Многопластовые водные системы

В пределах осадочных бассейнов встречаются чаще всего многопластовые водонапорные системы. Пример такой системы показан, существующей в пределах белорусской части Подлясско-Брестской впадины приведен на рисунке. Основными водоносными отложениями здесь являются толщи четвертичных, меловых, юрских, кембрийских и протерозойских отложений. Возможно минеральные воды здесь будут встречены и в верхней части кристаллического фундамента, однако фундамент здесь изучен плохо глубоким бурением.

Отдельные водоносные пласты могут быть либо гидравлически изолированными друг от друга, либо иметь гидравлическую связь. В последнем случае между такими пластами будет иметь место водообмен, т.е. переток воды из одного пласта в другой. Как правило, химический состав подземных вод в пластах, имеющих гидравлическую связь будет также одинаковым, либо близким.

Гидрогеологический подземный резервуар, т.е. подземная водоносная система, - это не только коллектор, или хранилище подземных вод. Когда такой резервуар обладает сложным строением, в нем сочетаются коллекторы и водоупоры.

В пределах платформенных и складчатых регионов выделяют два этажа в строении земной коры:

· Фундамент – нижний этаж, сложенный кристаллическими (магматическими, метаморфическими) породами, часто смятыми в складки и интенсивно дислоцированными;

· Платформенный чехол – верхний этаж, представленный преимущественно осадочными породами, имеющими спокойное залегание и слабо дислоцированными.

В зависимости от соотношения структурно-гидрогеологических этажей и преоюладающего типа подземных вод выделяют два типа природных резервуаров подземных вод:

· Гидрогеологические бассейны – погружения, выполненные преимущественно осадочными породами и состоящие из чехла и подстилающего его фундамента;

· Гидрогеологические массивы – выступы фундамента, обычно лишенные чехла; господствующее значение в них имеют трещиноватые кристаллические породы.

Гидрогеологические бассейны существуют в отрицательных геологических структурах – мульдах, впадинах, прогибах, синклиналях и прилегающих к ним склонах. Они содержат выдержанные водоносные пласты. Это огромные аккумуляторы подземных вод.

Гидрогеологические массивы относятся к положительным тектоническим формам – поднятиям складчатых сооружений, в которых слоистость существенно утратила гидрогеологическое значение, а водорпроницаемость пород определяется трешиноватостью и разрывными нарушениями. Глубина проникновения подземных вод в них ограничивается мощностью интенсивно трешиноватых пород (обычно 100 – 500 м).

Разновидности бассейнов и массивов отличаются по разным признакам: характеру распределения подземных вод, форме, происхождению и возрасту геологического тела, его положению, степени метаморфизации пород, напорам подземных вод и т.п.

По характеру распределения подземных вод выделяют бассейны порово-пластовых, трещинно-пластовых или жильно-трещинно-пластовых вод. Выделяют также массивы регионально-трещинных, трещинно-жильных, пластово-порово-трещинных или пластово-жильно-трещинных вод.

Бассейны, в которых гидрогеологическое значение слоистости и трещиноватости равноценно называют адартезианскими (латинское «ад» означает «близко», «при»). Соответственно массивы, сложенные дислоцированными осадочными породами с жильно-трещинными и пластово-трещинными водами, называют гидрогеологическими адмассивами.

По форме геологического тела выделяют мульдо- чаше-, каньоно- грабенообразные и моноклинальные бассейны пластовых вод. Среди массивов трещинных вод выделяют куполо-, сводо-, горстообразные и блоковые разновидности.

В зависимости от генезиса геологического тела выделяют:

· Артезианские бассейны платформ;

· Артезианские бассейны межгорных впадин;

· Поднятия платформенного типа;

· Складчатые области.

Исходя из данных о происхождении геологического тела выделяют:

· Бассейны пластовых вод: платформенные – крупные депрессии; межгорные – малые и средние впадины в пределах геосинклинальных складчатых систем; срединные – участки осадочного чехла устойчивых срединных частей геосинклинальных областей; краевые – крупные и глубокие прогибы в зоне сочленения платформы со складчатым регионом;

· Массивы трещинных вод: цокольные – выступы фундамента древних платформ; орогенные – горно-складчатые сооружения геосинклинальных систем; инъекционные – внедрившиеся и излившиеся магматогенные тела (дайки, покровы, лаколлиты и т.п.).

Возраст бассейнов пластовых вод оценивают по эпохе складчатости, создавшей фундамент, или по возрасту пород, слагающих чехол.

Среди бассейнов и особенно массивов различают равнинные, низкогорные, и высокогорные.

По характеру границ выделяют бассейны открытые, когда граница со смежными бассейнами условна и отчетливо не выражена и замкнутые, когда они со всех сторон изолированы массивами. Очевидно, в отношении массивов можно выделить сопряженные и изолированные массивы.

В настоящее время используют как понятия «бассейн пластовых вод», так и устаревающий термин «артезианский бассейн». Дополнительно к теминам понятия «бассейн пластовых вод» и «массив трещинных вод» используют в качестве дополнительных терминов понятия «напорный», как и «грунтовый» для раскрытия гидравлического механизма резервуара.

По признаку наличия, либо отсутствия напора подземных вод гидрогеологические резервуары делят на безнапорные (грунтовые и межпластовые), напорные (артезианские и глубинные) и напорно-безнапорные (субартезианские).

Питание и разгрузка поземных водоносных систем. В водоносных системах различают:

· Область питания;

· Область стока (распространения напора);

· Область разгрузки (дренажа).

Питание подземных водоносных систем происходит в местах выхода водовмещающих пород на поверхность. Здесь атмосферные осадки просачиваются вглубь горных пород. Основное питание подземных вод для бассейнов пластовых вод происходит за счет инфильтрующихся вод с земной поверхности. Принято различать внешние и внутренние области инфильтрационного питания. В отличие от бассейна, массив имеет только внутреннюю область питания.

Природными дренами для подземных вод являются впадины, долины рек, озер, и дно морей. Внутри резервуаров дренирование осуществляется тектоническими разломами и зонами нарушений.

Область разгрузки состоит из очагов разгрузки – мест выхода воды. Места естественного излияния воды на поверхность называют источником, или родником. К искусственным очагам разгрузки относят горные выработки (карьеры, колодцы, скважины, системы водопонижения, например, при строительстве тоннелей и станций метро, мелиоративные каналы и т.п.), выводящие подземные воды.