Чулымо-енисейская провинция защищенных подземных вод Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551.496:556.382(571.51)

А.Ю. Озерский, В.А. Караулов

ОАО «Красноярскгеология», Красноярск

ЧУЛЫМО-ЕНИСЕЙСКАЯ ПРОВИНЦИЯ ЗАЩИЩЕННЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

В результате геологоразведочных работ, проведенных в пределах юговосточной окраины Западно-Сибирского артезианского бассейна, выявлена минерагеническая Чулымо-Енисейская провинция пресных, экологически чистых и хорошо защищенных подземных вод хозяйственно-питьевого назначения [3]. Запасы подземных вод приурочены к глубоким горизонтам юрских песчаников, залегающих в основании осадочного чехла.

В наши дни подземные воды этих горизонтов могут быть использованы для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов. Глубокие горизонты также являются единственным перспективным источником резервного водоснабжения Красноярска и других городов на периоды чрезвычайных ситуаций. Учитывая большую глубину залегания и высокую защищенность, эти горизонты следует рассматривать как резервный стратегический запас экологически чистых вод России на исторически длительную перспективу.

Анализ геолого-гидрогеологического разреза юрской угленосной формации и результатов работ предшественников по гидрогеологическому изучению глубоких горизонтов позволили нам выдвинуть в 2000 году гипотезу о наличии крупных ресурсов пресных подземных вод в глубоких водоносных горизонтах, залегающих в нижней части осадочного чехла юговосточной окраины Западно-Сибирского артезианского бассейна. В пользу этой гипотезы говорили большая стратиграфическая мощность горизонтов юрских песчаников, а также высокие значения их открытой пористости. Первые гидрогеологические данные, полученные в 1980-х годах специалистами ПГО «Гидроспецгеология в Сухобузимском районе севернее Красноярска, показали, что пресные подземные воды распространены на всю мощность осадочного чехла. При этом химический состав подземных вод, вскрытых на глубинах 500-800 м, в основном удовлетворял хозяйственнопитьевым нормативам. При этом верхняя угленосная часть юрских отложений нами была признана неперспективной, поскольку подземные воды угленосной толщи обычно загрязнены железом, сероводородом и некоторыми токсичными микроэлементами.

В 2001 - 2004 г., при проведении поисковых работ для хозяйственнопитьевого водоснабжения г. Ачинска (рис. 1), нами были пробурены и опробованы три поисковые скважины, глубинами 680-722,5 м. Каждая скважина вскрыла непрерывный разрез отложений мезокайнозойского чехла и фундамент Западно-Сибирской плиты. Полученные материалы, в сочетании с данными предшественников, подтвердили нашу гипотезу о высокой перспективности глубоких горизонтов для организации водоснабжения, а

также позволили выявить основные особенности их гидрогеологических условий (см. таблицу).

Нижняя часть гидрогеологического разреза юго-восточной окраины Западно-Сибирского бассейна представлена двумя водоносными нижне- и среднеюрскими горизонтами песчаников, разделенными мощной (до 100-120 м) пачкой относительно водоупорных алеврепелитов (рис. 2). Нижний водоносный горизонт имеет более высокие значения фильтрационных показателей. При вскрытии горизонтов из многих скважин наблюдался

-5

самозлив с дебитом до 2000 м /сут и давлением на устье около 1,5 ат (Ачинская площадь, Игинская скважина). При опытных откачках из скважин

-5

Сухобузимской площади дебиты скважин составили в среднем 420 м /сут

-5

(верхний горизонт) и 570 м /сут (нижний горизонт) при понижениях 54 м и 32 м соответственно. Из Белоярской скважины нами был получен дебит 4,3 тыс. м3/сут при понижении 31 м.

