четвертичный водоносный горизонт что это
Водоносные горизонты
 На главную  Информация Статьи Водоносные горизонты |
Собираясь просверлить отверстие в земле для получения доступа к подземной воде, каждому человеку не лишним будет знать о глубинах залегания воды и ее свойствах.
Самый первый, верховодный слой воды залегает на глубине до 2-3 метров. Он характеризуется непостоянным дебетом воды, который увеличивается или уменьшается с выпадением влаги и таянием снегов, а также наличием засушливого периода года. Вода, просачиваясь с поверхности земли, растворяет поверхностные соли, и удобрения с полей, в результате чего получается плохого качества и не пригодна для питья.
Грунтовые воды располагаются на глубине от 6 до 8 метров и имеют более постоянный дебет воды, чем верховодные слоя. Выбранная вода здесь легко пополняется. Вода, в зависимости от местности расположения, может быть достаточно чистая и питьевая. Хотя это самый удобный водяной горизонт для постройки колодцев или сверления скважин, необходимо провести лабораторные исследования химического полученной воды, чтобы иметь представления о ее химическом составе.
Четвертичный водоносный горизонт располагается на глубине от 25 до 40 метров от уровня поверхности. Такой горизонт не защищен водоупорными грунтами, и вода, проходя через минеральные отложения, бывает насыщена оксидами железа, магния, а иногда органическими отложениями. Тем не менее, если только скважина не находится в заболоченной местности, вода часто пригодна для питья без дополнительных очисток.
Полтавский горизонт залегает на глубине от 40 до 65 метров. На такой глубине часто встречаются следы железа, поэтому вода получается с растворенными оксидами железа.
Бучакские водяные горизонты простираются по глубине от 70 метров и еще ниже. Они отлично защищены глинистыми грунтами от внешних загрязнений, а растворенные оксиды железа на таких глубинах встречается крайне редко. Вода готовая к питью, а ее дебет постоянный.
Юрским горизонтом считается вода с глубин от 100 до 160 метров. Вода с этого горизонта считается минеральной, добраться до ее залегания проблематично и каждую такую артезианскую скважину необходимо регистрировать в органах государственного управления. Именно вода с Юрских водоносных горизонтов идет на розлив по бутылкам и во многих случаях считается лечебной минеральной или просто столовой водой.
Качество воды водоносных горизонтов
Виды водоносных горизонтов
Четвертичный водоносный горизонт, залегает прямо под поверхностью на глубине от двадцати до сорока метров. В некоторых регионах наблюдается залегание на глубине десяти метров под поверхностью. Вода из данного водоносного слоя совершенно непригодна к употреблению в пищу или для питья, поскольку её не защищают водоупорные грунты. Вода из четвертичного водоносного слоя загрязняется дождевыми водами, которые просачиваются через верхние шары грунта. Если поблизости есть водоем, грунтовые воды также могут попасть в четвертичный горизонт. Такую воду можно использовать исключительно в технических целях.
Полтавский горизонт, находится на глубине от сорока до девяноста метров. Вода тут уже гораздо более чистая, однако практически во всех регионах наблюдается большое превышение по железу. Без предварительной фильтрации, пить такую воду крайне не рекомендуется. Более того, бытовые приборы, такие как, стиральная или посудомойная машина, могут быстро выйти из строя из-за высокой жесткости воды. Железа очень негативно влияет на человеческий организм, и большая его концентрация может привести к серьезному урону здоровью. С такой скважиной на воду, рекомендуем использовать станцию обезжелезивания или просто установить систему обратного осмоса и регулярно менять фильтры. В таком случае, пить воду с полтавского горизонта, можно.
Бучакский слой, находится на глубине от шестидесяти до девяноста метров в зависимости от региона. Вода в данном горизонте также часто содержит превышение по железу, поэтому все рекомендации указанные выше, действуют. Однако превышение по железу наблюдается далеко не везде. Для уверенности лучше произвести химический анализ воды.
Если Вы самостоятельно занимаетесь бурением, стоит знать методы определения водоносного слоя при бурении скважин. Самая чистая вода, которая фактически, носит статус минеральной, является вода из Юрского и Сеноманского водоносного горизонта. Данные слои находятся на глубине 90-150 метров под уровнем поверхности и окутаны меловыми и глинистыми породами, которые полностью исключают попадание внешних загрязнителей. Бурение скважин на Юрский и Сеноманский водоносный горизонт выполняется в две колоны с применением крупногабаритных буровых установок на базе грузовых автомобилей. Вода из таких скважин называется артезианской. Бурение на артезианскую скважину процедура совсем не дешевая, однако, решившись на нее, Вы на долгие годы обеспечите свой дом чистейшей, природной, минеральной водой.
Бурение скважин однозначно выгодное капиталовложение, потому что это инвестиция в свое здоровье и здоровье своей семьи. Помните, перед тем, как приступить к бурению скважин, необходимо знать расположение водоносных горизонтов в своем районе и тщательно подбирать специалистов.
Водоносный горизонт
Откуда появляется вода в кране? Из каких недр ее добывают для удовлетворения постоянно растущих потребностей человечества? В 21 веке достаточное количество воды является одним из основных условий комфортной жизни. Средний объем ежедневного потребления воды одним человеком составляет от 150 до 600 литров. В засушливых регионах, однако, этот показатель не превышает 15 литров.
Любой природный или созданный человеком водоем основан на подземных водоносных горизонтах. Именно от характеристик этих слоев нашей планеты зависит количество и качество воды, наполняющей колодец или скважину. Учеными давно изучены и детально описаны все слои пресной воды, содержащиеся в недрах нашей планеты. Стоит отметить, что на планете наблюдается неравномерное распределение таких слоев, вследствие чего в некоторых регионах фиксируются сложности с доступом к питьевой воде.
Водоносный горизонт – это грунт, в порах и трещинах которого залегает, а может и перемещаться вода. Во время бурения скважины очень важно найти именно такой горизонт, который гарантирует требуемый объем воды высокого качества. Запечатан такой водосодержащий слой водоупорными слоями, чаще всего глинистыми грунтами.
Первый водоносный горизонт
Как известно, водоносные горизонты пролегают в рыхлых, зернистых или пористых породах, полостях и трещинах твердых пластов, которые имеют способность накапливать влагу. Первый водоносный горизонт еще называют верховодкой. Глубина его залегания не превышает 0,5 м в северной тундре, однако может достигать 20-25 м в южных широтах. Состоит этот слой из несцементированных (рыхлых) осадочных пород. В толщину слой достигает 3-4 м. Верховодка не имеет кровли. Ее верхняя граница расположена в области аэрации, вследствие чего обеспечивается непосредственная связь водоносного горизонта с поверхностью. Почти весь объем горизонт получает путем инфильтрации с поверхности почвы. Единственное достоинство этого горизонта состоит в его легкой доступности.
Из минусов стоит отметить:
Верховодка может быть использована исключительно для полива и бытовых нужд. Без длительного кипячения вода не должна использоваться для употребления в пищу.
Во время бурения скважины, которая опускается ниже первого водоносного горизонта, нужно позаботиться о тщательной изоляции от попадания верховодки при помощи системы концентрических обсадных труб.
Грунтовый водоносный горизонт находится в первом водоносном горизонте. Его отличие заключается в расположении на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое, в рыхлых или трещинных породах. Наполняет он вследствие просачивания осадков, таяния снегов, вод из рек, ручьев, озер, оросительных каналов.
Количество грунтовых вод меньше зависит от уровня осадков. Тем не менее, во время весеннего таяния снега или обильных дождей оно повышается. В сухое время года наблюдается его истощение. Эту особенность обязательно нужно принимать во внимание перед бурением скважины или копки колодца.
Для питья такая вода не пригодна без кипячения.
Второй водоносный горизонт
Второй подземный водоносный горизонт или межпластовый слой находится между двумя водоупорными пластами грунта. Его объем более стабилен. Наполнение горизонта происходит вследствие инфильтрации грунтовых вод через слабопроницаемые породы. По характеру движения существует две категории подземных вод:
Глубина водоносных горизонтов второго слоя может составлять от 30 до 100 метров. В процессе просачивания через мелкие поры, трещины и каверны вода проходит естественную природную очистку. Чаще всего она соответствует нормативам, прописанным в СанПиНе.
Исходя из типов пород, через которые просачивается жидкость, она будет насыщаться растворенным железом, солями кальция или магния, и прочими веществами. Вследствие этого, их количество может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК), которая прописана в санитарных правилах и нормах. В таком случае необходимо приобрести дополнительное оборудование для очистки воды.
Артезианский водоносный горизонт
Характеристика водоносных горизонтов артезианского типа основана на их глубине. Артезианский водоносный горизонт расположен в особых геологических структурах:
Этот слой расположен в пористых или щелевых породах, залегающих между двумя водоупорными слоями (известняк, гранит, песчаник). Следовательно, именно этот слой наилучшим образом защищен от действия внешних факторов. Наполнение слоя осуществляется удаленно. Источник питания может располагаться на расстоянии десятков и даже сотен километров. После прохождения таких расстояний, вода природным путем очищается от примесей и загрязнений.
Глубина залегания водоносных горизонтов артезианского происхождения составляет от 100 до 1000 метров.
Из плюсов артезианского горизонта стоит выделить:
В Законе Российской Федерации «О недрах» значится, что расположенные в артезианских водоносных горизонтах воды представляют собой государственный стратегический запас.
Сооружения для добычи воды
Методы определения глубины залегания
Определить глубину расположения водоносных горизонтов можно различными способами. К примеру, растения, которые нуждаются в избыточном количестве влаги, прекрасно демонстрируют местонахождение водоносных слоев. Если во время засухи, растения пышные и зеленые, значит, участок богат подземными водами.
Также можно ориентироваться на разновидность влаголюбивых растений. К примеру, если на участке растет камыш, значит, вода находится на глубине от метра до трех. Тогда как рогоза может расти в метре от поверхности водоносного горизонта. Черный тополь растет там, где вода залегает на глубине от полуметра до трех. Березняки и ольха также являются индикаторами присутствия водоносных слоев, а вот наличие сосны говорит совершенно об обратной ситуации.
Для выяснения глубины залегания водоносных жил успешно применяется ручное бурение. Этот способ подходит для земель с мягкими почвами. Бур нужно вести в землю и тщательно на каждом этапе заглубления осматривать почву на предмет появления чрезмерной влаги.
Если глубина скважины относительно небольшая, то ее можно установить своими силами. Но если речь идет о глубине в 30-50 м, то понадобятся специальные буровые установки.
Первый и второй водоносный горизонт, чем отличаются
Откуда берется вода. Из каких недр ее добывает человек, чтобы удовлетворить потребности.
Вода необходима для существования человека, снабжение ею в достаточном количестве стало одним из главных условий комфортной жизни.
В среднем. на одного человека в развитых странах ежедневно расходуется от 130 до 700 литров воды в сутки.
Минимум потребления отмечен в засушливых регионах с низким уровнем развития, но и там среднесуточное потребление воды на человека превышает 15 л.
Что такое подземные воды
В населенных пунктах, где отсутствует централизованное водоснабжение, в дачных поселках и т.д., проблему воды жителям приходится решать своими силами.
Для бытовых нужд, в этом случае, используют подземные воды.
К подземным, относятся воды, находящиеся в слоях земной коры, на различной глубине под поверхностью грунта.
В нижних слоях залегают:
Происхождением эти подземные воды обязаны:
Чтобы до них добраться, требуется глубокое и сверхглубокое бурение (примерная цена гидропломбы для колодцев), и, с точки зрения водоснабжения, интереса, они не представляют.
Источником воды для колодцев и скважин служат верхние водоносные горизонты.
А что вы знаете про смеситель для кухни с краном для питьевой воды? Прочитайте в полезной статье о том, какие модификации подобных аксессуаров для улучшения бытовых условий продаются в магазинах, и как правильно его выбрать.
А что вы знаете про смеситель для кухни с краном для питьевой воды? Прочитайте в полезной статье о том, какие модификации подобных аксессуаров для улучшения бытовых условий продаются в магазинах, и как правильно его выбрать.Как сделать разводку отопления в частном доме своими руками прочитайте на этой странице.
Водоносным горизонтом или аквифером называют один или несколько контактирующих между собой слоев горных пород (преимущественно, осадочных), имеющих сходный состав и происхождение, с высокими показателями водопроницаемости.
Структура образующих водоносный горизонт пород – зернистая (рыхлая) или пористая с полостями и трещинами, соединенными между собой.
Поры и промежутки между зернами породы и определяют водопроницаемость –способность породы аккумулировать воду и обеспечивать ее движение.
В практике, водоносным горизонтом считают зону под поверхностью земли, способную обеспечить добычу воды в масштабах, имеющих практическое (экономическое, стратегическое, промышленное и т.д.) значение.
[note]Под водоносным горизонтом находится подошва – пласт горных пород с низким уровнем водопроницаемости. Такие породы – глину, гранит и др. называют водоупорами.[/note]
Сверху водоносный слой ограничен кровлей – другим пластом водоупора, или зоной аэрации – слоями грунта, вплоть до поверхности, в которых поровое пространство не заполнено водой.
Зона аэрации обеспечивает свободное проникновение воздуха и воды, выпадающей в виде осадков к водоносным слоям.
Откуда берется вода в земной коре
Вода в верхних водоносных горизонтах постоянно движется.
Пополняется она, за счет просачивания с поверхности атмосферных осадков – талых вод и дождей.
Другим источником пополнения служит инфильтрация (просачивание) воды сквозь материалы, из которых образованы ложа наземных водоемов – рек, озер и др.
Человек на свои нужды отбирает незначительную часть подземных вод.
Остальной объем стекает по подстилающим водоупорным слоям до мест выхода на поверхность, где образуются родники, питающие реки, озера, болота и моря.
Виды водоносных слоев
Прежде, чем начинать бурение собственной скважины, необходимо иметь представление о видах водоносных горизонтов и их особенностях.
На этом базируется грамотный выбор горизонта, который обеспечит скважины качественной водой в течение длительного времени.
В геологии водоносные слои делят по типу составляющих горных пород.
А вам известно, как правильно выбрать стиральную машину-автомат? По каким параметрам подобрать для себя сложную бытовую технику написано в полезной статье.Как выбрать хороший смеситель для ванной прочитайте здесь.
В рыхлых породах вода накапливается в порах между частицами материала, в уплотненных — в полостях (кавернах) и трещинах, в водорастворимых (гипс) – в карстах.
Соответственно, для каждого из этих видов характерен собственный показатель водопроницаемости (наибольший у аллювиальных отложений), насыщенность водой и скорость ее движения
Типы по залеганию
В практике водоснабжения частного дома или садового участка значение имеет залегание водоносных слоев.
Первый горизонт
Первый водоносный горизонт ( нередко встречается название грунтовые воды или верховодка) образуется слоем водопроницаемых пород, залегающих под верхним слоем почвы.
Расположен он на глубине от 0,5 м ( в северной тундре) до 20-25 м в южных широтах.
Составляют первый горизонт, как правило, несцементированные (рыхлые) осадочные поры.
Толщина слоя, редко превышает 3-4 м.
Кровли над слоем нет, верхняя граница лежит в зоне аэрации, что обеспечивает прямую связь водоносного горизонта с поверхностью.
Практически, весь объем, горизонт получает за счет инфильтрации воды с поверхности почвы.
Это обусловило недостатки верховодки:
Насыщенность слоя водой, а, следовательно, и дебет источника имеет ярко выраженный сезонный характер и зависит от годового объема осадков.
В засушливые годы воды на первом горизонте может не остаться вовсе.
Это объясняется малой толщиной фильтрующего слоя грунта, который проходит вода до попадания на первый горизонт.
Этого недостаточно для очистки от химических примесей, попадающих в воду, в результате деятельности человека:
Кроме того, в воде первого горизонта повышена концентрация кислорода, что способствует развитию в ней микроорганизмов.
Важно! Использовать такую воду для питья можно только в случае регулярного проведения анализа в санитарных лабораториях!
Безопаснее, воздержаться от этого, и применять верховодку, исключительно, для технических целей и полива при помощи погружного насоса Малыш!
Практический совет!
Рассматривают неглубокое залегание первого водоносного горизонта и как достоинство.
Такой источник воды (скважина или колодец) требует минимальных затрат времени, сил и средств.
Второй уровень
Второй водоносный горизонт (межпластовые воды) залегает на глубине 30-100 м. Слой грунта на этом горизонте изолирован водоупорами сверху и снизу.
Составляют этот водоносный слой уплотненные отложения с накоплением воды в трещинах и кавернах.
Подпитка второго водяного горизонта идет за счет:
В результате, вода проходит тщательную природную очистку и в большинстве случаев, соответствует санитарным нормам для питья и приготовления пищи.
Замечание!
Употреблять межпластовые воды для питья можно только после анализа состава!
В зависимости от пород, образующих горизонт, может понадобиться фильтрация.
Кроме того, вода на своем пути растворяет элементы, содержащиеся в слоях грунта, в результате чего, предельно-допустимые концентрации металлов и других веществ могут оказаться превышены!
Источники, получающие воду со второго горизонта, практически, не подвержены сезонным колебаниям.
Дебет их стабилен в течение всего времени эксплуатации скважины.
Важно! При постоянном интенсивном заборе и малой насыщенности или мощности водоносного слоя дебет скважины может снизиться.
Такой режим с отбором «досуха» приводит к уменьшению срока эксплуатации источника!
Воды второго горизонта на большой глубине могут находиться под статическим давлением, в результате, пробуренная скважина (как сделать кессон) окажется напорной.
Артезианские скважины
Артезианский водоносный горизонт относится к межпластовым и отличается большой глубиной залегания, более 100 м, и надежной защищенностью от инфильтрации воды с поверхности несколькими пластами водоупорных пород.
Качество воды в таких слоях высокое, поскольку. источники подпитки находятся на значительном (иногда. в сотнях километров) удалении от мест залегания.
Вода, преодолевая такие расстояния в пористых горных породах, очищается от примесей.
При этом, растворяя часть веществ, содержащихся в грунтах, приобретает минерализацию, нередко с превышением предельно-допустимых концентраций.
Именно, поэтому, многие артезианские воды относятся к категории лечебных, использование которых для питья ограничено.
Образуются такие водоносные слои, чаще всего, в геологических структурах особой, вогнутой, формы – мульдах и флексурах.
Эта особенность и глубина залегания обуславливают статическое давление на горизонте, в результате чего, артезианские скважины – напорные.
Важно! Артезианские воды, как и большинство межпластовых считаются стратегическим резервом государства и попадают под действие Закона РФ «О недрах».
Для бурения артезианских скважин (посмотрите видео) и эксплуатации источников, обязательны соответствующие разрешения и лицензии.
Дебет артезианских скважин не зависит от сезонных и годовых колебаний влажности и количества осадков.
Срок эксплуатации такого источника составляет не менее 50 лет.
Производительность достаточна для водоснабжения не одного частного дома.
Характеристики источников
При выборе водоносного горизонта для устройства скважины, кроме его типа требуется учитывать основные характеристики:
Узнать их можно в геологоразведочных организациях района, а уточнить в процессе бурения.
Полезный совет
[note]Перед тем, как использовать добытую воду, обязательно сделайте исследование жидкости в медико-бактериологической лаборатории. Это убережет вас от многих неприятностей.[/note]
Четвертичный водоносный горизонт что это
ЧАСТЬ I. ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
1.1. Объекты мониторинга подземных вод и их обеспеченность наблюдательными сетями
1.1.1. Характеристика объектов мониторинга подземных вод
Объекты мониторинга подземных вод УР – водоносные горизонты, комплексы, свиты, содержащие подземные воды, которые имеют целевое значение в социально-экономической сфере республики.
Основными водоносными свитами, используемыми для хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории Удмуртской Республики, служат северодвинская (Р3sd), уржумская (Р2ur) и казанская карбонатно-терригенные свиты (Р2kz).
Подземные воды коренных отложений характеризуются сложными гидрогеологическими условиями, которые обусловлены резкой литолого-фациальной изменчивостью разреза толщи верхнепермских пород на небольших расстояниях, отсутствием выдержанных водоносных горизонтов и надежных водоупоров.
Характеристика основных водоносных горизонтов и свит в естественных условиях в 2015 году приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1.1.
Характеристика основных водоносных горизонтов и свит в естественных условиях на территории Удмуртской Республики в 2015 году
превышает ПДК (СанПиН, ГН)
Ниже приводится характеристика подземных вод по основным эксплуатируемым водоносным горизонтам и свитам:
Водоносный четвертичный аллювиальный горизонт (аQ)
Воды аллювиальных отложений пресные гидрокарбонатные кальциевые с ми-нерализацией 0,1-0,6 г/л, на локальных участках до 1,68 г/л.
Питание водоносных прослоев осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Разгрузка происходит в овражно-балочную сеть и в нижележащие водоносные горизонты.
Четвертичный аллювиальный горизонт в Удмуртии имеет малое практическое значение. Его доля в общем водоотборе по республике составляет всего 2 %. Воды горизонта используются для централизованного водоснабжения на юго-востоке республики в пределах поймы и надпойменных террас р.Кама: п.Новый на правом берегу р.Кама у южной границы Воткинского водохранилища и п.Кама на левом берегу р.Кама в Камбарском районе.
Воды четвертичных отложений подвержены загрязнению с поверхности из-за их неглубокого залегания и отсутствия выдержанной водоупорной кровли.
Водоносная северодвинская карбонатно-терригенная свита (Р3sd)
Водоносная северодвинская карбонатно-терригенная свита распространена в северной части республики до широты истока р.Кильмези и долины р.Лып (правый приток р.Чепцы). Свита представляет собой сложно построенную толщу многократного чередования ритмов обводненных и относительно водоупорных пород, начинающихся обычно грубозернистыми песчаниками с прослоями конгломератов и венчающихся глинистыми, а часто и карбонатными породами. Таких ритмов в водоносной свите насчитывается от 2-3 до 10.
