Нижний гидрогеодинамический этаж

 

Исходя из особенностей геологического строения и гидрогеологических условий в зоне активного водообмена в пределах территории г.Перми и г.Кунгура выделяются следующие гидрогеологические подразделения:

– водоносный локально-слабоводоносный аллювиальный горизонт, объединяющий аллювиальные отложения поймы, I аккумулятивной, II и III эрозионно-аккумулятив­ных террас р. Камы;

– проницаемый локально-слабоводоносный горизонт аллювиально-делювиальных и покровных отложений IV надпойменной террасы и высокой равнины;

– шешминский терригенный слабоводоносный локально-водоносный комплекс;

– соликамская терригенно-карбонатная водоносная свита, которая подразделяется на 2 подсвиты:

нижнюю – водопроницаемую локально-водоносную терригенно-карбонатную,

верхнюю – водоносную терригенно-карбонатную.

Довольно часто в четвертичных отложениях формируются техногенные водоносные горизонты и верховодка, происхождение которой чаще всего также имеет техногенный характер.

Водоносный локально-слабоводоносный четвертичный аллювиальный горизонт вскрывается скважинами на глубине от менее 2 м до 10-15 м и более. В большинстве случаев подземные воды вскрываются в интервале 0-5 м.

Мощность водоносного горизонта обычно на пойме и низких терраса составляет 10-20 м, на III террасе 5-10 м. Горизонт характеризуется присутствием пластов и линз гравия и галечника в основании разреза и разнозернистых песков с прослоями и линзами супесей и суглинков в его верхней части.

Коэффициент фильтрации для мелких песков изменяется от 0,1 до 9,8 м/сут., средних – от 3 до 18,5 м/сут. (Костарев и др., 1985 г.). Для песчано-гравийно-галечных отложений значения коэффициента фильтрации в основном составляет 20-50 м/сут, редко менее. В целом отмечаются более низкие значения коэффициента фильтрации для левобережной части исследуемой территории.

На пойме и низких террасах прослеживается четкая гидравлическая связь аллювиального горизонта с р. Камой. Ширина зоны влияния режима водохранилища на колебаниях уровня подземных вод зависит от литологического состава прибрежной полосы и степени наполнения водохранилища. Это влияние сказывается на расстоянии от 110 до 350 м., захватывая в основном пойму и I надпойменную террасу, иногда II террасу (Курья, Закамск).

По водообильности аллювиальный горизонт неоднороден. Производительность скважин варьирует от менее 0,5 л/с (долина р. Ласьвы) до 2-3 л/с и более (В. Курья, Закамск) при понижениях уровня в основном в пределах 1-5 м. Дебиты родников колеблются от сотых долей до нескольких литров в секунду (пластовые выходы).

Основным источником питания горизонта являются атмосферные осадки, дополнительными – трещинно-грунтовые воды шешминского терригенного комплекса, речные воды р. Камы, а также утечки из коммуникаций и промстоки. Движение грунтовых вод происходит от тылового шва II и III террас к р. Каме.

Проницаемый локально-слабоводоносный горизонт аллювиально-делювиальных и покровных отложений IV надпойменной террасы и высокой равнины распространен в основном на левобережной восточной части г. Перми, где сосредоточена основная городская и промышленная застройка, а также на правом берегу р. Камы (рис.11), в районе микрорайона Гайва. Разрез горизонта представлен толщей покровных суглинков и глин, обогащенных в нижней части гравийным материалом. На отдельных участках (Висим, Городские Горки) в суглинках встречаются линзы песка мощностью до 1 м. На коренном цоколе, на глубине 5-15 м в виде линз залегают песчано-гравийные отложения мощностью 3-10 м. Поверхность рассматриваемого горизонта расчленена глубокими дренами.

Вследствие незначительной мощности горизонта и различной степени дренированности его, в естественных условиях рассматриваемый горизонт является локально-водоносным. Подземные воды приурочены к линзам песка и песчано-гравийных отложений, залегающих среди покровных суглинков, которые на отдельных участках сдренированы и являются безводными.

На обводненных территориях подземные воды встречаются на глубине 5-10 м, реже на 3-4 м. Воды, разгружаясь в делювий, часто вызывают сплавы грунтовых масс в верхней части склонов (правобережье р. Егошихи).

Локальная обводненность горизонта наблюдается на Городских Горках, в Костарево, на Висиме и Вышке I.

В ряде районов в процессе застройки естественная локальная обводненность горизонта нарушается. Это происходит вследствие нарушения дренированности (засыпки дрен) и создания дополнительных источников питания (утечки из трубопроводов и т.п.). В толще слабопроницаемых покровных суглинков формируются техногенные водоносные горизонты, которые, сливаясь с природными водами, обводняют всю толщу четвертичных отложений. В результате на застроенных площадях на глубине от менее 2 до 4 м. подземные воды фиксируется повсеместно.