Таблица. Средние гидрогеологические показатели глубоких водоносных

горизонтов

Показатели Единица измерени я Ачинская площадь Сухобузимская площадь

Горизонты Го ризонты

Верхний Нижний Верхний Нижний

Глубина залегания кровли горизонтов м 320-480 560-600 150-280 350-650

Геологический возраст горизонтов - Юрская система (Г). Плинсбахский и тоарский ярусы Юрская система (Г). Ааленский и байосский ярусы

Подстилающий - Палеозой (р3?) Докембрий (АК-РЯ)

фундамент

Мощность м 140 110 90 170

Коэффициент фильтрации м/сут ~1,0 0,15 0,25

Пьезопроводность т у о еч 2 Не определялась 8,3-105 1,2-105

Открытая пористость % 29,2 23,0 Не опр. 19,8

Скорость фильтрации м/сут 0,006 0,003

Минерализация мг/л 380 430 670 760

Общая жесткость ммоль/л 1,56 0,82 0,30 0,27

Водородный показатель ед. рН 7,9 8,2 8,4 8,9

В условиях технически приемлемого понижения 200 м одиночные скважины диаметром 219 мм способны обеспечить на 25-летний срок

-5

эксплуатации дебиты 1500-4000 м /сут на Сухобузимской площади и 5000-5

6000 м /сут на Ачинской площади. Движение подземных вод в глубоких горизонтах в общем ориентировано в северном направлении. Соотношения напоров верхнего и нижнего горизонтов говорят о возможности нисходящих вертикальных перетоков под водоразделами и о восходящих перетоках под речными долинами. Среднее значение вертикальной проводимости слабопроницаемых отложений составляет около 1 • 10-4 сут-1 [1], что вполне допускает существование вертикальных перетоков между обоими горизонтами и объединяет их в единую водонапорную систему. Основная роль в формировании эксплуатационных запасов подземных вод принадлежит упругим запасам, оценить долю которых пока достаточно сложно. Емкостные запасы глубоких горизонтов приближенно оцениваются

3 2

нами в 60 млн.м на 1 км площади распространения горизонтов.

-5

Естественные ресурсы составляют около 150 - 370 м /сут на 1 км ширины потока.

По величине минерализации и химическому составу воды обоих горизонтов до глубин 800 - 900 м являются пресными гидрокарбонатными натриевыми, в верхнем горизонте иногда кальциево-натриевыми. Воды нижнего горизонта отличаются от вод верхнего более высокой минерализацией и повышенными относительными содержаниями ионов хлора и карбоната. Подземные воды обоих горизонтов в основном соответствуют хозяйственно-питьевым нормативам. Для вод нижнего горизонта характерны высокие значения водородного показателя, но при совместной эксплуатации обоих горизонтов рН обычно находится в пределах нормы [4]. Глубже 900 м, происходит смена гидрохимического типа воды с гидрокарбонатного на хлоридный [2], при этом минерализация превышает 1 г/л (рис. 2).

Результаты работ выявили перспективность глубоких водоносных горизонтов юрской угленосной формации для организации крупного централизованного водоснабжения населенных пунктов не только в Красноярском крае, но также и в северной части Кемеровской и в восточной части Томской областей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гаврилин К.В., Озерский А.Ю. Канско-Ачинский угольный бассейн. - М.: Недра, 1996. - С. 121-139.

2. Гидрогеология СССР. Т.XVII. Кемеровская область и Алтайский край. - М.: Недра, 1972. - С. 245-252.

3. Озерский А.Ю. Чулымо-Енисейская провинция пресных экологически чистых подземных вод // Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов. Материалы научной конференции 20-24 сентября 2005 г. - Иркутск, ИГ СО РАН, 2005. - С. 376 - 378.

4. Озерский А.Ю., Сорокин А.Н. Глубокие горизонты юго-восточной окраины Западно-Сибирского бассейна - перспективный источник хозяйственно-питьевого водоснабжения // Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России (XVII Совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока). - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003. - С. 196-198.

© А.Ю. Озерский, В.А. Караулов, 2006