Общая мощность водоносной свиты в пределах зоны пресных вод характеризуется величиной 80-100 м. В области питания в верховьях р. Камы, Чепцы, Кильмези воды пресные с минерализацией 0,3-0,6 г/л. Воды преимущественно гидрокарбонатные кальциевые, гидрокарбонатные натриевые.
За счет водоносной северодвинской свиты осуществляется водоснабжение населенных пунктов северной части республики: Глазов, Юкаменское, Красногорское, Яр. Добыча подземных вод в отчетном году составила 19,61 тыс. м3/сут – 15 % от общего водоотбора по республике.
Водоносная уржумская карбонатно-терригенная свита (Р2ur)
Данная свита широко распространена в центральной и южной частях республики. Водовмещающими породами в ритмически построенной толще являются линзы песчаников с прослоями конгломератов, залегающие в основании разреза каждого из многочисленных ритмов. Общая мощность водоносных прослоев изменяется от 3,0-5,0 м до 40,0 м, составляя в некоторых разрезах до 2/3 мощности свиты.
Величина напора изменяется от 6-10 до 80 м, с преобладающими значениями в 40-50 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах 2-70 м.
По химическому составу воды, приуроченные к песчаникам и мергелям верхней части ритмов, гидрокарбонатные кальциево-магниевые с минерализацией 0,4-0,6 г/л и общей жесткостью 3,3-5,8 моль/м3. Воды в нижней части свиты гидрокарбонатные натриевые с минерализацией 0,2-0,8 г/л, жесткостью 0,2-2,4 моль/м3.
Модули эксплуатационных ресурсов распределяются следующим образом: в восточной части республики (район г. Воткинска, с. Шаркан, Якшур-Бодья) модуль составил 0,6-0,9 л/с•км2, в западной (с. Селты, Сюмси) и центральной частях (г. Ижевск, с. Завьялово и др.) он равен 0,4-1,0 л/с•км2.
Добыча подземных вод из уржумской водоносной свиты в 2013 году составила 44,21 тыс. м3/сут – 35 % от общего водоотбора по республике. Для центральной части республики водоносная уржумская свита является единственным источником подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Водоносная казанская карбонатно-терригенная свита (Р2kz)
Водовмещающими являются тонко-мелкозернистые песчаники с линзами конгломератов, залегающие в основании каждого ритма сложнослоистой толщи казанской свиты. В юго-западной части территории водоносными явля-ются известняки, доломиты и мергели переходной морской фации.
В эксплуатационных скважинах вода вскрывается на глубинах от 5,3 до 150 м, преобладают глубины 15-75 м. Мощность зоны пресных вод определяется врезом современной эрозионной сети и изменяется от 100 до 150 м, со-кращаясь на отдельных участках разгрузки минерализованных вод до 20-50 м.
Воды свиты пластово-трещинные, пластово-поровые, в основном напорные. Величина напора возрастает с глубиной залегания водосодержащих пород. В южной части территории напоры изменяются от единиц до 70 м.
В южной части республики воды казанской свиты на 3/4 мощности (100-150 м) пресные с минерализацией до 1 г/л, с преобладающими значениями 0,3-0,6 г/л. По химическому составу они в основном гидрокарбонатные кальциево-магниевые и кальциевые. По результатам региональных работ модуль эксплуатационных ресурсов на большей части площади распространения свиты составляет 0,9 л/с•км2.
Для южной части республики водоносная казанская карбонатно-терригенная свита является одним из основных источников водоснабжения. Почти половина (48%) от общей добычи подземных вод по республике приходится именно на эту водоносную свиту.
Уфимская карбонатно-терригенная свита (Р1u)
Наличие в верхней части водоупора создает закрытость комплекса и определяет повышенную минерализацию подземных вод. Слабоминера-лизованные воды (1-3 г/л) имеют ограниченное распространение на юге республики. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые, сульфатные кальциевые, хлоридные натриево-кальциевые и натриевые.
Минеральные воды, заключенные в отложениях пермской и каменноугольных систем, используются для лечебных целей. Их отбор в 2013 году составил 4,4 % от разведанных запасов.
Рассолы, добываемые попутно с нефтью из каменноугольных и девонских отложений, могут быть использованы для извлечения промышленных компонентов (йод, бром и др.). В настоящее время воды, после отделения от нефти, отводятся через специальные скважины в поглощающие отложения того же возраста или в продуктивные толщи для поддержания пластового давления.
