Гидрогеологическая характеристика и общая оценка подземных вод

 

Территория Казани характеризуется сложными гидрогеологическими условиями вследствие большой изменчивости мощности и структуры водоносных горизонтов при сложной гидрогеохимической обстановке, обусловленной техногенной нагрузкой.

Особенности гидрогеологических условий территории города определяются, прежде всего, наличием палеодолины р. Волги, прорезающей коренные отложения пермского возраста до абсолютных отметок минус 30 м.

Грунтовые воды аллювиальных отложений долины Волги залегают в неравномернозернистых песках, нередко с галечниками в основании. Характер строения песков, их довольно большая мощность (до 50-60 м) и хорошая проницаемость благоприятствуют накоплению в аллювиальных отложениях значительных количеств воды. В цоколе четвертичных отложений обычно залегают трещиноватые породы верхней перми, причем последние также водоносны и образуют с аллювиальными водами как бы единый горизонт грунтовых вод. В таком случае общим водоупором подземных вод, приуроченных к толще четвертичных и верхнепермских отложений в долине Волги в пределах г. Казани, служит сульфатно-карбонатная толща сакмаро-артинского яруса нижней перми. В нижнепермских и каменноугольных отложениях выделяются несколько водоносных горизонтов, воды являются напорными.

Грунтовые воды четвертичных отложений играют важную роль в гидрогеологии района. Приурочены они к аллювиальным образованиям рек Волги и Казанки. Грунтовые воды различных террас находятся в зоне насыщения, свободно сообщаются друг с другом, образуют единый грунтовый поток, дренируемый Волгой и ее притоками. Вышележащие же горизонты распространены спорадически; в большинстве своем они маломощны и, дренированные оврагами, быстро теряют свое значение.

Питание грунтовых вод четвертичных отложений осуществляется за счет различных источников, главным из которых являются атмосферные осадки, выпадающие на поверхность земли. Большую долю участия принимают речные воды.

Большие ресурсы подземных вод связаны с карбонатными породами казанского яруса, погребенными под четвертичными отложениями. Наибольшей водообильностью характеризуются верхнеказанские трещиноватые доломиты и известняки, а также известняки и песчаники, залегающие в кровле нижнеказанского подъяруса. Ложем их служит толща нижненермских известняков и доломитов, с прослоями и пачками гипсов и ангидритов. Литологический состав нижнеказанских отложений, в которых преобладают трещиноватые известняки, частично доломиты и песчаники, чередующиеся с подчиненными им прослоями мергелей, алевритов, создают благоприятные условия для циркуляции подземных вод.

По химическому составу подземные воды верхнеказанских отложений довольно разнообразны. В случае инфильтрационного питания за счет атмосферных или аллювиальных вод формируется гидрокарбонатно-кальциевый тип воды. Этот вид питания проявляется на коренных водораздельных склонах Волги и под высокими речными террасами в Советском, Вахитовском и большей части Приволжского районов г. Казани. Совместное поверхностное и глубинное питание характерно для верхнеказанского и нижнеказанского водоносного горизонта. Особенно интенсивен этот вид питания на первой надпойменной террасе в бассейне нижнего течения р. Казанки в пределах восточной части Кировского и Московского районов. Воды, связанные с известняками и песчаниками нижнеказанского подъяруса, залегают в одних случаях под водоносными песками четвертичного или плиоценового руслового аллювия, в других - под плиоценовыми глинами. По составу они относятся к гидрокарбонатным.

Водоносные горизонты нижней перми приурочены к карбонатному комплексу пород и к верхней части сакмарских отложений. Водоносными являются пористо-кавернозные и трещиноватые известняки и доломиты, нередко загипсованные в верхней части разреза; водоупорными - плотные и окремнелые их разности, а также, местами, прослои ангидритов. Верхняя часть отложений сакмарского яруса, сложенная сульфатно-карбонатной толщей, в результате длительной эрозии, карстования и разрушения обладает достаточно хорошими коллекторскими свойствами и обычно является водоносным горизонтом, имеющим значительную производительность. Воды сакмарских отложений обладают повышенной минерализацией, по составу - сульфатные кальциевые, для питьевых целей не пригодны.

Обобщая гидрохимические данные наблюдений последних лет за состоянием подземных вод города, следует отметить следующее: химический состав грунтовых вод преимущественно гидрокарбонатный, сульфатно-гидрокарбонатный с различными катионными комбинациями (Экология города Казани, 2005). Сульфатные и хлоридные воды пользуются подчиненным распространением. Природной гидрогеохимической обстановкой обусловлено повышенное содержание железа и марганца (до 0,3 мг/л) (проект ООО НПП «Казаньгеология», 2008).

Подземные воды широко используются для целей хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения. Основной упор делается на эксплуатацию водоносных горизонтов и свит неоген-четвертичного и казанского возрастов. На долю подземных вод неоген-четвертичных отложений приходится 43% водоотбора, на долю казанских 55% и лишь 2% - нижнепермских (Экология города Казани, 2005).

В общей геофильтрационной модели Приказанской группы месторождений пресных подземных вод в геологическом разрезе на глубину его изучения выделено три условных слоя (пласта):

слой 1 - от уровня подземных вод до глубины залегания кровли казанских отложений, включающий в себя водонасыщенную часть четвертичных аллювиальных отложений, а также верхнюю часть неогеновых отложений;

слой 2 - в интервале глубин залегания казанских отложений, объединяющий верхне- и нижнеказанский водоносные комплексы, а также среднюю наиболее продуктивную часть разреза неогеновых отложений палеодолин;

слой 3 - объединенные сакмарский (встречающийся чаще всего) и ассельский водоносные горизонты, а также нижняя часть разреза неогеновых отложений, расположенная ниже глубины залегания подошвы нижнеказанских отложений, прорезанной палеодолиной (проект ООО НПП «Казаньгеология», 2008).