Примеры интрузии морских вод

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Примеры интрузии морских вод

27.07.2020

Лучше других изучены пописаны интрузии морских вод в Калифорнии, Флориде и на о-ве Лонг-Айленд (США).

Пресные подземные воды прибрежных районов Калифорнии связаны с плейстоценовыми песчано-гравийными отложениями, образующими напорный водоносный горизонт Сильверадо, нижним водоупором которого являются глины толщи Сан-Педро, а верхним— глины плейстоцена, выклинивающиеся в полосе, непосредственно примыкающей к берегу. Воды этого горизонта давно используются для целей водоснабжения. Продолжительная непрерывная эксплуатация и постоянно увеличивающийся отбор их в сочетании с длительными периодами засух привели к значительной сработке уровня подземных вод в прибрежных районах. На значительной площади он опустился ниже уровня водной поверхности океана. В связи с этим изменилось направление естественного гидравлического уклона подземных вод. Если до этого он был направлен в сторону океана, то теперь он приобрел противоположное направление в сторону суши. В результате этого во многих районах Калифорнии произошло внедрение морских вод в пресные подземные, что, по мнению ряда американских исследователей, представляет значительное бедствие (рис. 11). Всего на побережье Калифорнии выявлено 44 таких участка, но существует еще около 100 участков, в пределах которых возможно внедрение соленых морских вод.
Примеры интрузии морских вод

В табл. 2 приведены размеры «языков» соленых вод, внедрившихся в пресные подземные воды в Калифорнии.

Г. Бенкс, Р. Рихтер и И. Хардер по результатам лабораторных исследований и моделирования, выполненного в Калифорнийском университете, получили формулу, позволяющую оценить длину «языка» соленых вод в зависимости от расхода потока пресных подземных вод

Формула (153) позволяет также по известной длине «языка» морских вод определить величину потока q пресных подземных вод, разгружающихся в море.

Интенсивное и давнее вторжение морских вод в пресные грунтовые наблюдается в районе г. Майами (юго-восточное побережье Флориды, США).

Рельеф полуострова равнинный. С поверхности он сложен в основном третичными закарстованными известняками и песчаниками формации Тамиами и рыхлыми морскими и речными отложениями. Юг полуострова представляет собой обширный заболоченный район Эверглейдс. Основным источником водоснабжения здесь является неглубоко залегающий горизонт грунтовых вод, приуроченный к породам указанной формации, характеризующимся очень высокой проницаемостью. Горизонт полого падает на восток, в сторону океанического побережья, и выклинивается в центре южной части полуострова. Мощность горизонта возрастает с запада на восток от 0 до 60 м. Питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется на побережье океана. Грунтовые воды залегают на водоупорном слое глин и мергелей; расположенные ниже напорные водоносные горизонты отличаются высокой минерализацией подземных вод и непригодны для водоснабжения.

Опасность вторжения морских вод в район г. Майами возникла в 20-х годах нашего столетия. Прибрежная равнина представляла тогда обширную болотистую низменность. В начале века уровень грунтовых вод был значительно выше уровня моря, что подтверждалось выходами многочисленных источников и заболоченностью значительных пространств к западу от береговой линии. В этот период высокое положение уровня грунтовых вод препятствовало вторжению морских вод.

В 1910—1925 гг. на заболоченных площадях были проведены осушительные работы и создана сеть дренажных каналов. В результате чего уровни подземных вод были снижены и создались благоприятные условия для вторжения морских вод. Оно было настолько интенсивным, что уже в 1925 г. многие водозаборные скважины г. Мамами пришли в полную негодность вследствие высокой минерализации воды. Особенно быстро продвижение соленых вод происходило в засушливые периоды. К 1939 г. фронт соленых вод распространился на 18 км от устья р. Майами. Продвижение морских вод в глубь территории наблюдалось до начала 40-х годов. Для борьбы с их вторжением на многих реках и каналах были построены плотины, которые постоянно поддерживали уровень воды в реках и каналах выше уровня океана. В результате этих мероприятий темпы продвижения морских вод по водоносному горизонту заметно снизились и к концу 40-х годов граница пресных и соленых вод стабилизировалась, а на отдельных участках началось постепенное отжатие соленых вод.