В Удмуртской Республике остро стоит проблема о достаточно низком качестве вскрываемых эксплуатационными скважинами вод при больших ресурсах подземных вод питьевого качества. Очень широко распространена эксплуатация природных некондиционных вод. Причиной сложившейся ситуации являются достаточно своеобразные гидрохимические условия территории, наличие некондиционных природных вод на небольших глубинах. Часто доведение таких вод до питьевых норм сильно затруднено из-за отсутствия промышленных методик очистки.
Максимальных мощностей в 80 – 100 м зона развития вод HCO3-Ca типа достигает на водоразделах. Величины эти, в отличие от ЗПВ, достаточно постоянны для всей территории республики. Постоянство мощности кондиционных вод на водоразделах позволяет предположить, что при фильтрации вод через 100-метровую толщу пермских континентальных красноцветных отложений процессы взаимодействия в системе «вода-порода» приводят к существенному изменению химии вод с накоплением отдельных компонентов выше ПДК для питьевых вод. В первую очередь это процесс катионного обмена кальция и магния на натрий, приводящий к образованию «мягких» вод, их обогащению бором, фтором.
Мощность зоны «мягких» вод меняется в широких пределах в зависимости от проводимости пород и условий дренирования. В северной и южной частях республики она в общем случае меньше, изменяется от 30 до 80 м. В центральной части мощность может увеличиваться до 100 – 120 м.
В подавляющем большинстве случаев эксплуатационные скважины вскрывают и совместно эксплуатируют все имеющиеся прослои в зоне пресных подземных вод. При этом химический состав добываемой воды зависит от относительной водообильности прослоев и может меняться в процессе эксплуатации в зависимости от интенсивности водоотбора, глубины установки водоподъемного оборудования.
На рис. 1.1.3. показано состояние эксплуатации природных некондиционных подземных вод на территории республики. На схеме оконтурены территории, на которых то или иное количество скважин (в процентах) выводят воды с превышениями ПДК питьевых вод по бору, сульфатам, хлоридам и кремнию. В некондиционных водах республики могут встречаться выше нормы и другие компоненты, например, стронций, марганец, железо. Но для обобщения ситуации по данным компонентам недостаточно информации.
Для определения (в процентном соотношении) количества скважин, выводящих некондиционные воды по тем или иным компонентам, территория республики условно была разбита на ячейки размером 10х10 км. В каждой ячейке вычислялся процент некондиционных скважин (отдельно по бору, сульфатам, хлоридам и кремнию) относительно общего количества существующих эксплуатационных скважин. Затем методом интерполяции проводились изолинии по ячейкам с равным количеством скважин (в %), выводящих некондиционные воды. Поэтому, если в каком-либо месте общее количество скважин невелико, и большая их часть выводит некондиционные воды, то процент некондиционных скважин будет также высок, как и в местах с большим скоплением скважин.
В среднем на территории республики около 30-40 % скважин выводят природные некондиционные воды. Большая часть из них (75 %) приходится на скважины, выводящие мягкие гидрокарбонатные натриевые воды с содержанием бора выше питьевых норм. Приведенные данные с годами должны уточняться по мере поступления химических анализов от недропользователей.
Бор. На приведенной схеме (рис. 1.1.3.) полигонами показано количество скважин с высоким содержанием бора, где оно составляет более 50 или 100% от общего числа скважин. Тем не менее, на остальной территории республики «борные» скважины также присутствуют в достаточном количестве.
Также большая доля эксплуатационных скважин с борной водой (около 50 %) расположена в районах групповых водозаборов: гг. Ижевск, Воткинск, Сарапул, Камбарка, пгт. Яр, Ува, Кизнер, с.с. Красногорское, Алнаши.
Бороносные воды выводятся скважинами практически из всех основных водоносных подразделений, распространенных на территории республики: из северодвинской, из уржумской и из казанской водоносных свит (рис. 1.1.3).
Кремний. Подземные воды с содержанием кремния выше питьевых норм выводятся эксплуатационными скважинами, в основном, в центральной части республики (рис. 1.1.3).
На двух крупных групповых водозаборах (Кузьминский участок Глазовского МППВ и участок ФГУП «Воткинский завод») во всех скважинах присутствует кремний выше ПДК. На Кузьминском участке (для г.Глазова) в 2012 г водоотбор составил 13,4 тыс. м3/сут. Всего на участке имеется 4 эксплуатационные скважины. По двум из них кремний определялся с 1999 г и всегда он был выше ПДК. Концентрации его изменялись от 12,9 до 20,4 мг/л. В 2012 г содержание кремния в водах определялось по 4 раза из каждой скважины и составило 15,5-17,5 мг/л
В скважинах водозабора ФГУП «Воткинский завод» содержание кремния составляет 14,1-19,7 мг/л. Несмотря на эксплуатацию водозабора с 1966 г, кремний определялся только в 2008 г при оценке запасов пресных подземных вод. Современный водоотбор не превышает 1,0 тыс. м3/сут.
