Верхний гидрогеодинамический этаж

В верхний гидрогеодинамический этаж входят: водоносный локально-слабоводоносный четвертичный аллювиальный гори­зонт, водопроницаемые локально-водоносные четвертичные флювиогляциальный, эоловый и элювиально-делювиальный горизонты, слабоводоносный локально-водоносный шешминский терригенный комплекс, водоносная и водопроницаемая локально-водоносная соликамские терригенно-карбонатные свиты, водоносная иренская карбонатно-сульфатная серия.

Водоносный локально-слабоводоносный четвертичный ал­лювиальный горизонт. Основными водосодержащими поро­дами являются слои и линзы галечников, гравия, песков и су­песей. Литологическая невыдержанность аллювиальных от­ложений, сложное строение речных долин, большие ампли­туды колебаний высотных отметок поверхностей террас и их цоколей обусловливают существование нескольких самостоя­тельных водоносных пластов.

Аллювиальный горизонт относится к грунтовому типу и характеризуется в основном отсутствием напора подземных вод. Напор вод наблюдается лишь на участках, где водонос­ные слои перекрыты глинами и суглинками. Глубина залегания кровли аллювиального горизонта в большинстве случаев находится в пределах 1,5-15 м. Питание подземных вод про­исходит за счет атмосферных осадков, подтока из коренных отложений и, частично, путем инфильтрации из водохрани­лищ. Коэффициент фильтрации изменяется от сотых долей до нескольких десятков метров в сутки, но наиболее часто составляет 1—10 м/сут. Дебиты колодцев обычно 2000— 4000 м³/сут., одиночные водозаборные скважины имеют произ­водительность от 10—15 до 100 м³/сут.

Грунтовые воды аллювиальных отложений отличаются значительными колебаниями минерализации и разнообраз­ными гидрохимическими фациями. Преобладают гидрокарбо-натно-кальциевые пресные воды с невысокой минерализацией 0,1—0,7 г/дм³, реже обычно в аллювиальных отложениях II и IV террас, встречаются гидрокарбонатно-кальциево-магние-вые пресные воды с минерализацией 87—550 мг/дм³. Встреча­ются воды и с более сложным химическим составом. В них отмечаются повышенные содержания сульфатов, хлоридов, нитратов калия и натрия с одновременным увеличением мине­рализации до 2 г/л. Появление таких вод объясняется быто­вым загрязнением или влиянием подстилающих аллювий по­род (гипсов и ангидритов иренской свиты).

Формула преобладающего химического состава:

Воды аллювиальных отложений широко используются для водоснабжения населенных пунктов, расположенных в доли­нах рек.

Водопроницаемый локально - водоносный четвертичный флювиогляциальный горизонт связан с флювиогляциальными отложениями. Глубина залегания подземных вод достигает 10 м, наиболее же часто - 0,5—4,0 м. Коэффициент фильтра­ции варьирует от 0,2 до 9,0 м/сут. Питание вод происходит за счет атмосферных осадков. Разгрузка идет через редкие род­ники в речных долинах н путем фильтрации в подстилающие породы. Дебиты скважин, вскрывших горизонт, составляют 0,17-0,51 л/с (14,7-44,1 м³/сут.).

По химическому составу воды относятся к пресным гидро-карбонатным кальциевым и натриево-кальциевым с минера­лизацией 0,1—0,2 г/дм³.

Водопроницаемый локально - водоносный четвертичный эоловый горизонт приурочен к эоловым мелкозернистым квар­цевым пескам, Коэффициент фильтрации песков 9,1— 10,5 м/сут. Грунтовые воды залегают на глубинах от 0,5 до 4—5 м. Питание горизонта за счет атмосферных осадков и подтока из аллювиальных отложений. Подземные воды гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые, пресные.

Водопроницаемый локально-водоносный четвертичный элювиально-делювиальный горизонт. Грунтовые воды нахо­дятся в супесях и скоплениях щебнисто-глыбового материала. Глубина их залегания зависит от рельефа местности и колеб­лется от 0,2 до 15-16 м. По химическому составу и минера­лизации подземные воды не отличаются от грунтовых вод аллювиальных отложений.

Слабоводоносный локально-водоносный шешминский терригенный комплекс связан с отложениями шешминской сви­ты. Водовмещающими породами являются песчаники и тре­щиноватые алевролиты, водоупорами служат аргиллиты и глинистые алевролиты. Пестрый литологический состав шешминских отложений, невыдержанность водоносных пород по мощности и по площади определили сложное строение дан­ного гидрогеологического комплекса.

По гидравлическим условиям и химическому составу под­земных вод в шешминском водоносном комплексе выделя­ются две вертикальные зоны: 1) активного водообмена; 2) за­трудненного водообмена.

Для первой зоны, расположенной выше эрозионного вреза, характерны трещинно-грунтовые гидрокарбонатные кальциево-магниевые пресные воды с минерализацией от 0,131 до 1,0 г/дм³ (чаще 0,3—0,5 г/дм³). Относительно высокая мине­рализация, фиксируемая в источниках г. Перми, его пригоро­дов и крупных населенных пунктов, обусловлена бытовым за­грязнением. В водах зоны активного водообмена отмечаются невысокие содержания фтора (0,18—0,24 мг/л), меди (до 0,01%), титана (до 0,03%), следы серебра. Формула преобладающего химического состава:

Подземные воды этой зоны являются основным источником водоснабжения населенных пунктов. Дебиты родников и скважин изменяются в широких пределах: от 0,01 до 28 л/с у родников и от 0,015 до 15 л/с у скважин.

