициент фильтрации от 1,1 до 13,1 м/сут. Это связано с различной степенью трещиноватости пород и содержанием глинистого материала. Опоки более обводнены в западной части месторождений Кушмурун, Эгинсай, Приозерного, где они представлены кремнистыми трещиноватыми разностями, залегающими близко к дневной поверхности. При вскрытии месторождений воды опок будут дренироваться, при этом водопритоки в карьерах, при максимальном развитии их, могут составлять из опок до 100—200 м3/ч.

Комплекс отложений мелового возраста содержит воды, представленные двумя подгоризонтами: пластово-паровых вод верхнемеловых песков и пластово-трещинных вод бокситового горизонта.

Верхнемеловые кварцевые и кварц-глауконитовые пески являются преимущественно мелкозернистыми. Фракция 0,25—0,05 мм составляет в них около 50%, а 0,05—0,005 мм — 10—20%. Частицы крупнее 0,25 мм содержатся в количестве 25—30%, а иногда несколько более за счет уменьшения пылеватого материала (на месторождениях Кушмурун, Приозерном). В целом же механический состав и фильтрационные свойства водоносных песков мелового возраста выдерживаются на огромной территории Тургайского прогиба. Максимальная мощность их на месторождениях Кушмурун и Приозерном до 100 м и более, а средняя 60—40 м; на месторождении Эгинсай средняя мощность 10—40 м, а на Орловском — 12—15 м. В кровле горизонта воды соприкасаются с палеогеновыми, а в почве местами с водами юрских отложений.
Характеристика подземных вод Тургайского бассейна

Среди водоносных пород, слагающих буроугольные месторождения, верхнемеловые пески отличаются наибольшей водообильностью. Воды их обладают напором до 15—20 м и более. В табл. 19 приведены основные гидрогеологические параметры водоносного горизонта, связанного с верхнемеловыми песками. Эти данные получены опытными работами, выполненными на бугоугольных месторождениях бассейна. Удельный дебит скважин, вскрывающих верхнюю часть водоносных песков на месторождении Кушмурун, равен 0,5—0,7 л/с, а характеризующих нижнюю их часть — до 3 л/с. На Приозерном месторождении в отдельных случаях удельный дебит изменяется от 0,2 до 3,5 л/с, а коэффициент фильтрации — от 1,6 до 23,5 м/сут. Радиус влияния опытных водопонижений на месторождении Кушмурун достигал 250 м, на Приозерном — 160 м.

По химическому составу воды верхнемеловых отложений высокоминерализованные, горько-соленые. Общая минерализация их в среднем 8,7 г/л, а жесткость до 60 мг-экв/л. В отдельных пробах минерализация достигает 12—14 г/л при общей жесткости от 25 до 82 мг-экв/л. По типу воды хлоридные натриевые и сульфатные натриевые.

Пластово-трещинные напорные воды бокситового горизонта нижнемелового возраста приурочены к каменистым бокситам, которые локализуются на месторождениях в виде отдельных маломощных линз, залегающих среди каолиновых пестроцветных глин, также не имеющих сплошного распространения. Обводненность бокситов умеренная (удельный дебит скважин около 0,2 л/с). Коэффициент фильтрации на месторождении Кушмурун около 1,65 м/сут. Воды бокситового горизонта сильно минерализованные, соленые и горько-соленые на вкус. Общая, преимущественно хлоридная натриевая и сульфатная натриевая минерализация до 30 г/л и более, чаще 10—14 г/л, жесткость до 90 мг-экв/л.

Меловые воды представляют наибольшие трудности при освоении буроугольных месторождений Тургая. Наличие их требует применения эффективных дренажных мероприятий по обеспечению устойчивости водосодержащих песков в откосах открытых выработок. При большом фронте горных работ водопритоки из этого горизонта могут составить сотни и тысячи кубометров в час.

Напорные пластово-трещинные воды юрской угленосной толщи присутствуют на всех буроугольных месторождениях бассейна. Мощность обводненных пород для различных месторождений изменяется от 100 до 450 м и более. Степень водопроводимости их весьма различная и зависит в первую очередь от трещиноватости и пористости пород, от степени заполнения трещин глинистым материалом и др. Наибольшей водообильностью обладают пласты углей (особенно мощные), а также трещиноватые песчаники и алевролиты.