Слабоводоносный локально-водоносный шешминский терригенный комплекс занимает восточную часть левобережья исследуемой территории. Комплекс представлен мощной толщей красноцветных и переслаивающихся в вертикальном разрезе, замещающихся и выклинивающихся по простиранию песчаников, алевролитов, аргиллитов с прослоями и линзами известняков, мергелей. Характерной особенностью разреза является его загипсованность. Водоносные породы (песчаники, конгломераты, алевролиты, известняки) залегают в виде прослоев и линз различной мощности, при этом основными водовмещающими породами являются песчаники. Водоупорными отложениями служат аргиллиты, глинистые алевролиты (табл. 2, фото 2 – 5).

По вертикальному разрезу водоносные слои распределяются неравномерно. Наибольшая их частота отмечается до глубины 60-80 м. Ниже, в связи с затуханием экзогенной трещиноватости, частота водопритоков резко уменьшается.

Фильтрационные свойства пород зависят от эффективной трещиноватости. В целом, по данным Е.А. Иконникова (1990 г.), комплекс характеризуется преобладанием коэффициентов фильтрации 10^-2 - 10^-1 м/сут, которые составляют 72,2% от общего числа определений по материалам пробных откачек из одиночных скважин.

В верхней части комплекса повсеместно, выше эрозионного вреза, развиты трещинно-грунтовые воды, трещинно-пластовые безнапорные воды залегают ниже трещинно-грунтовых вод, там, где последние не имеют сплошной водоупорной подошвы. Они распространены выше эрозионного вреза и находятся в условиях активного водообмена. Ниже уровня местных базисов дренирования циркулируют трещинно-пластовые напорные воды. По гидрогеологическим «окнам» эрозионного и тектонического происхождения, а также в местах фациального замещения пород они гидравлически связаны с грунтовыми водами. На этих участках возможна связь и с напорными водами нижележащих отложений. Глубина залегания трещинно-грунтовых вод изменяется от 5-10 м в долинах рек до 20 м и более на водоразделах. Наибольшая глубина залегания подземных вод (более 20 м) отмечается на междуречье рек Мулянки и Данилихи (микрорайоны Ераничи, Крохалевка, Бахаревка), а также в районе плотины КамГЭС. Меньшие глубины до уровня трещинно-грунтовых вод (5-10 м) зафиксированы в бассейнах рек Ивы и Бол. Мотовилихи, а также в верховьях рек Егошихи и Данилихи. На междуречьях рек Бол. Мотовилиха-Язовая, Язовая-Амбарка (микрорайоны Запруд, Вышка-I, Вышка-II, Чапаева, Камский) подземные воды залегают в интервале 10-20 м.

В пределах междуречий глубина до зеркала трещинно-грунтовых вод закономерно возрастает от подошвы склонов к водоразделам. На участках, где имеются «подвешенные» горизонты, связанные с фациальной невыдержанностью шешминских отложений, наблюдается отклонение от этой закономерности.

Водообильность комплекса характеризуется дебитами скважин, которые колеблются от 0,1-0,3 до 5-10 л/с и более. Наибольшая водообильность пород отмечается в бассейне нижнего течения р. Васильевки. В целом комплекс является слабообильным, в связи с преобладанием в разрезе пород с низкими фильтрационными свойствами.

Основным источником питания подземных вод служат атмосферные осадки, на что указывает зависимость дебита родников от выпадения дождей и весеннего снеготаяния или отсутствия атмосферного питания в зимнее время. Движение трещинно-грунтовых вод происходит от водоразделов к местным дренам (р. Мулянке, Данилихе, Егошихе и др. и к р. Каме).

Соликамская терригенно-карбонатная водоносная свита широко распространена, характеризуется сложными гидрогеологическими условиями и является важной гидростратиграфической единицей Волго-Камского ар­тезианского бассейна.

Свита подразделяется на две подсвиты: нижнюю – водопроницаемую локально-водоносную терригенно-карбонатную и верхнюю – водоносную терригенно-карбонатную.

Водовмещающими в подсвитах являются известняки, доломиты, мергели, песчаники, алевролиты, водоупорными – аргиллиты и нетрещиноватые разности карбонатных пород. Фильтрационная способность пород невысокая: коэффициенты фильтрации чаще всего равны 1-10 м/сут.

Свита является водообильной: дебиты родников достигают до 240 л/с (преобладают дебиты 1-15 л/с), дебиты скважин изменяются от 0,1 до 100 л/с (чаще 4,2-9,6 л/с).

На правобережье Камы под толщей шешминских отложений, на глубинах 130-150 м, в соликамских отложениях циркулируют минерализован­ные напорные воды. Активность водообмена здесь резко снижается с возрастанием глубины и в направлении падения пластов, что отражается на химизме вод.

Питание подземных вод соликамского комплекса осуществляется за счет атмосферных осадков и возможного перетока из вышележащего шешминского комплекса на участках его развития с поверхности. Движение подземных вод происходит от водоразделов к речным долинам, где они разгружаются в виде родников и подрусловым путем (табл.2).

Слабоводоносный локально-водоносный шешминский терригенный комплекс и водоносный локально-слабоводоносный четвертичный аллювиальный горизонт являются основными в рассматриваемом районе, имеющими практическое значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Проницаемый локально-слабоводоносный горизонт аллювиально-делювиальных и покровных отложений IV надпойменной террасы и высокой равнины ввиду малой мощности, очень низкой водообильности и локальной (спорадической) обводненности практического значения не имеет [13].