Вторая зона залегает ниже базиса эрозии, она характеризуется трещинно-пластовыми высокоминерализованными жесткими водами с общей минерализацией 1—3 г/дм³. По химическому составу подземные воды очень разнообразны. Преобладают воды сульфатсодержащие (сульфатные, гидрокарбонатно-сульфатные, хлоридно-сульфатные) кальциевые, натриево-кальциевые и кальциево-натриевые. Сводная фор­мула химического состава:

.

Питание подземных вод шешминского водоносного ком­плекса преимущественно атмосферное. Дебиты скважины из­меняются от 0,1 до 43,6 л/с.

В пределах распространения соликамского горизонта по гидрогеологическому режиму вод выделяются две водоносные терригенно-карбонатные свиты: водопроницаемая локально-водоносная и водоносная. Водовмещающими в свитах явля­ются известняки, доломиты, мергели, песчаники, алевролиты, водоупорными — аргиллиты и нетрещиноватые разности кар­бонатных пород. Фильтрационная способность пород невысо­кая: коэффициенты фильтрации чаще всего равны 1 - 10м/сут.

Водопроницаемая локально-водоносная соликамская терригенно-карбонатная свита приурочена к площадям выхода нижнесоликамских отложений на поверхность в сводовых частях Краснокамского вала и Межевской вилообразной зо­ны. Здесь подошва свиты занимает высокое гипсометрическое положение по отношению к уровню рек Камы и Чусовой. Воз­никли условия, при которых соликамская водопроницаемая свита на одних участках оказывается полностью дренирован­ной подстилающими закарстованными породами, а на других она является водоносной. Воды преимущественно трещинно-грунтовые со свободной поверхностью. По химическому соста­ву гидрокарбонатные магниево-кальциевые с минерализа­цией до 0,5 г/дм³. Практического значения для целей водо­снабжения свита не имеет.

Водоносная соликамская терригенно-карбонатная свита развита на остальной территории полигона практики, т. е. там, где соликамский горизонт перекрыт породами шешмин­ского горизонта, а также на площадях выхода верхнесоликамских отложений. В верхней части водоносной свиты, находя­щейся выше эрозионного вреза, распространены трещинно-грунтовые воды, обычно безнапорные, но иногда с местным напором. Воды пресные с минерализацией до 0,5 г/дм³, от­носятся к гидрокарбонатному магниево-кальциевому и каль­циевому типам. Формула химического состава вод:

.

Ниже местных эрозионных врезов распространены напор­ные трещинно-пластовые воды. На небольших глубинах пре­обладают пресные гидрокарбонатные магнисво-кальциевые и гидрокарбонатные кальциево-натриевые воды с минерализа­цией до 0,5 г/дм³. С глубиной минерализация вод увеличива­ется до 4,5 г/дм³, появляются сульфатные (хлоридно-сульфат-ные, сульфатно-хлоридные) натриево-кальциевые, кальциево-натриевые и натриевые воды.

Основным источником питания подземных вод служат ат­мосферные осадки. Разгрузка вод происходит в долинах рек в виде родников или скрытым переливом в иренский горизонт. Свита является водообильной: дебиты родников доходят до 240 л/с (преобладают дебиты 1-15 л/с), дебиты скважин из­меняются от 0,1 до 100 л/с (чаще 4,2—9,6 л/с). Воды свиты имеют большое практическое значение для питьевого водо­снабжения; солоноватые воды могут использоваться как ми­неральные лечебно-столовые.

Водоносная иренская карбонатно-сульфатная серия раз­вита только в местах выхода иренских пород на земную по­верхность или при неглубоком их залегании от поверхности;

с погружением пород под более молодые отложения они ста­новятся водоупором.

Водоносная серия содержит безнапорные трещинно-карстовые воды, циркулирующие по карстовым полостям в тол­ще карстующихся пород. Различная степень трещиноватости и закарстованности пород определяет сильную изменчивость их фильтрационных свойств. Наибольшая водообильность по­род серии наблюдается в зонах интенсивной трещиноватости, где активно идут процессы карстования. Дебиты родников варьируют от 0,1 до 200 л/с (преобладают 0,1-3,0 л/с), деби­ты скважин — от 0,1 до 18,3 л/с.

По химическому составу подземные поды серии преиму­щественно сульфатные кальциевые

,

с высокой минерализацией (до 2,3 г/дм³). На участках, где воды связаны с карбонатными породами, они имеют сульфат­но-гидрокарбонатный состав с минерализацией менее 1,0 г/дм³. На более глубоких горизонтах скважинами вскрываются суль­фатно-хлоридные и хлоридные натриевые воды с минерализа­цией до 4,1 г/дм³.

Трещинно-карстовые воды питаются дождевыми и талыми водами, в некоторых местах они подпитываются водами соликамского горизонта и речными водами. На полигоне встречаются все виды разгрузки подземных вод серии: родниковая, субаквальная (на дне рек и озер) и подземная (в другие водоносные отложения).