Гидродинамические факторы формирования химического состава подземных вод при эксплуатации слоистых толщ : На примере Азово-Кубанского артезианского бассейна

• Автор: Тытянок, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 04.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1, СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ, СПЕЦИФИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
И ПРОБЛЕМАТИКА
Глава 2. ГЕОЛОГО- ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД АЗОВО-КУБАСКОГО АРТЕЗИАНСКОГО БАССЕЙНА (АКАБ)
2.1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
2.1.1. Орогидрография
2.1.2. Гидрология
2.1.3. Осадки
2.2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ФАКТОРЫ
2.2.1. Стратиграфия и литология
2.2.2. Тектоника
2.3. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
2.4. ИСКУССТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Глава 3. РАЙОНИРОВАНИЕ АКАБ ПО УСЛОВИЯМ ФОРМИРОВАНИЯ И
ОСОБЕННОСТЯМ РЕЖИМА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Глава 4.ТИПИЗАЦИЯ ГИДРОГЕОДИНАМИЧЕСКИХ И ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ АКАБ И ОСНОВНЫХ ВОДОЗАБОРОВ
СКВАЖИНЫ
Глава 6. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ МЕТОДИКИ РАЗВЕДКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАПАСОВ И МОНИТОРИНГА ПОДЗЕМНЫХ ВОД В СЛОИСТЫХ ТОЛЩАХ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность проблемы. Подземная гидросфера является одним из основных источников хозяйственно-питьевых, минеральных, промышленных, оросительных и других вод. Выяснение закономерностей формирования их химического состава в сложных гидродинамических условиях является одной из наиболее важных проблем при использовании подземных вод в народном хозяйстве. От установления закономерностей этих процессов зависит методическая направленность и технический комплекс мероприятий и приемов при изучении подземных вод на стадии разведки, оценки эксплутационных запасов и их добыче, а также интерпретация последствий гидродинамических и гидрохимических процессов при мониторинге эксплуатируемых месторождений. Существенные отличия прогнозируемого химического состава подземных вод на стадии разведки месторождений и их эксплуатация в условиях многослойных водоносных комплексов, используемых как единая гидрогеологическая система, могут быть объяснены изменением пропорций смешения вод в скважинах, каптирующих разнонапорные водоносные пласты. При длительной эксплуатации их происходит нивелирование пьезометрических уровней, а следовательно, изменение степени депрессии отдельных пластов и доли притока из них в общем дебите скважины и водозаборного сооружения в целом. Выявленная тенденция к увеличению содержания практически всех компонентов химического состава вод в описанном процессе вероятно связана с постоянным увеличением доли притока из менее проницаемых слоев с относительно затрудненным водообменом, а потому с ухудшенным качеством.
Предложенный в настоящей работе анализ и научные рекомендации по методике обработки фактического материала позволяют объяснить тенденции изменения качества подземных вод на действующих водозаборах и учитывать их при постановке работ с целью прогноза стабильности химического состав в период разведки и оценки запасов подземных вод в слоистых толщах. Этим определяется актуальность работы.

Цель работы: совершенствование научно-методических основ гидродинамического прогнозирования изменения химического состава подземных вод при их поисках, разведке с оценкой эксплутационных запасов и мониторинге в условиях частого переслаивания коллекторов и водоупоров (на примере Азово-Кубанского артезианского бассейна).
Для достижения этой цели решались следующие основные задачи.
1. Районирование Азово-Кубанского артезианского бассейна (АКАБ) по особенностям формирования химического состава и гидродинамического режима подземных вод.
2.Типизация основных месторождений АКАБ по условиям формирования притока в скважины.
3.Анализ соответствия прогноза качества подземных вод на стадии оценки эксплутационных запасов и их качества в период эксплуатации месторождений.
4. Гидродинамическое обоснование тенденции изменения химического состава подземных вод в условиях эксплутационного водоотбора из слоистых толщ.
5. Математическое моделирование смешения подземных вод в скважине, каптирующей разнонапорные горизонты с различными проницаемостью и химическим составом подземных вод.
6. Оценка роли гидродинамических факторов в формировании гидрохимической ситуации (на примере эксплуатации типичного Константиновского месторождения подземных вод).
Основные защищаемые положения.
1. Флуктуация значений содержания отдельных компонентов химического состава подземных вод и минерализации в целом в условиях эксплуатации разнонапорных слоистых толщ связана не только с перетеканием из смежных горизонтов и упругим отжатием из глин, но и с гидродинамическим изменением степени депрессии отдельных водоносных слоев в процессе водоотбора

Западно-Кубанский прогиб, начиная с олигоцена, представляет собой область устойчивого прогибания, где палеозойский фундамент залегает на глубине более 12 км, а наибольшая глубина по подошве верхнего сармата достигает 2492 м. Этот прогиб характеризуется максимальными мощностями стратиграфических подразделений, наиболее глубоководными (морскими) фациями и преимущественно глинистым составом осадков всей молассовой толщи. Эффективная суммарная мощность разнозернистых песков составляет 650-700 м, т.е. третью часть всего описываемого разреза. На протяжении неогена Западно-Кубанский прогиб серией внутренних продольных поднятий расчленен на четыре синклинальные впадины: Ардагумо-Афипскую, Славянскую, Черноерков-скую, Кирпильскую.
Восточно-Кубанский прогиб - это более пологая и менее прогнутая предгорная впадина платформенного типа, протяженностью 230 км, глубиной (по верхнему сармату) до 770-800 м, шириной до 88 км (на западе). Отличительной чертой описываемого прогиба является меньшая мощность осадков, чем в Западно-Кубанском, невыдержанность состава мол асе. Здесь только нижняя часть разреза сложена морскими мелководными осадками, выше залегают породы континентального происхождения. Эффективная мощность разреза, представленного средне-, мелкозернистыми песками, гравием с песчаным заполнителем, равняется 250-280 м, т.е. половине общей мощности разреза. Как и в Западно-Кубанском, в этом прогибе выделяются структуры третьего порядка - Майкопский (Адыгейский) выступ, Курганинская и Тбилисская впадины, разделенные Темиргоевским поднятием.
Склон Скифской плиты является областью слабых прогибаний, в которой в олигоцен-неогеновое время сформировались слабонаклонные синклинальные впадины- Кавалеровская, Егорлыкская, Ейская. Эта область простирается в широтном направлении на 325 км при ширине до 150 км и глубине от 100 м (на севере) до 650 м (на юге). Разрез описываемой части бассейна сложен как мор-