Проведенные гидрогеологические исследования показали, что засоление грунтовых вод было вызвано как непосредственным внедрением морских вод в водоносный горизонт в месте выхода его в море, так и инфильтрацией из рек и каналов вторгшихся в них морских вод. В результате грунтовые воды засолялись морскими на расстоянии 10—15 км от берега, тогда как в остальных случаях это расстояние достигает 25 км. Дальность проникновения морских вод через реки и каналы в 5—8 раз превышает их продвижение непосредственно по водоносному горизонту. Интенсивное засоление грунтовых вод в районе Майами за счет инфильтрации морских вод из рек и каналов обусловлено высокой водопроницаемостью известняков и песчаников и неравномерной запленностью русла, вследствие чего возникли мощные локальные очаги инфильтрации соленых вод из поверхностных водотоков.

По данным Н. Перлмуттера и Г. Морена, М. Андерсона и С. Беркбила, в геологическом строении о-ва Лонг-Айленд участвуют четвертичные и меловые отложения, залегающие на кристаллическом фундаменте. В четвертичной толще выделяются современные и плейстоценовые отложения, в меловых — формации Маготи и залегающая под ней Раритан. Общая мощность осадочного чехла 150—600 м. Горизонты пресных подземных вод содержатся в отложениях плейстоцена, в формациях Маготи и Раритан (горизонт Ллойд). Наиболее водообильны два водоносных горизонта в плейстоценовых отложениях (верхний безнапорный и нижний напорный) и горизонт Ллойд. Водоносные горизонты плейстоцена отделены от горизонтов формации Маготи глинами слоя Гардинер; глины в верхней части формации Раритан отделяют водоносный горизонт Ллойд от вышележащих водоносных горизонтов формации Маготи. Водоносные горизонты плейстоцена и верхний горизонт формации Маготи непосредственно контактируют с морской водой.

В связи с большим и непрерывно увеличивающимся отбором подземных вод для водоснабжения Нью-Йорка уровень подземных вод плейстоценовых отложений и верхнего водоносного горизонта Маготи сильно снизился. Если в 1903 г. отметки первого плейстоценового горизонта превышали уровень океана (в округе Кингс па 6 м, а в округе Куинс на 18 м), то в последующие годы уровень подземных вод плейстоцена оказался ниже уровня океана и в горизонты начала поступать морская вода. Вторжение морских вод вследствие интенсивного отбора подземных имеет место также в округе Нассау на участке Сидархерст — Вудмир и в округе Суффолк в районе Монтаук-Пойнт. Участки интрузии морских вод на о-ве Лонг-Айленд показаны на рис. 12.

На участке Сидархерст — Вудмир округа Maccay «язык» морских вод зафиксирован в верхнем водоносном горизонте формации Маготи. За период 1952—1958 гг. фронт соленых вод продвинулся к водозабору примерно на 600 м. Скважины, расположенные в пределах «языка», отмечают увеличение содержания хлоридов в подземных водах от 0,2 до 16 г/л.

В округах Куинс и Кингс были приняты меры, направленные на ликвидацию интрузии морских вод. Они сводились к ограничению отбора воды на отдельных участках, в пределах которых отмечался рост минерализации подземных вод; проведению искусственного восполнения запасов пресных вод; в некоторых случаях запрещению бурения новых водозаборных скважин и др. Все это позволило несколько повысить уровень подземных вод, однако внедрение морских вод в ряде районов продолжалось. Так, в скважинах округа Нассау содержание хлоридов за период 1960—1969 гг. возросло в 1,5—4 раза. Расчеты показали, что для отжатия соленых вод, внедрившихся в плейстоценовый водоносный горизонт, потребуется 30—40 лет.

Интрузии морских вод в пресные подземные известны и в других частях земного шара. Они, в частности, установлены на о-ве Валхерн (Нидерланды), в штате Южная Каролина и на атлантическом побережье США, в центральной части балтийского побережья Польши, на побережье п-ова Изу (Япония), в районе Брайтон-Ньюхейвен на южном побережье Англии, в Израиле.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: