Артезианские воды (часть 2)

Вследствие того, что концентрация солей в подземных водах возрастает с глубиной, в районах дренирования минерализация воды в артезианском горизонте увеличивается по сравнению с областями его питания за счет притока минерализованных вод из нижних водоносных горизонтов. Но если в пределах участка, приуроченного к области питания подземных вод, грунтовые воды на значительной площади имеют повышенную минерализацию или в этом районе залегают легко растворимые породы, например каменная соль, гипс и т. п., то в артезианских водах, как правило, также отмечается повышенная минерализация.

В районах дренирования вследствие восходящего движения подземных вод артезианские воды, пришедшие из области питания, могут не засолоняться минерализованными водами вышележащего засоленного или загипсованного слоя пород.
Это наблюдается, например, в некоторых районах юго-восточного побережья Балтийского моря, где пресные воды верхнедевонских известняков и доломитов встречаются на глубине 60—70 м под минерализованными сульфатными водами, имеющими сухой остаток 2000—3000 мг/л.

Таким образом, в одном и том же районе из водоносного горизонта артезианского бассейна платформенного типа можно получить воды различной степени минерализации. В областях, где климат характеризуется повышенной увлажненностью, пресную артезианскую воду более вероятно встретить на междуречных возвышенных частях современного рельефа, чем в пониженных частях долин рек или других впадин поверхности земли, где происходит дренирование подземных вод. Это имеет большое значение, когда артезианские воды по степени минерализации находятся на пределе возможности использования их для водоснабжения.

В Березниковско-Соликамском районе на западном склоне Северного Урала воды горизонта известняков плитняковой толщи кунгурского яруса, используемые для водоснабжения, на междуречных пространствах имеют сухой остаток 250—350 мг/л и общую жесткость 3—4,5 мг-экв/л; в долине Камы вес сухого остатка увеличивается до 1000—1200 мг/л, а общая жесткость до 14 мг-экв/л.

В Подмосковном угольном бассейне в долинах рек минерализация воды водоносного горизонта упинских известняков нижнего карбона тоже сильно повышается. Если на возвышенных междуречных пространствах сухой остаток в подземных водах составляет 400—600 мг/л и общая жесткость 5,7—6,5 мг-экв/л, то скважины, находящиеся на пойменных террасах долин рек, из этого горизонта дают воду с сухим остатком до 1600 мг/л при общей жесткости до 23 мг-экв/л. Подобные явления отмечаются и во многих других районах, где используются артезианские воды.

Однако когда минерализация воды в местах дренирования увеличивается незначительно и не выходит за пределы, исключающие возможность использования ее для водоснабжения, при выборе участка для заложения разведочно-эксплуатационной скважины можно не считаться с описанным явлением и размещать скважины в пониженных частях долин рек и других впадин рельефа поверхности земли.

Так, в пределах Днепровско-Донецкого артезианского бассейна и в большинстве районов Московского артезианского бассейна минерализованные подземные воды залегают сравнительно глубоко и изолированы от пресных вод достаточно мощными толщами водоупорных пород. В этих бассейнах относительное увеличение минерализации вод водоносных горизонтов, используемых для водоснабжения, в местах их дренирования обычно не превышает 100—200 мг/л, что практического значения не имеет.

В предгорных равнинных районах Северного Кавказа и юго-восточной части СССР областями питания артезианских вод являются примыкающие к этим районам горы, а зоной дренирования — территории равнин. Пресные артезианские воды, движущиеся в пределах равнин из областей питания, могут не засолоняться минерализованными грунтовыми водами континентального засоления, так как последние не проникают в артезианские водоносные горизонты. Таким образом, под минерализованными грунтовыми водами можно встретить пресные артезианские.

Такие относительно пресные воды с плотным остатком 400— 1700 мг/л были встречены в Кулундинской аллювиальной равнине на глубинах от 430 до 1072 м в верхнемеловых песках под более минерализованными водами палеогеновых и неогеновых отложений (С. Г. Бейром и Е. В. Михайлова, 1955). Согласно исследованиям И. В. Гармонова, А. В. Иванова и др. (1961), питание верхнемелового артезианского горизонта происходит в пределах Приобского плато, а Колундинская равнина является местом разгрузки этого горизонта. Пьезометрические уровни воды в верхнемеловом горизонте на территории указанной равнины находятся выше пьезометрических уровней воды в палеогеновом и неогеновом водоносных горизонтах, а также в основном выше поверхности земли.

Однако необходимо иметь в виду, что и здесь также не исключена возможность засоления воды в артезианском водоносном горизонте вследствие растворения водовмещающих пород и притока в него минерализованных вод из более глубоких слоев. Это следует учитывать при заложении разведочно-эксплуатационных скважин в районах дренирования подземных вод в засушливых областях страны. Чем дальше от области питания находится участок заложения разведочно-эксплуатационной скважины, тем меньше вероятность встретить в глубоких артезианских водоносных горизонтах пресную воду.

Примером постепенного увеличения и изменения характера минерализации артезианской воды при движении ее от областей питания могут служить данные исследований С. А. Шагоянца (1959), изучавшего артезианские воды восточной части Северного Кавказа (рис. 18). Эти воды движутся здесь с юго-запада на северо-восток по направлению к Каспийскому морю. Пьезометрический уровень их на большей части указанной территории, особенно в северо-восточной части, находится выше поверхности земли, и скважины дают самоизливающуюся воду. Из рис. 18 видно, что по мере движения вод на северо-восток минерализация их увеличивается. Кроме того, воды гидрокарбонатного состава постепенно переходят в хлоридные.

Отмеченные закономерности формирования артезианских вод позволяют более обоснованно составить проект одиночной разведочно-эксплуатационной скважины. Они показывают, что на водообильность водоносных горизонтов и на химический состав артезианских вод, кроме геологических условий, большое влияние оказывает и геоморфологическое строение местности.

Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения.
Белицкий А.С., Дубровский В.В., Издательство "Недра", 1968