На месторождении Эгинсай очень водообильны галечники караганской свиты, которые здесь повсеместно развиты. Аргиллиты, как правило, почти всюду безводные. Менее трещиноваты и водоносны конгломераты. Значительная водообильность наблюдается в зонах тектонических нарушений, где имеются открытые трещины. Юрские отложения представляют собой сложно построенный водоносный комплекс.

Как правило, юрские воды обладают большой напорностью. Так, на месторождениях Кушмурун и Приозерном напор их на 70—75 м превышает кровлю водоносных пород и на 120—130 м кровлю промышленных пластов угля. На Орловском месторождении напор в юрском водоносном горизонте колеблется от 50 до 278 м. Наибольший напор приурочен к IV угленосному горизонту. На месторождениях Кушмурун, Черниговском и Приозерном фиксируются случаи самоизлива юрских вод с превышением пьезометрического уровня над поверхностью земли до 1,5 м и более.

Юрские воды гидравлически связаны с водами меловых пород в кровле и водами пород фундамента в почве. Вследствие этого указанные водоносные горизонты образуют как бы один общий высоконапорный комплекс сильно минерализованных вод. Статические запасы их следует рассматривать в основном как вековые вследствие затрудненности условий питания и водообмена. Благодаря гидравлической связи вод юрских отложений с другими водоносными горизонтами массовый дренаж вызовет усиленное пополнение их водами из смежных горизонтов, что необходимо иметь в виду при организации водоотливного хозяйства.

Опытные работы показали, что водопритоки из юрских отложений при разработке месторождения Кушмурун не будут большими благодаря низкой фильтрационной способности пород. Так, коэффициент фильтрации даже наиболее трещиноватых и обводненных пород и углей пласта Верхнего Мощного составляет 0,105 м/сут, а удельный дебит вскрывающих его скважин лишь 0,03 л/с. С глубиной водоносность юрских пород заметно затухает ввиду заполнения трещин вторичными минералами.

В целом по месторождению Кушмурун коэффициент фильтрации юрских пород изменяется от 0,87 до 0,001 м/сут. Среднее его значение для всей юрской толщи выражается величиной 0,15—0,27 м/сут. Расчеты показывают, что максимально возможный дебит дренажных скважин здесь может быть от нескольких до 100 м3/ч и более, особенно в зонах тектонических нарушений.

Более обводнены юрские породы на Приозерном месторождении. Коэффициенты фильтрации колеблются здесь от 0,01 до 2,28 м/сут. Соответственно удельные дебиты скважин изменяются от сотых долей литра в секунду до 2,62 л/с. Наибольшей обводненностью характеризуются породы, развитые в западной части месторождения.

На месторождении Эгинсай удельный дебит скважин составляет чаще 0,04—0,06 л/с, но для галечников караганской свиты доходит до 3,5 л/с.

На Орловском месторождении водообильность угольных пластов незначительная: удельный дебит вскрывающих их скважин равен 0,06— 0,006 л/с, а коэффициент фильтрации пород 0,02—0,04 м/сут.

По химическому составу юрские воды всюду высокоминерализованные, на вкус горько-соленые. Сухой остаток их до 21 г/л, а жесткость 97 мг-экв/л. По типу воды хлоридные натриевые и сульфатные натриевые.

Трещинные воды в скальных породах туринской серии (базальты) на месторождениях Кушмурун, Эгинсай, Черниговском, Харьковском и Приозерном, а также в породах нижнего карбона, девона и ордовика (известняки, глинистые и кремнистые сланцы, песчаники и др.) на месторождениях Жаныспай и Орловском находятся под юрскими угленосными образованиями и являются высоконапорными. Так, на месторождении Кушмурун напор их превышает 250—300 м, а пьезометрический уровень устанавливается на высоте, соответствующей отметке залегания вышележащих водоносных горизонтов (юрского и мелового). По химическому составу эти воды высокоминерализованные, соленые и горько-соленые на вкус, с общей минерализацией 10—14 г/л и более и жесткостью до 100 мг-экв/л.

Водоносность пород всюду очень слабая, так как в них преобладает закрытая трещиноватость. Поэтому и водопритоки в скважины даже при понижениях статического уровня до 30—55 м очень небольшие (0,2—0,3 л/с). Удельный дебит скважин на месторождении Кушмурун обычно не превышает 0,01—0,03 л/с, а на Приозерном среднее значение его 0,004 л/с. Коэффициент фильтрации пород в районе месторождения Кушмурун не превышает 0,14 м/сут, а на Приозерном — 0,02 м/сут. Аналогичная водоносность пород фундамента наблюдалась и на других месторождениях бассейна.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: