Гидродинамическая и гидрогеохимическая зональность водонапорных систем.
Гидродинамическая зональность водонапорных систем
По интенсивности и условиям водообмена с дневной поверхностью выделяются три гидродинамические зоны: интенсивного (свободного, активного), замедленного (затрудненного) и весьма замедленного (весьма затрудненного) водообмена. Коэффициент водообмена- отношение количества воды, протекающей в течение года в пределах бассейна, к общему количеству воды, заключенной в бассейне. Зона интенсивного водообмена располагается в верхней части земной коры и тесно связана с поверхностными водотоками и водоемами. Мощность ее изменяется в широких пределах: от 100 до 1000 м и более. Зона интенсивного водообмена характеризуется относительно большими скоростями фильтрации подземных вод. Действительные ско-рости движения подземных вод в этой зоне изменяются от сотен метров до 1 м в год. Коэффициент водообмена варьирует примерно от 0,01 до 1, т. е. полный водообмен совершается в пределах от 1 до 100 лет.Зона замедленного водообмена. Глубина ее нижней границы условно определяется глубиной вреза морских впадин. Эта зона отличается значительно меньшими скоростями фильтрации и действительными скоростями движения подземных вод. Коэффициент водообмена в этой зоне изменяется в более широких пределах — от 0,01 до 0,000000001. Следовательно, водообмен в этой зоне на одних участках может осуществляться в течение 100 лет, а на других — в течение многих миллионов лет.Зона весьма замедленноговодообмена занимает наиболее глубокие части водонапорных систем (глубже 2—3 км). Фактические скорости фильтрации подземных вод обычно составляют десятые и сотые доли сантиметра в год. Коэффициент водообмена обычно не превышает 0,000000001. Эта зона характеризуется высокими давлениями и температурами. По интенсивности водообмена наиболее благоприятные условия отмечаются в сочлененных мелких бассейнах горно-складчатых областей и в относительно небольших межгорных впадинах. Менее интенсивный водообмен показателен для крупных межгорных впадин, а также для водонапорных систем, связанных с горно-складчатыми областями. Наименьшие скорости водообменасвойственны для водонапорных систем платформенного типа, не связанных с горными системами, а также некоторых предгорных прогибов.
Гидрогеохимическая зональность тесно связана с гидродинамической в связи с тем, что факторы, определяющие гидродинамическую зональность, оказывают непосредственное влияние на формирование минерализации и химического состава подземных вод. Кроме факторов, определяющих гидродинамические условия водо-напорных систем, на формирование минерализации и химического состава подземных вод влияют такие показатели, как химический состав и литологические особенности водовмещающих пород, возраст геологических структур и история геологического развития, наличие многолетнемерзлых пород в разрезе, первоначальная минерализация и химический состав подземных вод, степень развития процессов замещения вод седиментационных инфильтрационными в пределах водонапорных систем и смешения вод различного генезиса.Можно дать следующую общую гидрогеохимическую характеристику гидродинамическим зонам:Зона интенсивного водообмена характеризуется окислительной обстановкой, содержание кислорода в подземных водах достигает 15—20% и более; температура воды обычно невысокая, примерно до 25° С; преимущественно воды пресные и солоноватые, но при наличии в разрезе соленосных отложений встречаются соленые воды и рассолы. В этой зоне обычно отсутствуют промышленные залежи нефти, но широко распространены твердые битумы. Зона замедленного водообмена характеризуется переходной обстановкой от окислительной к восстановительной, наличием вод с температурой примерно от 10 до 40° С и выше различного химического состава с минерализацией от 2—3 до 50 г/л и более (при наличии галогенных отложений). В этой зоне находятся крупные газовые и нефтяные месторождения, нередко с тяжелой и вязкой нефтью. Зона весьма замедленного водообмена характеризуется восстановительной обстановкой среды, кислород, как правило, отсутствует. Температура воды изменяется от 40—50 до 100—150° С и выше, по составу они являются преимущественно хлоридными натриевыми, хлоридными кальциево-натриевыми, хлоридными натриево-кальци-евыми и хлоридными кальциевыми с минерализацией от 50 до 500 г/л и более (бассейны с мощными толщами галогенных отложений).
Содержание гидрогеологических карт, их построение и анализ.
Гидрогеологические карты-карты, отображающие условия залегания и распространения подземных вод. Содержат данные о качестве и производительности водоносных горизонтов, размерах, форме, положении древнего фундамента водонапорных систем, о взаимоотношении геологической структуры, рельефа и подземных вод. Составляются по результатам гидрогеологической съёмки с учётом геологических и тектонических карт. На Г. к. отражается распространение различных водоносных горизонтов и их комплексов, источники и их дебит, колодцы, буровые скважины, карстовые воронки, кровля или подошва водоносной толщи, глубина залегания подземных вод и их химический состав. Г. к. сопровождаются разрезами, на которых отражается геологическое строение района — литологический состав водоносных горизонтов, фациальные изменения, водоупорные толщи, глубины залегания и величина напоров водоносных горизонтов, положение свободной и пьезометрической поверхности подземных вод, их минерализация и дебит.
На мелкомасштабных Г. к. (мельче 1:500000) изображаются наиболее важные особенности гидрогеологического строения территории, границы гидрогеологических бассейнов, области питания, напора и разгрузки подземных вод; выделяются районы с преимущественным развитием различных типов подземных вод.Насреднемасштабных Г. к. (1:200000—1:100000) дополнительно даются количественные показатели, характеризующие состояние подземных вод в определенный промежуток времени. Крупномасштабные Г. к. (крупнее 1:50000) применяются для решения специальных задач на стадиях технического и рабочего проектирования — для выбора участков водозабора, выявления запасов подземных вод, изучения обводнённости месторождения, установления условий осушения или орошения участка и т.п.