Всего по республике насчитывается около 274 «кремниевых» скважины (7 % от общего количества действующих и резервных эксплуатационных скважин). Находятся они в 9-ти административных районах УР, количество их в одном районе изменяется от 1-3 до 11-29. По большей части это скважины в Дебес-ском, Шарканском и Якшур-Бодьинском районах.
Водозаборные скважины с высоким содержанием кремния эксплуатируют по большей части северодвинскую, уржумскую и частично казанскую водоносные свиты.
Сульфаты. В меньшей степени в Удмуртии имеется количество скважин, в природных водах которых выше питьевых норм находятся сульфаты. В основном, высокое содержание сульфатов в подземных водах встречается на юге республики: в Увинском, Алнашском, Можгинском районах, реже – на севере: в Кезском и Балезинском районах (рис. 1.1.3). На отдельных площадях в Кизнере, Можге и Алнашском районе количество таких скважин составляет от 15 до 30 %. Около 10 % скважин с высоким содержанием сульфатов расположено также на отдельных площадях в районе г.Ижевска и пгт.Ува. В Кезском районе (в центральной части) в 25 % скважин сульфаты выше ПДК.
Всего по республике насчитывается 97 «сульфатных» скважин (3 % от общего количества действующих и резервных эксплуатационных скважин). Находятся они в 14-ти административных районах УР, количество их в одном районе изменяется от 1-3 до 15-27. По большей части это скважины в г.Ижевске, Можгинском, Увинском, Кезском и Алнашском районах.
В основном подземные воды с высоким содержанием сульфатов выводятся из казанских отложений (на юге республики), реже – из уржумских.
Хлориды. По большей части скважины, выводящие природные некондиционные воды с содержанием хлоридов выше ПДК, приурочены к поймам крупных водотоков, таких, как Кама, Иж, Чепца, Лып (рис. 1.1.3), где происходит разгрузка слабоминерализованных и соленых вод. «Хлоридные» скважины имеются на водозаборах гг.Ижевска, Воткинска, Сарапула, пгт. Балезино и Кез.
На отдельных площадях наибольшее в процентном отношении количество скважин с высокими концентрациями хлоридов находится в Балезинском и Кезском районах (20-50 %), в Срапульском, Воткинском районах и г.Ижевске – 10-20 %. В целом данные скважины расположены в 13-и административных районах. Количество скважин по районам изменяется от 1-2 до 10-27. Наибольшее их число находится в Воткинском районе – 27 скважин. В целом, «хлоридные» скважины по республике составляют 2 % от общего количества скважин. Выше ПДК хлориды в 2012 г зафиксированы в 12-и скважинах, концентрация их достигала 2,82 г/л (в скв. 11740 в г.Воткинске).
Водозаборные скважины с высоким содержанием хлоридов эксплуатируют уржумскую, казанскую и частично северодвинскую водоносные свиты.
В таблице 1.1.2. отмечены так называемые «проблемные» административные районы республики, с большим процентом скважин, выводящих некондиционные подземные воды с превышением предельно-допустимых норм по тому или иному компоненту природного происхождения. Наиболее остро проблема низкого качества природных вод стоит на территории Балезинского, Кезского, Увинского и Игринскго районов.
Количество эксплуатационных скважин с природным несоответствием качества подземных вод по административным районам
Административный район
Общее количество эксплуатационных скважин
Количество эксплуатационных скважин с природным несоответствием качества подземных вод по компонентам (в % от общего количества)
Алнашский
Балезинский
Вавожский
Воткинский
Глазовский
Граховский
Дебесский
Завьяловский
Игринский
Камбарский
Каракулинский
Кезский
Кизнерский
Киясовский
Красногорский
Малопургинский
Можгинский
Сарапульский
Селтинский
Сюмсинский
Увинский
Шарканский
Юкаменский
Якшур-Бодьинский
Ярский
г.Ижевск
Итого по Удмуртской Республике
3920
В целом широкое развитие некондиционных вод, значительные их ресурсы по сравнению с водами питьевого качества создают самую серьезную проблему хозяйственно-питьевого использования подземных вод на территории Удмуртской Республики.