Гидрогеология

9. Гидрогеология

Изучение гидрогеологии  листа О-45-XXXI началось в 40-ые годы прошлого столетия. В связи с острой необходимостью централизованного водоснабжения г.Томска подземными водами в начале 70-ых годов начались интенсивные поиски и разведка месторождений подземных вод.

Территория листа О-45-XXXI по схеме гидрогеологического районирования территории разделяется на две неравные части:

- восточная представлена бассейнами стока Колывань-Томской складчатой зоны на западной окраине Саяно-Алтайского сложного бассейна корово-блоковых (пластово-блоковых, блоково-пластовых и пластовых) вод;

- западная (большая) часть  – бассейнами местного стока  южной части Чулымской группы бассейнов регионального стока в составе Западно-Сибирского сложного бассейна пластовых напорных и безнапорных вод.

В строении гидрогеологического  разреза принимают участие  проницаемые  и слабопроницаемые (водоупорные) рыхлые отложения неоген-четвертичного, палеогенового, мелового возраста, а также трещиноватые образования палеозойского складчатого  фундамента. Значительная пространственная изменчивость условий залегания, питания  и разгрузки подземных вод  потребовала разработки дробной  гидрогеологической стратификации  разреза. Общей закономерностью  является погружение структур в направлении  запад-северо-запад с одновременным увеличением мощностей стратиграфо-генетических подразделений. Мощности основных гидрогеологических подразделений изменяются от нуля на юго-востоке, в зоне выклинивания мезозойско-кайнозойских отложений, до десятков-первых сотен метров на северо-западе.

В связи с таким строением  в пределах характеризуемой территории выделяются два гидрогеологических комплекса: мезозойско- кайнозойский и палеозойский.

Мезозойско-кайнозойский комплекс связан в основном с покровным кайнозойским чехлом (пьезоизогипсы повсеместно), мощность которого колеблется, достигая на отдельных участках от 322 до 484,5 метров, объединяет грунтовые и слабонапорные, иногда спарадически распространенные воды преимущественно четвертичных отложений. Питание подземных вод первых от поверхности водоносных отложений происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и таяния снега.

Ниже залегает водоносный комплекс, приуроченный к зоне трещиноватости в различной степени метаморфизованных и дислоцированных пород разного состава и возраста. Он содержит напорные и слабонапорные воды.

Подземные воды верхней трещиноватой зоны палеозойских отложений питаются как за счет вертикальной фильтрации, так и за счет подтока южной части Чулымской группы бассейнов.

Водоносный комплекс мезозойско-кайнозойских отложений

Этот сложно построенный водоносный комплекс объединяет подземные водоносные горизонты болотных, коллювиальных и делювиальных накоплениний голоцена, спорадически распространённых вод субаэральных и субаквальных отложений эоплейстоцена – верхнего неоплейстоцена, горизонты в отложениях пойменной и надпойменных террас в долинах малых рек, воды спорадического распространения неоген-палеогеновых отложений  и водоносный горизонт меловых отложений.

Водоносные горизонты современных, верхне- и среднеплейстоценовых аллювиальных отложений речных долин представлены песками, супесемя, гравием, суглинками. Мощность отложений в среднем 40-50 метров. Слабоводоносный голоценовый болотный горизонт сложен суглинками,супесями, торф. Мощность до 10 метров. Горизонт локально-водоносный средне-верхненеоплейстоценовых озерно-аллювиальный представлен суглинками, супесями, песками и глинами. Мощность 7-20 метров.

Водоносные горизонты неоген-палеогеновых отложений (aN₂kc₁-P₂jr+ks) распространен повсеместно. Отложения представлены мелкими, средними и крупными песками, гравием, алевритами, глинами, прослоями бурых углей. Глубина залегания неоген-палеогеновых отложений от 10 до 200 метров. Мощность в среднем 20-30 метров. Дебит по скважинам от 0,76 до 26,4 л/сек. Воды по своему химическому составу хлоридные и гидрокарбонатные. Минерализация 0,26-0,39 г/л. Воды данных горизонтов используются деценрализованного и централизованного водоснабжения. 

