ГЕОМЕХАНИКА

Использование грунтовых вод трещиноватых скальных пород

Использование гидродинамического метода для обоснования границ второго пояса зоны санитарной охраны водозаборных скважин, питающихся водами трещиноватых пород, возможно, если имеется уверенность, что трещиноватость этих пород равномерная и водонепроницаемость их мало меняется в районе водозаборного сооружения. Кроме того, нужно хотя бы ориентировочно знать величины коэффициента фильтрации и активной пористости (трещиноватости) водоносных пород.

Однако часто трещины в скальных породах распространены неравномерно, поэтому водопроницаемость и пористость пород резко меняются в различных направлениях и на небольших расстояниях. В этих условиях депрессионные воронки уже не имеют правильной овальной формы, а вытянуты в одном из направлений. Так, например, в дислоцированных скальных породах часто длина депрессионных воронок в несколько десятков и даже сотен раз превышает их ширину.

Таким образом, при использовании вод трещиноватых скальных пород гидрогеологическое обоснование границ второго пояса зон санитарной охраны должно быть иное, чем при использовании вод рыхлых осадочных пород. Основное внимание следует обратить на анализ имеющихся общих геологических и гидрогеологических материалов, а также на учет опыта эксплуатации существующих в районе подземных водозаборов. Это дает возможность выяснить общий характер питания и движения подземных вод в водоносном горизонте и дать гидрогеологическое обоснование положения границ второго пояса зоны. Общих рекомендаций для рассматриваемых случаев сделать нельзя, в каждом объекте исследования должны быть найдены свои решения в зависимости от местной обстановки. Ниже приводятся примеры гидрогеологического обоснования границ вторых поясов зон санитарной охраны источников водоснабжения, питающихся грунтовыми водами трещиноватых скальных пород.

Пример 1. В крупном промышленном городе водозаборные скважины питаются грунтовыми водами трещиноватых известняков нижней перми. Oни подстилаются относительно водоупорной толщей того же возраста, сложенной глинами и мергелями; породы образуют здесь пологие складки (рис. 27). Территория жилой части города, где находятся водозаборные скважины, расположена на западном крыле антиклинальной складки, в своде которой поверхность кровли глин и мергелей нижележащей толщи поднимается выше уровня грунтовых вод. К западу подземные воды территории города отделены водоупорными третичными породами (глинами и суглинками), заполняющими древний, глубокий промыв долины большой реки; грунтовые воды движутся здесь с севера на юг к долине небольшой речки, впадающей в основную реку.
К северу от города шарниры складок погружаются, и водоносные известняки уходят под мощную толщу более молодых казанских отложений, представленных преимущественно водоупорными породами.
Исходя из сказанного, для второго пояса зоны подземных источников водоснабжения города можно установить границы: восточную — по шарниру антиклинальной складки; южную — по подошве правого склона долины речки, которая дренирует подземные воды; западную — вдоль восточной границы древнего промыва, заполненного третичными водоупорными породами; северную — вдоль контакта известняков с казанскими отложениями.
Промышленные предприятия были расположены к западу от жилой территории города, за древним промывом долины реки и не оказывали вредного влияния на качество воды в водозаборных скважинах. Но при развитии промышленности в городе не были учтены гидрогеологические условия и санитарные соображения. Новые крупные химические предприятия разместили к северу от города, выше по потоку подземных вод, на известняках, южнее контакта с казанскими отложениями. Загрязнение промышленных площадок и окружающих участков вследствие утечек из производственных канализационных сетей и других причин привело к тому, что в воде почти всех водозаборных скважин города появился запах фенола, а в некоторых скважинах временами содержалось до 0,035 мг/л анилина. В настоящее время водозаборные скважины, расположенные в жилой части города, приходится отключать от хозяйственно-питьевого водопровода и пользоваться подземными водами из удаленных участков.
Пример 2. Населенный пункт и водозаборные скважины расположены в излучине реки и находятся на поверхности эрозионной террасы долины этой реки. Терраса сложена трещиноватыми водоносными известняками среднего карбона, которые покрыты четвертичными отложениями, состоящими из покровных суглинков и древнеаллювиальных песков общей мощностью 5—8 м (рис. 28). Грунтовые воды известняков, которыми питаются водозаборные скважины, дренируются рекой. Водозаборные скважины расположены на расстоянии 1,5—2,0 км от берега реки и динамический уровень воды в них находится выше уровня паводковых речных вод.
К западу от населенного пункта на расстоянии около 0,5 км проходит подошва коренного склона долины, сложенного моренными глинами, мощность которых достигает 30 м. Эта толща глин защищает водоносный горизонт от поверхностных загрязнений.
В описанных условиях западная граница пояса может быть проведена вдоль бровки коренного склона долины, а северная, восточная и южная — по берегу реки.

Пример 3. В населенном пункте, находящемся на восточном склоне Северного Урала, водозаборная скважина питается водами известняков среднего карбона, имеющих меридиональное простирание и крутое падение. К западу от скважины на расстоянии 0,5 км проходит контакт со слабоводопроницаемыми зеленокаменными породами, а к востоку на расстоянии 1 км распространена толща, состоящая из глинистых известняков и мергелей с прослоями глин (рис. 29). На юге на расстоянии 0,7 км от скважины протекает небольшая речка, дренирующая воды известняков. К северу местность несколько поднимается, на расстоянии 1,5 км от скважины этот подъем имеет прогиб, а затем местность понижается в сторону другой, более крупной реки. Учитывая указанные условия, западную и восточную границы второго пояса зоны для этого источника водоснабжения можно провести соответственно по контактам известняков с зеленокаменными породами и с толщей, состоящей из глинистых известняков и мергелей с прослоями глин; южную — по берегу небольшой речки; северную — по перегибу местности, отмечаемому на расстоянии 1,5 км к северу от скважины.

Границы второго пояса зоны, устанавливаемой для водозаборов, питающихся грунтовыми водами, очень часто можно проводить по расположению водораздельных линий рельефа поверхности земли. Это обусловлено тем, что зеркало грунтовых вод обычно в сглаженной форме повторяет рельеф поверхности земли, вследствие чего, как указывалось ранее, водораздельные линии этих поверхностей примерно совпадают друг с другом. Исключение составляют некоторые участки, находящиеся в горных областях с сильно расчлененным современным рельефом.

Когда используются грунтовые воды трещиноватых пород, то во втором поясе зоны проводятся такие же санитарные мероприятия, как при получении грунтовых вод рыхлых осадочных пород.

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

http://www.geoda.ru/library/drilling/35/

Вернуться в раздел "Статьи"...