Водоносные горизонты меловых отложений (K₂sm₁-K_1-2pk) распространены в северо-восточной части листа О-45-XXXI. Воды приурочены к слабо литифицированным алевритам, глинам, мелким песчаникам и пескам. Глубина залегания меловых отложений, в среднем 180 метров. Дебит по скважинам составил от 2,3 до 6,5 л/сек. Воды по составу гидрокарбонатные, хлоридно-гидрокарбонатные. Минерализация вод 0,36 г/л.

Водоупорные породы

Глинистые продукты коры выветривания мел-палеогенового хемогенного горизонта служат региональным водоупором, разделяющим верхний и нижний гидрогеологические комплексы. По площади водоупорная толща распространена неравномерно. Более или менее выдержанная глинистая водоупорная толща сохранилась на севере и на юге площади, в местах погружения палеозойского фундамента. В центральной приподнятой части площади глинистая толща сохранилась на небольших разобщенных участках, в мелких депрессиях палеозойского фундамента и в останцах размыва. В долинах рек, а также в долинах их крупных притоков эти отложения почти полностью размыты. Также наблюдается водоупорный горизонт, разграничивающий собой верхний гидрогеологический комплекс, а именно, люлинворский горизонт, разделяющий aN₂kc₁-P₂jr+ks и K₂sm₁-K_1-2pk горизонты, является местным водоупором.

Суммарная мощность водоупорных глин в отдельных замкнутых депрессиях достигает 120 метров. На большей части площади распространения она составляет 10-30 метров.

Палеозойский  водоносный комплекс

Палеозойский (PZ) этаж выходит на дневную поверхность в юго-восточной части изучаемого района, в долинах рр. Черная и Томь. Данный этаж представлен локально водоносной зоной трещиноватости палеозойских метаморфизованных пород. Его состав: Глинистые сланцы, песчаники, алевролиты, прослои известняков. Мощность до 135 м., наиболее часто встречаемая – 30 м. Положение кровли: глубина от поверхности земли – 11-435 м., абсолютная отметка – -309– +117 м. Положение уровня воды: глубина от поверхности земли – 42– +2 м., абсолютная отметка – 70-125 м. напор над кровлей – 4-408 м. Удельные дебиты – 0,0007-0,3 л/с. Коэффициент фильтрации – 0,003-0,56 м/с. Характеристика воды: минерализация – 0,2-0,5 г/дм³, преобладающий тип воды – Cl-HCO₃, HCO_3, различного катионного состава. Основное практическое значение воды – децентрализованное и централизованное водоснабжение отдельных населенных пунктов и сельскохозяйственных объектов.

Воды зоны трещиноватости палеозойских пород

В нижнем гидрогеологическом комплексе  рассматриваются воды зоны трещиноватости (ВЗТ) палеозойских пород, отражающие единый водоносный горизонт. Он представляет собой гидравлически связанные воды зон трещиноватости различных по составу палеозойских пород, интенсивно трещиноватых.

Преимущественным распространением пользуются ВЗТ, залегающие под осадочным  чехлом, в составе которого определенную роль играют описанные выше водоупорные  породы, обуславливающие местные  напоры. В условиях выхода трещиноватых пород на дневную поверхность (чаще всего в бортах речных долин, реже на водоразделах) мы имеем дело с  зонами открытой трещиноватости, распознаваемыми по наличию источников-ключей.

Глубина залегания подземных  вод зон трещиноватости в пределах территории листа, на разных участках различна, более 200 метров.

Характеристика водоносных зон трещиноватости разновозрастных пород палеозойского фундамента: ВЗТ D_3pc-C_1-2bs распространены повсеместно. Выходят на дневную поверхность выходят на юге, юго-западе и центральной части листа О-45-XXXI. Отложения представлены глинистыми сланцами, песчаниками, алевритами, прослойками известняков. Глубина от поверхности земли 42 метра. Минерализация 0,2-0,5 г/л. Тип воды хлоридно-гидрокарбонатный. Дебит скважин достигает 0,04-7,3 л/сек.

Воды комплекса зон  трещиноватости используются, в основном, для децентрализованного водоснабжения, а так же для централизованного водоснабжения отдельных населённых пунктов и сельскохозяйственных объектов.